Статьи по теме "Тормоза"

Стояночный тормоз

Стояночный тормоз (обиходное название – ручник) служит для удержания автомобиля на месте длительное время. Используется во время стоянки автомобиля, остановке на площадках с уклоном, а также в движении для осуществления резких поворотов на заднеприводных спортивных автомобилях. Стояночная тормозная система является также запасной (аварийной) системой, так как полностью дублирует гидравлическую рабочую систему. Применение стояночного тормоза в экстренном случае во время движения позволяет довести транспортное средство до полной остановки.

Как любая тормозная система стояночный тормоз состоит из тормозного привода и тормозных механизмов.

В стояночной тормозной системе используется в основном механический тормозной привод, который обеспечивает передачу тормозного усилия от человека к тормозному механизму. Человек взаимодействует с ручным рычагом, тягой или ножной педалью.

Самым популярным устройством является ручной рычаг, который располагается, как правило, справа от водителя рядом с сиденьем. Ручной рычаг оснащен храповым механизмом, обеспечивающим фиксацию стояночного тормоза в рабочем положении. На рычаге расположен выключатель контрольной лампы стояночного тормоза. Сама лампа установлена на панели приборов и включается при срабатывании стояночного тормоза.

От рычага к тормозным механизмам усилие передается с помощью тросов. В конструкции тормозного привода стояночного тормоза используются один, два или три троса. Самая популярная схема с тремя тросами: один передний (центральный) и два задних троса. Передний трос соединен с ручным рычагом, задние тросы – с тормозными механизмами. Для соединения переднего троса с задними тросами и равномерной передачи усилия используется т.н. уравнитель.

Непосредственное соединение тросов с элементами стояночного тормоза осуществляется с помощью наконечников, часть из которых регулируемые. Регулировочные гайки на концах тросов позволяют изменять длину привода. Возвращение системы в исходное положение (снятие с тормоза) производится при переводе ручного рычага в соответствующее положение с помощью возвратной пружины. Пружина может располагаться на переднем тросе, уравнителе или непосредственно на тормозном механизме.

Тормозной привод стояночной тормозной системы должен регулярно использоваться, в противном случае может произойти закисание тросов и потеря функций. Это особенно актуально для автомобилей с автоматической коробкой передач, где в силу конструкции коробки стояночным тормозом можно не пользоваться.

На некоторых современных легковых автомобилях применяется электрический привод стояночного тормоза, в котором электродвигатель непосредственно взаимодействует с дисковым тормозным механизмом. Система носит названиеэлектромеханический стояночный тормоз.

В конструкции стояночного тормоза используются, как правило, штатные тормозные механизмы задних колес, в которые внесены ряд изменений.

В барабанном тормозном механизме торможение при стоянке производится с помощью отдельного рычага, который одной стороной соединен с задним тросом, другой – с тормозной колодкой. При срабатывании тормозного механизма трос перемещает рычаг, который в свою очередь толкает ведущую тормозную колодку и вместе с ней ведомую тормозную колодку к тормозному барабану. Происходит блокировка колеса.

На автомобилях с дисковыми тормозами применяют несколько конструкций стояночного тормозного механизма:

  • винтовой;
  • кулачковый;
  • барабанный.

Винтовой тормозной механизм используется в дисковых тормозах с одним поршнем. Механизм выполнен в суппорте дискового тормозного механизма. В данном устройстве поршень управляется с помощью вкрученного в него винта. Вращение винта обеспечивает рычаг, который другой стороной соединен с тросом. Так как при вращении винт перемещаться не может, вращение передается на соединенный с ним поршень. Поршень вдвигается по резьбе и прижимает тормозные колодки к диску.

Близка по конструкции к винтовому механизму конструкция кулачкового тормозного механизма. В данном устройстве перемещение поршня обеспечивает толкатель, имеющий привод от кулачка. Кулачек жестко соединен с рычагом, который в свою очередь связан с тросом. При повороте кулачка происходит перемещение толкателя и вместе с ним поршня тормозного механизма. В исходное положение система приводится с помощью возвратной пружины.

В дисковом тормозном механизме с несколькими поршнями применяется стояночный тормозной механизм барабанного типа. По сути это отдельный тормозной механизм со своими тормозными колодками. В качестве барабана используется внутренняя поверхность тормозного диска.

Главный тормозной цилиндр

Главный тормозной цилиндр – центральный конструктивный элемент рабочей тормозной системы. Он преобразует усилие, прикладываемое к педали тормоза, в гидравлическое давление в тормозной системе. Работа главного тормозного цилиндра основана на свойстве тормозной жидкости, не сжиматься под действием внешних сил.

На современных автомобилях устанавливается двухсекционный главный тормозной цилиндр. Каждая из секций обслуживает свой гидравлический контур. Для переднеприводных автомобилей один из контуров объединяет, как правило, тормозные механизмы правого переднего и левого заднего колес, второй – левого переднего и правого заднего колес. В заднеприводных автомобилях рабочая тормозная система построена несколько иначе. Первый контур обслуживает тормоза передних колес, второй – задних колес.

Главный тормозной цилиндр закреплен на крышке вакуумного усилителя тормозов. Над цилиндром расположен двухсекционный бачок с запасом тормозной жидкости, который соединяется с секциями главного цилиндра через компенсационные и перепускные отверстия. Бачок служит для пополнения жидкости в тормозной системе в случае небольших ее потерь (утечки, испарение). Стенки бачка прозрачные, на них выполнены контрольные метки, что позволяет визуально отслеживать уровень тормозной жидкости. В бачке также устанавливается датчик уровня тормозной жидкости. При падении уровня тормозной жидкости ниже установленного на панели приборов загорается сигнальная лампа.

Схема главного тормозного цилиндра

В корпусе главного тормозного цилиндра расположены друг за другом (тандемом) два поршня. В первый поршень упирается шток вакуумного усилителя тормозов, второй поршень установлен свободно. Уплотнение поршней в корпусе цилиндра выполнено с помощью резиновых манжет. Возвращение и удержание поршней в исходном положении обеспечивают две возвратные пружины.

Принцип работы главного тормозного цилиндра

При торможении шток вакуумного усилителя тормозов толкает первый поршень. При движении по цилиндру поршень перекрывает компенсационное отверстие. Давление в первом контуре начинает расти. Под действием этого давления перемещается второй контур, давление во втором контуре также начинает расти. В образовавшиеся при движении поршней пустоты заполняются через перепускное отверстие тормозной жидкостью. Перемещение каждого из поршней происходит до тех пор, пока позволяет возвратная пружина. При этом в контурах создается максимальное давление, обеспечивающее срабатывание тормозных механизмов.

При окончании торможения поршни под действием возвратных пружин возвращаются в исходное положение. Когда поршень проходит через компенсационное отверстие, давление в контуре выравнивается с атмосферным давлением. Даже если тормозная педаль отпускается резко, разряжения в рабочих контурах не создается. Этому препятствует тормозная жидкость, заполнившая полости за поршнями. При движении поршня эта жидкость плавно возвращается (перепускается) в бачек через перепускное отверстие.

Если в одном из контуров произойдет утечка тормозной жидкости, другой контур будет продолжать работать. Например, при утечке в первом контуре первый поршень беспрепятственно переместиться по цилиндру до соприкосновения со вторым поршнем. Второй поршень начинает перемещаться, обеспечивая срабатывание тормозных механизмов во втором контуре.

При утечке во втором контуре, работа главного тормозного цилиндра происходит несколько иначе. Движение первого поршня вовлекает в движение второй поршень, который не встречает препятствий на своем пути. Он двигается до достижения упором торца корпуса цилиндра. После чего давление в первом контуре начинает расти, обеспечивая торможение автомобиля.

Несмотря на то, что ход педали тормоза при утечке жидкости несколько увеличивается, торможение будет достаточно эффективным.

Вакуумный усилитель тормозов

Вакуумный усилитель тормозов является самым распространенным видом усилителя, который применяется в тормозной системе современного автомобиля. Он создает дополнительное усилие на педали тормоза за счет разряжения. Применение усилителя значительно облегчает работу тормозной системы автомобиля, и тем самым уменьшает усталость водителя.

Конструктивно вакуумный усилитель образует единый блок с главным тормозным цилиндром. Вакуумный усилитель тормозов имеет следующее устройство:

  • корпус усилителя;
  • диафрагма;
  • следящий клапан;
  • толкатель;
  • шток поршня главного тормозного цилиндра;
  • возвратная пружина.

Схема вакуумного усилителя тормозов

Корпус усилителя разделен диафрагмой на две камеры. Камера, обращенная к главному тормозному цилиндру, называется вакуумной. Противоположная к ней камера (со стороны педали тормоза) – атмосферная.

Вакуумная камера через обратный клапан соединена с источником разряжения. В качестве источника разряжения обычно используется область в впускном коллекторе двигателя после дроссельной заслонки. Для обеспечения бесперебойной работы вакуумного усилителя на всех режимах работы автомобиля в качестве источника разряжения может применяться вакуумный электронасос. На дизельных двигателях, где разряжение во впускном коллекторе незначительное, применение вакуумного насоса является обязательным. Обратный клапан разъединяет вакуумный усилитель и источник разряжения при остановке двигателя, а также отказе вакуумного насоса.

Атмосферная камера с помощью следящего клапана имеет соединение:

  • в исходном положении - с вакуумной камерой;
  • при нажатой педали тормоза - с атмосферой.

Толкатель обеспечивает перемещение следящего клапана. Он связан с педалью тормоза.

Со стороны вакуумной камеры диафрагма соединена со штоком поршня главного тормозного цилиндра. Движение диафрагмы обеспечивает перемещение поршня и нагнетание тормозной жидкости к колесным цилиндрам.

Возвратная пружина по окончании торможения перемещает диафрагму в исходное положение .

Для эффективного торможения в экстренной ситуации в конструкцию вакуумного усилителя тормозов может быть включена система экстренного торможения, представляющая собой дополнительный электромагнитный привод штока.

Дальнейшим развитием вакуумного усилителя тормозов является т.н. активный усилитель тормозов. Он обеспечивает работу усилителя в определенных случаях и, следовательно, нагнетание давления без участия водителя. Активный усилитель тормозов используется в системе ESP для предотвращения опрокидывания и ликвидации избыточной поворачиваемости.

Принцип действия вакуумного усилителя тормозов основан на создании разности давлений в вакуумной и атмосферной камерах. В исходном положении давление в обеих камерах одинаковое и равно давлению, создаваемому источником разряжения.

При нажатии педали тормоза усилие через толкатель передается к следящему клапану. Клапан перекрывает канал, соединяющий атмосферную камеру с вакуумной. При дальнейшем движении клапана атмосферная камера через соответствующий канал соединяется с атмосферой. Разряжение в атмосферной камере снижается. Разница давлений действует на диафрагму и, преодолевая усилие пружины, перемещает шток поршня главного тормозного цилиндра.

Конструкция вакуумного усилителя обеспечивает дополнительное усилие на штоке поршня главного тормозного цилиндра пропорциональное силе нажатия на педаль тормоза. Другими словами, чем сильнее водитель нажимает на педаль, тем эффективнее будет работать усилитель.

При окончании торможения атмосферная камера вновь соединяется с вакуумной камерой, давление в камерах выравнивается. Диафрагма под действием возвратной пружины перемещается в исходное положение.

Максимальное дополнительное усилие, реализуемое с помощью вакуумного усилителя тормозов, обычно в 3-5 раз превышает усилие от ноги водителя. Дальнейшее повышение величины дополнительного усилия достигается увеличением числа камер вакуумного усилителя, а также увеличением размера диафрагмы.