Тема 27 Тормоза Тормозная система служит для

Тема № 27. Тормоза Тормозная система служит для снижения скорости машины и удержания её на стоянке. Данная система состоит из тормозного привода и тормозных механизмов. Требования, предъявляемые к тормозной системе, такие же как и к системе поворота. Согласно действующим нормативным документам на любой самоходной машине должно быть четыре вида тормозных систем: 1) рабочая; 2) стояночная; 3) запасная; 4) вспомогательная.

2. В указанных четырёх системах некоторые элементы могут быть общими, например, тормозные механизмы, но приводов должно быть как минимум два. Причём привод стояночного тормозного механизма - только механический. Иногда он располагается в трансмиссии. Стояночный (трансмиссионный) тормоз ЗИЛ-130

3. Запасная система необходима в случае выхода из строя рабочей, а вспомогательная - при длительных торможениях, например, на затяжных спусках. В качестве запасной и одновременно вспомогательной тормозных систем часто выступает ДВС при переводе его на режим принудительного холостого хода и включённой передачи в трансмиссии. На самоходной технике применяют тормозные механизмы: 1) барабанные; 2) дисковые; 3) ленточные. На тяжёлых машинах (Мо. АЗ, Бел. АЗ) находят применение также многодисковые тормозные механизмы, конструкции которых аналогичны фрикционам трансмиссий.

4. Основными элементами барабанного тормозного механизма являются: 1) барабан, жёстко связанный с вращающимся колесом или валом; 2) тормозной щит, закреплённый на неподвижной части машины (балке моста, картере коробки передач и т. п. ); 3) тормозные колодки (устанавливаются на тормозном щите) с приклеенными или приклёпанными фрикционными накладками; 4) разжимной элемент, который воздействуя на колодки (разжимая их) осуществляет прижатие накладок к вращающемуся тормозному барабану (в качестве разжимного элемента может быть колёсный тормозной цилиндр, валик с кулачками, клин и т. п. ); 5) возвратные пружины; 6) устройство регулировки зазора между барабаном и накладками.

Дисковые тормозные механизмы имеют значительно большую энергоёмкость, то есть способны за один и тот же промежуток времени перевести больше кинетической энергии в тепловую. Но они хуже защищены от грязи и пыли в сравнении с барабанными. Основными элементами дискового тормоза являются: 1) вращающийся тормозной диск (иногда вентилируемый, то есть с радиальными отверстиями); 2) охватывающая диск скоба (суппорт) с кронштейном крепления к неподвижной части моста (поворотному кулаку); 3) один или несколько колёсных цилиндров с тормозными колодками и накладками. Различают две разновидности дисковых тормозов: - с неподвижным суппортом; - с плавающей скобой. Дисковый тормоз ВАЗ-2108

6. В последнем случае, т. е. в дисковом тормозном механизме с плавающей скобой, достаточно только одного колёсного цилиндра, потому что скоба при торможении перемещается в противоположную от поршня сторону и прижимает к диску соответствующую колодку. В дисковом тормозном механизме нет необходимости применять возвратные пружины и механизм регулировки зазора, так как отход колодок от диска осуществляется автоматически за счёт упругих сил уплотнительных колец и биения самого диска.

Тормозные механизмы ВАЗ-2110

На самоходных машинах применяют тормозные приводы: 1) гидравлические; 2) пневматические; 3) электропневматические. Тормозная система с гидроприводом ГАЗ-51

Гидропривод тормозов используют как правило на малоразмерной технике (легковые автомобили, малотоннажные грузовики и т. п. ). Его конструкция аналогична гидроприводу сцепления и включает: 1) главный тормозной цилиндр (ГТЦ), поршень которого кинематически связан с тормозной педалью; 2) колёсные тормозные цилиндры, разжимающие колодки; 3) трубопроводы; 4) питательный бачок с тормозной жидкостью. На современных автомобилях применяют двухконтурные крестообразные схемы тормозных приводов. Т. е. ГТЦ имеет два поршня, каждый из которых вытесняет тормозную жидкость в свой контур. Один соединяет переднее левое и заднее правое колёса, а второй переднее правое и заднее левое. В приводах задних тормозных механизмов используют регуляторы давления, что снижает вероятность блокировки задних колёс при экстренном торможении, когда за счёт сил инерции существенно уменьшаются нормальные реакции задних колёс.

Fj j Gк 2 Gк 1 hg v Rz 1 l 2 Rz 2 Динамическая модель торможения машины При торможении машины действует замедление j. В результате появляется сила инерции Fj = m j. Так как центр масс машины расположен выше опорной поверхности на расстоянии hg , то сила инерции Fj создаёт инерционный момент Mj = Fj hg , действие которого приводит к появлению дополнительных прижимающих сил для колёс переднего моста Gк 1 = Mj / l 1 и отрывающих сил для колёс заднего моста Gк 2 = Mj / l 2. Поэтому, чтобы задние колёса не заблокировались и не увеличилась вероятность заноса машины, т. е. не терялась её курсовая устойчивость, в контурах приводов задних колёс устанавливают регуляторы давления в виде переменных дросселей.

Для облегчения управления машиной в гидроприводе тормозов применяют вакуумный усилитель, который состоит из: камеры с диафрагмой и двух клапанов (вакуумного и атмосферного). При торможении шток диафрагмы воздействует на поршень усилителя совместно с жидкостью, вытесняемой из главного тормозного цилиндра. Усилие на диафрагме создаётся за счёт разности давлений во впускном коллекторе двигателя и атмосферы. Вакуумный усилитель тормозов ГАЗ-66

При нажатии на тормозную педаль закрывается вакуумный клапан, который разобщает правую (по рис. ) полость камеры с левой. Затем открывается атмосферный клапан и сообщает левую полость камеры с воздушным фильтром, то есть с атмосферой. При перемещении поршня гидроцилиндра уменьшается давление на него, а, значит, и на штоке привода клапанов. В результате атмосферный клапан закроется, а вакуумный откроется. Дальнейшее нажатие на тормозную педаль приведёт к аналогичным вышеописанным результатам. Этим обеспечивается следящее действие вакуумного усилителя. То есть водитель по сути дела сжимает только пружину вакуумного клапана, а давление в гидросистеме тормозов создаёт поршень усилителя. В трубопроводе к вакуумной камере усилителя устанавливают обратный клапан, который отключает усилитель от ДВС или вакуумного насоса в случае остановки последних. Этим обеспечивается несколько торможений за счёт наличия остаточного разрежения (вакуума) в камере усилителя.

Тормозные приводы ВАЗ-2110

На тяжелых машинах часто применяют пневматический привод тормозов, который включает в себя (см. рис. ): 1) компрессор, приводимый от коленчатого вала ДВС; 2) ресиверы (пневматические баллоны), объём которых должен обеспечивать не менее 10 торможений со скорости 60 км/ч; 3) тормозной кран, кинематически связанный с тормозной педалью; 4) тормозные пневматические камеры, с помощью которых осуществляется разжим колодок тормозных механизмов. Тормозная система с пневмоприводом ЗИЛ-130

15. Тормозной кран пневмосистемы тормозов, также как гидроусилитель системы поворота и вакуумный усилитель гидропривода тормозов, должен обладать следящим эффектом, то есть усилия разжима колодок в тормозных механизмах должны быть пропорциональны усилию нажатия водителем на тормозную педаль. 1 3 4 Тормозной кран ЗИЛ-130 2

Структура и принцип работы тормозного крана аналогичны рассмотренному ранее вакуумному усилителю гидропривода тормозов. Внутри корпуса тормозного крана имеется выпускной клапан 1 и впускной 2. Первый из них сообщает через верхний штуцер (см. рис. ) крана все пневмокамеры тормозных механизмов с атмосферой, чем обеспечивается растормаживание машины. А впускной клапан через правый штуцер крана сообщает пневмокамеры с ресиверами, обеспечивая торможение машины. При нажатии водителем на тормозную педаль, рычаг 3 крана (см. рис. ) сжимает пружину, которая перемещает вправо седло выпускного клапана и закрывает последний. Дальнейшее перемещение пружины заставляет открыться впускной клапан, что приводит к увеличению давления как в тормозных пневмокамерах, так и в полости самого крана. В результате действия сил давления сжатого воздуха на диафрагму 4 крана, уравновешивается усилие пружины, то есть диафрагма прогнётся вправо и закроет впускной клапан. При большем нажатии на тормозную педаль в полости пмевмокамер зайдёт большее количество воздуха, то есть там будет больше давление, а, значит, и силы прижатия тормозных колодок, а при меньшем нажатии на педаль наоборот. Этим обеспечивается следящий эффект.

17. Для машин с прицепами применяют двухсекционные тормозные краны. Причём секция управления тормозами прицепа работает “зеркально” с секцией тягача, то есть, чем больше нажатие на тормозную педаль, тем давление в приводе управления тормозов прицепа меньше и наоборот. Это необходимо в случае отрыва от тягача прицепа для самоторможения последнего. На современных моделях самоходных машин применяют антиблокировочные системы (АБС) тормозов с электронным управлением. Такие системы имеют специальные электроуправляемые распределители в приводах тормозных механизмов, называемые модуляторами. Они при торможении соединяют колёсные гидроцилиндры (пневмокамеры) то с источником давления, то со специальной ёмкостью. Электронный блок управления, анализируя информацию от датчиков (угловых скоростей колёс, перемещения тормозной педали и других), изменяет частоту импульсов модуляторов, предотвращая блокировку колёс, а значит минимизируется вероятность заноса машины, но при этом несколько увеличивается тормозной путь.

18. К основным показателям, с помощью которых оценивают качество тормозной системы относят: 1) величина тормозного пути Sт (м) при экстренном торможении с заданной скорости, пройденного машиной с момента начала торможения. 2) наибольшее установившееся замедление машины jmax (м/с2). Процесс торможения машины изображается в виде диаграммы.

Fт Fт. уст 0 t 1 t 2 t Тормозная диаграмма машины На тормозной диаграмме начало координат соответствует моменту обнаружения препятствия, то есть осознание водителем необходимости торможения. Промежуток времени от 0 до t 0 - это время реакции водителя, то есть перенос ноги на тормозную педаль (для нормального человека примерно 0, 3 с). Интервал t 0. . . t 1 - это время срабатывания тормозного привода и механизмов (для гидропривода 0, 1. . . 0, 3 с, а для пневмопривода до 0, 6 с). Момент t 2 - окончание торможения.

Значение установившейся тормозной силы Fт. уст задаётся водителем в зависимости от дорожной обстановки путём большего или меньшего нажатия на тормозную педаль. Однако максимальная величина тормозной силы Fтmax, также как и максимальной силы тяги Fкmax, не может превышать предельного значения продольной реакции опорной поверхности Rxmax = Gк cos , где коэффициент сцепления; Gк - нормальная нагрузка на колесо; - угол наклона опорной поверхности к горизонту. Наибольшее замедление машины без юза колёс jmax = g( cos + ), где g = 9, 8 - ускорение свободного падения; - коэффициент суммарного дорожного сопротивления.

21. Тормозной путь машины зависит как от величины замедления, т. е. эффективности тормозов и состояния дороги, так и от кинетической энергии (квадрата скорости) машины в начале торможения. Наименьшее значение тормозного пути Sтmin для машины при торможении без юза колёс будет при jmax , то есть