Автолюбителю

Легковые автомобили

Учебное пособие для средней школы

5.4. Тормозное управление

Требования, предъявляемые к тормозам. Основные системы тормозов.

Во время движения автомобиля происходит постоянное изменение скорости не только по величине (при разгоне или торможении), но и по направлению (при повороте). Для замедления движения автомобиля вплоть до полной остановки, а также для удержания машины на стоянке служит тормозное управление.

У любого легкового автомобиля должны быть по крайней мере две тормозные системы: рабочая и стояночная. Рабочее торможение связано с регулированием скорости движения автомобиля, а стояночное — с удержанием его в неподвижном состоянии на поверхности дороги. Рабочее торможение возможно при движении с постоянной скоростью или даже с ускорением например при движении под уклон, с горы. Рабочее торможение может быть служебным и экстренным. Служебным принято считать торможение, вызывающее ускорение замедления не более 2...3 м/с2. Служебное торможение составляет более 90% полного числа торможений легкового автомобиля, т. а экстренное торможение весьма редко. Экстренное торможение, связанное с аварией или угрозой ее появления, называют аварийным.

При полном торможении автомобиль останавливается, а при частичном лишь слегка замедляет ход. Число полных торможений обычно невелико и в городских условиях движения не превышает 10... 15% общего числа торможений. Следовательно, основными видами рабочего торможения являются служебные и частичные.

К тормозному управлению предъявляются повышенные и весьма жесткие требования.

Тормозное управление должно постоянно обеспечивать безопасность движения легкового автомобиля. Это означает, что тормоза машины в любой момент времени и при любых условиях движения обязаны работать надежно, т. е. останавливать автомобиль с минимальным тормозным путем (расстояние, которое проходит автомобиль при торможении). Работа тормозов не должна быть причиной потери устойчивости движения.

Необходимо, чтобы тормозное управление работало безотказно. Даже при отказе (выходе из строя) какого-либо элемента тормозного управления торможение автомобиля должно сохранять достаточную работоспособность Полный отказ в работе тормозного управления почти всегда приводит к аварии.

Тормозное управление легкового автомобиля включает в себя четыре основные системы: 1) рабочая тормозная система, предназначенная для регулирования скорости автомобиля в любых условиях движения; 2) запасная тормозная система, служащая для остановки автомобиля в случае выхода нз строя рабочей системы; запасная система может быть отдельной, специальной системой, частью рабочей системы или выполнять одну из функций стояночной системы; 3) стояночная тормозная система, удерживающая автомобиль неподвижным вне зависимости от присутствия водителя на подъеме или спуске; 4) вспомогательная тормозная система, предназначенная для длительного регулирования скорости движения, исключая остановку; роль вспомогательной системы может выполнять двигатель, работающий в режиме торможения.

Любая тормозная система состоит из следующих двух основных частей: тормозных механизмов и тормозного привода. Тормозные механизмы предназначены для непосредственного создания и изменения тормозных сил, т. е. сопротивления движению. К тормозному приводу относят все устройства системы управления тормозами, начиная с тормозной педали у водителя и кончая рабочими гидроцилиндрами в тормозных механизмах.

Прежде чем рассматривать работу и устройство элементов тормозного управления, необходимо познакомиться с процессом торможения легкового автомобиля.

Процесс торможения. Как и всякий физический процесс, торможение имеет продолжительность во времени — время торможения. За время торможения существено изменяется замедление, оцениваемое отрицательным (направленным против скорости движения) ускорением //. Процессы торможения можно оценить по тормозной диаграмме зависимости величины ускорения // от времени торможения i (рис. 5.9). Весь процесс торможения состоит по.времени из нескольких характерных участков. Первый участок — время tp\— представляет собой время реакции водителя. Оно зависит от квалификации, возраста и состояния водителя и колеблется в пределах 0,2... 1,5 с. Время in — период срабатывания привода тормозов — зависит от конструкции и технического состояния привода и составляет не более 0,2 с. Сумму tPn /n называют временем запаздывания t3- После срабатывания привода начинается собственно процесс торможения, т. е. появляются тормозные силы на колесах и скорость движения замедляется. Отрезок времени tH характеризует начало торможения и зависит от конструкции и технического состояния тормозных механизмов. Сумму t3 и /нназывают временем срабатывания.

Основной участок времени торможения /уст характеризуется постоянным ускорением замедления. Уменьшение этого ускорения (отрезок времени /от) свидетельствует об окончании торможения. В случае остановки автомобиля ускорение может поменять знак, и автомобиль «клюнет» под действием тормозов. Представленная на рисунке 5.9 тормозная диаграмма упрощена. В действительности при работе тормозного управления происходят явления, существенно изменяющие характер  и величину ускорения замедления /т.

Одним из основных показателей работы тормозного управления является тормозной путь. На его величину влияют конструкция и техническое состояние не только тормозного управления, но и всего автомобиля, а также действия водителя, состояние дороги, атмосферные условия.

Тормозные механизмы рабочей системы тормозов представляют собой устройства, работа которых основана на использовании силы трения между вращающимися и неподвижными частями. Подавляющее большинство легковых автомобилей имеют дисковые или барабанные тормозные механизмы (рис. 5.10). Тормозные механизмы, у которых вращающаяся часть (ротор) имеет цилиндрическую поверхность, называются барабанными йрие.5.10,б). Если же ротор имеет плоскую поверхность трения, то тормозной механизм называют дисковым (рис. 5.10,а).

В результате срабатывания привода на тормозных механизмах появляется сила Р, которая на дисковом механизме сжимает колодками диск, на барабанном разводит колодки, заставляя их прижиматься к барабану.

Основными причинами, вызывающими изменение силы трения в тормозном механизме, являются изменения давления и относительной скорости скольжения между трущимися частями (колодками и диском или барабаном), а также температуры, возрастающей в результате работы тормоза. При постоянном давлении с уменьшением относительной скорости (частоты вращения диска или барабана) сила трения возрастает, с увеличением температуры резко падает.

Создание надежных тормозных механизмов связано с проблемой отвода тепла от трущихся рабочих поверхностей.

В начале торможения относительная скорость велика, а при полной остановке в конце торможения равна нулю. Если во время торможения /уСт не было резкого изменения температуры, например в случае малой величины нагрузки на тормоза, то ускорение замедления будет поддерживаться постоянным (см. рис. 5.9). При длительном и неоднократном торможении, т. е. при большой нагрузке на тормоз, температура в процессе торможения резко возрастает и снижается ускорение замедления, а работоспосбность тормозов падает.

Надежные тормоза появились на легковых автомобилях не сразу. В начале нашего века даже гоночные автомобили не имели тормозов (например, автомобиль Г. Форда «Стрела», 1904.). Тормозные системы отставали от развития других устройств автомобиля. Длительное время применяли тормоза-башмаки, которые прижимались к шинам. Потом появились ленточные тормозные механизмы, устанавливаемые в трансмиссии. Лента охватывала барабан, расположенный на выгодном валу коробки передач. Такие тормоза использовали и на задних колесах автомобиля. Затягивая лентой барабан, можно было тормозить при движении машины вперед, если автомобиль двигался назад, тормоза практически не работали. Это происходило в то время, ког-да скорость автомобилей достигла 100 км/ч и более. Один досужий американец заметил: «Когда-то проблема состояла в том, чтобы заставить автомобиль двигаться; позднее проблемой стало, как его остановить».

Барабанные колодочные тормоза появились вначале на задних колесах. Тормозные механизмы на передних колесах стали устанавливать в 20-х гг. Но любое начинание имеет своих противников. Противники установки тормозов на передних колесах считали, что автомобиль с такими тормозами будет «клевать», возможно, «сальто-мортале». Пос|1е установки тормозов на передние колеса появилась проблема их привода. Применявшийся долгое время механический привод тормозов не мог обеспечить одновременную и надежную работу тормозных механизмов в колесах автомобиля. Его заменил гидропривод тормозов, который впервые был установлен в 1924 г. на автомобиле «Крайслер» (США).

На автомобилях массового производства дисковые тормозные механизмы, вакуумные усилители, регуляторы тормозных сил и раздельный тормозной привод появились сравнительно недавно. В нашей стране все эти устройства впервые были установлены на машинах Волжского автомобильного завода.

1. Рулевой механизм

2. Рулевой привод

3.  Эксплуатационные  регулировки  рулевого управления

1. Общие сведения о тормозной системе

2. Гидравлический привод тормозов

3. Пневматический привод тормозов

4. Стояночный тормоз

5. Особенности тормозной системы автомобиля КамАЗ

6. Эксплуатационные регулировки тормозных механизмов и их приводов