Устройство и принцип работы тормозной системы автомобиля

Тормозная система автомобиля (англ. – brake system) относится к системам активной безопасности и предназначена для изменения скорости движения автомобиля вплоть до его полной остановки, в том числе экстренной, а также удержания машины на месте в течение длительного периода времени. Для реализации перечисленных функций применяются следующие виды тормозных систем: рабочая (или основная), запасная, стояночная, вспомогательная и антиблокировочная (система курсовой устойчивости). Совокупность всех тормозных систем автомобиля называется тормозным управлением.

Рабочая (основная) тормозная система

Главное предназначение рабочей тормозной системы заключается в регулировании скорости движения автомобиля вплоть до его полной остановки.

Основная тормозная система состоит из тормозного привода и тормозных механизмов. На легковых автомобилях применяется преимущественно гидравлический привод.

Схема тормозной системы автомобиля

Гидропривод состоит из:

Главный тормозной цилиндр преобразует усилие, сообщаемое водителем педали тормоза, в давление рабочей жидкости в системе и распределяет его по рабочим контурам.

Для увеличения силы, создающей давление в тормозной системе, гидропривод оснащается вакуумным усилителем.

Регулятор давления предназначен для уменьшения давления в приводе тормозных механизмов задних колес, что способствует более эффективному торможению.

Виды контуров тормозной системы

Контуры тормозной системы, представляющие собой систему замкнутых трубопроводов, соединяют между собой главный тормозной цилиндр и тормозные механизмы колес.

Контуры могут дублировать друг друга или осуществлять только свои функции. Наиболее востребована двухконтурная схема тормозного привода, при которой пара контуров работает диагонально.

Запасная тормозная система

Запасная тормозная система служит для экстренного или аварийного торможения при отказе или неисправности основной. Она выполняет те же функции, что и рабочая тормозная система, и может функционировать и как часть рабочей системы, и как самостоятельный узел.

Стояночная тормозная система

Основными функциями и назначением стояночной тормозной системы являются:

• удержание транспортного средства на месте в течение длительного времени;
• исключение самопроизвольного движения автомобиля на уклоне;
• аварийное и экстренное торможение при выходе из строя рабочей тормозной системы.

Устройство тормозной системы автомобиля

Основой тормозной системы являются тормозные механизмы и их приводы.

Тормозной механизм служит для создания тормозного момента, необходимого для торможения и остановки транспортного средства. Механизм устанавливается на ступице колеса, а принцип его работы основан на использовании силы трения. Тормозные механизмы могут быть дисковыми или барабанными.

Конструктивно тормозной механизм состоит из статичной и вращающейся частей. Статичную часть у барабанного механизма представляет тормозной барабан, а вращающуюся – тормозные колодки с накладками. В дисковом механизме вращающаяся часть представлена тормозным диском, неподвижная – суппортом с тормозными колодками.

Управляет тормозными механизмами привод.

Гидравлический привод не является единственным из применяемых в тормозной системе. Так в системе стояночного тормоза используется механический привод, представляющий собой совокупность тяг, рычагов и тросов. Устройство соединяет тормозные механизмы задних колес с рычагом стояночного тормоза. Также существует электромеханический стояночный тормоз, в котором используется электропривод.

В состав тормозной системы с гидравлическим приводом могут быть включены разнообразные электронные системы: антиблокировочная, система курсовой устойчивости, усилитель экстренного торможения, система помощи при экстренном торможении (Brake Assist System).

Существуют и другие виды тормозного привода: пневматический, электрический и комбинированный. Последний может быть представлен как пневмогидравлический или гидропневматический.

Принцип работы тормозной системы

Работа тормозной системы строится следующим образом:

1. При нажатии на педаль тормоза водитель создает усилие, которое передается к вакуумному усилителю.
2. Далее оно увеличивается в вакуумном усилителе и передается в главный тормозной цилиндр.
3. Поршень ГТЦ нагнетает рабочую жидкость к колесным цилиндрам через трубопроводы, за счет чего растет давление в тормозном приводе, а поршни рабочих цилиндров перемещают тормозные колодки к дискам.
4. Дальнейшее нажатие на педаль еще больше увеличивает давление жидкости, за счет чего срабатывают тормозные механизмы, приводящие к замедлению вращения колес. Давление рабочей жидкости может приблизиться к 10-15 МПа. Чем оно больше, тем эффективнее происходит торможение.
5. Опускание педали тормоза приводит к ее возврату в исходное положение под действием возвратной пружины. В нейтральное положение возвращается и поршень ГТЦ. Рабочая жидкость также перемещается в главный тормозной цилиндр. Колодки отпускают диски или барабаны. Давление в системе падает.

Важно! Рабочую жидкость в системе нужно периодически менять. Сколько тормозной жидкости потребуется на одну замену? Не более литра-полутора.

Основные неисправности тормозной системы

В таблице ниже приведены наиболее распространенные неисправности тормозной системы автомобиля и способы их устранения.

Заключение

Тормозная система является основой безопасного движения автомобиля. Поэтому на нее всегда должно быть обращено пристальное внимание. При неисправности рабочей тормозной системы эксплуатация транспортного средства запрещается полностью.

Общее устройство тормозной системы грузового автомобиля

Сегодня ремонт грузовых автомобилей производится регулярно на многочисленных сто. Для того чтобы привести транспортное средство в нормальное рабочее состояние, нужно хорошо знать устройство и принцип работы всех его систем. Тормозная система – это одна из самых важных составляющих любого грузовика, так как отвечает, прежде всего, за безопасность водителя и всех участников дорожного движения.

Современные грузовые транспортные средства оснащены системами тормозов четырех типов:

• рабочая тормозная система;
• запасная тормозная система;
• стояночная тормозная система;
• вспомогательная тормозная система.

Качественный ремонт машин может осуществляться только опытными специалистами на специализированном оборудовании.

Рабочая тормозная система предназначена для уменьшения скорости грузового транспортного средства с заданной интенсивностью до полной его остановки. При этом на работу системы не должна влиять высота скорости (она может быть очень высокой) и другие факторы: уклон дороги, нагрузка и т. д.

Запасная система тормозов используется для медленного и нерезкого снижения скорости автомобиля. С ее помощью можно даже полностью остановить машину, если ее рабочая тормозная система выйдет из строя вся или частично.

Стояночная тормозная система необходима для того чтобы удерживать грузовое транспортное средство в неподвижном состоянии как на уклоне и на горизонтальном участке дороги или стоянки, когда водитель отсутствует в кабине. Эффективность работы данной системы проверяется возможностью удерживания тяжелой машины на таком крутом уклоне, который она преодолевает на низшей передаче.

Вспомогательная тормозная система используется для того чтобы поддерживать постоянную скорость машины во время ее движения на горных спусках большой протяженности. Ее эффективность проверяется возможностью спуска транспортного средства по уклону в 7 градусов со скоростью 30 км/ч на протяжении 6 км без параллельного использования других систем тормозов.

Система тормозов грузового транспортного средства состоит из тормозного привода и определенных механизмов. При этом общие элементы не являются показателем единой работы системы – каждая из них работает независимо, обеспечивая грузовому автомобилю эффективность торможения при самых разных условиях.

Существуют также аварийная система растормаживания стояночного тормоза, привод тормозов прицепа, аварийная сигнализация и системы контроля работы тормозных систем машины.

Что такое пневматический привод?

Принцип действия пневматического привода механических систем грузовых транспортных средств лежит в основе физики газообразных веществ.

Газовая система – это практически любой объект, в принцип работы которого заложено использование газообразного вещества. Кислород является одним из самых доступных газов на земле, поэтому именно он широко распространен в производстве пневматических систем тормозов. Ведь даже слово pneumatikos является греческим и переводится не иначе, как «воздушный».

Более краткий термин, обозначающий подобную систему, зачастую применяется во всей технической литературе. Это слово «пневматика».

Стоит немного обратиться к истории возникновения пневматической системы. Устройства на ее основе использовались в самой глубокой древности. К простейшей пневматике относятся кузнечные меха, ряд музыкальных инструментов, ветряные мельницы – простейшие двигатели – и т. д.).

Наиболее часто использовались пневматические системы в качестве нагнетателей, то есть источников энергии воздуха. Они были способны придавать кислороду требуемый объем кинетический или потенциальной энергии.

Однако в сфере жизни и деятельности человека пневматический привод, который состоит из цепи устройств, приводящих в работу механизмы и машины, это одно из главных направлений использования кислорода, но далеко не единственное.

Пневматический привод: назначение

Пневматический привод отвечает за управление выпуском и впуском сжатого воздуха, при помощи которого тормозные механизмы приводятся в действие. Этот механизм используется на больших грузоподъемных машинах.

Одними из безусловных преимуществ пневматического привода являются контроль тормозов прицепа и точность слежения за процессом торможения. Если сравнивать пневматический привод с гидравлическим, то первый по своим конструктивным особенностям является более сложным и дорогостоящим. Кроме того, эта запчасть для грузовых иномарок больше весит и имеет внушительные габариты.

При каких условиях возможно использование энергии сжатого воздуха? Прежде всего, при включении специальных приборов в привод, которые обладают следящим действием. Они обеспечивают контроль изменения давления в исполнительных механизмах. Давление зависит, прежде всего, от усилия, которое приложено к управляющему органу. В свою очередь, размер давления оказывает влияние на усилие в исполнительных механизмах, которые и запускают в работу тормозные механизмы.

Компоненты пневматической тормозной системы грузовиков

Ведущие мировые компании-производители контроля и систем безопасности для грузового и коммерческого транспорты известны всем, кто занимается таким бизнесом, как продажа запчастей. Это марки KNORR-BREMSE и WABCO Vehicle Control Systems.

Вот уже больше века эти производители осуществляют активное внедрение на автомобильный рынок передовых механических и электронных технологий, необходимых в производстве тормозов и других систем безопасности. Вся продукция концернов KNORR–BREMSE и WABCO применяется в процессе производства грузовых и коммерческих транспортных средств, а также в их эксплуатации. Если вы собираетесь купить автозапчасти, то выбирайте только эти проверенные временем и большим числом покупателей марки.

Инженеры KNORR-BREMSE и WABCO внедряют на современный рынок на постоянной основе такие системы, как ABC (ABS) , EBS, ESC — система стабилизации, RSC — противобуксовочные системы, системы очистки воздуха, контроля трансмиссий, электрики, подвески и другие узлы и части систем тормозов.

На сегодняшний день концерны KNORR-BREMSE и WABCO являются лидерами в сфере производства компрессоров, воздушных кранов, различных клапанов и пневмогидроусилителей.

Основные типы пневматических систем

Все пневматические системы подразделяются на 3 основных вида:

• системы с естественной конвекцией (циркуляцией) газа;
• системы с замкнутыми камерами;
• системы, где используется энергия предварительно сжатого газа.

Первая группа – это системы с естественной (циркуляцией) газа, как правило, это воздух. Направление движения кислорода зависит от плотности природного характера и градиентов температуры. Примерами могут служить вентиляционные системы газоходов, горных выработок, обычных помещений, атмосферная оболочка планеты.

Вторая группа – это системы с замкнутыми камерами, которые не взаимодействуют с атмосферой. В этих камерах состояние газа может изменяться. На данный процесс оказывает влияние объем камер, подъем или падение температуры, объем отсасывания или наддува газа. Ко второй группе можно отнести такие устройства, как пневмобуферы, пневмобаллоны, различные эластичные надувные объекты, пневмогидравлические системы баков для топлива у самолетов и ракет.

Третья группа – это системы, в которых для выполнения целого ряда работ применяется энергия предварительно сжатого газа. Внутри этих систем газ движется с приличной скоростью по специальным магистралям. При этом он обладает большим запасом энергии. Такие системы бывают двух типов: бесциркуляционные и циркуляционные или иначе замкнутые.

Отработанный газ в циркуляционной системе возвращается к нагнетателю по трубопроводам для вторичного применения. Обычно такой принцип существует в гидроприводе.

Где применяется подобная система?

Прежде всего, в условиях, когда утечка газа в воздух недопустима или кислород нельзя использовать в определенных условиях по причине его окислительных свойств. Обычно подобнее системы применяются в криогенной технике, в которых используется агрессивные энергоносители – гелий, сероводород, аммиак, фреон, пропан и т. д.

В агрегатах с бесциркуляционной системой (например, в химической промышленности или в сварочном производстве) воздух выполняет роль источника пневматической энергии или химического реагента.

Три главных направления использования сжатого воздуха в жизнедеятельности человека

Первое направление – это использование кислорода в различных технологических процессах. Воздух в этом случае отвечает за сушку, обдувку, охлаждение, распыление, очистку, вентиляцию и тому подобные процессы. В горнодобывающей, пищевой и легкой промышленностях широко распространены системы пневмотранспортирования газа по магистралям. По воздуху проводятся пылевидные материалы в смесях, помещенные в специальные капсулы, а кусковые (штучные) материалы транспортируются на приличные расстояния по принципу перемещения текучих веществ.

Второе направление заключается в применении в системах пневматики сжатого воздуха. Он отвечает за автоматику управления различными процессами. С середины 60-х годов это направление активно развивалось. Оно совпало с созданием СЭППА (универсальной системы элементов промышленной пневмоавтоматики). В нее входят переключатели, пневматические датчики, реле, преобразователи, усилители, логические элементы, струйные устройства и другие.

На базе данной технологии производятся аналоговые, релейные и аналого-релейные схемы, являющиеся в некотором роде «родственниками» электротехнических систем. Использование их на практике – это выпуск систем программного управления машинами и движением мобильных объектов, а также сфера крупносерийного производства.

Третье направление использования мощной энергии пневматики – это применение пневматического привода в общей механике грузовых транспортных средств.

Как работает компрессор?

В систему питания сжатым воздухом пневматического привода входят:

• регулятор давления;
• компрессор;
• предохранитель от замерзания.

Компрессор, установленный на маховике двигателя (на переднем торце картера), отвечает за запас сжатого воздуха. Шестеренчатый привод компрессора, системы смазки и охлаждения компрессора соединены с соответствующими системами двигателя.

Через впускной трубопровод и воздухоочиститель кислород поступает в цилиндры компрессора. Попадает он туда через впускные клапаны пластинчатого типа. В свою очередь, происходит вытеснение воздуха, который сжат поршнями, в воздушные баллоны через специальные клапаны, расположенные в головке цилиндров.

Когда давление достигнет 700 кПа, регулятор прекращает подачу кислорода в пневмосистему посредством соединения атмосферы с нагнетательной магистралью. При снижении давления до 650 кПа в нагнетательной магистрали, тот же самый регулятор перекрывает поступление кислорода в атмосферу. Это действие запускает механизм нагнетания кислорода в пневмосистему.

Тормозная камера типа нужна для того чтобы запустить тормозные механизмы, отвечающие за торможение передних колес грузового транспортного средства.

Сжатый воздух при торможении проводится через штуцер в наддиафрагменную полость емкости. В свою очередь, диафрагма прогибается и осуществляет поворот регулировочного рычага тормоза, который осуществляет плотное примыкание к тормозному барабану колодок. Усилие, с которым производится это действие, прямо пропорционально давлению сжатого воздуха, который подведен в тормозную камеру

Когда осуществляется процесс оттормаживания, то есть в тормозной камере происходит сброс давления, шток возвращается в свое исходное положение под действием возвратной пружины. Регулировочный рычаг, в свою очередь, поворачивается, а тормозные колодки в этот момент освобождаются. Колодки отходят от тормозного барабана благодаря усилию стяжных пружин.

В рабочей тормозной системе имеется контур привода тормозов колес задней тележки. Его главные приборы – это воздушный баллон, часть тройного защитного клапана, авторегулятор тормозных сил, верхняя секция тормозного крана, тормозные камеры в количестве четырех штук, трубопровод к верхней секции клапана.

Для чего используется автоматический регулятор тормозных сил?

Он предназначен для их автоматического регулирования на колесах задней тележки и работает в зависимости от изменения осевой нагрузки колес. Процесс регулировки тормозных сил осуществляется посредством повышения/снижения давления воздуха в тормозных камерах колес задней тележки. На данный процесс влияет осевая нагрузка во время торможения транспортного средства.