Тормозная система автомобиля. Устройство и работа. 2
Министерство образования и науки РФ
Волгоградский Государственный Технический Университет
(ВолгГТУ)
Кафедра Автомобильный транспорт
Основы безопасного управления автомобилем
Реферат
«Тормозная система автомобиля. Устройство и работа»
Содержание
Классификация и устройство
тормозных систем
Основные типы тормозных
механизмов
Гидравлический привод тормозов
Тормозные жидкости
Пневмопривод тормозного
управления
Устройство и работа стояночной,
вспомогательной и запасной тормозных
систем
Список источников
Классификация и устройство тормозных систем
Классификация.
Эксплуатация любого автомобиля допускается в том случае, если он имеет исправную тормозную систему. Тормозная система необходима на автомобиле для снижения его скорости, остановки и удерживания на месте.
Тормозная сила возникает между колесом и дорогой по направлению, препятствующему вращению колеса. Максимальное значение тормозной силы на колесе зависит от возможностей механизма, создающего силу торможения, от нагрузки, приходящейся на колесо, и от коэффициента сцепления с дорогой. При равенстве всех условий, определяющих силу торможения, эффективность тормозной системы будет зависеть в первую очередь от особенностей конструкции механизмов, производящих торможение автомобиля.
На современных автомобилях
в целях обеспечения
рабочую,
запасную,
стояночную,
вспомогательную.
Рабочая тормозная система
используется во всех режимах движения
автомобиля для снижения его скорости
до полной остановки. Она приводится
в действие усилием ноги водителя,
прилагаемым к педали ножного
тормоза. Эффективность действия рабочей
тормозной системы самая
Запасная тормозная система предназначена для остановки автомобиля в случае отказа рабочей тормозной системы. Она оказывает меньшее тормозящее действие на автомобиль, чем рабочая система. Функции запасной системы может выполнять чаще всего исправная часть рабочей тормозной системы или полностью стояночная система.
Стояночная тормозная система служит для удерживания остановленного автомобиля на месте, чтобы исключить его самопроизвольное трогание (например, на уклоне).
Управляется стояночная тормозная система рукой водителя через рычаг ручного тормоза.
Вспомогательная тормозная
система используется в виде тормоза-замедлителя
на автомобилях большой
Устройство тормозной системы
В общем виде тормозная система состоит из тормозных механизмов и их привода. Тормозные механизмы при работе системы препятствуют вращению колес, в результате чего между колесами и дорогой возникает тормозная сила, останавливающая автомобиль. Тормозные механизмы (см. рис. 1) 2 размещаются непосредственно на передних и задних колесах автомобиля.
Тормозной привод передает усилие от ноги водителя на тормозные механизмы. Он состоит из главного тормозного цилиндра 5 с педалью 4 тормоза, гидровакуумного усилителя 1 и соединяющих их трубопроводов 3, заполненных жидкостью.
Работает тормозная система следующим образом. При нажатии на педаль тормоза поршень главного цилиндра давит на жидкость, которая перетекает к колесным тормозным механизмам. Поскольку жидкость практически не сжимается, то, перетекая по трубкам к тормозным механизмам, она передает усилие нажатия. Тормозные механизмы преобразуют это усилие в сопротивление вращению колес, и наступает торможение. Если педаль тормоза отпустить, жидкость перетечет обратно к главному тормозному цилиндру и колеса растормаживаются. Гидровакуумный усилитель 1 облегчает управление тормозной системой, так как создает дополнительное усилие, передаваемое на тормозные механизмы колес.
Рис. 1- Схема тормозной системы
автомобиль барабанный тормоз
Для повышения надежности
тормозных систем автомобилей в
приводе применяют различные
устройства, позволяющие сохранить
ее работоспособность при
Рассмотренный принцип действия тормозной системы позволяет представить взаимодействие основных элементов тормозной системы, имеющей гидравлический привод. Если в приводе тормозной системы используется сжатый воздух, то такой привод называется пневматическим, если жесткие тяги или металлические тросы - механическим. Действие указанных приводов имеет существенные отличия от гидропривода и рассматривается ниже.
Основные типы колесных тормозных механизмов
В тормозных системах автомобилей
наиболее распространены фрикционные
тормозные механизмы, принцип действия
которых основан на силах трения
вращающихся деталей о
Барабанный тормозной
механизм с гидравлическим приводом
(рис. 2 а) состоит из двух колодок 2 с
фрикционными накладками, установленных
на опорном диске 3. Нижние концы
колодок закреплены шарнирно на опорах
5, а верхние упираются через
стальные сухари в поршни разжимного
колесного цилиндра 1. Стяжная пружина
6 прижимает колодки к поршням
цилиндра 1, обеспечивая зазор между
колодками и тормозным
Рассмотренная конструкция
барабанного тормоза
Рис. 2 - Колесный барабанный тормозной механизм
В другой конструкции барабанного
механизма опоры колодок
Барабанный тормозной механизм с пневматическим приводом (рис. 2 б) отличается от механизма с гидравлическим приводом конструкцией разжимного устройства колодок. В нем используется для разведения колодок разжимный кулак 7, приводимый в движение рычагом 8, посаженным на ось разжимного кулака. Рычаг отклоняется усилием, возникающем в пневматической тормозной камере 9, которая работает от давления сжатого воздуха. Возврат колодок в исходное положение при оттормаживании происходит под действием стяжной пружины 11. Нижние концы колодок закреплены на эксцентриковых пальцах 10, которые обеспечивают регулировку зазора между нижними частями колодок и барабаном. Верхние части колодок подводятся к барабану при регулировке зазора с помощью червячного механизма.
Рис. 3 - Колесный дисковый тормозной механизм:
а - в сборе, б - разрез по оси колесных тормозных цилиндров;
- тормозной диск, 2 - шланги, 3 - поворотный рычаг, 4 - стойка передней подвески,5 - грязезащитный диск, 6 - клапан выпуска воздуха, 7 - шпилька крепления колодок, 8, 9 -половины скобы,10 - тормозная колодка,11 - канал подвода жидкости, 12 - поршень малый, 13 - поршень большой
Колесный дисковый тормозной механизм с гидроприводом состоит из тормозного диска 1, закрепленного на ступице колеса. Тормозной диск вращается между половинками 8 и 9 скобы, прикрепленной к стойке 4 передней подвески. В каждой половине скобы выточены колесные цилиндры с большим 13 и малым 12 поршнями.
При нажатии на тормозную педаль жидкость из главного тормозного цилиндра перетекает по шлангам 2 в полости колесных цилиндров и передает давление на поршни, которые, перемещаясь с двух сторон, прижимают тормозные колодки 10 к диску 1, благодаря чему и происходит торможение.
Отпускание педали вызывает падение давления жидкости в приводе, поршни 13 и 12 под действием упругости уплотнительных манжет и осевого биения диска отходят от него, и торможение прекращается.
Преимущества барабанных тормозов:
низкая стоимость, простота производства;
обладают эффектом механического самоусиления. Благодаря тому, что нижние части колодок связаны друг с другом, трение о барабан передней колодки усиливает прижатие к нему задней колодки. Этот эффект способствует многократному увеличению тормозного усилия, передаваемого водителем, и быстро повышает тормозящее действие при усилении давления на педаль.
Преимущества дисковых тормозов:
при повышении температуры характеристики дисковых тормозов довольно стабильны, тогда как у барабанных снижается эффективность.
температурная стойкость дисков выше, в частности, из-за того, что они лучше охлаждаются;
более высокая эффективность торможения позволяет уменьшить тормозной путь;
меньшие вес и размеры;
повышается чувствительность тормозов;
время срабатывания уменьшается
изношенные колодки просто заменить, на барабанных приходится предпринимать усилия на подгонку колодок чтобы одеть барабаны;
около 70% кинетической энергии автомобиля гасится передними тормозами, задние дисковые тормоза позволяют снизить нагрузку на передние диски;
температурные расширения не влияют на качество прилегания тормозных поверхностей.
Гидравлический привод тормозов
Тормозную систему с гидравлическим приводом тормозов применяют на всех легковых и некоторых грузовых автомобилях. Она выполняет одновременно функции рабочей, запасной и стояночной систем. Чтобы повысить надежность тормозной системы на легковых автомобилях ВАЗ, АЗЛК, ЗАЗ применяют двухконтурный гидравлический привод, который состоит из двух независимых приводов, действующих от одного главного тормозного цилиндра на тормозные механизмы отдельно передних и задних колес. На автомобиле ГАЗ-24 с этой же целью применяют в приводе тормозов разделитель, позволяющий использовать исправную часть тормозной системы в качестве запасной, если в другой части тормозной системы произошло нарушение герметичности.
Главный тормозной цилиндр (рис.4) приводится в действие от тормозной педали, установленной на кронштейне кузова. Корпус 2 главного цилиндра выполнен совместно с резервуаром для тормозной жидкости. Внутри цилиндра находится алюминиевый поршень 10 с уплотнительным резиновым кольцом. Поршень может перемещаться под действием толкателя 1, соединенного шарнирно с педалью.
Рис. 4 - Главный тормозной цилиндр
Днище поршня упирается через стальную шайбу в уплотнительную манжету 9, прижимаемую пружиной 8. Она же прижимает к гнезду впускной клапан 7, внутри которого расположен нагнетательный клапан 6.
Внутренняя полость цилиндра
сообщается с резервуаром компенсационным
4 и перепускным 3 отверстиями. В крышке
резервуара сделано резьбовое отверстие
для заливки жидкости, закрываемое
пробкой 5. При нажатии на тормозную
педаль под действием толкателя
1 поршень с манжетой перемещается
и закрывает отверстие 4, вследствие
чего давление жидкости в цилиндре
увеличивается, открывается нагнетательный
клапан 6 и жидкость поступает к
тормозным механизмам. Если отпустить
педаль, то давление жидкости в приводе
снижается, и она перетекает обратно
в цилиндр. При этом избыток жидкости
через компенсационное
При резком отпускании педали
поршень 10 отходит в крайнее положение
быстрее, чем перемещается манжета
9, и жидкость начинает заполнять
освобождающуюся полость
Колесный тормозной цилиндр
тормозного механизма заднего колеса
состоит из чугунного корпуса, внутри
которого помещены два алюминиевых
поршня с уплотнительными резиновыми
манжетами. В торцовую поверхность
поршней для уменьшения изнашивания
вставлены стальные сухари. Цилиндр
с обеих сторон закрыт защитными
резиновыми чехлами. Жидкость в полость
цилиндра поступает через отверстие,
в которое ввернут
Во время торможения внутри
цилиндра создается давление жидкости,
под действием которого поршень
перемещается и отжимает тормозную
колодку. По мере изнашивания фрикционной
накладки ход поршня при торможении
становится больше и наступает момент,
когда он своим буртиком передвигает
упорное кольцо, преодолевая усилие
его посадки. При обратном перемещении
колодки под действием стяжной
пружины упорное кольцо остается
в новом положении, так как
усилия стяжной пружины недостаточно,
чтобы сдвинуть его назад. Таким
образом, достигается компенсация
износа накладок и автоматически
устанавливается минимальный
Колесный цилиндр тормозного механизма переднего колеса действует только на одну колодку, поэтому отличается от колесного цилиндра заднего колеса внешними размерами и количеством поршней: в цилиндре заднего колеса размещены два поршня, в цилиндре переднего - один. Все остальные детали цилиндров, за исключением корпуса, одинаковы по конструкции.
Тормозные жидкости
Тормозная жидкость является
одной из наиболее важных эксплутационных
жидкостей в автомобиле, от качества
которой зависит надежность работы
тормозной системы и
Минеральные (касторовые) - представляющие
собой различные смеси
Такие жидкости обладают хорошими смазывающими и защитными свойствами, негигроскопичны, не агрессивны к лакокрасочным покрытиям.
Но они не соответствуют международным стандартам, имеют низкую температуру кипения (их нельзя применять на машинах с дисковыми тормозами) и становятся слишком вязкими уже при минус20°С.
Минеральные жидкости нельзя смешивать с жидкостями на другой основе, так как возможно набухание резиновых манжет, узлов, гидропривода и образование сгустков касторового масла.
Гликолевые тормозные жидкости, состоящие из спиртогликколевой смеси, многофункциональных присадок и небольшого количества воды. У них высокая температура кипения, хорошие вязкостные и удовлетворительные смазывающие свойства.
Основным недостатком гликолевых жидкостей является гигроскопичность (склонность поглощать воду из атмосферы). Чем больше воды растворено в тормозной жидкости, тем ниже ее температура кипения, больше вязкость при низких температурах, хуже смазываемость деталей и сильнее коррозия металлов.
Отечественная тормозная жидкость «Нева» имеет температуру кипения не ниже +195 градусов и окрашена в светло-желтый цвет.
Гидротормозные жидкости
«Томь» и «Роса» по свойствам и
цвету аналогичны "Неве", но имеют
более высокие температуры
В России нет единого государственного
или отраслевого стандарта, регламентирующего
показатели качества тормозных жидкостей.
Все отечественные
Наиболее популярными на данный момет являются отечественные и импортные гликолевые жидкости, классифицируемые по температуре кипения и по вязкости в соответствии с нормами DOT - Department of Transportation (Министерство транспорта, США).
Различают температуру кипения «сухой» жидкости (не содержащей воды) и увлажненной (с содержанием воды 3,5%). Вязкость определяют при двух значениях температуры: +100°C и -40°C.
Стандарт Точка кипения (свежая /сухая) Точка кипения (старая / мокрая) Вязкость при 400оС Цвет Основа DOT 3 205 оС 140 оС 1500 бесцветная или янтарная Полиалкилен гликоль DOT 4 230 оС 155 оС 1800 бесцветная или янтарная борная кислота / гликоль DOT 4+ 260 оС 180 оС 1200 1500 бесцветная или янтарная борная кислота / гликоль DOT 5.1 260 оС 180 оС 900 бесцветная или янтарная борная кислота / гликоль |
3 - для относительно тихоходных
автомобилей с барабанными
Силиконовые изготавливаются на основе кремний-органических полимерных продуктов. Их вязкость мало зависит от температуры, они инертны к различным материалам, работоспособны в диапазоне температур от -100 до +350°С и не адсорбируют влагу. Но их применение ограничивают недостаточные смазывающие свойства.
Основанные на силиконе жидкости несовместимы с другими
Силиконовые жидкости класса DOT 5 следует отличать от полигликолевых DOT 5.1, так как сходство наименований может привести к путанице.
Для этого на упакове дополнительно обозначают:
ДОТ 5 - SBBF («silicon based brake fluids» - тормозная жидкость, основанная на силиконе).5.1 - NSBBF («non silicon based brake fluids» - тормозная жидкость, не основанная на силиконе).
Жидкости класса DOT 5 на обычных транспортных средствах практически не применяются.
Кроме основных показателей - по температуре кипения и величине вязкости, тормозные жидкости должны отвечать другим требованиям.
Воздействие на резиновые детали. Между цилиндрами и поршнями гидропривода тормозов установлены резиновые манжеты. Герметичность этих соединений повышается, если под воздействием тормозной жидкости резина увеличивается в объеме (для импортных материалов допускается расширение не более 10%). В процессе работы уплотнения не должны чрезмерно разбухать, давать усадку, терять эластичность и прочность.
Воздействие на металлы. Узлы гидропривода тормозов изготавливаются из различных металлов, соединенных между собой, что создает условия для развития электрохимической коррозии. Для ее предотвращения в тормозные жидкости добавляют ингибиторы коррозии, защищающие детали из стали, чугуна, алюминия, латуни и меди.
Смазывающие свойства. Смазывающие свойства тормозной жидкости определяют износ рабочих поверхностей тормозных цилиндров, поршней и манжетных уплотнений.
Термостабильность. Тормозные жидкости в интервале температур от, минус 40 до, плюс 100°C должны сохранять исходные свойства (в определенных пределах), противостоять окислению, расслаиванию, а также образованию осадков и отложений.
Гигроскопичность. Склонность тормозных жидкостей на полигликолевой основе поглощать воду из окружающей среды. Чем больше воды растворено в ТЖ, тем ниже ее температура кипения, ТЖ раньше закипает, сильнее густеет при низких температурах, хуже смазывает детали, а металлы в ней корродируют быстрее.
На современных автомобилях, в силу целого ряда преимуществ, применяются в основном гликолевые тормозные жидкости. К сожалению, за год они могут «впитать» до 2-3% влаги и их нужно периодически заменять, не дожидаясь, когда состояние приблизится к опасному пределу. Периодичность замены указывается в инструкции по эксплуатации автомобиля и обычно составляет от 1 до 3 лет или 30-40 тыс.км.
Пневматический привод тормозов
Принцип действия пневматического привода тормозов.
Тормозную систему с пневматическим
приводом применяют на большегрузных
грузовых автомобилях и больших
автобусах. Тормозное усилие в пневматическом
приводе создается воздухом, поэтому
при торможении водитель прикладывает
к тормозной педали небольшое
усилие, управляющее только подачей
воздуха к тормозным
Сущность двухконтурной
схемы пневмопривода
Наиболее простую схему имеет пневмопривод тормозов на автомобиле ЗИЛ-130 (рис.6) выпуска до 1984 г.. В систему привода входят компрессор 1, манометр 2, баллоны 3 для сжатого воздуха, задние тормозные камеры 4, соединительная головка 5 для соединения с тормозной системой прицепа, разобщительный кран 6, тормозной кран 8, соединительные трубопроводы 7 и передние тормозные камеры 9.
При работе двигателя воздух,
поступающий в компрессор через
воздушный фильтр, сжимается и
направляется в баллоны, где находится
под давлением. Давление воздуха
устанавливается регулятором
Для наблюдения за работой
пневматического тормозного привода
и своевременной сигнализации о
его состоянии и возникающих
неисправностях в кабине на щитке
приборов имеются пять сигнальных лампочек,
двухстрелочный манометр, показывающий
давление сжатого воздуха в ресиверах
двух контуров (I и II) пневматического
привода рабочей тормозной
Рис. 6 - Схема пневмопривода тормозов автомобиля ЗИЛ-130
Тормозные камеры поворачивают разжимные кулаки колодок, которые разводятся и нажимают на тормозные барабаны колес, производя торможение.
При отпускании педали тормозной кран открывает выход сжатого воздуха из тормозных камер в атмосферу, в результате чего стяжные пружины отжимают колодки от барабанов, разжимный кулак поворачивается в обратную сторону и происходит растормаживание. Манометр, установленный в кабине, позволяет водителю следить за давлением воздуха в системе пневматического привода.
На автомобилях ЗИЛ-130
начиная с 1984 г. введены изменения
в конструкцию тормозной
Привод обеспечивает работу
тормозной системы автомобиля в
качестве рабочего стояночного и
запасного тормозов, а также выполняет
аварийное растормаживание

- Тормозная система газ 53
- Тормозная система КАМАЗа
- Тормозная система легкового автомобиля. Тормозные диски
- Тормозное управление трактора МТЗ-80
- Торнадо
- Торнадо и смерчи
- Торонтской школы теории коммуникации
- Тормозная система
- Тормозная система
- Тормозная система
- Тормозная система автомобилей КамАЗ
- Тормозная система автомобиля ЗИЛ 130
- Тормозная система автомобиля. Тормозные диски
- Тормозная система автомобиля. Устройство и работа