kitayteka.ru

Тормозная система

Введение

В 1902 году на Риверсайд Драйв — немощеной улице в Нью-Йорке — прошел первый крупный тест тормозной системы. Рэнсом И. Олдс сравнивал новую тормозную систему с тормозом, установленным на колесах кареты, запряженной четверкой лошадей, и внутренним барабанным тормозом безлошадной повозки «Виктория». На созданном им «Олдсмобиле» вокруг барабана на задней оси была навита гибкая лента из нержавеющей стали. При нажатии педали тормоза лента натягивалась и прижималась к барабану. Эта тормозная система произвела такое впечатление на других производителей, что к 1903 году была заимствована большинством из них. К 1904 году практически все автомобилестроители производили машины с внешним тормозом на каждом заднем колесе. Практически сразу были выявлены серьезные недостатки наружных тормозов в повседневном использовании. Например, на подъемах обмотка ослаблялась, и тормоз отказывал через несколько секунд. Водитель, имевший несчастье заглохнуть при движении в гору, вскоре обнаруживал, что катится назад. В связи с этим противооткатные башмаки были важной частью бортового оборудования. Часто можно было видеть пассажира, поспешно вылезающего из машины с кусками дерева в руках, чтобы заблокировать колеса. Еще одним недостатком внешнего тормоза являлось отсутствие защиты от грязи, так что его ленты и барабаны быстро изнашивались. Ремонт тормозов через каждые 200 300 миль был нормальным явлением. Проблемы, связанные с внешними тормозами, были решены с появлением тормоза с действием на внутреннюю поверхность колеса. Пока тормозные колодки находились под давлением, они стопорили барабаны для предотвращения скатывания автомобиля вниз с уклона. Кроме того, так как детали тормозной системы находились внутри барабана и были защищены от грязи, можно было проехать более 1000 миль без техобслуживания тормозов. Тормоза, которые в настоящее время называются барабанными, получили широчайшее распространение в США. Дисковые тормоза начали применяться в серийном производстве на европейских автомобилях в 50 х годах XX века, за 20 лет до того, как в 1973 году их начали использовать американские производители.

Принцип действия

Сила, приложенная в одной точке, передается в другую точку при помощи несжимаемой жидкости. В большинстве тормозных систем в процессе передаче силы происходит ее увеличение, так как при торможении требуется приложение силы, намного большей, нежели та, которую можно создать при нажатии педали ногой. Сила увеличивается 2 способами:

• 1. Увеличение силы при помощи гидравлики.

• 2. Механическое увеличение силы (использование рычага).

Колеса затормаживаются за счет трения между тормозными колодками или барабаном, автомобиль затормаживается за счет трения между шинами колес и дорогой. На рисунках показаны принципы действия гидравлических дисковых и барабанных тормозов. При нажатии педали тормоза поршень главного тормозного цилиндра передает давление жидкости (через тормозные магистрали) на рабочие тормозные цилиндры, находящиеся внутри суппорта или барабанного тормоза. За счет трения между накладками и диском или трение между тормозной колодкой и барабаном автомобиль останавливается, при этом кинетическая энергия автомобиля преобразуется в тепловую.

Типичная схема гидравлической тормозной системы

Обычно тормозная система состоит из дисковых тормозов спереди и дисковых или барабанных тормозов сзади. Тормоз каждого колеса соединен с главным тормозным цилиндром через трубопровод и шланги. К вспомогательным тормозным системам относятся стояночный тормоз, усилитель тормозов, а на некоторых автомобилях также антиблокировочная система тормозов (ABS) или система курсовой устойчивости (ESP). Существуют модели, на которых в электрогидравлический электронный блок управления ABS и ESP также входит антипробуксовочная система (TCS).

Классификация

Рабочая тормозная система

Рабочий тормоз (ножной тормоз) служит для замедления автомобиля, для поддержания постоянной скорости движения (например, на уклоне) и для полной остановки. Обычно торможение осуществляется рабочей тормозной системой. С ее помощью можно точно регулировать тормозное усилие на колесах.

Вспомогательная тормозная система

В случае отказа рабочей тормозной системы вспомогательная тормозная система должна принять на себя ее функции, хотя эффективность торможения этой системы меньше. Вспомогательная тормозная система не обязательно должна представлять собой самостоятельную систему (дополняющую рабочую и стояночную тормозную системы) со своим собственным исполнительным механизмом. Она может быть включена в рабочую двухконтурную тормозную систему или в стояночную тормозную систему и оказывать управляющее воздействие на тормозные механизмы.

Стояночная тормозная система

Стояночная тормозная система является отдельной тормозной системой. Она должна удерживать автомобиль в неподвижном состоянии даже на уклонах. Согласно правилам безопасности привод стояночного тормоза должен осуществляться механически с помощью тяг или тросов. Стояночный тормоз включается с сиденья водителя, в большинстве случаев при помощи рычага привода, но иногда при помощи педали. Эффективность стояночной тормозной системы меньше, чем рабочей тормозной системы. Стояночная тормозная система обеспечивает торможение только задних колес.

Тормозные системы, приводимые в действие мускульной силой

Данный тип тормозной системы устанавливается на легковые автомобили и двухколесные транспортные средства. Мускульная сила, приложенная к педали или рычагу, передается на тормоза механически (через тяги или тросы) или через гидравлический привод (главный тормозной цилиндр, рабочие тормозные цилиндры).

Тормозные системы с усилителем

Данная тормозная система применяется в легковых и легких коммерческих автомобилях. В этой системе используется вакуумный или гидравлический усилитель тормозов, который позволяет уменьшить силу нажатия на педаль тормоза.

Тормозные системы с электронным управлением

Включение тормозной системы осуществляется мускульной силой. Контролирование торможения осуществляется электронными системами.

Педаль тормоза

Педаль тормоза расположена слева от педали акселератора. При нажатии на эту педаль начинается процесс замедления или остановки автомобиля. Педаль жестко закреплена на перегородке моторного отсека и работает в качестве рычага, увеличивающего усилие. Если усилитель выйдет из строя, конструкция педали позволяет водителю создать давление в гидравлическом контуре и включить рабочие цилиндры. Педаль тормоза соединена с поршнем главного цилиндра через толкатель. Значения высоты и свободного хода педали тормоза приведены в заводской инструкции. Высота педали может быть отрегулирована путем поворота гайки толкателя.

Примечание
При нажатии на педаль тормоза не должно возникать провалов педали. В противном случае это указывает на неисправность тормозной системы, например наличие воздуха в тормозных трубопроводах. Любые изменения «ощущений» нажатия на педаль говорят о возникновении серьезной неисправности.

Выключатель стоп-сигналов

Выключатель стоп-сигналов закреплен на кронштейне педали. Его необходимо регулировать при замене или после регулировки высоты педали тормоза. Более подробное описание регулировки выключателя стоп-сигналов приведено в заводской инструкции.

Главный тормозной цилиндр

Для повышения безопасности движения тормозные системы на большинстве современных автомобилей имеют два тормозных контура, в каждый из которых включены тормозные механизмы двух колес. В случае утечки жидкости на одном контуре, только два колеса не смогут тормозить, соответственно, при дальнейшем нажатии педали тормоза автомобиль можно будет остановить. Давление в обоих тормозных контурах создается при помощи главного тормозного цилиндра. Главный тормозной цилиндр достаточно надежен в работе, так как в нем имеется два поршня. При нажатии на педаль тормоза толкатель перемещает первый поршень. При дальнейшем нажатии на педаль происходит увеличение давления в цилиндре и магистралях. Под действием давления первого поршня начинает перемещаться второй поршень. При этом происходит увеличение давления во втором тормозном контуре. При исправной тормозной системе давление в обоих контурах будет одинаковым.

Пропорциональный клапан давления

Пропорциональный клапан давления используется на автомобилях с дисковыми тормозами на передних колесах и барабанными тормозами на задних колесах. В нормальных условиях в дисковом тормозе между колодками и тормозным диском практически отсутствует зазор, в то время как в барабанном тормозе между тормозными колодками и барабаном имеется определенный зазор. По этой причине при нажатии педали тормоза дисковые тормоза начнут действовать раньше, чем барабанные. Клапан перераспределяет время начала срабатывания контуров, при этом задние тормоза включаются немного раньше передних. Давление к дисковым тормозам не подается, пока не будет достигнута пороговая величина давления. Величина давления при срабатывании клапана ничтожно мала относительно максимального давления в тормозной системе, поэтому, прежде чем включатся дисковые тормоза, барабанные тормоза начнут уже подтормаживать автомобиль. Первоначальное подтормаживание задними тормозами обеспечивает намного большую курсовую устойчивость автомобиля при торможении.

Утечка

При возникновении утечки (например, в первом контуре) происходит падение давления между первым и вторым поршнями, поэтому первый поршень начинает упираться во второй. С этого момента главный тормозной цилиндр работает так, как будто он имеет только один поршень. Автомобиль можно затормозить, имея исправный второй контур, однако для этого необходимо будет сильнее нажимать на педаль тормоза. Эффективность торможения сильно уменьшится, так как торможение будет осуществляться только двумя колесами.

Проверка
Подсоедините манометры к отверстиям первого и второго контуров на главном тормозном цилиндре. Сравните результаты измерения со значениями, приведенными в заводской инструкции.
Примечание: главный тормозной цилиндр является ремонтируемым узлом. Подробное описание приведено в заводской инструкции.

Контрольная лампа низкого уровня тормозной жидкости

Внутри бачка для тормозной жидкости имеется поплавковый выключатель. Если уровень тормозной жидкости падает до определенного уровня (из-за утечки или износа тормозных колодок), выключатель замыкает цепь, и включается контрольная лампа.

Тормозная жидкость

Примечание
Тормозная жидкость может впитывать влагу через шланги, главным образом путем диффузии. Это главная причина, по которой тормозная жидкость подлежит замене через каждые 1 2 года. Замена тормозной жидкости необходима для обеспечения эффективного торможения. Во время замены особое внимание необходимо уделять удалению воздуха, попавшего в тормозную систему.


Усилие к рабочим тормозным цилиндрам передается с помощью тормозной жидкости. Поэтому к тормозной жидкости предъявляются строгие требования, чтобы гарантировать надежную работу тормозной системы. Тормозная жидкость должна иметь следующие свойства:

•  иметь соответствующую точку влажного кипения;

•  иметь соответствующую точку равновесия;

•  иметь соответствующую вязкость;

•  иметь соответствующую сжимаемость;

•  обеспечивать защиту от коррозии деталей тормозной системы;

•  не допускать набухания резиновых деталей тормозной системы.

Тормозная жидкость (как и любая жидкость) является несжимаемой, поэтому движение жидкости по трубопроводу подобно движению по трубопроводу стального стержня. Однако, в отличие от стального стержня, жидкость может проходить через множество изгибов и поворотов трубопровода, сохраняя при этом направление движения и давление. Очень важно, чтобы жидкость была однородной, без пузырьков воздуха. Воздух может сжиматься, что приводит к провалам при нажатии на педаль тормоза и сильно снижает эффективность торможения. Если в жидкости возможно наличие воздуха, необходимо его удалить. На каждом цилиндре для этой цели имеются штуцеры для удаления воздуха.

Тормозная жидкость представляет собой жидкость, обладающую особыми характеристиками. Она разработана, чтобы работать при низких температурах без загустения и при очень высоких температурах без закипания. (Если тормозная жидкость начнет кипеть, это приведет к провалам при нажатии на педаль тормоза, что значительно уменьшит эффективность торможения.) Тормозная жидкость должна отвечать стандартам, установленным министерством транспорта (DOT). Бачок для тормозной жидкости находится в верхней части главного тормозного цилиндра. В настоящее время большинство автомобилей оснащено прозрачными бачками, что позволяет увидеть уровень жидкости, не открывая крышку. Уровень жидкости постепенно снижается по мере износа тормозных колодок. Это нормальное явление, которое не свидетельствует о неисправности. Если уровень тормозной жидкости значительно снизился за короткий период времени или упал до 2/3 от максимального уровня, необходимо проверить тормозную систему как можно скорее. Бачок должен быть всегда закрыт, кроме случаев, когда необходимого долить тормозную жидкость. Кроме того, запрещается оставлять открытой емкость, в которой хранится тормозная жидкость. Тормозная жидкость должна обладать очень высокой температурой кипения. Из-за наличия воздуха жидкость будет впитывать влагу, что приведет к снижению температуры кипения. Необходимо использовать только специальную тормозную жидкость, т. к. иначе может произойти внезапный отказ тормозов. Любой другой тип масла или жидкости вступит в реакцию с тормозной жидкостью, что очень быстро приведет к неисправности тормозной системы из-за разрушения резиновых уплотнителей.

Схемы тормозных контуров

Существуют различные схемы тормозных контуров. Чаще используются схемы с разделением контуров на передние и задние колеса и с диагональным разделением контуров.

Одноконтурная тормозная система
В данной схеме тормоза всех колес соединены с главным тормозным цилиндром одним тормозным контуром. В настоящее время данная схема не используется в связи с невозможностью остановки автомобиля в случае отказа тормозной системы (например, из-за утечки), что не соответствует требованиям безопасности.

Двухконтурная тормозная система с разделением на передние и задние колеса (Н)
Данная схема широко применяется на автомобилях с задним и полным приводом. В случае отказа одного тормозного контура торможение по-прежнему возможно посредством второго контура.

Двухконтурная тормозная система с диагональным разделением контуров (Х)
На большинстве автомобилей с передним приводом, в частности с изменяемой полезной площадью багажного отделения, использование двухконтурной тормозной системы с разделением на передние и задние колеса не позволит эффективно затормозить автомобиль в случае неисправности тормозов передних колес. По этой причине практически все переднеприводные автомобили оснащаются двухконтурной тормозной системой с диагональным разделением контуров. Порядок удаления воздуха из различных тормозных систем различен! Подробное описание по удалению воздуха из тормозной системы приведено в заводской инструкции.

Порядок обслуживания тормозной системы

Тормозная жидкость движется от главного цилиндра к рабочим цилиндрам через ряд стальных трубок и усиленных резиновых шлангов. Резиновые шланги используются только в местах, где необходимо обеспечить соединение тормозных магистралей между подвижными деталями, например в узле передней подвески, где детали перемещаются вверх и вниз и поворачиваются. Для остальной части системы применяются трубопроводы из нержавеющей цельнотянутой стали. Эти трубопроводы крепятся к кузову специальными держателями. Если требуется замена тормозного трубопровода, лучше заменять ее целиком. Если с практической точки зрения это неудобно, трубопровод можно починить, используя соединительные детали, выпускаемые специально для ремонта тормозных систем. Тормозные шланги представляют собой специальные гибкие трубопроводы с металлическими штуцерами на концах. Эти шланги могут выдерживать очень высокое давление. Гидравлическая тормозная система заполнена тормозной жидкостью, которая перемещается по шлангам благодаря движению поршней главного цилиндра. Если на шлангах появляются трещины или следы выкрашивания, они подлежат немедленной замене. Для нормальной работы тормозной системы важно тщательно проверять ее при каждом техобслуживании автомобиля. Порядок обслуживания, проверки и замены для каждого элемента тормозной системы описан в заводской инструкции.