Гидравлический тормозной привод
Гидравлический тормозной привод автомобилей является гидростатическим, т. е. таким, в котором передача энергии осуществляется давлением жидкости. Принцип действия гидростатического привода основан на свойстве несжимаемости жидкости, находящейся в покое, передавать создаваемое в любой точке давление во все другие точки при замкнутом объеме.
Принципиальная схема рабочей тормозной системы автомобиля:
1 — тормозной диск;
2 — скоба тормозного механизма передних колес;
3 — передний контур;
4 — главный тормозной цилиндр;
5 — бачок с датчиком аварийного падения уровня тормозной жидкости;
6 — вакуумный усилитель;
7 — толкатель;
8 — педаль тормоза;
9 — выключатель света торможения;
10 — тормозные колодки задних колес;
11 — тормозной цилиндр задних колес;
12 — задний контур;
13 — кожух полуоси заднего моста;
14 — нагрузочная пружина;
15 — регулятор давления;
16 — задние тросы;
17 — уравнитель;
18 — передний (центральный) трос;
19 — рычаг стояночного тормоза;
20 — сигнализатор аварийного падения уровня тормозной жидкости;
21 — выключатель сигнализатора стояночного тормоза;
22 — тормозная колодка передних колес
Принципиальная схема гидропривода тормозов показана на рисунке. Привод состоит из главного тормозного цилиндра, поршень которого связан с тормозной педалью, колесных цилиндров тормозных механизмов передних и задних колес, трубопроводов и шлангов, соединяющих все цилиндры, педали управления и усилителя приводного усилия.
Трубопроводы, внутренние полости главного тормозного и всех колесных цилиндров заполнены тормозной жидкостью. Показанные на рисунке регулятор тормозных сил и модулятор антиблокировочной системы, при их установке на автомобиле, также входят в состав гидропривода.
При нажатии педали поршень главного тормозного цилиндра вытесняет жидкость в трубопроводы и колесные цилиндры. В колесных цилиндрах тормозная жидкость заставляет переместиться все поршни, вследствие чего колодки тормозных механизмов прижимаются к барабанам (или дискам). Когда зазоры между колодками и барабанами (дисками) будут выбраны, вытеснение жидкости из главного тормозного цилиндра в колесные станет невозможным. При дальнейшем увеличении силы нажатия на педаль в приводе увеличивается давление жидкости и начинается одновременное торможение всех колес.
Чем большая сила приложена к педали, тем выше давление, создаваемое поршнем главного тормозного цилиндра на жидкость и тем большая сила воздействует через каждый поршень колесного цилиндра на колодку тормозного механизма. Таким образом, одновременное срабатывание всех тормозов и постоянное соотношение между силой на тормозной педали и приводными силами тормозов обеспечиваются самим принципом работы гидропривода. У современных приводов давление жидкости при экстренном торможении может достигать 10–15 МПа.
При отпускании тормозной педали она под действием возвратной пружины перемещается в исходное положение. В исходное положение своей пружиной возвращается также поршень главного тормозного цилиндра, стяжные пружины механизмов отводят колодки от барабанов (дисков). Тормозная жидкость из колесных цилиндров по трубопроводам вытесняется в главный тормозной цилиндр.
Преимуществами гидравлического привода являются быстрота срабатывания (вследствие несжимаемости жидкости и большой жесткости трубопроводов), высокий КПД, т. к. потери энергии связаны в основном с перемещением маловязкой жидкости из одного объема в другой, простота конструкции, небольшие масса и размеры вследствие большого приводного давления, удобство компоновки аппаратов привода и трубопроводов; возможность получения желаемого распределения тормозных усилий между осями автомобиля за счет различных диаметров поршней колесных цилиндров.
Недостатками гидропривода являются: потребность в специальной тормозной жидкости с высокой температурой кипения и низкой температурой загустевания; возможность выхода из строя при разгерметизации вследствие утечки жидкости при повреждении, или выхода из строя при попадании в привод воздуха (образование паровых пробок); значительное снижение КПД при низких температурах (ниже минус 30 °С); трудность использования на автопоездах для непосредственного управления тормозами прицепа.
Для использования в гидроприводах выпускаются специальные жидкости, называемые тормозными. Тормозные жидкости изготавливают на разных основах, например спиртовой, гликолевой или масляной. Их нельзя смешивать между собой из-за ухудшения свойств и образования хлопьев. Во избежание разрушения резиновых деталей тормозные жидкости, полученные из нефтепродуктов, допускается применять только в гидроприводах, в которых уплотнения и шланги выполнены из маслостойкой резины.
При использовании гидропривода он всегда выполняется двухконтурным, причем работоспособность одного контура не зависит от состояния второго. При такой схеме при единичной неисправности выходит из строя не весь привод, а лишь неисправный контур. Исправный контур играет роль запасной тормозной системы, с помощью которой автомобиль останавливается.
Способы разделения тормозного привода на два (1 и 2) независимых контура
Четыре тормозных механизма и их колесные цилиндры могут быть разнесены на два независимых контура различными способами, как показано на рисунке.
На схеме (рис. 5а) в один контур объединены первая секция главного цилиндра и колесные цилиндры передних тормозов. Второй контур образован второй секцией и цилиндрами задних тормозов. Такая схема с осевым разделением контуров применяется, например, на автомобилях УАЗ-3160, ГАЗ-3307. Более эффективной считается диагональная схема разделения контуров (рис. б), при которой в один контур объединяют колесные цилиндры правого переднего и левого заднего тормозов, а во второй контур — колесные цилиндры двух других тормозных механизмов (ВАЗ-2112). При такой схеме в случае неисправности всегда можно затормозить одно переднее и одно заднее колесо.
В остальных схемах, представленных на рис. 6.15, после отказа сохраняют работоспособность три или все четыре тормозных механизма, что еще больше повышает эффективность запасной системы. Так, гидропривод тормозов автомобиля Москвич-21412 (рис. в) выполнен с использованием двухпоршневого суппорта дискового механизма на передних колесах с большим и малым поршнями. Как видно из схемы, при отказе одного из контуров исправный контур запасной системы действует либо только на большие поршни суппорта переднего тормоза, либо на задние цилиндры и малые поршни переднего тормоза.
В схеме (рис. г) исправным всегда остается один из контуров, объединяющий колесные цилиндры двух передних тормозов и одного заднего (автомобиль Volvo). Наконец, на рис. 6.15д показана схема с полным дублированием (ЗИЛ-41045), в которой любой из контуров осуществляет торможение всех колес. В любой схеме обязательным является наличие двух независимых главных тормозных цилиндров. Конструктивно чаще всего это бывает сдвоенный главный цилиндр тандемного типа, с последовательно расположенными независимыми цилиндрами в одном корпусе и приводом от педали одним штоком. Но на некоторых автомобилях применяют два обычных главных цилиндра, установленных параллельно с приводом от педали через уравнительный рычаг и два штока.
Источник
Гидравлический привод тормозов автомобиля
Гидравлический привод колесных тормозов состоит из главного цилиндра, цилиндров колесных тормозов и магистралей.
Главный цилиндр 4 отлит из чугуна вместе с резервуаром для тормозной жидкости и сообщается с ним через два отверстия: перепускное 7 и компенсационное 8. Через отверстия 6 в пробке 5 резервуар сообщается с атмосферой.
Поршень 21, изготовленный из алюминиевого сплава, уплотняется в главном цилиндре резиновыми манжетами 19 и 24. В передней части поршня имеются шесть отверстий 22, перекрываемых звездообразной пружинной пластинкой 20. Перемещение поршня вперед осуществляется педалью 26 ножного тормоза через шток 23. Перемещение поршня назад ограничивается упорной шайбой 3, которая удерживается в цилиндре замочным кольцом 2. В передней части цилиндра расположен и впускной клапан 17, в котором в свою очередь установлен выпускной клапан 15. Выпускной клапан удерживается в закрытом положении пружиной 16, а впускной — пружиной 18. Пружина впускного клапана одновременно удерживает поршень в исходном заднем положении.
Рис. Схема гидравлического привода колесных тормозов: 1 — защитный чехол; 2 — замочное кольцо; 3 — упорная шайба; 4 — главный цилиндр; 5 — пробка; 6 — отверстие для сообщения с атмосферой; 7 — перепускное отверстие; 3 — компенсационное отверстие; 9 — тормозной барабан; 10 — тормозная колодка; 11 — поршень цилиндра колесного тормоза; 12 — манжета; 13 — цилиндр колесного тормоза; 14 — шток поршня; 15 — выпускной клапан; 16 — пружина выпускного клапана; 17 — впускной клапан; 13 — пружина впускного клапана; 19 и 24 — манжеты поршня; 20 — пластина; 21 — поршень главного цилиндра; 22 — отверстие в поршне; 23 — шток поршня главного цилиндра; 25 — стяжная пружина колодок; 26 — педаль ножного тормоза; 27 — пружина педали
В цилиндре, 13 колесного тормоза находятся два поршня 11, уплотняемые манжетами 12. Манжеты прижимаются к поршням разжимной пружиной. Поршни через штоки 14 воздействуют на колодки 10.
Главный цилиндр соединяется с цилиндрами колесных тормозов металлическими трубопроводами и резиновыми шлангами. Главный цилиндр, трубопроводы и цилиндры колесных тормозов заполнены специальной тормозной жидкостью. Заполнение системы тормозной жидкостью производится через горловину в главном цилиндре, закрытую пробкой 5.
Работает гидравлический привод тормозов следующим образом. При нажатии на тормозную педаль 26 поршень 21 главного цилиндра, перемещаясь вперед, перекрывает компенсационное отверстие 8. При дальнейшем перемещении поршня давление жидкости в цилиндре возрастает, выпускной клапан 15 открывается и тормозная жидкость поступает по трубопроводам в цилиндры 13 колесных тормозов. Под давлением тормозной жидкости поршни 11 раздвигаются и прижимают колодки. 10 к тормозному барабану 9. Происходит торможение колес.
Когда прекратится нажатие на педаль ножного тормоза, поршень в главном цилиндре под действием пружины 18 начнет возвращаться в исходное положение. При этом давление в системе привода упадет, пружина 25 возвратит колодки 10 в исходное положение и тормозная жидкость через впускной клапан 17 вытеснится обратно в главный цилиндр.
Для безотказной работы тормозов важно, чтобы в трубопроводах и шлангах не было воздуха, который легко сжимается, и поэтому в системе не создается достаточного давления для получения необходимого тормозного усилия.
Подсос воздуха в гидравлическую систему предупреждается тем, что при отпущенной педали в гидравлическом приводе поддерживается давление, немного превышающее атмосферное, благодаря упругости пружины 18, удерживающей впускной клапан 17 в закрытом положении.
При резком отпускании педали вследствие сопротивления, оказываемого движению тормозной жидкости в трубопроводах и клапане, жидкость не успевает сразу заполнить пространство цилиндра, освобождаемое поршнем, в полости цилиндра перед поршнем образуется разрежение. Тормозная жидкость, находящаяся за поршнем, отжимает усики звездообразной пружинной пластины 20 и через отверстия 22 заполняет полость перед поршнем. Когда поршень займет исходное положение, поступающая в главный цилиндр жидкость будет проходить в резервуар через компенсационное отверстие 8. Это отверстие называется компенсационным потому, что через него происходит компенсация объема тормозной жидкости в цилиндре при ее утечке через неплотности и изменение объема жидкости от температуры.
Для полного растормаживания колес при отпущенной тормозной педали необходимо, чтобы педаль имела небольшой свободный ход (10—15 мм), Свободный ход педали регулируется изменением длины штока, для чего он выполняется из двух частей, ввинчиваемых друг в друга и удерживаемых от произвольного отвинчивания контргайкой.
Источник
Устройство тормозной системы
Переходим от изучения общего устройства тормозной системы автомобиля к современным тормозным системам
Гидравлические приводы тормозных механизмов. Гидравлические приводы тормозных механизмов автомобилей гидростатические, в них передача энергии осуществляется жидкостью под давлением. Принцип действия гидростатического привода основан на свойстве не сжимаемости жидкости, находящейся в покое, способности передавать создаваемое в любой точке давление одинаково всем точкам замкнутого объема жидкости.
Гидравлический привод применяется в качестве привода рабочей тормозной системы легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой и средней грузоподъемности.
Преимущества гидравлического привода:
• одновременность торможения всех колес (в принципе) и желаемое распределение тормозных сил;
• высокий КПД — 0,9 и выше при нормальной температуре окружающей среды;
• малое время срабатывания (экстренное торможение — 0,1 с);
• простота конструкции и удобство компоновки. Недостатки гидравлического привода:
• невозможность получения большого передаточного числа;
• выход из строя при местном повреждении;
• невозможность продолжительного торможения (большое давление, нагрев тормозных накладок приблизительно до 500 °С);
• снижение КПД при низких температурах (увеличивается вязкость тормозной жидкости).
Схема гидропривода тормозных механизмов: 1 — тормозной механизм переднего колеса; 2 — трубопровод контура «левый передний — правый задний тормозные механизмы»; 3 — главный цилиндр гидропривода тормозных механизмов; 4 — трубопровод контура «правый передний — левый задний тормозные механизмы»; 5 — бачок главного цилиндра; 6 — вакуумный усилитель; 7 — тормозной механизм заднего колеса; 8 — упругий рычаг привода регулятора давления; 9 — регулятор давления; 10 — рычаг привода регулятора давления; 11 —
педаль тормозной системы.
Простейший гидравлический привод состоит из педали, главного тормозного цилиндра, трубопроводов, колесных рабочих цилиндров, регулятора давления.
Главный тормозной цилиндр. Конструкции главных тормозных цилиндров могут быть различны, но принципы, положенные в их основу, общие. Так, во всех приводах тормозная магистраль в расторможенном состоянии (при отпущенной педали) сообщается с резервуаром.
Это необходимо для компенсации:
• утечек жидкости;
• теплового расширения жидкости;
• увеличения объема системы после регулирования зазоров между колодками и барабаном (диском) при износе тормозных накладок.
