Типы тормозных систем. Классификация
Тормозное управление должно состоять из четырех систем:
- рабочей;
- запасной;
- стояночной;
- вспомогательной.
Системы могут иметь общие элементы, но не менее двух независимых органов управления.
Каждая из этих систем включает в себя тормозные механизмы, обеспечивающие создание сопротивления движению автомобиля и тормозной привод, необходимый для управления тормозными механизмами.
Рабочая (основная) тормозная система предназначена для уменьшения скорости движения вплоть до полной остановки автомобиля.
Рабочая тормозная система автомобиля обычно приводится в действие ножной тормозной педалью. На прицепах и полуприцепах рабочая система приводится в действие по гидравлическому, пневматическому или электрическому сигналу, поступающему от тормозной системы автомобиля-тягача в момент начала его торможения. Существуют также тормозные системы прицепов, в которых рабочая система начинает срабатывать вследствие набегания (накатывания) прицепа на тормозящий тягач, при котором возникает сила сжатия в сцепке. Такая тормозная система прицепа называется тормозом наката.
Запасная тормозная система предназначена для плавного снижения скорости или остановки движущегося автомобиля в случае полного или частичного выхода из строя рабочей системы.
Запасная тормозная система должна использоваться при отказе или неисправности рабочей тормозной системы. Она может быть менее эффективной, чем рабочая тормозная система. В случае отсутствия на автомобиле специальной автономной запасной тормозной системы ее функции может выполнять стояночная тормозная система. Важное требование к запасной тормозной системе — наличие следящего действия, т.е. пропорциональности между усилием на педали (рычаге) и тормозным моментом на колесах автомобиля.
Стояночная тормозная система обеспечивает удержание остановленного автомобиля на месте на горизонтальном участке, а также на уклоне неограниченно длительное время.
Стояночная тормозная система обычно приводится в действие от рычага (рукоятки) рукой водителя. Иногда стояночная система приводится в действие ногой от специальной педали. Удержание транспортного средства на уклоне должно производиться как на участке подъема, так и на участке спуска дороги. Стояночная система должна удерживать автомобиль или прицеп (полуприцеп) на уклоне определенной величины неограниченно долгое время. В связи с этим использование, например, гидравлики или пневматики в тормозных механизмах стояночной системы невозможно из-за опасности утечки жидкости или воздуха с течением времени. Привод тормозных механизмов стояночной системы у современных транспортных средств может быть механическим, от рычага (педали) через тросы (тяги) и рычаги, электрическим, пневматическим и т. д.
Помимо этих систем на грузовых автомобилях весом более 16 т и на больших междугородных автобусах обязательно применение четвертой тормозной системы —вспомогательной (противоизносной). Эта система служит для уменьшения нагруженности и температуры тормозных механизмов рабочей тормозной системы.
Вспомогательная тормозная система, ограничивающая скорость движения автомобиля на длительных спусках, выполняется не зависимой от других тормозных систем.
Транспортное средство при движении под уклон начинает постепенно разгоняться, достигая скорости, опасной с точки зрения водителя для безопасного движения. Водитель притормаживает, используя рабочую тормозную систему, снижая скорость до безопасной. Через некоторое время автомобиль вновь разгоняется и цикл притормаживания повторяется. За путь движения с перевала длиной 5-20 км циклы притормаживания рабочей системой многократно повторяются. Это сопровождается износом шин, тормозных накладок и — самое главное — увеличением температуры тормозных механизмов, в первую очередь тормозных накладок. При разогреве накладок тормозных механизмов снижается коэффициент трения накладки о тормозной барабан, а, следовательно, и тормозная эффективность тормозного механизма. В результате эффективность торможения автомобиля в начале спуска с горы и в конце, при прочих равных условиях, совершенно различная. Резкое ухудшение тормозных свойств автомобиля с горячими тормозными механизмами может привести к дорожно-транспортному происшествию с тяжелыми последствиями.
Поэтому и была разработана для тяжелых автомобилей и автопоездов вспомогательная тормозная система, которая обеспечивает длительное движение на спуске с небольшой постоянной скоростью без использования (и разогрева) механизмов рабочей тормозной системы. Последние должны оставаться в холодном состоянии и готовности выполнить в любой момент торможение с максимальной эффективностью.
Вспомогательная система не может снизить скорость автомобиля до нуля. По нормативным документам эффективность вспомогательной тормозной системы считается достаточной, если на уклоне в 7 % длиной 7 км скорость автомобиля поддерживается на уровне (30+5) км/ч.
Конструктивно вспомогательная тормозная система выполняется сейчас тремя способами: моторный тормоз, гидравлический тормоз-замедлитель и электрический тормоз-замедлитель.
Совокупность всех тормозных систем называют системой тормозного управления.
К тормозному управлению предъявляются повышенные требования, т.к. оно является важнейшим средством обеспечения активной безопасности автомобиля.
Технические требования к тормозным системам следующие:
- обеспечение минимального тормозного пути, максимального установившегося замедления или тормозной силы на колесах;
- удержание транспортного средства на уклоне определенной величины на стоянке;
- сохранение устойчивости при торможении (критериями устойчивости служат линейное отклонение, угловое отклонение, угол складывания автопоезда);
- стабильность тормозных свойств при неоднократных торможениях, при которых происходит разогрев тормозных механизмов;
- минимальное время срабатывания тормозного привода;
- следящее действие тормозного привода, т.е. пропорциональность между усилием на педали (рычаге) и тормозным моментом на колесе;
- малая работа управления тормозными системами (усилие на тормозной педали, в зависимости от назначения автотранспортного средства, должно быть не более 500-700 Н; ход тормозной педали 80-180 мм);
- поддержание установившейся скорости при движении на затяжном спуске (для вспомогательной тормозной системы);
- отсутствие полного блокирования (юза) колес;
- неравномерность действия тормозов левого и правого колес одной оси не должна превышать определенной величины;
- отсутствие раздражающих органолептических явлений при торможении (скрип, неприятный запах);
- повышенная надежность всех элементов тормозных систем, основные элементы которых не должны выходить из строя на протяжении гарантированного ресурса.
Должна быть также предусмотрена световая и акустическая сигнализация, оповещающая водителя о неисправностях в системе тормозного управления.
Каждая из перечисленных тормозных систем включает один или несколько тормозных механизмов и тормозной привод.
Тормозные механизмы
Классификация тормозных механизмов:
- механический (фрикционный);
- гидравлический;
- электрический;
- дисковый;
- барабанный;
- колесный;
- трансмиссионный;
- колодочный;
- ленточный
Тормозной механизм предназначен для создания тормозного момента, препятствующего вращению колеса автомобиля или элемента трансмиссии, соединенного с колесом. Наиболее распространенными тормозными механизмами являются фрикционные, принцип действия которых основан на трении вращающихся деталей о неподвижные. По форме вращающихся деталей фрикционные тормозные механизмы делятся на барабанные и дисковые. Невращающимися деталями барабанных тормозов могут быть колодки или ленты, дисковых тормозов — только колодки.
Наиболее распространенное место размещения тормозного механизма — внутри колеса (хотя это и увеличивает неподрессоренные массы), поэтому такие механизмы называются колесными. Иногда тормозные механизмы располагаются в трансмиссии автомобиля, например за коробкой передач или раздаточной коробкой, перед главной передачей или на полуосях. Такие механизмы называются трансмиссионными.
Тормозной привод
Тормозной привод необходим для управления тормозными механизмами, т.е. для их включения, выключения и изменения режима работы.
Тормозной привод должен:
- обеспечивать легкое, быстрое и одновременное приведение в действие тормозных механизмов;
- распределять приводное усилие между механизмами осей или колес в соответствии с изменением вертикальной нагрузки, приходящейся на них;
- обеспечивать пропорциональность между усилием на педали или рычаге и силами, приводящими тормоз в работу;
- иметь высокий КПД;
- быть несложным и надежным в эксплуатации;
- обеспечивать движение колеса при торможении без полного блокирования.
Классификация тормозных приводов:
- механический;
- гидравлический;
- электрический;
- пневматический;
- комбинированный (пневмогидравлический, электропневматический, электрогидравлический, пневмомеханический, гидропневмогидравлический).
Все приводы имеют свои преимущества и недостатки и поэтому применяются в различных тормозных системах на разных типах автотранспортных средств.
Механический привод, состоящий из тяг и рычагов, применяют в основном в тормозных системах с ручным управлением (вспомогательная тормозная система - стояночный тормоз). В данном приводе для включения тормозного механизма используется мускульная энергия водителя.
Гидравлический привод применяется в рабочей тормозной системе легковых автомобилей и грузовых малой и средней грузоподъемности. В данном приводе усилие оси педали к тормозным механизмам передается жидкостью.
Пневматический привод широко используется в тормозной системе тягачей, грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности и автобусов. В тормозной системе с пневматическим приводом тормозные механизмы включаются за счет использования энергии сжатого воздуха. На длиннобазных автомобилях и тягачах большегрузных автопоездов часто используются комбинированный привод гидропневматический. В данном приводе для увеличения тормозных усилий используется энергия сжатого воздуха, а передача их к тормозному механизму осуществляется жидкостью.
Электрический привод необходим на автопоездах, так как при этом достигается наиболее простой способ передачи энергии на большие расстояния при весьма малом времени на срабатывания тормозной системы.
Контрольные вопросы
1. Классификация тормозных приводов
2. Классификация тормозных механизмов
3. Технические требования к тормозным системам
4. Из каких основных систем состоит тормозной механизм
Лекция 7.