Система торможения: Тормозная система автомобиля, устройство, принцип работы

Содержание

Тормозная система: описание,виды,устройство,фото,видео,принцип работы | АВТОМАШИНЫ

Для эффективного управления движением любого механического средства – регулированием скорости на том или ином участке пути, замедлением её при выполнении маневров, наконец, для остановки в нужном месте – и в том числе экстренной – на всех грузовых и легковых автомобилях должна быть установлена соответствующая классу машины тормозная система. Для удержания машины на месте во время продолжительной стоянки, особенно на склоне, предусмотрен стояночный тормоз.

Для безопасной эксплуатации транспортного средства эта система должна быть надежна, как никакая другая. Не случайно в перечне неисправностей, при которых запрещено использование транспортного средства (приложение к Правилам дорожного движения РФ), неисправности тормозных систем вынесены на первое место.

Содержание статьи

ВИДЫ И УСТРОЙСТВО ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ

В современных автомобилях используют устройства тормозов двух видов – дисковые и барабанные. Название устройств видов тормозных систем пошло от используемого главного элемента, воспринимающего тормозное усилие, выполненного в виде диска или в виде барабана.

Барабанные тормоза насчитывают более ста лет, в настоящее время считаются устаревшими, обычно применяются в устройстве заднего моста автомобиля. Устройство задних барабанных тормозов достаточно простое и надежное. Ступица колеса жестко соединена с тормозным барабаном, который и воспринимает тормозящее усилие от двух тормозных колодок со специальными накладками. Пара колодок и гидравлический привод, называемый еще колесным цилиндром, смонтированы на тормозном щите, являющимся силовой деталью заднего моста. Устройство барабана таково, что удачно закрывает весь механизм от грязи и пыли, поэтому задний механизм торможения менее восприимчив к воздействию окружающей среды.

При нажатии педали тормоза давление гидравлической жидкости передается в рабочую полость колесного цилиндра и выталкивает из него два симметричных штока, прижимающих колодки к внутренней поверхности тормозного барабана. В старых моделях барабан изготавливался из специальных сортов чугуна, современные барабаны отливаются из алюминиевых сплавов с чугунными вставками, что значительно улучшает отведение тепла от трущихся поверхностей.

В конструкции барабанного механизма предусмотрено крепление троса стояночного тормоза. При выжимании рычага на определенную величину, легко контролируемую по количеству щелчков храповика фиксатора, трос натягивается и через специальный рычаг механизма тормоза с усилием прижимает колодки заднего тормоза к барабану, тем самым фиксируя колеса машины.

Преимущества устройства барабанных систем:

  • общая рабочая поверхность колодок составляет не менее 400 см2для легкового автомобиля класса «В», что в разы больше суммарной поверхности накладок дисковых систем;
  • при меньшей эффективности, значительно большее останавливающее действие;
  • устройство привода позволяет легко подключить трос ручного стояночного тормоза, тогда как для дисковых систем это сделать значительно сложнее;
  • накладки на колодках изнашиваются медленнее.

Важно! Контролировать, насколько выработана и изношена рабочая поверхность барабана, в силу специфики устройства достаточно сложно, поэтому следует с каждой регулировкой системы демонтировать барабан и замерять остаточную толщину стенки.

Усилие торможения может достаточно изменить траекторию движения автомобиля, поэтому в системе управления торможением первым всегда подключается привод задних колес, с небольшим опозданием подключается привод колодок передних колес. Благодаря такой последовательности обеспечивается стабильность курса движения машины без бокового заноса или разворота.

Принцип работы тормозной системы

Принцип работы тормозной системы рассмотрен на примере гидравлической рабочей системы.

При нажатии на педаль тормоза нагрузка передается к усилителю, который создает дополнительное усилие на главном тормозном цилиндре. Поршень главного тормозного цилиндра нагнетает жидкость через трубопроводы к колесным цилиндрам. При этом увеличивается давление жидкости в тормозном приводе. Поршни колесных цилиндров перемещают тормозные колодки к дискам (барабанам).

При дальнейшем нажатии на педаль увеличивается давление жидкости и происходит срабатывание тормозных механизмов, которое приводит к замедлению вращения колес и поялению тормозных сил в точке контакта шин с дорогой. Чем больше приложена сила к тормозной педали, тем быстрее и эффективнее осуществляется торможение колес. Давление жидкости при торможении может достигать 10-15 МПа.

При окончании торможения (отпускании тормозной педали), педаль под воздействием возвратной пружины перемещается в исходное положение. В исходное положение перемещается поршень главного тормозного цилиндра. Пружинные элементы отводят колодки от дисков (барабанов). Тормозная жидкость из колесных цилиндров по трубопроводам вытесняется в главный тормозной цилиндр. Давление в системе падает.

Эффективность тормозной системы значительно повышается за счет применения систем активной безопасности автомобиля.

ТОРМОЗНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Механизмы тормозов используются для создания противодействующего вращению колёс механического момента. В основном на всех авто применяются фрикционные механизмы, работающие на трении соприкасающихся материалов. Они устанавливаются на колесе и делятся по конструкции на дисковые и барабанные типы.

1 — колесная шпилька дисковые тормоза
2 — направляющий палец
3 — смотровое отверстие
4 — суппорт
5  — клапан
6 — рабочий цилиндр
7 — тормозной шланг
8 — тормозная колодка
9 — вентиляционное отверстие
10 — тормозной диск
11 — ступица колеса
12- грязезащитный колпачок

Дисковые механизмы могут быть с подвижным или статичным суппортом. Подвижный суппорт способствует равномерному износу трущихся накладок и, кроме того, обеспечивает постоянный зазор до поверхности диска вне зависимости от выработки накладок. Он крепится на подвеске с помощью кронштейна и имеет пазы для установки рабочих цилиндров. Диск, соединённый со ступицей колеса, имеет гладкую поверхность и отверстия для быстрого воздушного охлаждения.

Колодки с тормозящими накладками в нормальном положении прижаты к суппорту возвратными пружинами. Под давлением штока поршня исполнительных цилиндров колодки отжимаются к поверхности диска, происходит его торможение. Для индикации выработки накладок в колодках имеется датчик износа, который сигнализирует на приборную доску о критической выработке фрикционного поверхностного слоя колодок.

Барабанные механизмы имеют полукруглые колодки в виде полумесяца с фрикционными накладками с наружной стороны, нижние концы которых закреплены на неподвижной оси, а верхние концы могут раздвигаться под давлением поршней исполнительных цилиндров тормозов. Прижатые в нормальном положении друг к другу стяжными пружинами полукруглые колодки под давлением поршней раздвигаются и распирают внутреннюю поверхность вращающегося барабана. Трение поверхностей колодок и барабана приводит к торможению колеса. Для компенсации выработки трущейся поверхности имеется механизм самоподвода колодок к барабану.

По отношению к тормозам барабанного типа дисковые механизмы имеют следующие преимущества:

  • температурные изменения материала не влияют на состояние поверхности, и тормозной момент не зависит от нагрева диска;
  • эффективное воздушное охлаждение за счёт использования отверстий на диске и высокая температурная стойкость материала;
  • меньший тормозной путь за счёт активного действия всей поверхности колодок;
  • меньше вес и габариты;
  • высокая чувствительность системы торможения;
  • оперативность срабатывания;
  • лёгкость замены колодок, не требуется обточка и подгонка накладок при замене колодок;
  • до 70% инерции движения автомобиля могут гаситься на передних тормозных дисках.

О тормозных приводах

В автомобильных тормозных системах нашли применение вот эти типы тормозных приводов:

  • гидравлический;
  • пневматический;
  • комбинированный.
  • механический;

Гидравлический привод получил самое широкое распространение в рабочей тормозной системе автомобиля. В него входят:

  • главный тормозной цилиндр;
  • тормозная педаль;
  • колесные цилиндры;
  • усилитель тормозов
  • шланги и трубопроводы (рабочие контура).

При усилии на тормозную педаль водителем, та передает усилие от ноги на главный тормозной цилиндр. Усилитель тормозов дополнительно создает усилие, облегчая тем самым жизнь водителя. Широкое применение на машинах приобрел вакуумный усилитель тормозов.

 Главный тормозной цилиндр нагнетает тормозную жидкость к тормозным цилиндрам. Обычно над главным цилиндром стоит расширительный бачок, в нем содержится тормозная жидкость.

Колесный цилиндр прижимает тормозные колодки к тормозному барабану или диску.

Рабочий контур сейчас представляет из себя основной и вспомогательный. Например, вся система исправна, то значит работают оба, но при неисправности одного из них — другой будет работать.

Широко распространены три основные компоновки разделения рабочих контуров:

  • 2 + 2 подключенных параллельно — задние + передние;
  • 2 + 2 подключенных диагонально — правый передний + левый задний и так далее;
  • 4 + 2 в один контур подключены два передних, а в другой тормозные механизмы всех колес.

Прогресс не стоит на месте и сейчас в состав гидравлического тормозного привода добавляются разные электронные компоненты:

  • усилитель экстренного торможения
  • антиблокировочная система тормозов;
  • антипробуксовочная система;
  • система распределения тормозных усилий;
  • электронная блокировка дифференциала.

Пневматический привод применяется в тормозной системе большегрузных автомобилей.

Комбинированный тормозной привод — это комбинация разных типов привода.

Механический привод применяется в стояночной тормозной системе. Он включает в себя систему тяг и тросов, с помощью которых объединяет систему в одно целое, обычно на задние колеса имеет привод. Рычаг тормоза соединен при помощи тонкого троса с тормозными механизмами, где есть устройство, которое приводит в действие основные или стояночные колодки.

Есть автомобили, где стояночная система работает от ножной педали. Сейчас всё чаще стали применять в стояночной системе электропривод, который получил название —

электромеханический стояночный тормоз.

Итак, как работает гидравлическая тормозная система

Осталось рассмотреть работу тормозной системы, что мы сделаем на примере гидравлической системы.

Когда водитель нажимает на педаль тормоза, то передается нагрузка к усилителю и тот создает усилие на главном тормозном цилиндре. А в свою очередь поршень главного тормозного цилиндра через трубопроводы нагнетает жидкость к колесным цилиндрам. Поршни колесных цилиндров от давления жидкости передвигают тормозные колодки к дискам или барабанам и происходит торможение автомобиля.

Когда водитель убирает ногу с педали тормоза, то педаль от действия возвратной пружины возвращается в начальное положение. Также, в свое положение возвращается и поршень главного тормозного цилиндра, а пружины отводят колодки от барабанов или дисков. Тормозная жидкость возвращается обратно в главный тормозной цилиндр и падает давление в системе.

УХОД ЗА ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМОЙ АВТОМОБИЛЯ

Как один из наиболее важных узлов, тормозная система автомобиля требует постоянного внимания и ухода. Здесь буквально любая неисправность может привести к непредсказуемым последствиям на дороге.

Некоторые диагнозы можно поставить, исходя из характера поведения тормозной педали. Так увеличенный ход или «мягкая» педаль свидетельствуют, скорее всего, о попадании воздуха в систему гидропривода в результате утечки тормозной жидкости. Поэтому необходимо периодически контролировать уровень жидкости в бачке.

Её повышенный расход может быть следствием повреждения гидрошлангов и трубок, а также обыкновенного испарения со временем. Это приводит к попаданию в систему воздуха и отказу тормозов.

Пришедшие в негодность детали необходимо заменить, а систему придется прокачивать, выпуская воздух из каждого рабочего цилиндра на колесах и доливая жидкость. Процесс длительный и нудный.

Уход автомобиля при торможении в сторону говорит о возможном выходе из строя одного из рабочих цилиндров или чрезмерном износе накладок на каком-то определенном колесе. При загрязнении тормозных механизмов может возникать характерный шум при нажатии на педаль.

Все эти неисправности легко устраняются самостоятельно или обращением в сервисный центр. А чтобы свести к минимуму вышеописанные неприятности, берегите тормоза, чаще используйте торможение двигателем, особенно на крутых и затяжных спусках. Продолжительное по времени включение основной рабочей системы ведет к перегреву деталей и служит причиной различных поломок

Выхлопная система: описание,фото,назначение,тюнинг

Тормозные колодки описание виды фото видео параметры категории

Редуктор и все, что нужно о нем знать — описание,виды,фото,видео

Современные тормозные системы в автомобилях » 1Gai.Ru

Современные технологии - помощники в торможении.

Современные тормозные системы в автомобилях  

Когда мы с вами рассматриваем и разбираемся в целом подробно в том или ином автомобиле, то обязательно смотрим на его внешность, на мощность и на крутящий момент. И мало кто из нас задумывается над тем, какая у этого автомобиля тормозная система. Мы уже привыкли к тому, что все современные автомобили имеют у себя надежные и качественные тормоза. Поэтому, никто особо из нас водителей не задумываемся над тем, что будет делать и как поведет себя автомобиль в экстренных ситуациях, особенно в тот момент, когда нужно будет резко затормозить. А также не думаем о том, на что способна в целом та или иная система тормозов.

 

Предлагаем нашим читателям (кто интересуется) подробно рассмотреть современные тормозные системы в различных автомобилях, которые специально были созданы, чтобы помогать водителю в торможении, а заодно защитить машину от аварии и смягчить дальнейшие последствия от ДТП.

 

"ABS"

Современные тормозные системы в автомобилях  

Если на автомобиле без антиблокировочной тормозной системы (ABS) резко нажать педаль тормоза и держать ее какое-то время, то вероятнее всего одно из колес или более число колес будет заблокировано, то есть колесо или колеса перестанут вращаться, именно до того момента прежде чем машина остановится, что наверняка приведет к неконтролируемому заносу и к потере управления самим автомобилем.

 

Современные тормозные системы в автомобилях Лучшим способом сохранения этой управляемости машиной при необходимости быстрого торможения без ABS является, применение особого способа торможения, который заключается в следующем, а именно: -в необходимости нажатия педали тормоза без ее долгого удержания и резкого мгновенного отпускания этой педали с повторным (вторичным) нажатием на данную педаль тормоза. Таким образом, нажимая и отпуская в данном случае тормоз мы с вами снижаем тот риск попасть в неуправляемый занос от такого резкого торможения.

Этот способ-метод называется «порогом торможения», который как-раз и заключается в том, что тормоз в автомобиле остается полностью зажатым до момента блокировки колес. Данная система "ABS" делает это за самого водителя автоматически. Когда водитель начинает резко тормозить на автомобиле с такой системой "ABS", то электроника в машине не позволяет колесам заблокироваться.

В отличие от конкретного водителя (даже профессионала) эта система "ABS" сама зажимает тормоза и отпускает их намного лучше и быстрее. Автомобилем оборудованным системой ABS намного проще управлять. Именно поэтому в гоночных болидах Формулы-1 запретили использовать данную систему, по причине, что эта "ABS" по-просту снижает требуемое мастерство участника гонок, что позволяет использовать в гонках менее подготовленного к ним пилота.

Современные тормозные системы в автомобилях  

4-х канальная система "ABS" состоит из следующих основных компонентов, а именно: - из датчиков скорости на каждое колесо, из электронного управления гидравлической тормозной системой, из насоса для восстановления давления в гидролитической тормозной системе, а также из электронного блока управления всей системой "ABS". 

Когда эта электронная система замечает, что одно из колес начинает вращаться быстрее других колес что несомненно может привести к последующей его блокировке, то чтобы не допустить этого данная система тут же начинает зажимать при помощи электронной гидролитической системы и так же резко разжимать сам тормоз, тем самым замедляя это колесо от быстрого вращения без риска его блокировки.

 

Так как тормозная система "ABS" сама автоматически быстро зажимает клапана в суппортах, которые далее зажимают тормозные колодки, и естественно быстро их разжимает, то водитель начинает чувствоват в самой педали тормоза определенные многочисленные толчки. На некоторых моделях машин во время срабатывания "ABS" раздается такой характерный скрежущий звук. А в некоторых моделях автомобилей при срабатывании системы "ABS" педаль тормоза даже может по-просту проваливаться в полик.

Современные тормозные системы в автомобилях  

Многие другие из таких систем безопасности автомобилей, такие например, как стабилизация и контроль тяги, используют для своей работы какую-то часть системы "ABS". Так, для поддержания устойчивости машины используются например, датчики скорости "ABS" установленные конкретно на колесах, а еще гидравлическая тормозная система которая управляется электроникой. Подавляющее большинство современных автомобилей имеют сегодня в своих базовых комплектациях систему "ABS".

 

Вопреки распространенному мнению, что система "ABS" сокращает тормозной путь автомобиля, хотим сказать, что это ошибочное мнение, она не сокращает тормозной путь, а обеспечивает ту самую безопасность водителя во время резкого торможения, защищая тем самым автомобиль от неконтролируемого и неуправляемого заноса.

 

Но тем не менее, при некоторых дорожных ситуациях и погодных условиях данная система "ABS" все-же может сокращать длину тормозного пути. Так, например, на мокрой асфальтовой дороге эта система "ABS" действительно сокращает тормозной путь автомашины. А вот на гравийных и проселочных дорогах эта самая система уже ни как не поможет сократить длину вашего тормозного пути. Хотя из-за естественной неровности дорожного покрытия автомобиль в любом случае сможет затормозить быстрее, так как колеса машины имеют дополнительное определенное препятствие для своего последующего вращения.

 

Электронная система распределения тормозных усилий

Современные тормозные системы в автомобилях  

Врачи обычно говорят, что профилактика заболеваний это намного лучше, чем само лечение. В нашем конкретном случае блокировка колес системой "ABS" при торможении - это и будет то самое необходимое лекарство (лечение). Ведь система начинает работать только тогда и в тот момент, когда колеса практически уже находятся в скольжение и на грани своей блокировки. Электронная же система распределения тормозных усилий (EBD) скорее всего мера превентивная и предназначена лишь для безопасности (для профилактики). 

Современные тормозные системы в автомобилях  

Как для резких так и для не сильных торможений не все колеса машины требуют для себя одинакового усилия тормозной системы, так как каждое колесо в автомобиле испытывает разную нагрузку при вращение. 

Рассмотрим с вами друзья наиболее распространенный сценарий торможения: - допустим, перед нами прямая дорога на которой необходимо затормозить прямо перед стоп-линией. В этом случае, при торможении вес автомобиля смещается вперед, поэтому естественно на передние колеса нагрузка будет больше. Чем тяжелее колеса, тем меньше будет риск что они заблокируются. Так, в автомобилях без (EBD) регулирующий клапан установленный в гидролитической системе распределяет больше тормозной силы на передние колеса, поскольку нагрузка на передние колеса при смещении веса на переднюю часть машины становится больше, чтобы остановить передние колеса понадобится больше усилий, чем для задних колес. Без системы электронного распределения тормозных усилий при торможении, сила торможения распределяется независимо от самого смещения веса, она примерно одинакова, как на передние так и на задние колеса.

 

Современные тормозные системы в автомобилях В принципе это является приемлемым решением для оптимальной работы всей тормозной системы. Но далеко все-же не идеальное. Дело все в том, что на баланс веса автомашины влияют многие факторы. Вот для примера, при резком аварийном торможении вес машины резко сместиться в ее переднюю часть. Причем стоит здесь отметить, что само смещение веса будет куда большим, чем это нужно (чем положено). Во время поворотов вес автомобиля смещается в иную противоположную сторону от угла самого поворота, что создает определенный риск скольжения колес на которые приходится меньше такого веса. 

 

"EBD" способна распределять оптимальное необходимое тормозное усилие для каждого колеса автомобиля. "EBD" является тем самым расширением данной антиблокировочной тормозной системы. Она способна  контролировать скорость, разгон, замедление каждого колеса, чтобы точно определить для себя скорость вращения подшипника, а также сколько необходимо тормозного усилия для оптимального и безопасного торможения машины.

Данная "EBD" с помощью электронных клапанов в гидравлической системе может распределять большее тормозное усилие именно для тех колес, которые испытывают на себе более серьезные нагрузки.

 

Некоторые системы такого электронного распределения тормозных усилий могут контролировать еще и угол поворота рулевого колеса а также скорость прохождения поворота, на тот именно случай, чтобы в случае торможения в этих самых условиях правильно и вовремя распределить тормозное усилие для безопасной остановки. Также, после выхода автомашины из поворота данная система, учитывая смещение баланса веса кузова автомобиля, сама оптимально распределяет все тормозные усилия в гидравлической тормозной системе.

 

Система аварийного торможения

Современные тормозные системы в автомобилях  

Обычно эту систему обозначают абревиатурой "BA", "BAS" или "ЕВА" - то есть система аварийного экстренного торможения. Эти три системы помогают водителю резко выполнить экстренное торможение. Их помощь заключается в дополнительной мощности самой тормозной системы. Обычно мы с вами не пользуемся экстренным и аварийным торможением. С одной стороны это очень даже хорошо, так как такое аварийное торможение, как правило, всегда связано с конкретным риском попасть в ДТП.

 

Но с другой стороны есть обратная сторона "медали", это то, что мы с вами редко пользуемся этим экстренным торможением, так как такое редкое пользование экстренным торможением играет с многими водителями плохую шутку. Поэтому получается, что большому количеству водителей просто не хватает обычного опыта и подготовки в том, чтобы знать для себя, что необходимо предпринять в конкретной экстренной ситуации. Так, в результате проведенного исследования удалось установить, что многие водители в экстремальных ситуациях прилагают не достаточно усилий для нажатия педали тормоза, что часто приводит их к аварии.

Современные тормозные системы в автомобилях  

Мы могли бы просто избежать аварии, нажав с необходимым усилием на педаль тормоза, но из-за отсутствия опыта и определенного навыка в большинстве таких случаев мы нажимаем на педаль тормоза не с достаточной силой.

Как же все-таки работает система помощи при аварийном торможении?

 

Современные тормозные системы в автомобилях На самой педали тормоза стоит специальный датчик, который и определяет, когда водитель пытается сделать аварийную остановку. Если система определила, что водитель хочет экстренно затормозить машину, то сразу начинает работать гидравлический усилитель тормозной системы, который добавляет усилия на нажатие педали тормоза, чтобы быстрее остановить автомобиль.

 

Некоторые современные электронные системы аварийного торможения настроены на работу с современными автоматическими системами торможения при создавшейся опасности столкновения. Об этом друзья читайте далее.

 

 

Автономное экстренное торможение

Современные тормозные системы в автомобилях  

Автономное экстренное торможение, это огромный шаг вперед. Можно сказать, что эта система опередила развитие всей автопромышленности в целом. То, что казалось фантастикой еще несколько лет назад, сегодня уже реальность. Эта система автоматически работает без всякого участия водителя останавливая автомобиль в случае опасности столкновения. В основном данная система сначала предупреждает водителя об опасности, а потом уже приступает к действию.

Современные тормозные системы в автомобилях  

Если водитель не отреагирует на предупреждение, то сразу сработает автономное экстренное торможение. 

Как правило, большинство автономных экстренных систем торможения работают на предотвращение столкновения передней частью автомашины. Но в течение нескольких лет должна получить свое распространение и другая система, которая будет автоматически останавливать машину в случае опасности столкновения при движении задним ходом. Также эта система будет настроена и на обнаружение пешеходов и велосипедистов.

 

Современные тормозные системы в автомобилях Принцип работы данных систем очень разнообразен, как и их множественное число названий. На разных машинах имеется своя индивидуальная специфика работы подобных систем безопасности. Так, например, на автомобилях Volvo (система "City Safety") и Ford (система "City Stop") автономное экстренное торможение работает на скорости до 30 км/час, изначально предупреждая водителя об опасности столкновения и далее уже, если водитель не отреагировал, эта система автоматически останавливает машину для предотвращения столкновения.

 

В автомобилях Mercedes-Benz (система Active Brake Assist) и Nissan / Infiniti (Intelligent Brake Assist) системы автоматического торможения работают не только на низких скоростях, но и способны еще автоматически останавливать автомобиль на высоких скоростях. Системы вполне способны определять уровень опасности столкновения.

 

В случае опасности электроника в машине начинает предупреждать водителя об опасности столкновения, а далее начинает уже автоматически останавливать машину. В некоторых автомобилях марки Мерседес также доступна уже и система предупреждения столкновения при движении задним ходом. Если водитель не реагирует на предупреждение об опасности, то автомобиль автоматически останавливается.

Вспомогательная тормозная система: виды и назначение

Одной из систем, входящих в тормозное управление автомобиля, является вспомогательная тормозная система. Она работает вне зависимости от других тормозных систем и служит для поддержания постоянной скорости на затяжных спусках. Главная задача вспомогательной тормозной системы – разгрузка рабочей тормозной системы с целью снижения ее износа и перегрева во время длительного торможения. Применяется данная система в основном на коммерческих автомобилях.

Основное назначение системы

Дополнительный тормоз на КПП-ретардерДополнительный тормоз на КПП-ретардерВспомогательная тормозная система

Постепенно разгоняясь при движении на спусках, автомобиль может набрать достаточно высокую скорость, что может быть небезопасно для дальнейшего движения. Водитель вынужден постоянно контролировать скорость за счет использования рабочей тормозной системы. Такие циклы многократного притормаживания приводят к быстрому износу тормозных накладок и шин, а также увеличению температурного режима работы тормозного механизма.

В результате коэффициент трения накладок о тормозной барабан или диск снижается, что приводит к снижению эффективности всего тормозного механизма. А следовательно увеличивается тормозной путь автомобиля.

Как работает антиблокировочная система торможения?

При резком торможении на скользкой дороге могут возникнуть проблемы. Антиблокировочная система (ABS) принимает на себя это действие и бережет Ваши нервы. На самом деле, на скользкой дороге даже профессиональный водитель не может затормозить без ABS также быстро, как среднестатистический водитель с ней. В этой статье мы рассмотрим антиблокировочные системы - зачем они нам нужны, как они устроены, как они работают, какие они бывают, и какие проблемы могут возникнуть при их использовании?
Система торможения: Тормозная система автомобиля, устройство, принцип работыРасположение компонентов антиблокировочной системы. Система торможения: Тормозная система автомобиля, устройство, принцип работы Насос и клапаны ABS

Система ABS

В теории, антиблокировочная система устроена достаточно просто. Если Вы буксуете на льду, то видите, как колеса вращаются, но сцепление с дорогой отсутствует. Это происходит из-за проскальзывания опорной площади колеса на льду. Антиблокировочная система предотвращает блокировку и проскальзывание колес, что дает Вам два преимущества: остановка происходит быстрее и Вы сохраняете управление автомобилем во время остановки. ABS включает в себя следующие компоненты:
  • Датчики скорости
  • Насос
  • Клапаны
  • Блок управления

Датчики скорости

Антиблокировочной системе необходимо отслеживать момент, пограничный с блокировкой колес. Датчики скорости, установленные на каждом колесе, или в некоторых случаях, на дифференциале, считывают эту информацию.

Клапаны

В тормозной системе установлены клапаны для каждого тормоза, контролируемого ABS. В некоторых системах клапан имеет 3 положения:
  • В положении 1 клапан открыт; давление от главного цилиндра передается на тормоз.
  • В положении 2 клапан блокирует линию, изолируя тормоз от главного цилиндра. Это предотвращает повышение давления при более сильном нажатии на педаль тормоза.
  • В положении 3 клапан немного снижает давление в тормозе.

Насос

Т.к. клапан может ослаблять давление тормозов, необходимо как-то его нагнетать в исходное положение. Для этого используется насос; когда клапан стравливает давление в линии, насос нагнетает его до необходимого уровня.

Блок управления

Блок управления представляет собой компьютер. Он отслеживает показания датчиков скорости и контролирует клапаны.

Работа ABS

Существуют различные варианты алгоритмов и их комбинаций для управления ABS. Мы рассмотрим принцип работы наиболее простой системы. Блок управления непрерывно считывает показания датчиков скорости. Он отслеживает любые уменьшения скорости, которые не являются нормальными. Например, перед блокировкой колеса, скорость его вращения резко падает. При игнорировании этого, колесо останавливается намного быстрее, чем автомобиль. В идеальных условиях для остановки при скорости движения 100 км/ч, автомобилю требуется примерно 5 секунд, но колесо блокируется менее, чем за 1 секунду. Блок управления ABS знает, что такое резкое прерывание движения невозможно, поэтому он снижает давление на тормоза до тех пор, пока не начнется ускорение, затем опять повышает давление до повторного торможения. Это происходит настолько быстро, что колесо не успевает резко изменить скорость. В результате колеса тормозят с той же скоростью, что и автомобиль, при этом колеса тормозят в положении, пограничным с блокировкой. При этом система достигает максимального тормозного усилия. При срабатывании ABS вы почувствуете пульсацию педали тормоза; это происходит из-за быстрого открытия и закрытия клапанов. В некоторых ABS происходит до 15 циклов открытия/закрытия клапанов в секунду.

Типы антиблокировочных систем

В автомобилях используются различные типы антиблокировочных систем в зависимости от типа установленных тормозов. Мы будем рассматривать ABS по числу каналов - т.е. количеству клапанов, которые контролируются по-отдельности - и количеству датчиков скорости.

Четырехканальная ABS с четырьмя датчиками

Данный тип является наилучшим. Датчики скорости установлены на каждом колесе, а также для каждого колеса установлен отдельный клапан. При таком типе ABS, блок управления контролирует каждое колесо в отдельности для обеспечения наивысшего усилия торможения.

Трехканальная ABS с тремя датчиками

Обычно такой тип используется на небольших грузовиках (пикапах) при действии ABS на все четыре колеса. Передние колеса имеют два датчика и клапана, по одному для каждого колеса, а для задних колес устанавливается один датчик и клапан. Датчик скорости задних колес расположен на заднем мосту. Такая система предусматривает индивидуальный контроль для каждого переднего колеса, обеспечивая максимального усилия торможения. Задние же колеса отслеживаются в паре, т.е. для срабатывания ABS необходима блокировка обоих задних колес. Такой тип ABS допускает блокировку одного заднего колеса при торможения, что снижает его эффективность.

Одноканальная ABS с одним датчиком

Такой тип обычно устанавливается на небольших грузовиках (пикапах) при действии ABS только на задние колеса. Такая ABS имеет только один клапан для контроля обоих задних колес и один датчик, расположенный на заднем мосту. Данный тип функционирует также, как и задняя часть трехканальной ABS. Задние колеса отслеживаются в паре, т.е. для срабатывания ABS необходима блокировка обоих задних колес. Такой тип ABS допускает блокировку одного заднего колеса при торможения, что снижает его эффективность. Такую ABS легко узнать. Обычно она имеет одну тормозную магистраль, идущую к обоим задних колесам через тройник. Вы также можете найти датчик скорости по электрическому соединению рядом с дифференциалом заднего моста.

Часто задаваемые вопросы по ABS

Нужно ли мне тормозить прерывистым нажатием на педаль тормоза на скользкой дороге?

При езде на автомобиле, оборудованном ABS, не нужно тормозить прерывистым нажатием на педаль. Прерывистое нажатие на педаль тормоза используется при торможении автомобиля без ABS для предотвращения блокировки колес и сохранения управления машиной. В автомобилях с ABS блокировка колес не происходит никогда, поэтому прерывистое нажатие на педаль лишь продлит время остановки. При экстренном торможении на автомобиле с ABS необходимо уверенно нажимать на педаль тормоза и удерживать ее нажатой, пока ABS осуществляет торможение. Вы можете почувствовать сильную пульсацию педали, но так и должно быть, не отпускайте педаль.

Правда ли работает антиблокировочная система?

ABS делает торможение более эффективным. Она предотвращает блокировку колес и обеспечивает наименьший тормозной путь на скользкой дороге. Но способствует ли ABS предотвращению ДТП? Американский институт дорожной безопасности провел ряд исследований для определения, насколько часто автомобили ABS участвуют в ДТП со смертельным исходом. Результаты исследования 1996 г. показали, что ABS не предотвращает возникновение ДТП со смертельным исходом. Также было отмечено, что автомобили с ABS реже участвуют в ДТП со смертельным исходом для водителя и пассажиров автомобиля, с которым произошло столкновение, но чаще со смертельным исходом для водителя и пассажиров машины с ABS, особенно при ДТП с участием одного автомобиля. По этой причине до сих пор ведутся споры по поводу эффективности ABS. Некоторые считают, что водители автомобилей с ABS неправильно осуществляют торможение и отпускают педаль, когда чувствуют ее пульсацию. Некоторые считают, что если ABS позволяет управлять автомобилем при экстренном торможении, то многие в приступе паники съезжают с дороги и разбиваются. Последние исследования показывают, что автомобили, оборудованные ABS, реже участвуют в ДТП, однако это еще не является основанием полагать, что ABS повышает безопасность движения.

Схема расположения компонентов ABS

Система торможения: Тормозная система автомобиля, устройство, принцип работыКомпоненты антиблокировочной системы.

Давайте соединим все части ABS вместе и посмотрим, как она работает. На рисунке представлен как пример, так и крупный план расположения компонентов ABS в автомобиле.

Тест систем автоматического торможения девяти автомобилей — журнал За рулем

Первый в России тест автомобилей, оснащенных системой автоматического торможения, организовала и провела команда журнала «За рулем». У нас в стране подобных тестов никто не проводил, а потому не было ни методик, ни инструментальной базы. Разработав их, мы испытали на Дмитровском автополигоне сразу девять машин, которые умеют тормозить самостоятельно: относительно недорогие Ford Focus и Volkswagen Golf, седаны Volvo S60, Infiniti Q50 и Hyundai Genesis, а также кроссоверы всех мастей — Opel Insignia Country Tourer, Land Rover Discovery Sport, BMW X4 и Cadillac SRX.

_00 AVTO-STOP_zr 06_15-HDR_новый размер

Вы пробовали хотя бы однажды не тормозить, когда ваш автомобиль летит в препятствие? Трезвому человеку такая мысль и в голову не придет. Почему же тогда так много попутных столкновений — как говорится, на ровном месте? Невнимательность! Задумался, загляделся по сторонам, потянулся за телефоном… И по закону подлости именно в этот момент идущая впереди машина вдруг затормозила. Удар, мятый бампер, битые фары — это в лучшем случае.

Чтобы свести подобные аварии к минимуму, автопроизводители несколько лет назад дружно начали разрабатывать превентивные системы безопасности, которые готовы вместо водителя остановить машину — в автоматическом режиме. Поначалу ими стали оснащать дорогие машины, но после того как в прошлом году «автостопом» одарили Ford Focus, стало ясно: технологии пошли в народ! Выходит, настала пора серьезных испытаний.

В России подобных тестов никто не проводил, а потому нет ни методик, ни инструментальной базы. Значит, создадим сами!

11

К тесту готовились несколько месяцев. Основное время ушло на изготовление испытательной установки. Шлифовали методику испытаний, исписали не одну стопку бумаг, заполняя заявки, командировочные листы, служебные записки. А еще ловили погоду — в середине весны она часто преподносит сюрпризы, осложняющие и замеры, и фотосъемку. Мешал и человеческий фактор. Повинуясь инстинкту самосохранения, руки в последний момент сами поворачивают руль, а ноги жмут тормоз — очень страшно впечататься в препятствие!

Знали бы вы, чего мне стоило побороть вредные для работы рефлексы… После этого синяя корма нашего тестового «булли» мне по ночам снилась. Когда приготовления были завершены, мы собрали на Дмитровском автополигоне девять машин, которые умеют сами тормозить: относительно недорогие Ford Focus и Volkswagen Golf, седаны Volvo S60, Infiniti Q50 и Hyundai Genesis, а еще кроссоверы всех мастей — Opel Insignia Country Tourer, Land Rover Discovery Sport, BMW X4 и Cadillac SRX.


ИЗ МЕТАЛЛА И ПОРОЛОНА

Идея проверки работоспособности электронных ассистентов, позволяющих избегать аварий, возникла у нас не сегодня. Пять лет назад на кроссовере Volvo XC60 мы залепили грязью радары и датчики (ЗР, 2010, № 5) для того, чтобы проверить, будут ли работать электронные системы активной безопасности. Некоторые ассистенты сложили полномочия, но остальные даже в столь сложных условиях (кстати, типичных для России) продолжали добросовестно выполнять свои обязанности. А в прошлом году (ЗР, 2014, № 10) Михаил Кулешов без страха и упрека вышел один на один с хэтчбеком Ford Focus, который двигался вовсе без водителя! Оснащенный системой автоматического торможения Focus останавливался прямо перед бесстрашным Михаилом. Всё это были лишь попытки подобраться к серьезным испытаниям, которые позволили бы комплексно оценить работу систем автоматического торможения и их роль в активной безопасности.

09

Очевидно, что автомобили должны реагировать не только на статичный объект, но и на движущийся — надо сымитировать торможение в пробке или замедление в трассовом режиме. А как реализовать эту идею? Бить машину машиной? Дороговато выйдет!

Материалы по теме

Материалы по теме

Поэтому специалисты техцентра «За рулем» Валерий Жаринов и Геннадий Емелькин взялись за постройку уникальной экспериментальной установки, которая позволяет проводить все виды испытаний. Целый месяц они проектировали, спорили — и строили, подгоняли, перекраивали. В итоге из ворот нашего техцентра они выкати

Электронная тормозная система

Наверное, каждый водитель знает, что такое АBS. Антиблокировочная система тормозов была изобретена и впервые запущена в производство компанией Bosch в 1978 году. АBS предотвращает блокировку колес при торможении. В результате даже при экстренном торможении сохраняется устойчивость автомобиля. Кроме того, во время торможения автомобиль сохраняет управляемость. Однако с ростом скоростей
современных автомобилей одной АBS для обеспечения безопасности стало уже недостаточно. Поэтому ее дополнили еще рядом систем.

Содержание статьи

Brake Assist

Работа системы Brake AssistРабота системы Brake Assist

Следующим шагом повышения эффективности торможения после АBS стало создание систем, уменьшающих время срабатывания тормозов, так называемых систем помощи при торможении Brake Assist. АBS делает торможение при полностью нажатой педали максимально эффективным, но не может сработать при легком нажатии на педаль. Усилитель же тормозов обеспечивает аварийное торможение в том случае, когда водитель нажимает на педаль тормоза резко, но недостаточно сильно. Для этого система измеряет, насколько быстро и с каким усилием водитель жмет педаль, после чего при необходимости мгновенно повышает давление в тормозной системе до максимального.

Технически эта идея реализована так. В пневматический усилитель тормозов встроены датчик скорости перемещения штока и электромагнитный привод. Как только в управляющий центр с датчика скорости поступает сигнал о том, что шток движется очень быстро (это значит, что водитель резко ударяет по педали), срабатывает электромагнит, который увеличивает силу воздействия на шток. Давление в системе тормозного привода в течение миллисекунд автоматически значительно увеличивается, т.е. уменьшается время на срабатывание тормоза машины в ситуациях, когда все решают мгновенья. Таким образом, автоматика помогает водителю добиться наиболее эффективного торможения. Кроме того, Brake Assist «запоминает», как тормозит данный водитель в штатных режимах, поэтому ей легче «распознать» критическую ситуацию. В то же время даже на влажном покрытии срыва колес в юз не происходит — в действие успевает вступить АBS. То есть Brake Assist помогает водителю в самый первый момент торможения, а уж если в следующие мгновенья усилия слишком много, то АBS предохранит колеса от блокировки и сохранит автомобиль управляемым. Brake Assist берет управление экстренным торможением на себя и останавливает автомобиль в максимально короткий срок значительно сокращая тормозной путь, особенно на высоких скоростях движения. Система Brake Assist устанавливается только на автомобилях с АBS.

Профессионалу система Brake Assist вряд ли нужна. Ведь опытный водитель даже в критической ситуации дозирует усилие на педали тормоза весьма точно (делает это резко, но не панически). А вот для подавляющего большинства «обычных» водителей система Brake Assist — это то, что надо. В отличие от других электронных тормозных систем (см.ниже), Brake Assist не может перераспределять усилия между колесами, а только «додавливает» педаль, гарантируя включение АBS в работу.

Эффект от системы Brake AssistЭффект от системы Brake Assist

Компания Bosch разработала новую систему Predictive Brake Assist, которая способна подготовить тормозную систему к экстренному торможению.
Работает она в паре с адаптивным круиз-контролем, чей радар используется для обнаружения объектов впереди автомобиля. Система, определив препятствие впереди, самостоятельно начинает немного прижимать тормозные колодки к дискам. Таким образом, если водитель нажмет на тормозную педаль, он сразу получит максимально быструю реакцию. По словам создателей, новая система эффективнее обычной Brake Assist.
В дальнейшем Bosch планирует представить на рынке Predictive Safety System, которая способна сигнализировать вибрациями на педали тормоза о
критической ситуации впереди. Дальнейшее развитие этой технологии заключается в том, чтобы электроника самостоятельно
активировала экстренное торможение, если решит, что столкновение неизбежно, а водитель бездействует.

Dynamic Brake Control

Еще одна электронная система — DBC, Dynamic Brake Control разработана инженерами BMW. Она похожа на системы Brake Assist, которые применяются, например, на автомобилях Mercedes-Benz и Toyota. Система DBC ускоряет и усиливает процесс нарастания давления в приводе тормозов в случае экстренного торможения и обеспечивает – даже при недостаточной силе нажатия педали – минимальный тормозной путь. На основе данных о скорости нарастания давления и усилии, прикладываемом к педали, компьютер определяет возникновение опасной ситуации и немедленно устанавливает максимальное давление в тормозной системе, тем самым значительно сокращая тормозной путь вашего автомобиля. Управляющий блок дополнительно учитывает скорость автомобиля и уровень износа тормозов. Система DBC использует принцип гидравлического усиления, а не вакуумный принцип. Подобная гидравлическая система обеспечивает лучшее и значительно более точное дозирование тормозного усилия в случае экстренного торможения. Кроме того. компьютер DBC связан с системами АBS и DSC (Dynamic Stability Control).

Cornering Brake Control- система контроля торможения в поворотах.

Система контроля торможения в поворотахСистема контроля торможения в поворотах

Разработана ВMW в 1997 году.

При торможении задние колеса разгружаются. В поворотах это может привести к заносу задней оси автомобиля вследствие возрастающей нагрузки на переднюю ось. CBC работает совместно с ABS для противодействия сносу задней оси при торможении в повороте. CBC обеспечивает оптимальное распределение тормозного усилия в поворотах, предотвращая занос, даже если тормоза были резко нажаты.

Принцип действия:

Используя сигналы датчиков ABS и определяя скорость вращения колес, СВС регулирует нарастание тормозного усилия для каждого тормозного цилиндра таким образом, что оно нарастает быстрее на внешнем по отношению к повороту переднем колесе, чем на других колесах. Благодаря этому становится возможным воздействие на задние колеса с большим тормозным усилием. Таким образом, компенсируются моменты сил, стремящихся повернуть автомобиль вокруг вертикальной оси при торможении в повороте. Система включается в работу постоянно и незаметно для водителя.

Система EBD (Electronic Brake force Distribution)

Система EBD (Electronic Brake force Distribution)Система EBD (Electronic Brake force Distribution)

Система EBD предназначена для перераспределения тормозных усилий между передними и задними колесами, а также колесами правой и левой стороны автомобиля, в зависимости от условий движения. EBD действует в составе традиционной 4-канальной ABS с электронным управлением.
При торможении прямолинейно движущегося автомобиля происходит перераспределение нагрузки – передние колеса нагружаются, а задние, в свою очередь, разгружаются. Поэтому, если задние тормозные механизмы будут развивать такое же усилие, как передние, увеличится вероятность блокировки задних колес. При помощи колесных датчиков скорости блок управления ABS определяет этот момент и регулирует подводимое усилие. Следует отметить, что распределение усилий между осями при торможении существенно зависит от массы груза и его размещения.
Вторая ситуация, когда вмешательство электроники становится полезным, возникает при торможении в повороте. При этом нагружаются внешние колеса и разгружаются внутренние, соответственно, возникает риск их блокировки.
Основываясь на сигналах колесных датчиков и датчика замедления (или датчика ускорения) EBD определяет условия торможения колес и при помощи комбинации клапанов регулирует давление жидкости, подводимое к каждому из колесных механизмов.

Правда о железнодорожных тормозах: часть 2 / Хабр

Вижу, что первая, историческая часть моего повествования публике понравилась, а поэтому не грех и продолжить.

Высокоскоростные поезда, вроде TGV уже не обходятся пневматическим торможением

Сегодня мы поговорим о современности, а именно о том, какие подходы к созданию тормозных систем подвижного состава используются в XXI веке, буквально через месяц разменяющему свой третий десяток.


Исходя из физического принципа создания тормозного усилия все железнодорожные тормоза можно разделить на два основных типа: фрикционные, использующие силу трения, и динамические, использующие тяговый привод для создания тормозящего момента.

К фрикционным тормозам относятся колодочные тормоза всех конструкций, в том числе и дисковые, а также магниторельсовый тормоз, который применяется на высокоскоростном магистральном транспорте, в основном в Западной Европе. На колее 1520 этот вид тормоза применялся исключительно на электропоезде ЭР200. Что касается того же «Сапсана», РЖД отказались от использования магниторельсового тормоза на нем, хотя прототип этого электропоезда, немецкий ICE3 таким тормозом оснащен.

Тележка поезда ICE3 с магниторельсовым тормозом

Тележка поезда «Сапсан»

К динамическим, а точнее электродинамическим тормозам относятся все тормоза, действие которых основано на переводе тяговых электродвигателей в генераторный режим (рекуперативный и реостатный тормоз), а так же торможение противовключением

С рекуперативным и реостатным тормозом все относительно понятно — двигатели тем или иным способом переводятся в генераторный режим, и в случае с рекуперацией отдают энергию в контактную сеть, а в случае с реостатом, выработанная энергия сжигается на специальных резисторах. И тот и другой тормоз применяется как на поездах с локомотивной тягой, так и на моторвагонном подвижном составе, где электродинамический тормоз является основным рабочим тормозом, в виду большого количества тяговых электродвигателей, распределенных по всему поезду. Единственным недостатком электродинамического торможения (ЭДТ) является невозможность торможения до полной остановки. При снижении эффективности ЭДТ выполняется его автоматические замещение пневматическим фрикционным тормозом.

Что касается торможения противовключением, то оно обеспечивает торможение до полной остановки, так как заключается оно в реверсировании тягового двигателя на ходу. Однако этот режим, в большинстве случаев является аварийным — его штатное применение чревато повреждением тягового привода. Если взять, для примера, коллекторный двигатель, то при изменении полярности напряжения, подаваемого на него, противо-ЭДС, возникающая во вращающемся двигателе, не вычитается из питающего напряжения а складывается с ним — колеса как вращались так и вращаются в туже сторону что и в тяговом режиме! Это приводит к лавинообразному нарастанию тока, и самое лучшее что может случиться — сработают электрические аппараты защиты.

По этой причине на локомотивах и электропоездах принимаются все меры к недопущению реверсирования двигателей на ходу. Реверсивная рукоятка блокируется механически при нахождении контроллера машиниста на ходовых положениях. А на тех же «Сапсанах» и «Ласточках» поворот реверсивного переключателя при скорости выше 5 км/ч приведет к немедленному экстренному торможению.

Однако, некоторые отечественные локомотивы, например электровоз ВЛ65, используют реверсивное торможение как штатный режим на малых скоростях движения.

Реверсивное торможение — штатный, обеспечиваемый системой управления режим торможения на электровозе ВЛ65

Надо сказать, что несмотря на высокую эффективность электродинамического торможения, любой поезд, всегда, подчеркиваю — всегда оснащается пневматическим тормозом автоматического действия, то есть срабатывающего за счет выпуска воздуха из тормозной магистрали. Как в России, так и во всем мире старые-добрые колодочные фрикционные тормоза стоят на страже безопасности движения.

По функциональному назначению тормоза фрикционного типа подразделяются на

  1. Стояночные, ручные или автоматические
  2. Поездные — пневматические (ПТ) или электропневматические (ЭПТ) тормоза, устанавливаемые на каждую единицу подвижного состава в поезде и управляемые централизовано из кабины машиниста
  3. Локомотивные — пневматические прямодейсвующие тормоза, предназначенные для затормаживания локомотива, без затормаживания состава. Управляются они отдельно от поездных.


Ручной тормоз с механическим приводом никуда не делся с подвижного состава, он устанавливается как на локомотивах, так и на вагонах — просто сменил специальность, а именно превратился в стояночный тормоз, позволяющий исключить самопроизвольное движение подвижного состава в случае выхода воздуха из его пневмосистемы. Красное колесо, похожее на корабельный штурвал — привод ручного тормоза, один из вариантов его исполнения.

Штурвал ручного стояночного тормоза в кабине электровоза ВЛ60пк

Ручной тормоз в тамбуре пассажирского вагона

Ручной тормоз на современном грузовом вагоне

Ручной тормоз с помощью механического привода прижимает к колесам те же самые колодки, что используются при обычном торможении.

На современном подвижном составе, в частности на электропоездах ЭВС1/ЭВС2 «Сапсан», ЭС1 «Ласточка», а так же на электровозе ЭП20, стояночный тормоз автоматический и прижатие колодок к тормозным диском там выполняется пружинными энергоаккумуляторами. Часть клещевых механизмов, прижимающих колодки к тормозным дискам снабжена мощными пружинами, причем такими мощными, что отпуск выполняется пневматическим приводом давлением 0,5 МПа. Пневмопривод, в данном случае, противодействует пружинам, прижимающим колодки. Управление таким стояночным тормозом выполняется кнопками на пульте машиниста.

Кнопки управления стояночным пружинным тормозом (СПТ) на электропоезде ЭС1 «Ласточка»

По своему устройству такой тормоз аналогичен тому, что применяется на мощных грузовиках. Но в качестве основного тормоза в поездах такая система совершенно непригодна, а почему, я подробно объясню после рассказа о работе поездных пневматических тормозов.


Каждый грузовой вагон оснащается следующим комплексом тормозного оборудования

Тормозное оборудование грузового вагона: 1 — тормозной соединительный рукав; 2 — концевой кран; 3 — стоп-кран; 5 — пылеуловитель; 6, 7, 9 — модули воздухораспределителя усл. №483; 8 — разобщительный кран; ВР — воздухораспределитель; ТМ — тормозная магистраль; ЗР — запасный резервуар; ТЦ — тормозной цилиндр; АР — грузовой авторежим

Тормозная магистраль (ТМ) — труба диаметром 1,25'' идущая вдоль всего вагона, на концах она снабжена концевыми кранами, для разобщения тормозной магистрали при расцепке вагона перед разъединением гибких соединительных рукавов. В тормозной магистрали в нормальном режиме поддерживается, так называемое зарядное давление величиной 0,50 — 0,54 МПа, так что разъединять рукава без перекрытия концевых кранов занятие сомнительное, которое в прямом смысле слова может лишить вас головы.

Запас воздуха, непосредственно подаваемого в тормозные цилиндры хранится в запа́сном резервуаре (ЗР), объем которого в большинстве случаев равен 78 литрам. Давление в запасном резервуаре в точности равно давлению в тормозной магистрали. Но нет, это не 0,50 — 0,54 МПа. Дело в том, что такое давление будет в тормозной магистрали на локомотиве. И чем дальше от локомотива, тем меньше давление в тормозной магистрали, потому что в ней неизбежно имеются неплотности приводящие к утечкам воздуха. Так что давление в тормозной магистрали последнего вагона в поезде будет несколько меньше зарядного.

Тормозной цилиндр, а на большинстве вагонов он один, при наполнении его из запасного резервуара, через тормозную рычажную передачу прижимает к колесам все имеющиеся на вагоне колодки. Объем тормозного цилиндра около 8 литров, поэтому при полном торможении в нем устанавливается давление не более 0,4 МПа. До той же величины снижается давление и в запасном резервуаре.

Главным «действующим лицом» в этой системе является воздухораспределитель. Этот прибор реагирует на изменение давления в тормозной магистрали, выполняя ту или иную операцию в зависимости от направления и темпа изменения этого давления.

При снижении давления в тормозной магистрали происходит торможение. Но не при любом снижении давления — уменьшение давления должно происходить определенным темпом, называемым темпом служебного торможения. Этот темп обеспечивается краном машиниста в кабине локомотива и составляет от 0,01 до 0,04 МПа в секунду. При снижении давления меньшим темпом торможение не происходит. Сделано это для того, чтобы тормоза не срабатывали при нормативных утечках из тормозной магистрали, а так же не срабатывали при ликвидации сверхзарядного давления, о чем мы поговорим попозже.

При срабатывании воздухораспределителя на торможение он выполняет дополнительную разрядку тормозной магистрали служебным темпом на величину 0,05 МПа. Делается это для того, чтобы обеспечить устойчивое снижение давления по всей длине поезда. Если дополнительной разрядки не делать, то последние вагоны длинного поезда могут и не затормозить в принципе. Дополнительную разрядку тормозной магистрали выполняют все современные воздухораспределители, в том числе и пассажирские.

При срабатывании на торможение, воздухораспределитель отключает запасный резервуар от тормозной магистрали и подключает его к тормозному цилиндру. Происходит наполнение тормозного цилиндра. Происходит оно ровно столько времени, сколько продолжается падение давления в тормозной магистрали. При прекращении снижения давления в ТМ наполнение тормозного цилиндра прекращается. Наступает режим перекрыши. Давление, набранное в тормозной цилиндр зависит от двух факторов:

  1. глубины разрядки тормозной магистрали, то есть величины падения давления в ней относительно зарядного
  2. режима работы воздухораспределителя

Грузовой воздухораспределитель имеет три режима работы: груженый (Г), средний (С) и порожний (П). Различаются эти режимы максимальным давлением, набираемым в тормозные цилиндры. Переключение между режимами осуществляется вручную путем поворота специальной режимной рукоятки.

Если подытожить, то зависимость давления в тормозном цилиндре от глубины разрядки тормозной магистрали при 483-воздухораспределителе на различных режимах выглядит так


Недостатком использования режимного переключателя является то, что работник вагонного хозяйства должен пройти вдоль всего состава, залезть под каждый вагон и переключить режимный переключатель в нужное положение. Делается это, по слухам, доходящим из эксплуатации, далеко не всегда. Чрезмерное наполнение тормозных цилиндров на порожнем вагоне чревато юзом, снижением эффективности торможения и порчей колесных пар. Для выхода из подобной ситуации на грузовых вагонах между воздухораспределителем и тормозным цилиндром включают так называемый авторежим (АР), который, механически определяя массу вагона плавно регулирует максимальное давление в тормозном цилиндре. Если вагон оборудован авторежимом, то режимный переключатель на ВР устанавливают в положение «груженый».

Торможение обычно выполняют ступенчато. Минимальной ступенью разрядки тормозной магистрали для ВР483 будет 0,06 — 0,08 МПа. При этом в тормозных цилиндрах устанавливается давление в 0,1 МПа. При этом машинист ставит кран в положение перекрыши, при котором в тормозной магистрали сохраняется величина давления, установленного после торможения. Если тормозной эффективности от одной ступени недостаточно, выполняется следующая ступень. При этом воздухораспределителю уже все равно, каким темпом происходит разрядка — при снижении давления любым темпом происходит наполнение тормозных цилиндров пропорционально величине снижения давления.

Полный отпуск тормозов (полное опорожнение тормозных цилиндров на всем поезде) выполняется повышением давления в тормозной магистрали выше зарядного. Причем, на грузовых поездах выполняется существенное завышение давления в ТМ над зарядным, для того чтобы волна повышения давления дошла до самых последних вагонов. Полный отпуск тормозов в грузовом поезде процесс длительный и может занимать до минуты.

ВР483 имеет два режима отпуска: равнинный и горный. В равнинном режиме при повышении давления в тормозной магистрали происходит полный, бесступенчатый отпуск. В горном режиме возможен ступенчатый отпуск тормозов, что есть не полное опорожнение тормозных цилиндров. Применяется этот режим при движении по сложному профилю с большой величиной уклонов.

Воздухораспределитель 483 вообще очень интересный прибор. Подробный разбор его устройства и работы это тема для отдельной большой статьи. Здесь же мы рассмотрели общие принципы работы грузового тормоза.


Тормозное оборудование пассажирского вагона: 1 — соединительный рукав; 2 — концевой кран; 3, 5 — соединительные коробки линии электропневматического тормоза; 4 — стоп-кран; 6 — трубка с проводкой электропневматического тормоза; 7 — изолированная подвеска соединительного рукава; 8 — пылеуловитель; 9 — отвод к воздухораспределителю; 10 — разобщительный кран; 11 — рабочая камера электровоздухораспределителя; ТМ — тормозная магистраль; ВР — воздухораспределитель; ЭВР — электровоздухораспределитель; ТЦ — тормозной цилиндр; ЗР — запасный резервуар

В глаза сразу бросается большее количество оборудования, начиная с того что тут аж три стоп-крана (по одному в каждом тамбуре, и один в купе проводника), заканчивая тем, что отечественные пассажирские вагоны оборудованы как пневматическим, так и электропневматическим тормозом (ЭПТ).

Внимательный читатель сразу отметит главный недостаток пневматического управления тормозами — конечная скорость распространения тормозной волны, ограниченная сверху скоростью звука. На практике же эта скорость ниже и составляет 280 м/с при служебном, и 300 м/с при экстренном торможении. К тому же эта скорость сильно зависит от температуры воздуха и зимой, например, она ниже. Поэтому извечный спутник пневматических тормозов — неравномерность их срабатывания по составу.

Неравномерность срабатывания приводит к двум вещам — возникновению значительных продольных реакций в поезде, а так же увеличению тормозного пути. Первое не столь характерно для пассажирских поездов, хотя прыгающие на столике в купе емкости с чаем и другими напитками никого не обрадуют. Увеличение же тормозного пути является серьезной проблемой, особенно в пассажирском движении.

К тому же, отечественный пассажирский воздухораспределитель — как старый усл. №292, так и новый усл. №242 (которых, к слову, в парке пассажирских вагонов становится всё больше), оба эти прибора — прямые наследники того самого тройного клапана Вестингауза, и работают они на разности двух давлений — в тормозной магистрали и запасном резервуаре. От тройного клапана их отличает наличие режима перекрыши, то есть возможность ступенчатого торможения; наличие дополнительной разрядки тормозной магистрали при торможении; наличие в конструкции ускорителя экстренного торможения. Эти воздухораспределители не обеспечивают ступенчатого отпуска — они дают сразу полный отпуск как только давление в тормозной магистрали превысит давление в запасном резервуаре, установившееся там после торможения. А ступенчатый отпуск очень полезен при регулировочных торможениях для точной остановки у посадочной платформы.

Обе проблемы — неравномерность срабатывания тормозов и отсутствие ступенчатого отпуска, на колее 1520 мм решаются установкой на вагоны воздухораспределителя с электрическим управлением — электровоздухораспределителя (ЭВР), усл. №305.

Отечественный ЭПТ — электропневматический тормоз — прямодействующий, неавтоматического действия. На пассажирских поездах с локомотивной тягой ЭПТ работает по двухпроводной схеме.

Структурная схема двухпроводного ЭПТ: 1 — контроллер управления на кране машиниста; 2 — аккумуляторная батарея; 3 — статический преобразователь питания; 4 — панель контрольных ламп; 5 — блок управления; 6 — клемная колодка; 7 — соединительные головки на рукавах; 8 — изолированная подвеска; 9 — полупроводниковый вентиль; 10 — отпускной электромагнитный вентиль; 11 — тормозной электромагнитный вентиль.

Вдоль всего поезда протягиваются два провода: №1 и №2 на рисунке. На хвостовом вагоне эти провода электрически соединены между собой и по получившейся петле пускают переменный ток частотой 625 Гц. Делается это для контроля целостности линии управления ЭПТ. При разрыве провода цепь переменного тока разрывается, машинист получает сигнал в виде погасания в кабине контрольной лампы «О» (отпуск).

Управление же ведется постоянным током разной полярности. При этом проводом с нулевым потенциалом являются рельсы. При подаче на провод ЭПТ положительного (относительно рельс) напряжения срабатывают оба электромагнитных вентиля, установленных в электровоздухораспределителе: отпускной (ОВ), и тормозной (ТВ). Первый из них изолирует рабочую камеру (РК) электровоздухораспределителя от атмосферы, второй — наполняет её из запасного резервуара. Дальше в дело вступает установленное в ЭВР реле давления, работающее на разности давлений в рабочей камере и тормозном цилиндре. При превышении давления в РК над давлением в ТЦ происходит наполнение последнего воздухом из запасного резервуара, до давления, которое было набрано в рабочую камеру.

При подаче на провод отрицательного потенциала, тормозной вентиль выключается, так как ток к нему отрезается диодом. Остается активным только отпускной вентиль, удерживающий давление в рабочей камере. Так реализуется положение перекрыши.

При снятии напряжения отпускной вентиль теряет питание, открывает рабочую камеру в атмосферу. При снижении давления в рабочей камере реле давления выпускает воздух и из тормозных цилиндров. Если после кратковременного отпуска снова поставить кран машиниста в положение перекрыши, то падение давления в рабочей камере прекратится, прекратится и выпуск воздуха из тормозного цилиндра. Таким образом добиваются возможности ступенчатого отпуска тормоза.

Что произойдет при обрыве провода? Правильно — ЭПТ отпустит. Поэтому этот тормоз (на отечественном подвижном составе) является неавтоматическим. При выходе из строя ЭПТ машинист имеет возможность перейти на пневматическое управление тормозами.

ЭПТ отличается одновременным наполнением тормозных цилиндров и их опорожнением по всему поезду. Темп наполнения и опорожнения довольно высокий — 0,1 МПа за секунду. ЭПТ является неистощимым тормозом, так как при его работе обычный воздухораспределитель находится в режиме отпуска и питает запасные резервуары из тормозной магистрали, которая в свою очередь отпитывается краном машиниста на локомотиве из главных резервуаров. Поэтому тормозить ЭПТ можно с любой частотой, требуемой для оперативного управления тормозами. Возможность ступенчатого отпуска позволяет управлять скоростью поезда очень точно и плавно.

Пневматическое же управление тормозами пассажирского поезда мало чем отличается от грузового тормоза. Есть разница в приемах управления, например отпуск пневматического тормоза производится до зарядного давления, без завышения. Вообще же чрезмерные завышения давления в тормозной магистрали пассажирского поезда чреваты неприятностями, поэтому при полном отпуске ЭПТ давление в ТМ завышается максимум на 0,02 МПа над величиной установленного зарядного давления.

Минимальная глубина разрядки ТМ при торможении на пассажирском тормозе составляет 0,03 — 0,05 МПа, при этом в тормозных цилиндрах создается давление 0,1 — 0,15 МПа. Максимальное давление в тормозном цилиндре пассажирского вагона ограничивается объемом запасного резервуара и обычно не превышает 0,4 МПа.


Теперь я обращусь к некоторым комментаторам, которых удивляет (а по-моему, даже и возмущает, но утверждать не берусь) сложность поездного тормоза. В комментариях предлагается применить автомобильную схему с энергоаккумуляторами. Оно, конечно, с дивана, или компьютерного кресла в офисе, через окно браузера многие проблемы виднее и очевиднее их решение, но позволю себе заметить, что большинство технических решений, принятых в реальном мире, имеют под собой четкое обоснование.

Как уже говорилось, главная проблема пневматического тормоза в поезде — конечная скорость движения скачка падения давления по длинной (до 1,5 км в поезде из 100 вагонов) трубе тормозной магистрали — тормозной волны. Для ускорения этой тормозной волны требуется дополнительная разрядка, выполняемая воздухораспределителем. Не будет воздухораспределителя, не будет и дополнительной разрядки. То есть тормоза на энергоаккумуляторах будут очевидно заметно хуже по характеристикам равномерности срабатывания, возвращая нас во времена Вестингауза. Грузовой поезд — это не грузовой автомобиль, тут другие масштабы, а значит и другие принципы управления тормозами. Уверен, что это не просто так, и направление мировой тормозной науки не случайно пошло по тому пути, который привел нас к такого рода конструкциям. Точка.

Данная статья — своего рода обзор существующих на современном подвижном составе тормозных систем. Дальше, в других статьях этого цикла я подробнее остановлюсь на каждой из них. Мы узнаем, какие приборы используются для управления тормозами, как устроены воздухораспределители. Подробнее рассмотрим вопросы рекуперативного и реостатного торможения. Ну и конечно рассмотрим тормоза высокоскоростного транспорта. До новых встреч и спасибо за внимание!

P.S.: Друзья! Отдельное спасибо хочу сказать за массу личных сообщений с указанием ошибок и опечаток в статье. Да, я грешник, который не дружит с русским языком и путается на клавишах. Постарался исправить ваши замечания.

Тормозная система (автомобиль)

Тормозная система

Функция тормозной системы состоит в том, чтобы замедлить скорость движущегося транспортного средства или при необходимости остановить его на минимально возможном расстоянии. Автомобиль можно удерживать на наклонной поверхности против силы тяжести с помощью тормоза. Тормоза - это механические устройства для увеличения сопротивления трения, замедляющие поворот колес транспортного средства. Он поглощает либо кинетическую, либо потенциальную энергию, либо и то, и другое, оставаясь при этом в действии, и эта поглощенная энергия проявляется в виде тепла.При движении вниз по крутому склону автомобиль управляется при помощи тормозов. В этом случае тормоза остаются включенными в течение более длительного периода, поэтому необходимо как можно быстрее отводить тепло от торможения в атмосферу.
Автомобили оснащены двумя тормозами; рабочий или ножной тормоз и аварийный или ручной тормоз. Ножной тормоз используется для управления скоростью транспортного средства и для его остановки, когда и где необходимо, путем приложения усилия к педали тормоза. Ручной тормоз, приводимый в действие рычагом, используется для предотвращения движения автомобиля на стоянке.Ручные тормоза называются аварийными, потому что они срабатывают при выходе из строя рабочего тормоза. Практически все автомобили теперь оснащены тормозами на все четыре колеса. Передние тормоза должны работать, не мешая рулевому управлению.
Тормоза должны замедлять транспортное средство с большей скоростью, чем двигатель может его разгонять. Обычно тормоза должны поглощать в три раза больше энергии двигателя в лошадиных силах в эквивалентной форме.
28.1.


Основы торможения

Энергия движения.

Кинетическая энергия - это сила, которая поддерживает движение автомобиля. Эта энергия вырабатывается двигателем, чтобы разогнать автомобиль с места до желаемой скорости. Кинетическая энергия рассеивается в виде тепла тормозами при наложении тормозов (рис. 28.1). Кинетическая энергия транспортного средства при торможении равна

Таким образом, кинетическая энергия удваивается при удвоении веса, но увеличивается в четыре раза при удвоении скорости.

Рис. 28.1. Иллюстрация торможения.

Коэффициент трения.

Сила трения препятствует движению автомобиля. Следовательно, он потребляет электроэнергию и производит тепло. Сила трения возникает между скользящей шиной и поверхностью дороги, когда вращение колеса блокируется тормозами. Способность автомобиля останавливаться зависит от коэффициента трения между контактирующими поверхностями. Максимальный полезный коэффициент трения возникает между шиной и поверхностью дороги. Тормоза легковых автомобилей имеют коэффициент трения 0.От 3 до 0,5.
Количество энергии, которое может быть поглощено тормозами, зависит от коэффициента трения тормозных материалов, диаметра тормоза, площади тормозной поверхности, геометрии колодки и давления, используемого для приведения в действие тормоза. Внезапная остановка автомобиля означает очень сильное трение, что приводит к высокой температуре тормозов.
28.1.1.

Тормозной баланс

Торможение автомобиля происходит на уровне земли, поэтому эффективная тормозная сила действует на землю. Вес автомобиля и кинетическая энергия автомобиля действуют через центр тяжести, который находится над уровнем земли.Это заставляет транспортное средство наклоняться вперед при включении тормозов. В результате этого действия часть веса транспортного средства эффективно переносится с задних колес на передние колеса. Следовательно, передние тормоза должны поглощать больше кинетической энергии, чем задние тормоза. Максимальный переносимый вес составляет

Этот вес добавляется к статическому весу на передних колесах и вычитается из статического веса на задних колесах. Статический вес переднего колеса обычно составляет 55% от веса автомобиля.Передние тормоза предназначены для поглощения этого дополнительного тормозного усилия за счет выбора комбинированного типа
колодка-барабан или колодка-диск, размера тормоза, коэффициента трения накладок, размера колесного цилиндра и дифференциального гидравлического давления срабатывания. При полном торможении желательно, чтобы передние тормоза блокировались немного впереди задних тормозов. Это заставляет автомобиль двигаться прямо и не раскручиваться.
Пример 28.1. Колесная база транспортного средства равна трехкратной высоте его ЦТ над землей.Если транспортное средство тормозится на всех четырех колесах по дороге с коэффициентом сцепления 0,6, определите вес, передаваемый с задних колес на передние.

28.1.2.

Тормозной путь

Тормозной путь чрезвычайно важен при экстренном торможении. Тормозной путь равен 1 в зависимости от скорости замедления. Также на него влияют прогиб шины, сопротивление воздуха, тормозные усилия и инерция трансмиссии. Расстояние, проходимое транспортным средством во время применения тормоза, можно получить из следующих уравнений движения, принимая эффективность торможения за 100%.

Если транспортное средство останавливается из-за применения тормоза, конечная скорость V = 0 в приведенных выше уравнениях, затем тормозной путь S определяется соотношением S = U / 2f.
Тормозной путь остается неизменным при одинаковых шинах и дорожных условиях, когда колеса заблокированы и буксуют, независимо от веса, количества колес или нагрузки транспортного средства. Максимальное тормозное усилие возникает, когда колеса тормозятся непосредственно перед точкой блокировки или точкой надвигающегося заноса. Противоскользящие тормозные системы предназначены для работы на этой отметке или ниже.Любые изменения нагрузки на колесо меняют точку надвигающегося заноса.
Пример 28.2. Рассчитайте минимальный тормозной путь для транспортного средства, движущегося со скоростью 60 км / ч с замедлением, равным ускорению свободного падения.


28.1.3.

Затухание тормоза

Поскольку материал тормозных накладок плохо проводит тепло, большая часть тепла попадает в тормозной барабан или диск во время торможения. При интенсивной эксплуатации тормозные барабаны могут нагреваться до температуры 590 К.Коэффициент трения между барабаном и футеровкой намного ниже при таких высоких температурах, поэтому требуется дополнительное давление на педаль. После ряда резких остановок или после удержания тормоза на длинном спуске под уклон в конечном итоге достигается точка, когда коэффициент трения падает настолько низко, что тормозной эффект становится незначительным. Это состояние называется затуханием тормоза.
В барабанных тормозах накладка покрывает большую часть внутренней поверхности барабана, поэтому остается мало места для охлаждения.Поэтому барабанные тормоза более подвержены выцветанию, чем дисковые. По мере движения автомобиля охлаждающий воздух направляется вокруг барабана и диска для отвода тепла от тормозов. Максимальный тормозной момент, который может восприниматься накладкой или колодкой, зависит от размера и типа тормоза, полной массы автомобиля, нагрузки на ось, переднего и заднего тормозного отношения и максимально достижимой скорости.
Расширение барабана и диска из-за температуры тормозов - еще один фактор, влияющий на износ тормозов. Диаметр барабана увеличивается по мере его нагрева.Башмак больше не соответствует барабану, и, следовательно, поверхность контакта футеровки с барабаном становится меньше. Такое же тормозное усилие требует более высокого давления на педаль, и это, в свою очередь, увеличивает температуру на меньшей контактной поверхности. Продолжительное торможение увеличивает проблему до тех пор, пока торможение не становится неэффективным, независимо от усилия педали. С другой стороны, расширение диска мало влияет на торможение, поскольку колодки прикладывают тормозное усилие к боковой стороне диска, и, следовательно, площадь тормозной поверхности остается постоянной.Ведущие ботинки более подвержены выцветанию, чем задние.
Устойчивые к выцветанию барабанные тормоза должны ограничивать дугу тормозной колодки до 110 градусов и поглощение мощности от
до 28370 кВт / м * накладки. Мощность, потребляемая тормозами во время остановки, может быть рассчитана как:

Тормозной момент.

Тормозной момент - это скручивающее действие, вызываемое барабаном или диском на башмаках или анкерах суппорта во время применения тормозов. Величина крутящего момента определяется эффективной высотой оси и тормозной силой между шиной и поверхностью дороги.
Тормозной момент на передних колесах воспринимается поворотным кулаком и рычагом подвески. В задней части он поглощается картером оси и листовой рессорой или рычагом управления. Тормозной момент при аварийной остановке намного выше, чем момент разгона при полностью открытой дроссельной заслонке. Следовательно, опорные и анкерные элементы тормоза должны обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать эти высокие тормозные нагрузки.

Безопасность тормозов.

Все автомобили оборудованы аварийным тормозом, который работает независимо от рабочих тормозов.Стандарт безопасности требует, чтобы аварийный тормоз удерживал автомобиль на уклоне 30% неопределенное время после нажатия на тормоз, пока оператор не отпустит его.
28.1.4.

Работа, выполненная при торможении

Кинетическая энергия движущегося транспортного средства зависит от веса и скорости транспортного средства. Эта энергия должна частично или полностью рассеиваться, когда автомобиль замедляется или останавливается. Тормоз преобразует кинетическую энергию, которой обладает автомобиль в любой момент времени, в тепловую энергию посредством трения.

Пример 28.3. Автомобиль массой 800 кг движется со скоростью 36 км / ч. Определите (а) кинетическую энергию, которой он обладает, и
(6) среднее тормозное усилие, необходимое для его остановки через 20 метров.

28.1.5.

Эффективность торможения

Сила, прилагаемая при торможении транспортного средства, противодействует движению колес, в результате снижая скорость транспортного средства или останавливая его. Следовательно, тормозная сила - это сила сопротивления, прикладываемая для остановки транспортного средства или снижения его скорости.Эффективность торможения транспортного средства определяется как тормозная сила в процентах от общей массы транспортного средства. Таким образом,

Эффективность торможения обычно меньше 100% из-за недостаточного сцепления с дорогой, транспортного средства на спуске или неэффективной тормозной системы. Эффективность тормозов аналогична коэффициенту трения, который представляет собой отношение силы трения к нормальной нагрузке между трущимися поверхностями.


Пример 28.4. Определите эффективность торможения транспортного средства, если при торможении автомобиль останавливается на скорости 60 км / ч на расстоянии 15 метров.

28.1.6.

Адгезия в шинах

Количество силы, приложенной на обуви против барабана контролирует сопротивление вращение ходового колеса. Одновременно дорожное покрытие должно вращать колесо. Эта движущая сила достигает своего предела, когда сопротивление, оказываемое тормозом, равно максимальной силе трения, создаваемой между шиной и дорогой, которая известна как сила сцепления. Эту силу можно определить из выражения:
Сила сцепления = нагрузка на колесо x коэффициент трения
Когда предел достигнут, колесо начинает буксовать, и любое дополнительное усилие на тормозной колодке не увеличивается со скоростью замедление автомобиля независимо от того, насколько хороша тормозная система.Это означает, что сцепление шины с дорогой является определяющим фактором минимального тормозного пути.

Сцепление с дорогой зависит от:
• Типа дорожного покрытия.
• Состояние поверхности, например, мокрый, сухой, ледяной, жирный и т. д.
• Конструкция протектора шины, состав материала протектора и глубина протектора.
На тормозной путь колеса сильно влияет взаимодействие вращающегося протектора шины и поверхности дороги. Соотношение между тормозящей силой и вертикальной нагрузкой на колесо известно как коэффициент сцепления, \ ia.Этот коэффициент очень похож на коэффициент трения \ i, который возникает, когда одна поверхность скользит по другой. В идеальной ситуации торможения колесо всегда должно вращаться вплоть до точки остановки, чтобы обеспечить максимальное сопротивление торможению. Типичные коэффициенты сцепления для различных дорожных покрытий представлены в таблице 28.1.

Таблица 28.1. Коэффициенты сцепления для различных дорожных покрытий.

Дорожное покрытие Фактор адгезии
i— » Бетон крупнозернистый сухой 0.8
2 Гудрон, битум песчаный сухой 0,6
3 Бетон, крупный асфальт мокрый 0,5
4 Асфальт мокрый 0,4
5 Гудронированный асфальт мокрый 0,3
6 Гудронированный битум жирный 0,25
7 Битум песчаный, снегопрессованный сухой 0.2
8 Битум песчаный, снегопресс мокрый 0,15
9 Лед мокрый 0,1

Принято считать, что кратчайший тормозной путь достигается, когда колесо заблокировано, чтобы вызвать занос. Эта идея неверна, поскольку эксперименты подтвердили, что сила, необходимая для «отклеивания» шины, больше, чем сила, необходимая для скольжения по поверхности. Колесо, находящееся на грани заноса, не только обеспечивает кратчайшее расстояние, но также позволяет водителю сохранять курсовое управление автомобилем.
28.1.7.

Торможение автомобиля

На рис. 28.2 показано, как транспортное средство движется по уклону под углом G к горизонтали. Торможение происходит при включении тормозов. Чтобы привести всю систему в равновесие, сила инерции, также известная как обратная эффективная сила, включается в реально существующую систему сил.


Рис. 28.2. Силы, действующие на транспортное средство при торможении при движении вниз по наклонной дорожке.
Тормоза могут применяться (а) только к задним колесам, (6) к передним колесам и (c) ко всем четырем колесам. Все три случая обсуждаются отдельно.

(a) Тормоза на задние колеса.

На рис. 28.2 пусть Fr будет тормозной силой, создаваемой на задних колесах. Предельное значение Fr равно \ lRr. Вся система находится в равновесии под действием компланарных сил. Следовательно,

(6) Тормоза передних колес.

Можно сослаться на рис. 28.2, но в этом случае Fr заменяется на Ff, действующее на передние колеса. Предельное значение Ff равно n Rf- Следовательно, как и прежде,

(c) Тормоза всех четырех колес.

В этом случае и Fr, и Ff действуют на задние и передние колеса, соответственно, обеспечивая максимально возможное тормозное усилие, как


Пример 28.5. Автомобиль имеет колесную базу 2,64 м, высота его ЦГ над землей 0.61 м и 1,12 м перед задней осью. Если автомобиль движется со скоростью 40 км / ч по ровной дороге, определите минимальное расстояние, на котором автомобиль может быть остановлен, когда
(a) затормаживаются задние колеса,
(b) тормозятся передние колеса,
(c) все колеса заторможены.
Коэффициент трения между шиной и дорогой можно принять равным 0,6. Докажите любую формулу, если она предположена.

Пример 28.6. Автомобиль весит 13341,5 Н и имеет колесную базу 2,65 м. C.G. составляет 1,27 м за передней осью и 0.76 м над уровнем земли рычаг. Максимальное торможение на всех четырех колесах на ровной поверхности приведет к равномерной остановке автомобиля со скорости 64 км / ч на расстояние 25,9 м. Рассчитайте величину сцепления шины с дорогой.
В тех же дорожных условиях автомобиль спускается с холма с уклоном 1 к 20 и тормозит только на передних колесах. Определите распределение нагрузки между передними и задними колесами и расстояние, необходимое для остановки автомобиля.

28.1.8.

Торможение транспортного средства, движущегося по кривой

При движении по криволинейной траектории транспортное средство попадает под действие центробежной силы, которая пытается вывести его наружу. Это действие центробежной силы становится бесполезным из-за боковых сил, действующих на шины в направлении, обратном центробежной силе. Когда транспортное средство затормаживается при движении по криволинейной траектории, силы трения между шинами и дорогой становятся более сложными (рис.28.3).
Ссылаясь на рис. 28.3A,
Пусть W = вес транспортного средства, N
C = радиус криволинейной траектории, м


Рис. 28.3. Силы, действующие на транспортное средство при торможении при движении по кривой траектории (вид сверху).
Поскольку радиус криволинейной траектории очень велик по сравнению с размерами транспортного средства, предполагается, что P и Q параллельны. Точно так же тормозные силы Ff и Fr также параллельны.
Для упрощения предполагается, что силы на колесах транспортного средства сжимаются в единую силу в одной плоскости, проходящей через центр тяжести, без учета влияния качения на реакции колес из-за центробежного действия и тенденции к повороту во время торможения, вызванного неравномерным силы на внутренних и внешних колесах.Следовательно, рис. 28.3A заменен рис. 28.3B.
Ссылаясь на рис. 28.3C, пусть R - вертикальная нагрузка на колесо, а \ i - коэффициент сцепления. Часть силы трения ui? сопротивляется боковому скольжению, а остальное используется для торможения, как показано на рисунке. Из этого совершенно ясно, что тормозная способность транспортного средства снижается при движении по кривой траектории. Наконец, из этого рисунка можно сделать вывод, что если значение n очень велико, то транспортное средство, движущееся со скоростью выше определенной, может перевернуться до того, как соскользнет в сторону.
Пример 28.7 (Установка МКС). Мотоцикл имеет колесную базу 1.44 мапарт. Центр тяжести велосипеда и водителя находится на высоте 0,76 м над уровнем земли и 0,61 м перед задней осью. Коэффициент трения между шинами и дорогой составляет 0,75. Если заднее колесо тормозится, найдите максимально возможное замедление.
(а), если цикл движется по прямой траектории.
(b), если он движется по кривой радиусом 45,7 м со скоростью 48 км / ч.
Предположим, что дорога ровная, и пренебречь сопротивлением воздуха.При повороте пренебрегайте инерцией вращения и углом наклона.
Решение.
(a) См. Раздел 28.1.7. Если задние колеса мотоцикла заторможены, то

.

Как работает рекуперативное торможение | HowStuffWorks

Каждый раз, когда вы нажимаете на тормоз автомобиля, вы тратите энергию. Физика говорит нам, что энергию нельзя уничтожить. Поэтому, когда ваш автомобиль замедляется, кинетическая энергия, которая толкала его вперед, должна куда-то уйти. Большая его часть просто рассеивается в виде тепла и становится бесполезной. Та энергия, которую можно было бы использовать для работы, по сути тратится впустую.

Объявление

Есть ли что-нибудь, что вы, водитель, можете сделать, чтобы перестать тратить эту энергию зря? На самом деле, нет.В большинстве автомобилей это неизбежный побочный продукт торможения, и вы не сможете водить машину, не нажимая при этом тормоза. Но автомобильные инженеры много думали над этой проблемой и придумали своего рода тормозную систему, которая может возвращать большую часть кинетической энергии автомобиля и преобразовывать ее в электричество, чтобы ее можно было использовать для подзарядки автомобильных аккумуляторов. Эта система называется рекуперативным торможением.

В настоящее время такие тормоза в основном используются в гибридных автомобилях, таких как Toyota Prius, и в полностью электрических автомобилях, таких как Tesla Roadster.В таких транспортных средствах очень важно поддерживать заряд аккумулятора. Тем не менее, эта технология была впервые использована в троллейбусах и впоследствии нашла свое применение в таких маловероятных местах, как электрические велосипеды и даже гоночные автомобили Формулы-1.

В традиционной тормозной системе тормозные колодки создают трение с роторами тормозов, замедляя или останавливая автомобиль. Дополнительное трение возникает между тормозящимися колесами и поверхностью дороги. Это трение превращает кинетическую энергию автомобиля в тепло.С другой стороны, с рекуперативными тормозами система, которая приводит в движение автомобиль, выполняет большую часть торможения. Когда водитель нажимает на педаль тормоза электрического или гибридного транспортного средства, эти типы тормозов переводят электродвигатель транспортного средства в режим заднего хода, заставляя его вращаться назад, тем самым замедляя колеса автомобиля. При движении назад двигатель также действует как электрический генератор, вырабатывая электричество, которое затем подается в аккумуляторные батареи автомобиля. Эти типы тормозов лучше работают на определенных скоростях, чем на других.Фактически, они наиболее эффективны в ситуациях, когда за рулем постоянно возникают остановки. Однако гибриды и полностью электрические автомобили также имеют фрикционные тормоза как своего рода резервную систему в ситуациях, когда рекуперативное торможение просто не обеспечивает достаточного тормозного усилия. В этих случаях водителям важно осознавать тот факт, что педаль тормоза может по-разному реагировать на давление. Иногда педаль нажимается дальше к полу, чем обычно, и это ощущение может вызвать мгновенную панику у водителей.

На следующих страницах мы более подробно рассмотрим, как работает система рекуперативного торможения, и обсудим причины, по которым рекуперативное торможение более эффективно, чем обычная система фрикционного тормоза.

.

Гидравлическая тормозная система (автомобиль)

28,8.

Гидравлическая тормозная система

Гидравлическая тормозная система передает усилие на педаль тормоза на колесные тормоза через жидкость под давлением, преобразуя давление жидкости в полезную работу по торможению колес. Простая однолинейная гидравлическая схема, используемая для работы барабанной и дисковой тормозной системы, показана на рис. 28.36. Педаль тормоза передает усилие ноги водителя на поршень главного цилиндра, который сжимает тормозную жидкость.Это давление жидкости одинаково передается по жидкости на поршни суппорта переднего диска и на поршни цилиндра заднего колеса. Согласно правилам, отдельный механический стояночный тормоз должен быть оборудован как минимум двумя колесами. Это положение также позволяет водителю остановить транспортное средство в случае отказа гидравлической тормозной системы.

Рис. 28.36. Гидравлическая однолинейная тормозная система.
В гидравлической тормозной системе тормозная сила прямо пропорциональна отношению площади поперечного сечения главного цилиндра к площади поперечного сечения дискового или барабанного тормозного колеса-цилиндра.Следовательно, эти диаметры цилиндров выбраны надлежащим образом, чтобы обеспечить желаемый эффект торможения. Площади поперечного сечения колесных цилиндров передних и задних дисковых и барабанных тормозов соответственно могут быть выбраны для обеспечения наилучшего переднего тормозного отношения. Гидравлическая жидкость несжимаема, если в системе нет воздуха. Если в тормозном контуре присутствует воздух, ножной тормоз становится мягким. В гидравлической системе внутреннее трение
существует только между поршнями цилиндра и уплотнениями.Трение вызывается давлением жидкости, прижимающей кромки уплотнения к стенкам цилиндра, когда поршень движется по своему ходу. Гидравлическая тормозная система подходит только для прерывистого торможения, а для стояночных тормозов должна быть предусмотрена отдельная механическая связь.
Гидравлическая система имеет следующие преимущества по сравнению с механической компоновкой: (a) Она обеспечивает одинаковое тормозное усилие на всех колесах. (6) Это требует относительно меньшего тормозного усилия для достижения той же мощности.
(c) Это полностью компенсированная система, так что каждый тормоз принимает на себя полную долю усилия на педали.
(d) КПД гидравлической системы выше, чем у механической схемы.
(e) Эта система подходит для автомобилей с независимой подвеской.
(/) Легко изменить усилие на башмак, потому что сила, действующая на поршень, зависит от площади поршня. Чем больше площадь, тем больше нагрузка на задний башмак, поэтому можно использовать поршень большего размера.
28.8.1.


Различные компоненты

Различные компоненты и их функции в гидравлической тормозной системе следующие.

Трубки тормозные.

Это стальные трубы, которые образуют часть контура жидкости между главным цилиндром и колесными цилиндрами. Эти трубы передают жидкость по конструкции кузова и жестким осям. Гибкие шланги соединяют трубы подрессоренного корпуса с колесными тормозными блоками неподрессоренной оси для обеспечения возможности перемещения (рис.28,36).

Главный цилиндр.

Преобразует силу нажатия педали в гидравлическое давление в гидравлической системе посредством цилиндра и поршня (рис. 28.36).

Тормоз дисковый.

Состоит из диска, прикрепленного болтами к ступице колеса. Он зажат между двумя поршнями и фрикционными накладками. Фрикционные накладки поддерживаются в суппорте, закрепленном на цапфе оси (рис. 28.36). Когда тормоза задействованы, поршни прижимают фрикционные колодки к двум боковым поверхностям диска.

Барабан-тормоз.

В нем используются две тормозные колодки и накладки, опирающиеся на заднюю пластину. Задний щиток прикручивается к кожуху моста. Эти ботинки поворота на одном конце на анкерных штифтов или упоров, прикрепленных к задней пластине (рис. 28.36). Другие свободные концы обеих колодок раздвигаются при включении тормозов. Колодки расширяются в радиальном направлении относительно тормозного барабана, расположенного концентрично на ступице колеса.

Колесные цилиндры.

Поскольку давление в гидравлической магистрали действует на площадь поперечного сечения поршней цилиндра диска и барабана (рис.28.36) в колесных цилиндрах гидравлическое давление преобразуется в тормозное усилие. Это тормозное усилие либо прижимает фрикционные колодки к боковым поверхностям диска, либо прижимает фрикционные накладки колодок к внутренней части барабана.
28.8.2.

Механика гидравлической тормозной системы

Чтобы оценить машины с гидравлической тормозной системой, представлен простой анализ, показывающий, как достигается подходящее соотношение сил между ножной педалью и поршнями колесного цилиндра.Рассматривается тормозная система, показанная на рис. 28.36.


Пример 28.11. В гидравлической однолинейной тормозной системе усилие на ножной педали составляет 100 Н, передаточное отношение педали - 4, площадь поперечного сечения главного цилиндра - 4 см2, площадь поперечного сечения передних поршней
- 20 см2, площадь поперечного сечения заднего поршня - 5 см2. , а расстояние, на которое перемещается усилие, составляет 1 см в расчете,
(a) Переднее-заднее тормозное соотношение,
(6) Процент переднего и заднего торможения,
(c) Коэффициент общего усилия,
(d) Расстояние, пройденное за счет выхода ,
(e) Передаточное число цилиндра, и если) Передаточное отношение полного движения.


28.8.3.

Главные тормозные цилиндры

Главный тормозной цилиндр содержит цилиндр и поршень, функция которых заключается в создании гидравлического давления в трубопроводе. Это давление впоследствии преобразуется в силу, приводящую в действие дисковые накладки колесных цилиндров или расширители башмаков. Главные цилиндры относятся либо к (i) типу с остаточным давлением, либо («’) к типу без остаточного давления.

Главный цилиндр остаточного давления (Lockheed).

Строительство.

Главный цилиндр имеет камеру давления цилиндра и камеру резервуара! Резервуар принимает на себя любые колебания объема жидкости в системе из-за изменения температуры и ограниченного количества утечки жидкости (рис. 28.37).
Средняя часть поршня главного цилиндра имеет уменьшенный диаметр и всегда заполнена жидкостью. На обоих концах поршня установлены резиновые манжеты для предотвращения утечки жидкости. Манжетное уплотнение высокого давления, известное как первичное уплотнение, прикреплено к концу поршня с возвратной пружиной, а кольцевое уплотнение низкого давления, известное как вторичное уплотнение, которое входит в канавку вокруг поршня, устанавливается на толкатель. конец поршня.Между уплотнением манжеты и поршнем помещается тонкая шайба, чтобы предотвратить втягивание манжеты в отверстия для рекуперации, просверленные вокруг головки поршня. Резиновый чехол закрывает конец толкателя цилиндра, чтобы не допускать попадания пыли в отверстие цилиндра.
Барабанные тормоза используют обратный клапан остаточного давления на конце цилиндра давления напротив толкателя. После отпускания тормозов в этом обратном клапане создается низкое давление в трубопроводе от 49 до 98 кПа, что обеспечивает следующие услуги:
(a) Он обеспечивает минимальный свободный ход педали, противодействуя втягивающим пружинам тормозных колодок.
(b) Он поддерживает легкий контакт кромок уплотнения колесного цилиндра с отверстием цилиндра, чтобы избежать попадания воздуха.
(c) Он предотвращает повторное попадание жидкости в главный цилиндр во время операции удаления воздуха. Это обеспечивает подачу свежей жидкости при каждом нажатии педали тормоза и полную очистку системы от воздуха.
В отличие от барабанных тормозов, дисковые тормоза не должны иметь остаточного давления в трубопроводе. Это позволяет полностью отделить колодки от диска, избегая перегрева дисков и быстрого износа.Для этого в коническом обратном клапане предусмотрено небольшое ограничительное отверстие. Это приводит к полному сбросу давления, и систему все еще можно очистить путем довольно быстрого нажатия педали во время прокачки (рис. 28.37D).

Эксплуатация.

Когда нажимается педаль, шток толкает поршень главного цилиндра вдоль его отверстия. Сразу же перепускной или компенсационный порт закрывается, и жидкость перед поршнем задерживается. Давление, создаваемое в главном цилиндре, отталкивает кромки чашки обратного клапана от металлического корпуса, так что жидкость вытесняется в трубопроводы.Это заставляет поршни суппорта или башмака-колесного цилиндра тормозить диски или барабаны. (Рис. 28.37B).

Рис. 28.37. Главный цилиндр Lockheed.
Когда колено отпускании педали главного цилиндра возврата пружинные перемещает поршень обратно против его остановки шайбы и стопорное кольцо быстрее, чем возврат жидкости из диска или барабана колесных цилиндров. Следовательно, это вызывает разрежение в главном цилиндре. Как следствие, первичное уплотнение отрывается от головки поршня, деформируя его, тем самым открывая отверстия для рекуперации.Затем жидкость из кольцевого пространства вокруг поршня проходит через отверстия для рекуперации и устраняет временную разницу давлений между двумя сторонами головки поршня (рис. 28.37C).
В то же время жидкость, возвращающаяся из тормозов, находясь под нагрузкой от уплотнений поршня дискового тормоза или возвратных пружин барабанного тормоза, отталкивает весь корпус обратного клапана от его резинового седла и, таким образом, течет обратно в главный цилиндр. Полностью возвращенный поршень затем открывает байпас на компенсационном порте (0.диаметр 7 мм), так что любая созданное расширение нагретой текучей среды избытка жидкость поступает в резервуар из камеры высокого давления. Жидкость всегда заполняет кольцевое пространство, образованное между поршнем и цилиндром через большой канал подачи (рис. 28.37A).

Главный цилиндр без остаточного давления (Girling).

Этот главный цилиндр также содержит напорную камеру и конечный резервуар для жидкости. Поршень работает в камере высокого давления, тогда как резервуар позволяет дополнительная жидкость, чтобы войти в или возврат из системы для поддержания объема постоянная при изменениях температуры и любое просачивания жидкости в системе (рис.28,38).

Рис. 28.38. Главный цилиндр Girling.

Строительство.

Чугунный поршень главного цилиндра имеет форму цилиндрического плунжера с полым штоком на одном конце. Стопор пружины в виде стального пресса в форме гильзы ff устанавливается на конец штока поршня и фиксируется на месте. Шток клапана имеет увеличенную головку, которая опирается на полый поршень, а сам клапан расположен на проставке клапана рядом с впускным отверстием резервуара.
Резиновое кольцо действует как манжетное уплотнение и устанавливается на каждом конце поршня. Резиновый колпачок, называемый первичным уплотнением, устанавливается рядом с возвратной пружиной. Колпачок подвергается линейному давлению и образует герметичный конец поршня. Вторичное уплотнение, установленное на конце толкателя, предотвращает любую утечку жидкости из заднего конца поршня через первичное уплотнение. Резиновый чехол, установленный на задней части главного цилиндра и вокруг толкателя, предотвращает загрязнение стенки цилиндра.

Эксплуатация.

Когда водитель нажимает педаль, чтобы задействовать тормоза, шток толкателя прижимается к поршню. Первоначальное движение поршня толкает край держателя пружины вокруг выступа центрального отверстия поршня в штоке от головки штока клапана. Одновременно жидкость, захваченная в полом штоке поршня, на мгновение подвергается давлению и, следовательно, толкает узел клапана-шток к впускному отверстию. Таким образом, узел клапана и уплотнение закрывают впускной порт, отсоединяя его от резервуара.Дальнейшее движение поршня заставляет жидкость проходить через выпускной порт в систему трубопроводов, чтобы зажать диски или расширить башмаки относительно барабанов (рис. 28.38B).
Когда тормоза отпускаются, уплотнения поршня дискового тормоза или пружины втягивания барабанного тормоза втягивают поршни колесных цилиндров, так что жидкость вытесняется обратно в главный цилиндр. Возвратная пружина поршня главного цилиндра перемещает поршень в крайнее крайнее положение. Но непосредственно перед тем, как поршень достигнет конца своего хода, пружинный фиксатор, прикрепленный к штоку поршня, захватывает и оттягивает шток клапана и узел клапана от впускного отверстия.После этого жидкость течет свободно между резервуаром и камерой давления (рис. 28.38A).

Главный цилиндр компрессионного цилиндра (Girling).

Главный цилиндр компрессионного цилиндра включает в себя неподвижное первичное уплотнение рекуперации, удерживаемое в корпусе, при этом плунжер перемещается через середину для вытеснения жидкости и приложения давления к ней. В плунжере есть четыре небольших радиальных компенсационных отверстия, которые при отпускании тормозов обходят рекуперационное уплотнение, обеспечивая движение жидкости между резервуаром и цилиндром (рис.28.39А). Когда нога педаль нажата, рекуперация уплотнение охватывает радиальные порты компенсации, так что жидкость захватывается в половине давления ствола. Следовательно, тормозной трубопровод находится под давлением (рис. 28.39B).
Прокладка уплотнения рекуперации обеспечивает свободный поток жидкости между горизонтальными отверстиями рекуперации в корпусе и задней частью уплотнения рекуперации при отпускании тормозов. Это также предохраняет уплотнение от вдавливания в отверстия рекуперации под давлением.Опора уплотнения рекуперации удерживает уплотнение на месте и ограничивает его ход при сбросе давления. Вторичное уплотнение размещается на конце толкателя плунжера. Это грязесъемное уплотнение, предотвращающее вытекание жидкости из цилиндра. Обычно в барабанных тормозах обратный клапан остаточного давления, установленный на выпускном отверстии, обеспечивает небольшое линейное давление при отпускании тормозов.
Когда в системе создается давление для торможения, центральный конический клапан открывается, так что дополнительная жидкость проходит мимо клапана в трубопроводы.Отпускание тормозов обращает процесс вспять. На этот раз центральный клапан закрывается, и весь корпус клапана отодвигается от поверхности
выходного отверстия. Это действие заставляет жидкость вытекать обратно в камеру главного цилиндра. Жесткость возвратной пружины плунжера ограничивает минимальное давление в трубопроводе, при котором обратный клапан закрывается.

Рис. 28.39. Главный цилиндр компрессионного цилиндра (Girling).
28.8.4.

Колесные цилиндры Расширители колодок

Гидравлические тормозные системы с барабанными тормозами используют колесно-цилиндровые колодки-расширители.Колесные цилиндры передают гидравлическое давление на тормозные колодки либо через однопоршневую систему, которая обычна в транспортных средствах с передними барабанными тормозами, либо через двухпоршневую систему, которая встроена в задние барабанные тормоза.

Двухпоршневые колесные цилиндры Расширители колодок.

Эти агрегаты включают в себя корпус цилиндра, два поршня, уплотнения, уплотнительные кольца и стопорную пружину (если используются манжеты чашечного типа), резиновые пыльники, а иногда и отдельные толкатели расширителя (рис.28,40). Чугунный корпус колесного цилиндра имеет удлиненную втулочную часть для установки в отверстие в задней пластине, к которой он обычно крепится двумя шпильками. Это соединение с задней пластиной должно быть достаточно жестким, чтобы поглощать реакцию тормозного момента во время торможения.
цилиндрическое отверстие в корпусе размещения два поршня, уплотнения и герметизации, разбрасыватели и фиксирующую пружину (если имеется). На обоих концах цилиндра выполнены кольцевые канавки для установки резиновых пыльников.Стравливающий винтовой клапан расположен в центре цилиндра, обычно в самой высокой точке, для удаления воздуха из камеры.

Фиг. 28.40. Двухпоршневой колесный цилиндр.
Два поршня, установленные в колесном цилиндре, преобразуют гидравлическое давление в нагрузку на наконечник тормозной колодки. Диаметр этих поршней зависит от требуемой тормозной нагрузки для передних и задних тормозов. Внешний конец поршня обычно принимает перемычку носка ботинка для прямого воздействия на туфли.Иногда башмаки выталкиваются наружу с помощью толкателей, винтовых толкателей или упоров, расположенных между поршнями и кончиками башмаков.

В случае манжетных уплотнений стопорная пружина прижимает манжетные уплотнения к головкам поршней и стенкам цилиндров. Следовательно, жидкость не проходит мимо поршня, и воздух не попадает в колесный цилиндр при отпускании тормозов. Манжетные манжеты кольца расположены в канавках вокруг поршней, а естественная эластичность резины обеспечивает предварительную нагрузку на кромку уплотнения в радиальном направлении к отверстию.Резиновый чехол или колпачок надевается на открытый конец каждого поршня для защиты стенок цилиндра от пыли и грязи тормозных накладок.

Однопоршневой Колесо-цилиндр Башмак-расширитель.

Однопоршневые колесные цилиндры обычно используются на передних барабанных тормозах для обеспечения более высокой эффективности торможения. Два однопоршневых агрегата установлены диаметрально напротив друг друга. Однопоршневой агрегат расширяет один башмак относительно барабана и действует как анкерная опора для другого башмака, таким образом выполняя двойные функции.Если движение наружу обоих однопоршневых агрегатов происходит в направлении прямого вращения барабана, комбинация известна как тормоз с двумя ведущими башмаками (рис. 28.41).
Подобно двухпоршневым агрегатам, однопоршневые агрегаты привинчиваются к задней пластине. Эти блоки работают аналогично двухпоршневым, за исключением того, что цилиндр имеет глухой конец, который образует анкерную опору для другого башмака. Либо кольцо-уплотнитель или чашеобразное уплотнение с уплотнительным-распределителем и фиксирующей пружиной используется для уплотнения поршня.

Рис. 28.41. Однопоршневые колесные цилиндры.
28.8.5.

Комбинированный гидравлический / рычажный расширитель колодок заднего колеса

В этом случае отверстие цилиндра (рис. 28.42A) поддерживает как внутренний, так и внешний поршни. Внешний поршень имеет приваренную к нему пылезащитную крышку из штампованной стали и имеет канавку для крепления резинового пылезащитного уплотнения прямоугольного сечения. Внутренний поршень использует манжетное уплотнение с уплотнением-расширителем и стопорную пружину для предварительной нагрузки манжетного уплотнения на стенку цилиндра в отпущенном положении тормозов.Конический конец изогнутого рычага помещается в треугольную прорезь, образованную в каждом поршне. Этот рычаг расположен на штифте в корпусе и поворачивается на нем.
Во время использования ножного тормоза давление жидкости толкает внутренний и внешний поршни до тех пор, пока ведущий башмак не прижимается к барабану. Следовательно, гидравлическая реакция жидкости вынуждает корпус цилиндра скользить в его прорези на задней стороне в противоположном направлении, пока задний башмак не войдет в зацепление с барабаном. Фактически, корпус цилиндра и поршни плавают между обеими башмаками и обеспечивают одинаковую нагрузку на наконечник башмака.Поскольку прорези в поршнях имеют достаточный зазор (рис. 28.42B), движение поршней относительно корпуса цилиндра не мешает закрытому концу изогнутого рычага.
Во время использования ручного тормоза трос отводит конец изогнутого рычага от задней пластины. Это заставляет рычаг вращаться вокруг шарнирного пальца, установленного в корпусе цилиндра, до тех пор, пока его конический конец не соприкоснется с конической поверхностью внешнего поршня и не прижмет этот поршень к ведущему башмаку. Любое дальнейшее натяжение троса на этом этапе вызывает равную и противоположную реактивную тягу в точке поворота.Следовательно, корпус цилиндра скользит по задней пластине от внешнего поршня и упирается в задний башмак и барабан. Опять же, к обеим башмакам прилагается равная расширяющая сила, не вызывая нарушения внутреннего гидравлического поршня и уплотнения (рис. 28.42C).

Рис. 28.42. Комбинированный гидравлический I рычаг заднего колеса-расширитель для малолитражных автомобилей.
Очень похожее устройство показано на рис. 28.43, в котором и цилиндр, и поршень работают в движении ножного тормоза-колодки-расширителя.Однако в этой системе рычаг коленчатого рычага входит в прямоугольное отверстие в перемычке ведущего башмака. При включении ручного тормоза рычаг поворачивается, за счет чего его короткий конец выталкивает ведущий башмак. Следовательно, равная и противоположная реакция действует на шарнирный палец, так что корпус цилиндра перемещается в своем пазу в задней пластине для зацепления со скользящим башмаком.

Рис. 28.43. Комбинированный гидравлический I рычаг заднего колеса-расширителя для больших автомобилей.

Отдельный механизм стояночного тормоза заднего колеса.

В этом стояночного тормоза обувного-расширителя, гидравлический лапка тормоза корпус цилиндра крепится к задней пластине. Поршень на каждом конце приводит в действие башмаки. Тяговая распорка соединяет две колодки, один конец соединяется с одной перемычкой колодки, а другой конец действует как точка поворота для рычага стояночного тормоза, прикрепленного к другому колодке. Два альтернативных варианта расположения рычагов представлены на рис. 28.44. Он перпендикулярен ботинку на фиг. 28.44A и параллелен башмаку на фиг. 28.44B. Трос
присоединяется к свободному концу рычага.Тяга троса из-за включения ручного тормоза поворачивает рычаг. Стойка, толкаемая рычагом в одну сторону, приводит в действие ведущий башмак и перемещает задний башмак в противоположном направлении. Расширяющая сила распределяется между ними поровну, так как распорка рычага плавает между двумя башмаками.

Рис. 28.44. Отдельный рычаг ручного тормоза заднего колеса.

Рис. 28.45. Клапан регулирования давления.
28.8.6.

Клапан регулирования давления

Этот клапан (рис.28.45) установлен в задней тормозной магистрали. Клапан предназначен для ограничения давления, действующего на задние тормоза, чтобы снизить риск заноса задних колес. В клапане используется подпружиненный плунжер, заключенный в корпус. Поскольку низкое давление жидкости не может преодолеть пружину, полное давление сначала действует на все тормоза, когда тормоз затянут. Как только достигается заданное давление, клапан закрывается и отключает поток жидкости к задним тормозам. Впоследствии дальнейшее повышение давления ощущается только передними тормозами.
28.8.7.

Клапан регулировки давления в тормозной системе (инерционный клапан)

Это клапан регулирования давления. Он специально разработан для преодоления проблемы большого разброса нагрузки между передними и задними колесами автомобилей с передним приводом. Клапан установлен в задней тормозной магистрали (ах). Это инерционный чувствительный редукционный клапан. Он работает, когда автомобиль замедляется с заданной скоростью. В течение этого периода клапан временно перекрывает задний тормозной трубопровод и позволяет давлению в передних тормозах еще больше увеличиваться.По достижении заданного давления клапан повторно запускает подачу давления на задние тормоза, но со скоростью, намного меньшей, чем увеличение давления на переднем тормозе (рис. 28.46). Клапан учитывает перенос веса автомобиля и влияние положения во время торможения. Он также чувствителен к загрузке автомобиля и дорожным условиям.
На рисунке 28.47 показана конструкция клапана, применимого к нормальному контуру заднего тормоза. Система имеет независимые линии с двумя клапанами, установленными рядом.В клапанном блоке используется цилиндр, закрепленный на кузове автомобиля под заданным углом. Цилиндр содержит ступенчатый поршень и стальной шарик. При низких темпах замедления транспортного средства жидкость поступает во впускное отверстие и проходит вокруг шара. Затем он проходит через отверстие в поршне к задним тормозам, создавая одинаковое давление в передних и задних тормозных магистралях.

Рис. 28.46. Производительность регулирующего клапана.

Рис. 28.47. Клапан управления тормозным давлением (инерционный клапан).
Если сила инерции, создаваемая скоростью, с которой транспортное средство замедляется, катит шар вверх по наклонному цилиндру, то шар прекращает подачу жидкости к задним тормозам.В течение этого периода разница в площади поршня поддерживает постоянное давление на выходе, в то время как давление на входе увеличивается. В определенной точке, в зависимости от площадей поршня, увеличение давления на входе (
) перемещает поршень, создавая пропорциональное давление на задние тормоза. Давление в двух линиях на этом этапе регулируется соотношением; Давление на входе x малая площадь = давление на выходе x большая площадь.
28.8.8.

Привод предупреждения о перепаде давления

Это сигнальное устройство включает контрольную лампу неисправности тормозной системы, когда разница давлений в двух тормозных магистралях отличается более чем на заданную величину.При выходе из строя одной тормозной магистрали поршни (рис. 28.48) перемещаются и приводят в действие электрический выключатель. Переключатель остается замкнутым, пока поршни не будут сброшены.
28.8.9.

Клапан распределения нагрузки

Этот клапан в указанных пределах обеспечивает гидравлическое давление на задние тормоза пропорционально нагрузке на задние колеса. Таким образом, снижается риск заноса задних колес при небольшой нагрузке на заднюю часть автомобиля. Кроме того, такое расположение обеспечивает

Рис.28,48. Привод предупреждения о перепаде давления.
хорошее торможение при перегрузке задних колес. Одного клапана распределения нагрузки достаточно для расположения одной гидравлической линии, но при использовании системы диагональных линий в каждой линии требуется отдельный клапан. Корпус клапана устанавливается на жесткую часть кузова автомобиля. Пружина, работающая на растяжение или сжатие, воспринимает нагрузку на задние колеса. Эта пружина соединяет рычаг управления клапаном с частью системы подвески, которая перемещается пропорционально нагрузке транспортного средства.
Конструкция клапана показана на рис. 28.49. Рычаг воздействует непосредственно на поршень, который использует шаровой клапан. В отпущенном положении тормоза поршень находится в своем нижнем положении, а шаровой кран удерживается в открытом положении штоком, прикрепленным к корпусу клапана. Это позволяет жидкости свободно проходить между впускным и выпускным портами. Когда к клапану прикладывается гидравлическое давление, поршень движется вверх. Это достигается за счет обеспечения большей площади, подверженной воздействию жидкости, в верхней части поршня, чем площадь в нижней части.Величина гидравлического давления, необходимого для подъема поршня и закрытия шарового клапана, регулируется силой, прилагаемой внешней пружиной к поршню.
Если нагрузка на задние колеса небольшая, пружина оказывает небольшое усилие на поршень. Следовательно, для перемещения поршня вверх, чтобы закрыть клапан, требуется относительно низкое давление. Если давление в этой точке закрытия превышено, полное давление не может быть приложено к заднему тормозу. Следовательно, любое дальнейшее увеличение усилия на педали заставляет поршень управлять клапаном для поддержания более низкого давления, которое также пропорционально давлению, приложенному к переднему тормозу.
По мере увеличения нагрузки на задние колеса подвеска прогибается и усилие на внешней пружине увеличивается. Следовательно, чтобы противостоять этой дополнительной силе, оказываемой пружиной на поршень, создается более высокое давление жидкости, прежде чем поршень сможет подняться. В результате полное давление на задние тормоза сохраняется до тех пор, пока не будет применено гораздо большее усилие на педали.

Рис. 28.49. Клапан распределения нагрузки (Bedix).
Тип клапана, представленный на рис. 28.49, использует регулировочный винт между рычагом и поршнем.Это контролирует момент, в котором клапан начинает работать, определяя переднее / заднее тормозное соотношение для данной нагрузки на заднее колесо.
Помимо любой протечки через уплотнения, поломка внешней пружины может быть возможной неисправностью в этом устройстве. Поломка пружины приводит к значительному снижению давления, подаваемого на задние тормоза через клапан. При обнаружении дефекта обычно заменяют весь клапанный блок.
28.8.10.

Тормозная жидкость

Тормозная жидкость соответствует международным стандартам, установленным в США Обществом автомобильных инженеров (SAE) и Федеральным стандартом безопасности транспортных средств Министерства транспорта (FMVSS).
Основные характеристики тормозной жидкости:
(a) Низкая вязкость. Тормозная жидкость должна легко течь в широком диапазоне температур и работать в очень холодных условиях.
(b) Совместимость с резиновыми компонентами. Помимо сопротивления коррозии металлических деталей, он должен быть химически инертным по отношению к резиновым уплотнениям и т. Д. Он не должен наносить вред системе.
(c) Смазочные свойства. Он должен уменьшать трение движущихся частей, особенно резиновых уплотнений.
(d) Устойчивость к химическому старению.Он должен иметь длительный срок хранения и быть стабильным при использовании.
(e) Совместимость с жидкостями. Он должен быть совместим с другими жидкостями этого типа.
если) Высокая температура кипения. В большинстве тормозных систем используется жидкость на основе глицерина и спирта (гликоля) с присадками, соответствующими требуемым характеристикам. Из-за наличия ряда различных жидкостей, некоторые из которых являются растительными, а некоторые - минеральными, перед проектированием системы следует ознакомиться с рекомендациями производителя, а также для последующей заправки, чтобы избежать повреждения резиновых уплотнений.

Точка кипения тормозной жидкости.

Тормозные жидкости на основе гликоля гигроскопичны по своей природе и, следовательно, они поглощают воду из атмосферы в течение определенного периода времени. Присутствие воды снижает температуру кипения, и в крайних случаях происходит отказ тормозов из-за блокировки пара. Эта ситуация возникает, когда температура текучей среды в части системы поднимается выше точки кипения, так что вода в текучей среде испаряется. Как только это происходит, упругая природа пара приводит к тому, что педаль достигает своего предела хода до того, как создается давление, достаточное для эффективного торможения.
Из-за гигроскопичности большинства тормозных жидкостей, спецификации SAE и FMVSS рекомендуют, чтобы жидкость имела точки влажного кипения и сухого кипения в дополнение к указанным значениям. «Мокрая» точка кипения - это температура, при которой жидкость, содержащая от 3 до 3,5 процентов воды, закипает и образует пузырьки пара. «Мокрая» точка кипения типичных тормозных жидкостей должна быть выше 413 К. По соображениям безопасности рекомендуется менять жидкость в тормозной системе ежегодно. Тормозная жидкость поглощает около 5 процентов воды за этот период времени, так что точка кипения снижается примерно до половины от первоначального значения клапана.Некоторые новые жидкости имеют влажную и сухую точки кипения 453 K и 533 K, поэтому интервал обновления жидкости может быть увеличен до 2 лет.
Для решения проблемы гигроскопичности были разработаны некоторые специальные жидкости на основе силикона, но они дороги и поэтому обычно не используются. Тормозные жидкости следует хранить в герметичных емкостях и не допускать попадания на лакокрасочное покрытие автомобиля. Если жидкость каким-либо образом капает на лакокрасочное покрытие, ее следует немедленно смыть водой.
28.8.11.

Прокачка тормозов

Удаление воздуха необходимо для удаления воздуха из тормозной системы при каждом его попадании. Основные этапы операции прокачки вкратце следующие: (a) Убедитесь, что резервуар заполнен тормозной жидкостью.
(6) Присоедините один конец резиновой трубки к спускному клапану и погрузите другой конец в тормозную жидкость, помещенную в сосуд.
(c) Откройте спускной клапан и медленно нажимайте на педаль тормоза, пока пузырьки воздуха не перестанут появляться. Закройте спускной клапан, когда педаль нажата.
(d) Повторите описанную выше операцию для всех колесных цилиндров, (c) Долейте тормозную жидкость в бачок до отметки.
28.8.12.

Неисправности

Основные неисправности тормозной системы и их причины следующие:

Неисправности Причина
Педаль требует накачки Башмаки требуют регулировки
Пружинная педаль Воздух присутствует в системе
Губчатая педаль (педаль скользит вниз) В системе присутствует утечка, e.грамм. жидкость проходит через основную резиновую чашку.

.Тормозная система

- Muscle Car Club

brakeov

Тормозная система - самая важная система в вашем автомобиле. Если у вас откажут тормоза, результат может быть плачевным. Тормоза на самом деле являются устройствами преобразования энергии, которые преобразуют кинетическую энергию (импульс) вашего автомобиля в тепловую энергию (тепло). Когда вы нажимаете на тормоз, вы управляете тормозной силой, в десять раз превышающей силу, приводящую автомобиль в движение. Тормозная система может оказывать давление в тысячи фунтов на каждый из четырех тормозов.В современных системах главный цилиндр приводится в действие двигателем. Все новые автомобили имеют двойную систему, с тормозами двух колес, управляемыми каждой подсистемой. Таким образом, если одна подсистема выйдет из строя, другая сможет обеспечить достаточно адекватное тормозное усилие. Подобные системы безопасности делают современные тормоза более сложными, но при этом гораздо более безопасными, чем предыдущие тормозные системы.

Тормозная система состоит из следующих основных компонентов: «Главный цилиндр», который расположен под капотом и напрямую связан с педалью тормоза, преобразует механическое давление стопы в гидравлическое давление.Стальные «тормозные магистрали» и гибкие «тормозные шланги» соединяют главный цилиндр с «рабочими цилиндрами», расположенными на каждом колесе. Тормозная жидкость, специально разработанная для работы в экстремальных условиях, заполняет систему. Рабочие цилиндры толкают «башмаки» и «колодки», чтобы контактировать с «барабанами» и «роторами», вызывая сопротивление, которое (будем надеяться) замедляет автомобиль.

За последние годы конструкция тормозов сильно изменилась. Дисковые тормоза, которые годами использовались для передних колес, быстро заменяют барабанные тормоза на задних колесах современных автомобилей.Как правило, это связано с их более простой конструкцией, меньшим весом и лучшими тормозными характеристиками. Самым большим преимуществом дисковых тормозов является то, что они обеспечивают значительно лучшую устойчивость к «тормозам» по сравнению с тормозными системами барабанного типа. Затухание тормоза - это временное состояние, вызванное высокими температурами, возникающими при многократном резком торможении. Это происходит, когда колодки или обувь «тускнеют» из-за большого давления и высокой температуры при интенсивном использовании. Как только они остынут, состояние спадает. Дисковые тормоза обеспечивают лучшую вентиляцию (охлаждение) воздуха по сравнению с барабанными тормозами.Барабанные тормоза не имеют внутренней вентиляции, потому что в противном случае в них могла бы накапливаться вода. Дисковые тормоза могут быстро сбрасывать любую воду, которой они подвергаются, и поэтому они хорошо вентилируются.

«Бустеры» присутствуют в системах «силового тормоза» и используют энергию двигателя для увеличения давления в главном цилиндре. В антиблокировочных системах (ABS), изначально разработанных для тормозных систем самолетов, используются клапаны с компьютерным управлением для ограничения давления, подаваемого на каждый рабочий цилиндр. Если колесо блокируется, рулевое управление не может повлиять на направление автомобиля.Благодаря ABS, независимо от того, насколько сильно нажимается педаль, каждое колесо не блокируется. Это предотвращает занос (и позволяет водителю управлять автомобилем при экстренном торможении).

Какими бы впечатляющими ни были эти достижения, основной процесс преобразования импульса транспортного средства в (потерянную) тепловую энергию не изменился со времен лошадей и повозок. Чтобы остановить карету, запряженную лошадьми, возница тянул за рычаг, который натирал колесо. Но сегодня, с появлением регенерирующих тормозов на электромобилях, разрабатываются новые способы возврата этой потерянной энергии.В этих типах электромобилей, когда вы нажимаете на тормоз, двигатель переключается в «генераторный режим» и сохраняет импульс автомобиля в виде химической энергии в батарее, чтобы снова использовать ее, когда загорится зеленый свет!

Дисковые тормоза

Дисковые тормоза используют зажимное действие для создания трения между «ротором» и «колодками», установленными в «суппорте», прикрепленном к элементам подвески. Внутри суппортов поршни прижимаются к колодкам из-за давления, создаваемого в главном цилиндре.Затем колодки трутся о ротор, замедляя движение автомобиля. Дисковые тормоза работают по тому же основному принципу, что и тормоза на велосипеде; поскольку суппорт зажимает колесо колодками с обеих сторон, он замедляет велосипед. Дисковые тормоза предлагают более эффективное торможение, более простую конструкцию, меньший вес и лучшую устойчивость к водным помехам, чем барабанные тормоза.

Дисковые тормоза, как и многие автомобильные инновации, изначально были разработаны для автогонок, но теперь они входят в стандартную комплектацию практически каждого автомобиля.На большинстве автомобилей передние тормоза - дисковые, а задние - «барабанные». Барабанные тормоза используют два полукруглых башмака для давления наружу на внутренние поверхности стального барабана. Старые автомобили часто имели барабанные тормоза на всех четырех колесах, а многие новые автомобили теперь имеют четырехколесные дисковые тормоза.

Поскольку дисковые тормоза легче отбрасывают воду, чем барабанные, они намного лучше работают во влажных условиях. Это не значит, что вода на них не влияет, это определенно влияет. Если вы пролезете через лужу, а затем попытаетесь задействовать тормоза, ваши тормоза могут вообще не работать в течение нескольких секунд! Дисковые тормоза также обеспечивают лучшее охлаждение воздушным потоком, что также увеличивает их эффективность.Некоторые высокопроизводительные дисковые тормоза имеют просверленные или продольные отверстия в торце ротора, что помогает предотвратить «остекление» колодок (их затвердевание из-за нагрева). Дисковые тормоза были введены в стандартную комплектацию большинства автомобилей в начале семидесятых.

Тормозной барабан

Тормозной барабан представляет собой тяжелый цилиндр с плоским верхом, который зажат между ободом колеса и ступицей колеса. На внутреннюю поверхность барабана воздействуют накладки тормозных колодок. При срабатывании тормозов тормозные колодки прижимаются к внутренней поверхности тормозных барабанов, чтобы замедлить вращение колес.

Барабаны обычно покрыты ребрами на их внешней поверхности для улучшения охлаждения. Они не охлаждаются изнутри, потому что вода может попасть через вентиляционные отверстия для охлаждения, и тогда будет значительно ухудшаться торможение.

Барабанные тормоза используются на задних колесах большинства старых автомобилей, но они все чаще заменяются задними дисковыми тормозами. Барабанные тормоза были стандартным оборудованием на всех четырех колесах большинства автомобилей до начала 70-х годов.

Тормозной суппорт

Суппорт работает как С-образный зажим, зажимая колодки на роторе.Он охватывает ротор и содержит поршень (поршни) «рабочий цилиндр» или «колесный цилиндр». По одному суппорту крепится к элементам подвески каждого колеса. Суппорт обычно устанавливается на шпиндель, что позволяет ему передавать крутящую силу колеса на шасси через рычаги управления. Тормозные шланги соединяют суппорт с тормозными магистралями, ведущими к главному цилиндру. «Выпускной клапан» расположен на каждом штангенциркуле, позволяя удалять пузырьки воздуха из системы.

Дисковые тормоза «плавающий суппорт», наиболее распространенная разновидность, позволяют суппорту слегка перемещаться из стороны в сторону при включении тормозов.Это потому, что движется только одна колодка (относительно суппорта). Некоторые суппорты содержат два или четыре отдельных поршня. Эти суппорты фиксируются на месте; то есть нет бокового движения, как у плавающего суппорта, поршни компенсируют провисание с каждой стороны ротора. Они называются «двухцилиндровыми» или «двухпоршневыми» суппортами и входят в стандартную комплектацию многих высокопроизводительных автомобилей.

Колесный (ведомый) цилиндр

Колесные цилиндры, также называемые «подчиненными» цилиндрами, представляют собой цилиндры, в которых подвижный поршень (-ы) преобразует давление гидравлической тормозной жидкости в механическую силу.Гидравлическое давление на поршень (поршни) внутри колесного цилиндра прижимает тормозные колодки или колодки к обработанным поверхностям барабана или ротора. На каждое колесо приходится по одному цилиндру (или более в некоторых системах). Цилиндры барабанного тормозного колеса обычно состоят из цилиндрической отливки, внутренней пружины сжатия, двух поршней, двух резиновых колпачков или уплотнений и двух резиновых башмаков для предотвращения попадания грязи и воды. Этот тип колесного цилиндра оснащен толкающими штоками, которые проходят с внешней стороны каждого поршня через резиновый чехол, где они упираются в тормозные колодки.В дисковых тормозах колесный цилиндр встроен в суппорт. Все колесные цилиндры имеют выпускные винты (или выпускные клапаны), позволяющие очистить систему от пузырьков воздуха.

Когда педаль тормоза нажата, она перемещает поршни в главном цилиндре, создавая давление тормозной жидкости в тормозных магистралях и подчиненных цилиндрах на каждом колесе. Давление жидкости заставляет поршни колесных цилиндров двигаться, что прижимает колодки или колодки к тормозным барабанам или роторам. Барабанные тормоза используют возвратные пружины, чтобы оттягивать поршни от барабана при сбросе давления.На дисковых тормозах поршневые уплотнения суппортов предназначены для небольшого втягивания поршня, таким образом позволяя колодкам выходить из ротора и тем самым уменьшая трение качения.

Стояночный (аварийный) тормоз

Стояночный тормоз (иногда называемый аварийным тормозом) - это система с тросовым приводом, используемая для непрерывного удержания тормозов в задействованном положении. Стояночный тормоз включает тормоза на задних колесах. Вместо гидравлического давления используется тросовая (механическая) навеска для зацепления тормозных колодок или дисков.При нажатии на педаль стояночного тормоза (или во многих автомобилях при нажатии ручного рычага) стальной трос прижимает тормозные колодки или колодки к барабанам или роторам. Рычаг или кнопка разблокировки ослабляют тросы и отключают тормозные колодки. В большинстве систем стояночный тормоз регулируется автоматически. Автоматический регулятор компенсирует износ накладок (тормозных колодок). На многих автомобилях стояночный тормоз используется для регулировки тормозных колодок по мере их износа или при замене колодок. В этих системах регулировка осуществляется путем многократного включения стояночного тормоза при движении задним ходом.

Стояночный тормоз может быть полезен при движении в гору: если вы ведете автомобиль с механической коробкой передач и останавливаетесь на уклоне, вы можете заметить, что у вас недостаточно ног, чтобы задействовать сцепление, тормозить. , и газ одновременно. Другими словами, вы, скорее всего, немного откатитесь назад, когда начнете снова. Если кто-то подъезжает сразу за вами, это может быть проблемой. Стояночный тормоз полезен в этой ситуации: включите стояночный тормоз после остановки. Когда вы хотите поехать, отпустите сцепление, нажимая на газ, и отпустите стояночный тормоз.Это избавит вас от необходимости быстро переключать левую ногу с тормоза на сцепление или правую ногу с тормоза на педаль газа. Немного практики, и у вас все получится плавно. Кроме того, помните, что если вы остановитесь позади кого-то, кто остановился на холме, дайте ему дополнительное место, чтобы он немного откатился. Особенно, если это грузовик.

У некоторых автомобилей нет выключателя стояночного тормоза! Они автоматически отпускают стояночный тормоз, когда автомобиль переводится в режим движения или заднего хода.

Помните, рекомендуется периодически проверять стояночный тормоз и поддерживать его в хорошем состоянии.Это может спасти вам жизнь в случае отказа основной тормозной системы!

Тормозная система

brake1

Главный цилиндр

Главный цилиндр перемещает гидравлическое давление в остальную тормозную систему. В нем содержится САМАЯ важная жидкость в вашем автомобиле - тормозная жидкость. Фактически он управляет двумя отдельными подсистемами, которые совместно активируются педалью тормоза. Это сделано для того, чтобы в случае серьезной утечки в одной системе другая продолжала работать. Две системы могут снабжаться отдельными резервуарами для жидкости или они могут питаться из общего резервуара.Некоторые подсистемы тормозов разделены на переднюю и заднюю части, а некоторые - по диагонали. Когда вы нажимаете педаль тормоза, шток, соединенный с педалью, перемещает «первичный поршень» вперед внутри главного цилиндра. Первичный поршень активирует одну из двух подсистем. Создаваемое гидравлическое давление и сила пружины первичного поршня перемещают вторичный поршень вперед. Когда движение поршней вперед заставляет их первичные чашки закрывать перепускные отверстия, гидравлическое давление увеличивается и передается на колесные цилиндры.Когда педаль тормоза втягивается, поршни позволяют жидкости из резервуара (резервуаров) пополнять камеру, если это необходимо.

Электронные датчики в главном цилиндре используются для контроля уровня жидкости в резервуарах и для предупреждения водителя в случае возникновения дисбаланса давления между двумя системами. Если загорается стоп-сигнал, следует проверить уровень жидкости в резервуаре (-ах). Если уровень низкий, следует добавить еще жидкости и как можно скорее найти утечку и устранить ее.ОБЯЗАТЕЛЬНО ИСПОЛЬЗУЙТЕ ПОДХОДЯЩУЮ ТОРМОЗНУЮ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ВАШЕГО АВТОМОБИЛЯ. Использование неподходящей тормозной жидкости может «загрязнить систему». Если это произойдет, то ВСЕ уплотнения тормозной системы потребуют замены, а это обычно ОЧЕНЬ дорогостоящая операция.

Система предупреждения о тормозе

Система предупреждения о тормозах является стандартным оборудованием с 1970 года и подключается к главному цилиндру. Он отслеживает разницу в давлении в тормозных магистралях двух гидравлических подсистем и предупреждает водителя световым сигналом в случае возникновения дисбаланса.Когда вы поворачиваете ключ в положение зажигания, во время самопроверки загорается сигнальная лампа тормоза на приборной панели. Вы не должны водить автомобиль, если сигнальная лампа не загорается во время самотестирования при запуске.

Тормозная система разделена на две подсистемы для повышения безопасности. Реле перепада давления, подключенное к сигнальной лампе, расположено между ними. Если происходит серьезная утечка и, следовательно, давление в одной из линий резко снижается, давление с другой стороны заставляет поршень двигаться, активируя реле перепада давления и включая сигнальную лампу на приборной панели.

Существует два типа реле перепада давления; механический или гидравлический. Механические переключатели срабатывают из-за чрезмерного хода тормоза. Гидравлические переключатели активируются разницей давления между передней и задней системой. Когда давление в одной из линий резко снижается, давление с другой стороны заставляет поршень двигаться. Затем плунжерный штифт попадает в канавку в поршне, активируя переключатель, который включает контрольную лампу на приборной панели.

Сигнальная лампа тормозной системы также подключена к датчикам уровня тормозной жидкости в бачках главного цилиндра.Если загорается сигнальная лампа тормоза, следует проверить уровень жидкости. Если уровень низкий, следует добавить еще жидкости и как можно скорее найти утечку и устранить ее. ОБЯЗАТЕЛЬНО ИСПОЛЬЗУЙТЕ ПОДХОДЯЩУЮ ЖИДКОСТЬ. НИКОГДА НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ПРЕДУПРЕЖДАЮЩУЮ ЛАМПУ ТОРМОЗА И ВСЕГДА ЗАМЕТИВАЙТЕ, РАБОТАЕТ ли она, ВО ВРЕМЯ ЗАПУСКА САМОПРОВЕРКИ.

Тормоза с усилителем

Тормоза с усилителем (также называемые тормозами с усилителем) предназначены для использования мощности двигателя и / или аккумуляторной батареи для увеличения тормозной мощности. Четыре наиболее распространенных типа силовых тормозов: вакуумная подвеска; воздушная подвеска; гидроусилитель и электрогидравлический усилитель.В большинстве автомобилей используются вакуумные подвесные устройства (вакуумные усилители), в которых используется вакуумный усилитель, обеспечивающий дополнительную тягу к приложенному давлению ног.

В системе вакуумного усилителя давление на педаль тормоза толкает вперед толкатель, соединенный с поршнями в главном цилиндре. В то же время толкатель открывает клапан регулирования вакуума, так что он закрывает вакуумный порт и изолирует переднюю половину блока повышения давления. Затем вакуумная линия двигателя создает вакуумную камеру низкого давления.Атмосферное давление в камере управления затем давит на диафрагму. Давление на диафрагму заставляет ее двигаться вперед, оказывая давление на поршни главного цилиндра.

Системы гидроусилителя обычно используют давление насоса гидроусилителя рулевого управления и используют эту мощность для увеличения давления в главном цилиндре. В системах электрогидравлического усилителя используется электродвигатель для создания давления в гидравлической системе, которая увеличивает давление в главном цилиндре. Это позволяет автомобилю иметь тормоза с усилителем, даже если двигатель заглохнет.

Возможно, вы захотите сравнить разницу между мощным и не вспомогательным торможением в безопасной зоне; при медленной езде выключите зажигание (не поворачивайте его в положение блокировки, потому что рулевое колесо заблокируется, что крайне небезопасно). Когда автомобиль движется по инерции, сильно нажимайте на тормоза. Сила вашей ноги теперь единственное, что останавливает машину. Безопасный водитель всегда готов применить полную силу, необходимую для остановки своего автомобиля, даже если двигатель заглохнет (тем самым отключив усилитель мощности).

Крышка заливной горловины (крышка бачка тормозной жидкости)

Крышка бачка с тормозной жидкостью имеет отверстие для воздуха или вентилируется, чтобы жидкость расширялась и сжималась без создания вакуума или давления. Резиновая диафрагма поднимается и опускается под давлением уровня жидкости и не пропускает пыль и влагу. Если уплотнение крышки деформируется, это обычно указывает на проблему загрязнения тормозной жидкости.

Вакуум из двигателя

Вакуум во впускном коллекторе двигателя используется для увеличения тормозной мощности ступни в механических тормозах с вакуумным усилителем.Этот вакуум создается поршнями, которые опускаются вниз, всасывая воздух в цилиндры. Когда вы нажимаете педаль тормоза, клапан регулирования вакуума позволяет двигателю создавать разрежение в передней части блока повышения давления. Атмосферное давление с другой стороны диафрагмы обеспечивает значительное дополнительное тормозное усилие.

Тормозная жидкость

Тормозная жидкость - это специальная жидкость для использования в гидравлических тормозных системах, которая должна точно соответствовать техническим характеристикам. Он спроектирован таким образом, чтобы быть невосприимчивым к широким перепадам температуры и не подвергаться значительным изменениям важных физических характеристик, таких как сжимаемость, в диапазоне рабочих температур.Жидкость не должна закипать даже при экстремальных температурах тормозов.

В разных системах используются разные типы тормозной жидкости, и их НИКОГДА нельзя смешивать. В большинстве автомобилей используется тормозная жидкость «DOT 3» или «DOT 4». В некоторых новых автомобилях используются силиконовые тормозные жидкости. Их НИКОГДА не следует смешивать вместе, потому что уплотнения в каждом автомобиле предназначены для работы только с определенными типами жидкостей. Например, следует избегать смешивания «силиконовой» тормозной жидкости и обычных жидкостей на основе гликоля DOT 3 или DOT 4, поскольку эти два типа жидкости не смешиваются (они не смешиваются вместе).Тормозные жидкости DOT 3 и DOT 4 можно смешивать.

Одна из НАИБОЛЬШИХ вещей, которые могут случиться с вашим автомобилем, - это загрязнение тормозной жидкости, потому что уплотнения предназначены для работы только с чистой тормозной жидкостью. «Загрязнение системы» означает, что все поршневые уплотнения и шланги изнашиваются, и поэтому их необходимо заменить, что является БОЛЬШИМИ расходами. Так что будьте ОЧЕНЬ осторожны с тем, что вы кладете в бачок главного цилиндра!

Следует отметить, что тормозная жидкость сильно разъедает краску, поэтому следует проявлять осторожность, чтобы она не попала на отделку вашего автомобиля.

Тормозную жидкость в вашем автомобиле следует менять каждый раз (см. Руководство по эксплуатации), чтобы предотвратить коррозию компонентов тормозной системы.

Антиблокировочная тормозная система (ABS)

abs

Первоначально разработанная для самолетов, ABS работает, ограничивая давление на любое колесо, которое слишком быстро замедляется. Это позволяет применять максимальное тормозное усилие без блокировки тормоза (заноса). Если стандартные тормоза применяются слишком сильно, колеса «блокируются» или буксуют, что не позволяет им управлять направлением движения.Если управление по курсу (рулевое управление) потеряно, автомобиль заносит по прямой везде, где движется. ABS позволяет водителю управлять автомобилем при резком торможении, что позволяет лучше управлять автомобилем. Раньше водители должны были знать, как «качать» тормоза или ощущать блокировку и снижать давление ног, чтобы предотвратить занос. Это означало, что если только одно колесо теряет сцепление с дорогой и начинает заносить, водителю придется уменьшить тормозное усилие, чтобы предотвратить занос. Преимущество ABS заключается в том, что тормоза на колесах с хорошим сцеплением можно использовать в максимально возможной степени, даже если другие колеса теряют сцепление с дорогой.

Антиблокировочная тормозная система состоит из датчиков скорости, расположенных на каждом колесе, и центрального компьютера. Датчики скорости измеряют скорость вращения каждого колеса и отправляют эту информацию обратно в компьютер. Компьютер постоянно оценивает скорость автомобиля и скорость колес. Когда педаль тормоза нажата и скорость колеса достигает или приближается к блокировке, компьютер АБС будет модулировать величину тормозного давления (или «накачивать» тормоза) со скоростью пятнадцать раз в секунду на это колесо.Обычно это достигается за счет отвода тормозной жидкости в небольшой резервуар. Жидкость позже откачивается из резервуара и возвращается в основной резервуар с жидкостью, когда тормоза не задействованы. Такая постоянная модуляция или накачивание предотвращает или исправляет блокировку колес и позволяет водителю тормозить и управлять.

Антиблокировочная тормозная система проверяет себя каждый раз при запуске автомобиля и при каждом торможении. Система оценивает собственные сигналы. При обнаружении неисправности система отключается, не влияя на нормальное торможение.

Чтобы правильно использовать тормоза в автомобиле с АБС в панике, водитель должен задействовать тормоза на 100 процентов, используя всю доступную силу. Компьютер АБС предотвращает блокировку тормозов и скольжение шин по дорожной поверхности. Это позволит водителю избежать угрозы. Важно помнить, что АБС может увеличить тормозной путь по прямой по сравнению с пороговым тормозом в автомобиле без АБС. ABS предлагает водителям в экстренной ситуации возможность сохранять управляемость, чтобы они могли избегать препятствий или угроз.Современные системы АБС сообщают водителю обратную связь, чтобы он знал, что она активирована и работает во время текущего маневра торможения. Самый распространенный способ, которым ABS сообщает водителю, - это ощущение пульсации в тормозной ноге или дребезжащий шум во время торможения. Это нормальная работа, которая говорит водителю о том, что АБС работает. Как обсуждалось выше, не пытайтесь самостоятельно управлять тормозом и не забудьте использовать все доступное тормозное усилие. Система ABS позаботится о модуляции за вас и позволит вам избежать угрозы.

.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *