Глава 10. Тормозное управление (стр. 2 )

- тормозной привод,

- исполнительные элементы,

- тормозные механизмы.

Источником энергии, обеспечивающим работу тормозной сис­темы, называется совокупность устройств, вырабатывающих или преобразующих эту энергию. Компрессор или гидронасос, создаю­щие давление рабочего тела (воздуха или жидкости), можно считать источниками энергии условно, поскольку они преобразуют меха­ническую энергию автомобильного двигателя. На автомобилях, имеющих малую массу, для торможения используется мускульная энергия водителя. В других случаях возможно комбинированное использование мускульной энергии и энергии двигателя, например, за счет разрежения во впускном коллекторе двигателя, позволяющего применять вакуумные усилители.

Функциями тормозного привода являются передача энергии от источника к исполнительным элементам, ее дозирование для обес­печения торможения с необходимой интенсивностью и правильное распределение энергии между тормозными механизмами разных колес. Тормозные приводы различают по виду используемой в них энергии:

- механические,

- гидравлические,

- пневматические,

- гидропневматические,

- электропневматические.

Исполнительными элементами привода называются устройства, преобразующие давление используемого в приводе рабочего тела в приводную силу, предназначенную для приведения в действие тормозных механизмов.

Тормозным механизмом называется устройство, служащее для непосредственного создания искусственного сопротивления движению автомобиля. Для всех тормозных систем, исключая вспомогательную, роль тормозного механизма выполняют фрикционные устройства с регулируемым моментом трения, создаваемым между вращающимися и неподвижными частями тормозных механизмов.

4. Тормозные механизмы

Фрикционные тормозные механизмы по виду вращающейся де­тали делятся на барабанные и дисковые.

По типу неподвижной детали механизмы делятся на колодочные и ленточные.

Наиболее распространены колодочные механизмы, ленточные иногда применяют в стояночных тормозных системах.

По месту установки тормозные механизмы подразделяют на колесные и трансмиссионные. Трансмиссионные механизмы, как правило, входят в состав стояночной тормозной системы.

Барабанные тормозные механизмы.

В настоящее время для рабочей тормозной системы применяют четыре разновидности барабанных тормозных механизмов, которые отличаются особенностями силового взаимодействия колодок с раз­жимающим устройством и барабаном (рис.2). Сравнение различных схем производят по реверсивности, урав­новешенности и коэффициенту эффективности.

Реверсивность тормозного механизма определяет независимость величины создаваемого им тормозного момента от направления движения автомобиля.

Уравновешенность тормозного механизма — это такое сочетание воздействия колодок на барабан, при котором работа тормозного механизма не приводит к нагружению подшипникового узла колеса.

Коэффициентом эффективности называют отношение тормозного момента (Мτ) к приводной силе (Р) и радиусу барабана (rб):

.

Рис.2. Схемы барабанных тормозных механизмов:

а – с равным перемещением колодок; б – реверсивного неуравновешенного; в – нереверсивного уравновешенного; г – реверсивного с плавающими колодками.

Из представленных схем видно, что при вращении тормозного барабана по часовой стрелки момент е·f·N2 силы трения f·N2 на правой колодке относительно опоры колодки сложится с моментом (с+а) ·Р от приводной силы Р. Таким образом эта колодка работает с самоусилением (самоприжимная или активная колодка). На вторую левую колодку указанные моменты действуют в противоположных направлениях, что приводит к уменьшению тормозной силы f·N1. То есть, эта колодка работает с самоослаблением (самоотжимная или пассивная колодка). Явления самоприжима и самоотжима являются важной принципиальной особенностью рабочего процесса барабанных тормозных механизмов. Для того, чтобы накладки обеих колодок изнашивались одинаково, их часто делают разной длины (рис.3).

Эффект самоусиления тормозного механизма можно повысить (примерно на 40%) применением разнесенных рабочих цилиндров (рис.2-в).

Самоустанавливающие колодки (рис.2-г) имеют две степени свободы (могут поворачиваться и одновременно независимо скользить относительно опоры). Они имеют склонность к вибрациям и используются только на легковых автомобилях.

Стабильность коэффициентов эффективности является очевид­ным условием достижения равных тормозных сил на колесах одного моста. Однако, значения Кэ зависят от коэффициента трения f, значение которого вследствие большого числа технологических и эксплуатационных факторов непостоянно и отклоняется от номи­нального в обе стороны.

На рис. 3 показан барабанный тормозной механизм. Опорная деталь 3, называемая тормозным щитом, жестко (клепкой или бол­тами) соединяется с балкой моста или при независимой подвеске— с деталью ее направляющего устройства. На щите установлены: рабочий цилиндр 2, опорные болты 13 колодок, дополнительные опоры 7 колодок и регулировочные пластины 11. На опорные болты 13 через шайбы 12 установлены колодки 1 и 5. На автомобилях, имеющих относительно небольшую массу, применяют колодки, изготовленные из двух листовых деталей. Для тяжелых грузовых автомобилей применяют литые колодки (иногда для этого используют легкие сплавы).

Рис. 3. Барабанный тормозной механизм.

Противоположные опорам концы колодок взаимодействуют с разжимным устройством. На рис.3 такое устройство содержит два поршня гидроцилиндра 2. При создании в цилиндре давления жидкости поршни прижимают колодки изнутри к тормозному барабану (на рисунке он не показан). При снижении давления жидкости в цилиндре колодки под действием стяжной возвратной пружины 4 возвращаются на прежнее место. Для увеличения коэффициента трения колодки оснащаются фрикционными накладками 6 и 8.

Фрикционные накладки колодок изготовляют формованием из смеси волокнистого асбеста со связующими материалами (каучук, минеральные и растительные масла, синтетические смолы). На старых автомобилях накладки крепились заклепками. На современных автомобилях накладки приклеиваются к колодкам.

По мере износа накладок предусматривается регулировка зазора между колодками и барабаном. Регулировка осуществляется за счет подбора толщины регулировочных шайб 12, а также производится с помощью болта 9, жестко связанного с фигурной пластиной («улиткой») 11. Улитка при вращении болта перемещает колодку 1. Фиксация деталей после регулировки зазора осуществляется гайками 14 и пружинами 10. На современных автомобилях регулировка обычно производится автоматически.

Разжимные устройства барабанных тормозных механизмов. В конструкциях барабанных тормозных механизмов привод (разведение) колодок осуществляется с помощью одностороннего или двухстороннего гидравлического цилиндра (рис.2-б, в,г). Естественно, что такой способ используется в гидравлическом приводе тормозов. При механическом или пневматическом приводе чаще используют рычажно-кулачковые разжимные механизмы (рис.2-а).

В пневматическом приводе (рис.4) шток пневматической камеры воздействует на рычаг, который поворачивает вал кулака 2, разжимая колодки 1. При этом эксплуатационная регулировка зазора между барабаном и колодками в таком тормозном механизме производится путем вращения кулака с помощью резьбового или червячного устройства. Иногда применяют клиновой разжимной механизм (рис.5).

Рис. 4. Тормозной механизм колес автомобилей КамАЗ:

1 — колодка; 2 — разжимной кулак о валом; 3 — суппорт; 4 — регулировочный рычаг; 5 - кронштейн вала разжимного кулака и тормозной камеры; 6 — ролик.

Клиновой разжимной механизм (рис.5) стоит из корпуса, отливаемого из ковкого чугуна за одно целое с суппортом 2, плунжеров 6, клина 4 и роликов 5, с помощью которых осуществляется разжим плунжеров. Необходимая для этого сила создается тормозной камерой 3, которую ввертывают в корпус снаружи тормозного механизма.

А - А

Рис. 5. Тормозной механизм с кли­новым разжимным устройством.

Клиновой разжимной механизм имеет более сложную конструкцию, более высокую стоимость по сравнению с кулачковым механизмом. Клиновой механизм обладает рядом преимуществ. Он компактнее, имеет меньшую массу, более высокий КПД и меньшее время срабатывания.

Схемы, представленные на рис. 6, поясняют действие клинового разжимного механизма. В исходном (отторможенном) положении (рис. 6-а) плунжеры 1 под действием стяжной пружины колодок упираются в выступ 2 корпуса 3. В начальный момент приведения в действие тормозного механизма плунжеры 1 перемещаются синхронно до соприкосновения колодок с барабаном. Затем один из плунже­ров под действием колодки, увлекаемой барабаном, отводится на­зад и, упершись в выступ 2, служит опорой для колодки. Другой плунжер оказывает приводное действие на вторую колодку (рис. 6-б и в).

а) б) в) г)

Рис. 6. Схемы работы клинового разжимного устройства и схема для его расчета:

а - исходное положение плунжера; б - положение при начальном синхронном перемеще­нии; в - рабочее положение (торможение); г - расчетная схема.