Всё про тормозную систему машины
Принцип работы любой тормозной системы прост. Водитель, воздействуя на педаль тормоза передает усилие через ряд устройств на колесные механизмы, которые, в свою очередь, воздействуют на тормозные диски, прижимая к ним колодки и тем самым останавливая их вращение и, соответственно автомобиль в целом. Наиболее часто используется рабочая. Она состоит из ряда устройств, позволяющих водителю снижать скорость вплоть до полной остановки. В неё входят тормозные устройства (дисковые, барабанные), главный тормозной цилиндр, вакуумный усилитель тормозов и регулятор тормозных сил. Плюс магистрали с тормозной жидкостью.
Главный тормозной цилиндр (ГТЦ)
Предназначен для преобразования усилия, прилагаемого к педали тормоза, в избыточное давление тормозной жидкости и распределения его по рабочим контурам. Бачок с запасом жидкости может крепиться на ГТЦ или вне его.
Регулятор
Уменьшает давление в приводе механизмов задних колес. Его ещё называют «колдун». При торможении сила инерции движущегося автомобиля и противодействующая ей сила трения создают опрокидывающий момент. Передняя подвеска, реагируя на него, «проседает», а задние колеса «разгружаются». Поэтому даже при не интенсивном торможении задние колёса могут блокироваться, что часто приводит к заносу машины. В зависимости от изменения расстояния между элементами задней подвески и кузовом давление в приводе задних тормозов (по сравнению с передними) ограничивается.
Рабочий контур
- 2 + 2 подключенных параллельно (передние + задние)
- 2 + 2 подключенных диагонально (правый передний + левый задний и т. д.)
- 4 + 2 тормозных механизма (в один контур подключены тормозные механизмы всех колес, а в другой только два передних)
На многих машинах в тормозной привод встраивают антиблокировочные системы (АБС). Конструктивно АБС — это совокупность датчиков, модуляторов и блока управления. При торможении блок управления анализирует поступающую от датчиков информацию о скорости автомобиля и угловой скорости вращения колес, отслеживает работу исполнительных механизмов, которые регулируют давление жидкости в том или ином колесном механизме, не давая ему заблокироваться в случае экстренного торможения.
Тормозные механизмы
Разделяют на дисковые и барабанные.
Дисковые бывают с подвижным или неподвижным суппортом. Наибольшее распространение получили механизмы с подвижным суппортом, которые исключают неравномерный износ колодок. Еще одной особенностью механизма с подвижным суппортом является меняющееся расстояние от внешнего габарита до колесного диска в зависимости от состояния колодок.
Дисковые тормоза эффективнее барабанных и работают в более высоком температурном режиме. Для лучшего отвода тепла из рабочей зоны часто используют вентилируемые диски. Его увеличенная толщина позволяет разместить между поверхностями трения ребра жесткости, которые обеспечивают принудительную циркуляцию воздуха. При вращении создается центробежная сила, она заставляет поступающий воздух устремляться от центра к краям диска. Нагретый воздух выбрасывается в окружающую среду, а вентилируемый диск охлаждается.
Барабанные механизмы устанавливают обычно на задние колёса. В процессе работы зазор между колодкой и барабаном увеличивается. Для его устранения предназначены механические регуляторы. Износ колодок компенсируется их самоподводкой, происходящей, как правило, при резком торможении. Теплоотвод осуществляется через колодочные накладки, массивную металлическую основу и ребра охлаждения тормозного барабана.
Вспомогательная (аварийная) система
Начинает действовать при разгерметизации одного из рабочих контуров (вытекает тормозная жидкость). В этом случае в бачке с тормозной жидкостью, разделенном на два независимых объема, уровень понижается до критической отметки. Далее он продолжает понижаться только в объеме неисправного контура, а объем исправного сохраняет критический уровень жидкости.
Стояночная система
Вопросы по работе
Каков срок службы тормозных колодок?
Для большинства автомобилей пробег колодок до полного износа составляет до 60 000 км при езде в обычном режиме. Срок службы зависит от стиля вождения, а наличие дефектов на поверхности диска может заметно его сократить. Подробнее в статье — как определить износ колодок.
Каковы температуры торможения?
Температуры, возникающие при трении между колодками и дисками, в норме не превышают 370°С даже в условиях интенсивного движения. При спортивной езде — порядка 480-650°С являются обычной, возрастая до 820°С, Примерно до такой температуры нагреваются колодки машины, когда они приобретают красноватый оттенок.
Не стоит приобретать спортивные колодки из-за того, что любите быструю езду. Подавляющее большинство их нуждается в предварительном «разогреве» и не будут эффективно работать при обычных температурах, а это чревато аварийной ситуацией.
Почему педаль тормоза становиться мягкой или жесткой?
Зачастую педаль тормоза кажется в первое время «мягкой» после установки новых колодок. Необходим некоторый промежуток времени для притирки трущихся поверхностей. «Жесткой» педаль становится после некоторого времени.
Есть ли преимущества в перфорированных дисках?
Они имеют некоторые преимущества — разрушают поверхностную пленку, образующуюся при перегревании тормозов, поддерживают чистоту поверхности тормозной колодки, удаляя продукты сгорания, образующиеся на трущихся поверхностях под воздействием высоких температур.
Как развивалась тормозная система
Даже на дешевых машинах барабанные тормоза исчезают, а система АБС обязательна для всех новых авто. Взамен появляются дисковые тормоза, которые обладают большей эффективностью. Производители устанавливают на передней оси вентилируемые диски, а на задней — дисковые без вентиляции. Это понятно, ведь нагрузка на задние тормоза меньше, чем на передние.
С повышением скорости автомобилей возросла мощность тормозной системы, значит требуется дополнительное охлаждение. Стали применять диски с перфорацией и дополнительными канавками, которые ранее были привилегией спортивных машин. Их устанавливают на мощных авто в базовой комплектации. Из автоспорта перешли керамические тормозные диски. Они обладают большей прочностью и быстрее охлаждаются, по сравнению с чугунными. Возможно, «керамика» в будущем будет ставиться на машины среднего класса.
Новинка тормозной системы — система Brake Assist. Суть в том, что радар, установленный на бампере определяет расстояние до впереди идущего автомобиля. Если это расстояние, по его мнению будет критическим, то система подает сигнал на привод тормозов. Он приближает колодки к диску всего на несколько десятых долей миллиметра. При нажатии на педаль тормоза в этот момент, система Brake Assist позволяет сократить тормозной путь.
Последнее веяние — тормоза без механической связи. Они управляются электронными устройствами по проводам, никакой механической связи нет. Некоторые производители применяют электронные тормоза на концепт карах, но в серийное производство не запускают.
Тормоза — смертельный разрыв
Автор: Валерий Моторин Раздел: СБОРНИК
Тормозная система современного легкового автомобиля представляет собой замкнутый гидравлический контур. Водитель, нажав на педаль тормоза, увеличивает давление в системе до 100 атмосфер, что собственно и вызывает движение поршней в суппортах. Новые компоненты тормозной системы без проблем переносят трехкратное превышение указанного давления, но с течением времени запас прочности снижается.
Больной вопрос
Самое слабое звено в тормозной системе – шланги и магистрали, которые не защищены от воздействия внешней среды. Так, например, шланги теряют свои свойства и могут потрескаться уже через пару лет. Тормозные трубки чаще всего изготовлены из стали, которая со временем начинает коррозировать. В обоих случаях износ линий никак не дает о себе знать, и водитель начинает подвергаться опасному риску.
И он огромный! Прогрессирующая коррозия значительно ослабляет прочность места поражения. Пока водитель не сильно нажимает на педаль тормоза, ничего не происходит. Однако попытка резкого торможения может закончиться трагедией. В момент разрыва магистрали давление в системе резко падает, что существенно ухудшает эффективность торможения. Дополнительной проблемой является тот факт, что зачастую тормозные линии проложены так, что трудно оценить их состояние, даже приподняв автомобиль с помощью домкрата.
Многие водители во время повседневных поездок не давят на педаль тормоза с большой силой, поэтому неисправность можно обнаружить лишь при техническом обследовании. Диагносты регулярно выявляют дефекты. Они утверждают, что потрескавшиеся тормозные шланги – реальная проблема, которая присутствует в массовом масштабе. Поэтому, учитывая огромный риск, не следует недооценивать комментарии специалистов, касающиеся тормозных магистралей. Если есть подозрения относительно их состояния, то следует как можно скорей заменить сомнительные элементы.
Что происходит?
Принципиальная схема тормозной системы.
1 – главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем.
2 – регулятор давления в задних тормозных механизмах.
3,4 – рабочие контуры.
На протяжении многих лет тормозные системы автомобилей оборудовались двумя контурами, каждый из которых отвечает за два колеса. Такая схема в случае разрыва канала позволяет остановить автомобиль с помощью оставшегося контура.
Многочисленные заезды, проведенные с целью замерить эффективность торможения с одним исправным контуром, дали шокирующий результат. Оказалось, что средний тормозной путь автомобиля при торможении со 100 км/ч увеличивается в два раза – с 40 до 86 метров!
ВЫВОД. Неисправная тормозная система защищает от полной «потери тормозов», однако эффективность торможения значительно снижается.
Как защитить себя от неожиданности
Разрыву тормозных линий не предшествуют никакие признаки, которые могли бы подсказать о проблеме. Эффективность тормозов не падает вплоть до «трагедии». Поэтому единственный выход – регулярный контроль специалистами, особенно во время ТО. Никогда нельзя недооценивать полученных от механиков рекомендаций, касающихся тормозной системы.
Цена безопасности
Затраты на замену тормозных линий отличаются в зависимости от типа и длины. В большинстве случаев новый элемент с работой потребует около 20-50 долларов. Многие сервисы меняют жесткие стальные трубки на более удобные в доработке медные. Следует взять за правило периодически проверять состояние тормозных шлангов и трубок, даже если автомобилю всего пара лет.
Заключение
Принимая во внимание то, как часто обнаруживаются дефекты тормозных магистралей, представьте — сколько водителей передвигается на смертельно опасных автомобилях. Количество просто ошеломляет. И главное – проблема касается не только старых машин. «Отказу тормозов» подвержены и сравнительно молодые автомобили, особенно эксплуатируемые во влажном климате или на зимних дорогах, обильно политых реагентами.
Конструкция тормозной системы легкового автомобиля
Тормозные системы для легковых и легких коммерческих автомобилей должны соответствовать требованиям различных директив и предписаний — например, ЕСЕ R13-H, а в Германии — §41 StVZO (Правила регистрации автомобилей). В них изложены требования к функционированию и методам испытаний. Вот о том, какова конструкция тормозной системы легковых автомобилей, мы и поговорим в этой статье.
Вся тормозная система делится на рабочую, стояночную и запасную.
Рабочая тормозная система легкового автомобиля
Рабочая тормозная система в легковых и легких коммерческих автомобилях обычно конструируется в виде системы с дополнительным источником энергии. Сила передается через два независимых гидравлических контура (рис. «Тормозная система с двумя гидравлическими контурами и ABS» ).
В случае сбоя, например, течи или повреждения трубопровода, работающая часть системы должна сохранять способность достижения как минимум эффекта запасного торможения с той же управляющей силой на устройстве управления. Должна обеспечиваться возможность измерения эффекта запасного торможения, которое, в свою очередь, должно составлять не менее 50% (ЕСЕ R13H) или 44% (§41 с. 4а). Автомобиль не должен выезжать за пределы своей полосы при задействовании запасного тормоза.
Управляющее устройство легкового автомобиля
При задействовании рабочего тормоза мускульная сила ноги водителя воздействует на педаль тормоза. Усилителем тормозов это действие усиливается. Усилители тормозов (рис. «Вакуумный усилитель» ) работают за счет вакуумного либо гидравлического привода. Вакуумный усилитель тормозов получает из впускного трубопровода или от отдельного вакуумного насоса. Гидравлическое усиление тормозов производится от гидроусилителя или от отдельного гидравлического насоса и аккумуляторов давления.
Нажатие педали передается на рычаг и усиливается в усилителе тормозов в зависимости от его конструкции, в 4-10 раз и воздействует на поршень в главном тормозном цилиндре (рис. «Главный тормозной цилиндр с центральным клапаном во втором контуре» ). Управляющее усилие преобразуется в гидравлическое давление. При полном торможении это давление варьируется в диапазоне от 120 до 180 бар, в зависимости от конструкции системы.
Передающее устройство (тормозной привод) легкового автомобиля
Гидравлическое давление передается тормозной жидкостью по тормозным трубопроводам стандарта DIN 74243 и тормозным шлангам стандарта SAE J 1401 в тормозные цилиндры колес. Тормозная жидкость должна соответствовать требованиям стандарта SAEJ 1703 или FMVSS 116.
Колесные тормоза легкового автомобиля
На передних колесах обычно используются дисковые тормоза с плавающим суппортом, но могут использоваться также дисковые тормоза с фиксированным суппортом. На задних колесах используются либо дисковые тормоза с плавающим суппортом со встроенным механизмом блокировки, либо барабанные тормоза Simplex (см. «Колесные тормоза»). На задних колесах также можно использовать сочетания дисковых тормозов с барабанными Duo-Duplex (система «барабан в головке»), в этом случае барабанный тормоз Duo-Duplex, размещаемый в камере тормозного диска, используется исключительно для системы стояночного тормоза. Устройство управления стояночным тормозом может иметь конструкцию в виде рычага ручного тормоза или педали ножного тормоза с механизмом блокировки. Сила передается с помощью тросиков или системы рычагов на колесные тормоза на задней оси, а в редких случаях и на переднюю ось. В случае электромеханических стояночных тормозных систем тормоз приводится в действие с помощью электрического выключателя (см. «Электромеханическая стояночная тормозная система»).
Регулятор тормозного усилия, гидравлический модулятор ABS
Между главным тормозным цилиндром и колесными тормозами расположен гидравлический модулятор ABS или системы динамической стабилизации и, в зависимости от объема функций, регулятор тормозного усилия. Эти компоненты, ограничивая и адаптируя тормозное давление в основном на задней оси, обеспечивают адекватное распределение тормозных сил между передней и задней осями. Эта функция, особенно у автомобилей с заметно разными режимами нагрузки, может выполняться в зависимости от нагрузки (автоматическое измерение тормозных сил в зависимости от нагрузки).
Гидравлический модулятор изменяет тормозное давление во время торможения таким образом, чтобы предотвращать блокирование колес. В зависимости от режима управления эта операция выполняется несколькими электромагнитными клапанами и электрическим насосом. В тормозных системах легковых автомобилей управление передней осью осуществляется отдельно, т.е. каждое колесо тормозится соответственно сцеплению с дорогой. Управление задними колесами осуществляется по принципу наименьшего сцепления, т.е. оба колеса тормозятся с усилием, соответствующим колесу с наименьшим сцеплением с дорогой (см. также «Антиблокировочная система и система динамической стабилизации»).
Электромеханическая тормозная система
Стояночная тормозная система — это независимая тормозная система, которая должна удерживать автомобиль в неподвижном состоянии после полной остановки даже при отсутствии водителя в автомобиле. Требования к эффектам торможения и удержания в неподвижном состоянии изложены в RREG 71/320 ЕСЕ R13H и §41 с. 5 и 9. Эффект удержания в неподвижном состоянии вычисляется согласно ЕСЕ R13H на уклоне у автомобиля с полной загрузкой. Угол уклона для автомобилей без прицепа составляет 18%. У автомобиля с прицепом эффект удержания в неподвижном состоянии должен достигаться с расторможенным прицепом на уклоне 12%.
Традиционные стояночные тормозные системы являются мускульными и работают чисто механически — это блокируемые ручные и педальные тормоза с кривошипно-шатунным механизмом. В электромеханических стояночных тормозных системах, также называемых автоматическими стояночными тормозами, управляющее (рабочее) усилие создается электроприводом. Включение и управление осуществляются с помощью электрического выключателя. Электромеханический стояночный тормоз можно включать только при неподвижном состоянии автомобиля или на скорости до 10 км/ч. Это также должно быть возможно при выключенном зажигании и выключателе пуска. Если электрическая стояночная тормозная система задействуется на скорости более 10 км/ч, то сначала выполняется экстренное торможение системой динамической стабилизации.
Прилагаемое усилие зависит от угла уклона, на котором стоит автомобиль. Для этой цели устанавливается датчик угла наклона, в зависимости от системы, в ЭБУ электромеханического стояночного тормоза или системы динамической стабилизации. Подтягивание тормоза, обусловленное охлаждением механических компонентов тормоза, выполняется согласно расчетной температурной модели или после обнаружения движения автомобиля.
Необходимо предусмотреть концепцию безопасности для предотвращения случайной активации системы из-за электрической неисправности или активации системы детьми. Кроме того, намеренная активация (аварийное торможение, необходимое только в случае отказа устройства управления рабочей тормозной системы) электромеханического стояночного тормоза не должна приводить к критическим ситуациям. Если рабочий орган электромеханического стояночного тормоза осознанно задействуется на постоянной основе, то система динамической стабилизации берет на себя функцию торможения автомобиля на скорости выше 10 км/ч. Это обеспечивает оптимально безопасное торможение даже в критических ситуациях. Электромеханический стояночный тормоз активируется только после падения скорости автомобиля ниже определенного порога. Системы сообщаются между собой по каналу связи CAN.
Электрические стояночные тормозные системы могут также включать в себя дополнительные функции, такие как автоматическое торможение (например, при открывании двери) или автоматическое отпускание тормоза при трогании с места.
Электрические стояночные тормозные системы — это системы с дополнительным источником энергии и оснащаются устройством аварийного отпускания. Электрическое управление должно быть реализовано таким образом, чтобы можно было предотвратить случайное торможение во время езды. Кроме того, должна обеспечиваться возможность активации системы даже при выключенном зажигании и пусковом выключателе, и система может быть разблокирована только при включенном зажигании и пусковом выключателе и одновременном нажатии на педаль тормоза.
Самодиагностика выявляет сбои и неисправности и сигнализирует о них с помощью сигнализатора. На информационном дисплее водителя может также появляться текстовое сообщение. Диагностические коды в ЗУ неисправностей можно считать с помощью диагностического тестера и очистить из памяти после устранения неисправностей.
Диагностические тестеры и соответствующее ПО могут потребоваться для работ по обслуживанию, например, при замене тормозных колодок.
Электромеханический стояночный тормоз с серводвигателем на тормозном суппорте
Электромеханический стояночный тормоз с серводвигателем состоит из следующих компонентов (рис. а, «Электрическая стояночная тормозная система» ):
- Рабочий блок, ЭБУ, дисплей и сигнализирующие устройства;
- Датчик угла наклона (может устанавливаться в системе динамической стабилизации);
- Плавающий суппорт с электродвигателем и многоступенчатым приводом.
В случае, когда суппорт оборудуется серводвигателем, сила для создания эффекта стояночного тормоза передается через многоступенчатый редуктор и вал с резьбой. Он активируется электрическим выключателем (рабочий орган), отправляющим команды управления на ЭБУ в соответствии с концепцией безопасности. ЭБУ, с учетом других граничных условий (например, уклона), активирует электрические серводвигатели по проводам через отдельные задающие каскады. Очень высокое передаточное число означает, что можно создать очень большие силы. Эти силы составляют приблизительно 15-20 кН и соответствуют силе, прилагаемой при создании номинального гидравлического давления в гидравлической секции тормоза.
Электромеханический стояночный тормоз с тросами
В случае электромеханического стояночного тормоза с тросами в центрально размещаемый блок — над задней осью, в пассажирском отсеке или в бампере — входят следующие компоненты (рис. Ь, «Электрическая стояночная тормозная система» ):
- Электропривод с редуктором;
- Необходимые датчики, в зависимости от объема функций — например, силы, угла наклона, температуры и датчиков положения;
- ЭБУ;
- Тросовый механизм, при необходимости с устройством аварийного отпускания.
Эта система также активируется с помощью электрического выключателя, отправляющего управляющие команды на ЭБУ. ЭБУ активирует электрический серводвигатель или серводвигатели через задающий каскад. Прилагаемая сила зависит от угла уклона. Система автоматически подтягивает трос при остановке автомобиля либо после фазы охлаждения в соответствии с температурной моделью, либо после выявления перемещения автомобиля.
Источник http://amastercar.ru/articles/braking_system_4.shtml
Источник http://vvm-auto.ru/publikatsii/929-tormoza-smertelnyj-razryv
Источник http://press.ocenin.ru/konstruktsiya-tormoznoj-sistemy-legko/
Источник