Какая тормозная система у легковых автомобилей

Устройство тормозов, разновидности и особенности эксплуатации

Для эффективного управления движением любого механического средства – регулированием скорости на том или ином участке пути, замедлением её при выполнении маневров, наконец, для остановки в нужном месте – и в том числе экстренной – на всех грузовых и легковых автомобилях должна быть установлена соответствующая классу машины тормозная система. Для удержания машины на месте во время продолжительной стоянки, особенно на склоне, предусмотрен стояночный тормоз.

тормозной, система, автомобиль

Для безопасной эксплуатации транспортного средства эта система должна быть надежна, как никакая другая. Не случайно в перечне неисправностей, при которых запрещено использование транспортного средства (приложение к Правилам дорожного движения РФ), неисправности тормозных систем вынесены на первое место.

Устройство и принцип работы гидравлических тормозов

Устройство тормозной системы, точнее его механической части не сложное. Для примера – система легкового авто с гидравлическим приводом, дисковыми передними и задними барабанными механизмами одна из самых распространенных компоновок.

Привод включает в себя главный тормозной цилиндр (ГТЦ) с вакуумным усилителем, четыре рабочих цилиндра (суппорта), установленных на ступицах и соединяющих их магистралей, по которым подается жидкость.

В передних механизмах (дисковых), суппорт выполняет роль корпуса, в котором установлен поршень. Сзади же, поскольку суппорта нет, внутри барабана на неподвижной части ступицы установлен цилиндр с двумя поршнями, в торцы которых упираются колодки.

Принцип работы тормозной системы такой: водитель нажимает на педаль тормоза, тем самым перемещает поршень ГТЦ. Поскольку усилие нужно высокое, то между педалью и ГТЦ установлен усилитель, повышающий силу воздействия на поршень.

Во время движения, поршень ГТЦ выталкивает жидкость. Так как она несжимаема, то созданное давление передается на суппорта.

В случае с дисковыми механизмами, давление жидкости обеспечивает выход поршня с цилиндра, и он начинает прижимать колодку к диску. При этом за счет противодействующих сил, сам суппорт начинает смещаться по направляющим и начинает прижимать вторую колодку, расположенную с другой стороны диска.

В барабанных же механизмах давление жидкости также выдавливает поршни из рабочего цилиндра, и они толкают колодки, прижимая их к барабану.

В настоящее время на авто все больше применяется компоновка с дисковыми передними и задними механизмами.

Рабочая (основная)

Да, учитывая, что именно ей мы обязаны жизнью и безопасностью, рабочая тормозная система по праву стоит на первом месте. Это те тормоза, которыми водитель управляет во время движения: они позволяют замедлить или остановить транспортное средство. Рабочая тормозная система соединена с системой ABS (антиблокировочной), которая помогает маневрировать в критической дорожной ситуации.

Контуры

Недостатком гидравлической системы является вероятность пробоя магистрали, в результате жидкость вытекает, и рабочий тормоз перестает работать.

Чтобы исключить вероятность полного отказа тормозов, система разделена на две независимые друг от друга части – контуры. Для этого всего лишь потребовалось сделать главный цилиндр двухпоршневым. Каждый из поршней выталкивает жидкость в магистраль, соединяющую только два тормозных механизма. Одна секция главного цилиндра, два механизма и трубопроводы, соединяющие их, и образуют контур. На некоторых авто один контур идет на передние колеса, а второй – на задние. Но чаще применяется диагональная компоновка, в которой в контур входит одно переднее и одно заднее колесо, расположенные с разных сторон.

Применение независимых контуров позволяет замедлять движение даже с пробитой магистралью. В этом случае отказывают только два рабочих механизма, остальные же продолжают работать.

Принцип работы тормозной системы

Работа тормозной системы строится следующим образом:

  • При нажатии на педаль тормоза водитель создает усилие, которое передается к вакуумному усилителю.
  • Далее оно увеличивается в вакуумном усилителе и передается в главный тормозной цилиндр.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

READ  Количество автомобилей в Нью-Йорке подскочило почти на 40%, поскольку пандемия вызывает опасения по поводу общественного транспорта

Стояночная

Назначение стояночного тормоза понятно из названия: фиксировать автомобиль на долгое время, чтобы он не покатился с горочки в отсутствие хозяина. В отличие от основной системы, стояночная предназначена для длительного включения без последствий для работоспособности.
Стояночный тормоз может выручить и в том случае, когда основные тормоза по какой-то причине не работают (такое бывает редко, но бывает). Как минимум, она поможет остановиться не в ближайшем столбе.

Вспомогательная тормозная система

Рабочий контур, согласно требованиям ЕЭС, должен делиться на основной и вспомогательный. Если вся система исправна, то работают оба, но при разгерметизации одного – другой продолжает работать, становясь вспомогательным (аварийным). Наиболее распространены три компоновки разделения рабочих контуров (рис.3):

  • 2 2 тормозных механизма, подключенных параллельно (передние задние);
  • 2 2 тормозных механизма, 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).

1 – главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем; 2 – регулятор давления жидкости в задних тормозных механизмах; 3-4 – рабочие контуры.

Устройство тормозной системы

Тормозная система объединяет тормозной механизм и тормозной привод.

Тормозной механизм предназначен для создания тормозного момента, необходимого для замедления и остановки автомобиля. На автомобилях устанавливаются фрикционные тормозные механизмы, работа которых основана на использовании сил трения. Тормозные механизмы рабочей системы устанавливаются непосредственно в колесе. Тормозной механизм стояночной системы может располагаться за коробкой передач или раздаточной коробкой.

В зависмости от конструкции фрикционной части различают барабанные и дисковые тормозные механизмы.

Тормозной механизм состоит из вращающейся и неподвижной частей. В качестве вращающейся части барабанного механизма используется тормозной барабан, неподвижной части – тормозные колодки или ленты.

Вращающаяся часть дискового механизма представлена тормозным диском, неподвижная – тормозными колодками. На передней и задней оси современных легковых автомобилей устанавливаются, как правило, дисковые тормозные механизмы.

Дисковый тормозной механизм состоит из вращающегося тормозного диска, двух неподвижнах колодок, установленных внутри суппорта с обеих сторон.

Суппорт закреплен на кронштейне. В пазах суппорта установлены рабочие цилиндры, которые при торможении прижимают тормозные колодки к диску.

Тормозной диск при томожении сильно нагреваются. Охлаждение тормозного диска осуществляется потоком воздуха. Для лучшего отвода тепла на поверхности диска выполняются отверстия. Такой диск называется вентилируемым. Для повышения эффективности торможения и обеспечения стойкости к перегреву на спортивных автомобилях применяются керамические тормозные диски.

Тормозные колодки прижимаются к суппорту пружинными элементами. К колодкам прикреплены фрикционные накладки. На современных автомобилях тормозные колодки оснащаются датчиком износа.

Тормозной привод обеспечивает управление тормозными механизмами. В тормозных системах автомобилей применяются следующие типы тормозных приводов: механический, гидравлический, пневматический, электрический и комбинированный.

Механический привод используется в стояночной тормозной системе. Механический привод представляет собой систему тяг, рычагов и тросов, соединяющую рычаг стояночного тормоза с тормозными механизмами задних колес. Он включает рычаг привода, тросы с регулируемыми наконечниками, уравнитель тросов и рычаги привода колодок.

На некоторых моделях автомобилей стояночная система приводится в действие от ножной педали, т.н. стояночный тормоз с ножным приводом. В последнее время в стояночной системе широко используется электропривод, а само устройство называется электромеханический стояночный тормоз.

Гидравлический привод является основным типом привода в рабочей тормозной системе. Конструкция гидравлического привода включает тормозную педаль, усилитель тормозов, главный тормозной цилиндр, колесные цилиндры, соединительные шланги и трубопроводы.

Тормозная педаль передает усилие от ноги водителя на главный тормозной цилиндр. Усилитель тормозов создает дополнительное усилие, передоваемое от педали тормоза. Наибольшее применение на автомобилях нашел вакуумный усилитель тормозов.

Главный тормозной цилиндр создает давление тормозной жидкости и нагнетает ее к тормозным цилиндрам. На современных автомобилях применяется сдвоенный (тандемный) главный тормозной цилиндр, который создает давление для двух контуров. Над главным цилиндром находится расширительный бачок, предназначенный для пополнения тормозной жидкости в случае небольших потерь.

Колесный цилиндр обеспечивает срабатывание тормозного механизма, т.е. прижатие тормозных колодок к тормозному диску (барабану).

Для реализации тормозных функций работа элементов гидропривода организована по независимым контурам. При выходе из строя одного контура, его функции выполняет другой контур. Рабочие контура могут дублировать друг-друга, выполнять часть функций друг-друга или выполнять только свои функции (осуществлять работу определенных тормозных механизмов). Наиболее востребованной является схема, в которой два контура функционируют диагонально.

Пневматический привод используется в тормозной системе грузовых автомобилей. Комбинированный тормозной привод представляет собой комбинацию нескольких типов привода. Например, электропневматический привод.

Тормозная система

Тормозная система предназначена для управляемого изменения скорости автомобиля, его остановки, а также удержания на месте длительное время за счет использования тормозной силы между колесом и дорогой. Тормозная сила может создаваться колесным тормозным механизмом, двигателем автомобиля (т.н. торможение двигателем), гидравлическим или электрическим тормозом-замедлителем в трансмиссии.

READ  Совершенно новый раллийный автомобиль Ford Escort 1980 года, разрешенный для уличных гонок, может стать вашим

Для реализации указанных функций на автомобиле устанавливаются следующие виды тормозных систем: рабочая, запасная и стояночная.

Рабочая тормозная система обеспечивает управляемое уменьшение скорости и остановку автомобиля.

Запасная тормозная система используется при отказе и неисправности рабочей системы. Она выполняет аналогичные функции, что и рабочая система. Запасная тормозная система может быть реализована в виде специальной автономной системы или части рабочей тормозной системы (один из контуров тормозного привода).

Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля на месте длительное время.

Тормозная система является важнейшим средством обеспечения активной безопасности автомобиля. На легковых и ряде грузовых автомобилей применяются различные устройства и системы, повышающие эффективность тормозной системы и устойчивость при торможении: усилитель тормозов, антиблокировочная система, усилитель экстренного торможения и др.

Принцип работы тормозной системы

Принцип работы тормозной системы рассмотрен на примере гидравлической рабочей системы.

При нажатии на педаль тормоза нагрузка передается к усилителю, который создает дополнительное усилие на главном тормозном цилиндре. Поршень главного тормозного цилиндра нагнетает жидкость через трубопроводы к колесным цилиндрам. При этом увеличивается давление жидкости в тормозном приводе. Поршни колесных цилиндров перемещают тормозные колодки к дискам (барабанам).

При дальнейшем нажатии на педаль увеличивается давление жидкости и происходит срабатывание тормозных механизмов, которое приводит к замедлению вращения колес и поялению тормозных сил в точке контакта шин с дорогой. Чем больше приложена сила к тормозной педали, тем быстрее и эффективнее осуществляется торможение колес. Давление жидкости при торможении может достигать 10-15 МПа.

При окончании торможения (отпускании тормозной педали), педаль под воздействием возвратной пружины перемещается в исходное положение. В исходное положение перемещается поршень главного тормозного цилиндра. Пружинные элементы отводят колодки от дисков (барабанов). Тормозная жидкость из колесных цилиндров по трубопроводам вытесняется в главный тормозной цилиндр. Давление в системе падает.

Эффективность тормозной системы значительно повышается за счет применения систем активной безопасности автомобиля.

Требования, предъявляемые к тормозной системе

Для обеспечения безопасности движения в сочетании с требуемыми эксплуатационными и динамическими свойствами автомобиля или автопоезда, его тормозная система должна соответствовать следующим требованиям:

  • быстрое и эффективное срабатывание после приведения тормозных механизмов работу. Эффективность торможения оценивается расстоянием, который проходит транспортное средство за время торможения (тормозной путь);
  • высокая надежность. которая заключается в безотказной работе в течение всего периода эксплуатации при любых дорожных, погодно-климатических условиях и независимости от функционирования других механизмов автомобиля (двигателя, трансмиссии и т. п.);
  • обеспечение устойчивости автомобиля при торможении – достигается, в частности, путем синхронности срабатывания тормозных механизмов и равенства тормозных усилий, прилагаемых к каждому колесу автомобиля, а также высокой стабильностью создаваемых системой тормозных моментов, что в совокупности препятствует заносу или опрокидыванию автомобиля при торможении. Тормозные системы современных автомобилей для выполнения данного требования могут дополнительно оборудоваться устройствами, автоматически препятствующими блокировке колес, регулирующими тормозные силы и т. п.
  • обеспечение плавности торможения и пропорциональности между управляющим усилием водителя и тормозным эффектом на всех режимах торможения и растормаживания. Данное условие выполняется применением в конструкции тормозных механизмов или их приводов специальных следящих устройств, обеспечивающих соответствие эффективности торможения усилию на органе управления тормозами (тормозной педали, рычаге и т. п.);
  • удобство управления тормозной системой. заключается в быстром доступе к органам управления, комфортности управления с применением усилий, не превышающих установленных соответствующими стандартами норм. В частности, расчетное замедление легкового автомобиля должно обеспечиваться при усилии на педаль тормозной системы не превышающем 500 Н (50 кГс), а для грузового автомобиля – не превышающем 700 Н (70 кГс).
  • для предотвращения заноса автопоезда тормоза прицепных транспортных средств должны срабатывать немного раньше, чем тормоза тягача.

Тормозная система

Общие сведения о торможении и тормозной системе

Тормозной системой автомобиля называется совокупность устройств, приборов и деталей, предназначенных для замедления скорости движения автомобиля, полной его остановки и удержания автомобиля на месте во время стоянки. Кроме того, тормозная система позволяет поддерживать постоянную скорость автомобиля на затяжных спусках.

Тормозные свойства и качества автомобиля имеют большое значение для обеспечения безопасности движения в любых дорожных условиях и в любой дорожной ситуации, а также во время стоянки автомобиля. Кроме того, надежные тормоза позволяют двигаться с высокой скоростью, что положительно сказывается на эксплуатационных показателях автомобиля.

Процесс торможения автотранспортного средства заключается в создании силы (или сил), препятствующих вращению колес (за исключением ряда спортивных автомобилей, использующих внешнее аэродинамическое торможение, например, посредством парашюта). В результате создания силы, противодействующей вращению колес, между колесами и дорогой возникает тормозная сила, направленная в сторону, противоположную движению автотранспортного средства (автомобиля, прицепа и т. п.).
Работа сил трения поглощает кинетическую энергию движения автомобиля, превращая при этом механическую энергию в теплоту, которая затем рассеивается в окружающей среде.

READ  Замена масла в двигателе Priora 16 клапанов

Тормозная сила обусловлена появлением сил трения скольжения между дорожным покрытием и колесами при принудительном уменьшении частоты их вращения. В отличие от принудительного торможения, естественное уменьшение скорости автомобиля при движении накатом обусловлено силами трения качения между колесами и дорогой, силами трения в ходовой части и элементах трансмиссии, а также силами аэродинамического сопротивления автомобиля.

На практике применяются три способа принудительного торможения автомобиля или автопоезда во время движения:

  • замедление вращения колес посредством специальных тормозных механизмов, которые могут блокировать вращение каких-либо элементов трансмиссии, жестко связанных с колесами, или непосредственно вращение колес, обеспечивая блокировку их элементов;
  • торможение двигателем, которое может осуществляться при наличии жесткой связи коленчатого вала с колесами посредством трансмиссии (включенное сцепление, коробка передач и т. п.) и одновременного прекращения или уменьшения подачи топлива в систему питания двигателя;
  • комбинированное торможение, которое заключается в сочетание двух описанных выше способов.

Наиболее эффективное торможение достигается при непосредственном воздействии на колеса фрикционным способом с помощью тормозных механизмов.

Устройство автомобилей

Структура тормозных систем автомобиля

Для выполнения обозначенных выше требований тормозные системы современных автомобилей и автопоездов должны соответствовать Правилам № 13 ЕЕК ООН «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения тормозных свойств транспортных средств» (на основании указанных Правил разработан Государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 41.13-99, введенный в действие с 01.07.2000 г.). В соответствии с этими нормативными документами современный автомобиль должен иметь несколько тормозных систем, обеспечивающих тормозные функции в тех или иных условиях:

  • рабочую тормозную систему;
  • запасную тормозную систему;
  • стояночную тормозную систему;
  • вспомогательную тормозную систему.

Совокупность всех перечисленных выше тормозных систем называется тормозным управлением автомобиля.

Рабочая тормозная система позволяет водителю снижать скорость движения автомобиля и останавливать его в обычном режиме эксплуатации. При движении автомобиля в штатной обстановке этой системой пользуются наиболее часто.

Запасная тормозная система предназначена для уменьшения скорости движения и остановки автомобиля в случае отказа рабочей тормозной системы, т. е. запасную систему можно считать аварийной.

Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля неподвижным относительно опорной поверхности во время длительной остановки или стоянки. В нестандартных ситуациях эта система может быть использована для снижения скорости автомобиля, однако, следует учитывать, что некоторые конструкции стояночных систем при использовании во время движения (особенно на скользкой дороге или в совокупности с рабочей системой) могут привести к блокировке колес и заносу автомобиля.

Вспомогательная тормозная система. которую водители иногда называют «горным тормозом», предназначена для уменьшения нагрузки на тормозные механизмы рабочей тормозной системы при длительном торможении автомобиля на затяжных спусках. Фрикционные рабочие тормозные системы при длительном непрерывном использовании интенсивно нагреваются, при этом эффективность торможения резко снижается.
Кроме того, перегрев тормозных механизмов может привести и к другим негативным последствиям – отказу подшипников ступиц колес и даже разрыву колесных покрышек. Вспомогательная тормозная система в таких случая позволяет уменьшить нагрузку на рабочую тормозную систему, уменьшая ее перегрев.

К вспомогательной тормозной системе относятся и тормоза-замедлители, или, как их еще называют. ретардеры. Это специальные устройства также предназначенные для притормаживания автомобиля на затяжных спусках с целью предохранения от перегрева и перегрузки основной тормозной системы.

Особое назначение имеют автоматические тормозные системы. применяемые на прицепах. В соответствии с требованиями Правил, на прицепах должно быть установлено оборудование, автоматически затормаживающее прицеп при его случайном отделении от тягача. Такими системами оборудуются прицепы с пневматическим приводом тормозов. В случае падения давления в пневматической сети, питаемой от тягача, тормозные камеры воздействуют на колесные тормозные механизмы прицепа, останавливая его.

Все автомобили, даже выпущенные заводом-изготовителем до введения указанных выше Правил, в обязательном порядке должны иметь три тормозные системы: рабочую, запасную и стояночную. Автомобили, произведенные после начала действия Правил, должны быть обеспечены полноценным тормозным управлением в соответствии с описанными требованиями.
Прицепы и полуприцепы могут иметь только рабочую и стояночную тормозные системы, а также автоматическую систему затормаживания при отрыве от тягача.

Управление механизмами перечисленных выше тормозных систем автомобиля осуществляется дистанционно посредством приводов, которые могут быть механическими, гидравлическими, пневматическими, электрическими и комбинированными.
Кроме тормозных механизмов и их приводов в составе тормозной системы могут присутствовать усилители тормозного привода, существенно облегчающие управление процессами торможения.
Можно сделать вывод, что тормозная система автомобиля включает три основные элемента:

  • тормозной привод;
  • тормозные механизмы;
  • усилитель тормозного привода.