Диагностика тормозной системы
Для диагностирования общей эффективности тормозной системы зачастую применяются специальные стенды.
Наибольшее распространение получили барабанные стенды, позволяющие определить усилие, создаваемое тормозной системой на каждом колесе и время срабатывания системы.
Затем исходя из показаний, производится обслуживание и ремонт.
Народные методы диагностики тормозов.
Одним из таких методов является замер тормозного пути. Именно этот метод положен в основу площадочного стенда.
Суть метода сводиться к движению авто с определенной скоростью по ровной площадке с последующим экстренным торможением.
После этого замеряется тормозной путь и на основе замеров и сравнения их с номинальным значением, указанным в тех. документации к авто, определяется эффективность тормозов.
К примеру, на ВАЗ 2109 в полностью загруженном состоянии тормозной путь на сухой ровной поверхности при скорости 80 км/ч должен составлять примерно 38 м.
Значение меньше или таковое указывает на отличную работу тормозов, большее значение сигнализирует о проблемах в работе.
Недостатком этого метода является невозможность определения эффективности работы тормозов на каждом колесе и время срабатывания привода.
Также на показания в значительной мере влияют дорожные условия при проведении диагностики (мокрая поверхность дороги или сухая и т.д.).
Схема дисковых тормозов
Дисковый тормозной механизм состоит из тормозного диска, который закреплен на колесе и вращается вместе с ним, двух неподвижных колодок, которые установлены внутри суппорта по обе стороны от тормозного диска. Суппорт крепится на кронштейне. На суппорте, в его пазах также крепятся рабочие цилиндры, которые во время торможения прижимают тормозные колодки к диску.
Тормозные колодки после отпускания педали тормоза возвращаются в исходное положение пружинными элементами.
Тормозной диск в процессе торможения, под воздействием сил трения сильно нагревается. Охлаждение тормозных дисков происходит за счет конвективного омовения потоком воздуха. Для улучшения отвода накапливаемого диском тепла в нем делаются специальные отверстия и в этом случае диск является вентилируемым. Для еще большего повышения эффективности процесса торможения и нивелирования последствий перегрева диска на спортивных и скоростных автомобилях устанавливают тормозные диски, изготовленные с применением специальных керамических материалов.
Тормозной привод служит для обеспечения управления всеми составляющими тормозного механизма. В современных тормозных системах применяются такие типы тормозных приводов: механический, пневматический, гидравлический, электрический и комбинированный. Механический привод применяется в стояночной тормозной системе (ручник). Механический привод – это система тяг, тросов и рычагов, которые служат для соединения рычага стояночного тормоза с тормозным механизмом задних колес автомобиля. Существует также система механического привода стояночного тормоза, приводимая в действие с помощью ножной педали. Гидравлический привод является наиболее распространенным типом привода в рабочей системе тормозов. Конструкция гидравлического привода включает: педаль тормоза, главный тормозной цилиндр, вакуумный усилитель тормозов, рабочие цилиндры, шланги и трубопроводы. Принцип работы гидравлического привода тормозов описан чуть выше.
Для обеспечения надежности тормозной системы работа гидравлического привода организуется по двум (как правило) независимым контурам. При поломке одного контура, его функции берет на себя другой контур. Рабочие контуры могут дублировать функции друг-друга либо выполнять часть какую-то часть функций второго контура. Возможно также и выполнение каждым контуром строго своих функций. Наиболее распространенной является диагональная схема работы контуров. Пневматический привод используется преимущественно в тормозной системе грузовых автомобилей.
Комбинированный тормозной привод, как следует из названия, представляет собой сочетание (комбинацию) двух видов привода (электропневматический, например). Далее скажем пару слов о дополнительных системах, которые делают автомобиль более безопасным… Анти-блокировочная система ABS, предназначается для предотвращения блокирования колес автомобиля во время очень сильного нажатия на педаль тормоза, что позволяет избежать движения юзом, и сохранить контроль над автомобилем. В состав системы ABS (Antilock Brake System) входят три элемента – это датчик измерения скорости, который устанавливается на каждом колесе, модулятор давления тормозной жидкости и блок управления системой ABS. Система TCS создана на основе системы ABS и предназначена для предотвращения пробуксовывания колес во время слишком резкого старта или на скользкой дороге. Система (Traction Control System) существует и под названиями: ASR, ASC, ETS. Она отличается от системы ABS только наличием модифицированного блока управления. ESP. Еще одной полезной системой, которая может устанавливаться на автомобиле, является система электронной стабилизации колес ESP. Эта система работает в повороте, причем его угол и скорость не имеют значения, при возникновении заноса задней оси автомобиля, ESP (Electronic Stability Program) обеспечивает подтормаживание переднего наружного колеса. В такой ситуации образуется стабилизирующий момент, возникающий между колесами автомобиля, который возвращает движущийся автомобиль на безопасную траекторию.
Диагностика неисправности системы, проверка давления
Рекомендуется для этих целей обратиться в специализированные станции технического обслуживания. Однако, первые признаки неполадок можно выявить и самостоятельно.
В современных транспортных средствах предусмотрена индикация состояния устройства. Приборы самостоятельно контролируют их и в случае проблем, своевременно известят о них водителю. При самостоятельной оценке следует проводить осмотр внешнего состояния системы на предмет целостности все конструктивных элементов.
Можно также оценить работу системы по соответствию прилагаемой силы на педаль тормоза и ожидаемой тормозной реакции. Для предотвращения утечек или потери герметизации в системе необходимо контролировать в ней давление. Процедура проводится при помощи тестера.
Типичные неисправности тормозной системы легкого автомобиля
Распространенная проблема с тормозной системой— попадание воздуха в замкнутый контур, вследствие этого ухудшается торможение. Тормозная жидкость обладает высокой гигроскопичностью, поэтому моментально поглощает воздух, проникший в систему. Т.к. воздух намного больше сжимается, чем жидкость, то при нажатии не может создаться необходимое давление, соответственно колодки будут слабее прижиматься к диску либо барабану. Чтобы этого не случилось, нужно периодически обновлять либо производить полную замену тормозной жидкости. Для этого на тормозных цилиндрах предусмотрены приспособления, при частичном откручивании которых вытекает жидкость, по ее виду можно оценить насколько много в ней воздуха. Данную процедуру удобнее выполнять вдвоём, один человек давит на педаль тормоза, создавая давление, второй частично откручивает приспособление и оценивает состояние вытекающей жидкости. Тормозная система прокачивается до полного выхода воздуха.
Кроме автомобилей тормозной системой оборудованы и прицепы с полной массой свыше 750 кг. Прицепы для легковых автомобилей, оснащенные тормозной системой, подойдут для перевозки тяжёлых и объёмных грузов стройматериалов, квадроциклов, снегоходов, мотоциклов. Обычно в них применяется«инерционная тормозная система», работающая за счёт силы инерции. Обслуживание такой системы не доставляет больших хлопот, следует периодически регулировать тормозные колодки, шприцевать тормоз наката.
Виды тормозных дисков
Тормозные диски должны обладать хорошей теплопроводностью и теплоемкостью, быть жесткими и выдерживать воздействие колодок. Изделия различаются по размеру, что в конечном итоге влияет на размер подходящего колеса. Очевидно, что для каждой машины необходимо подбирать соответствующие ей комплектующие.
В зависимости от особенностей конструкции различаются:
- обычные диски;
- вентилируемые;
- перфорированные;
- с насечками.
Обычные
Цельная, без отверстий, деталь без каких-либо хитростей в конструкции. Используется на старых машинах, для которых свойственная спокойная езда.
Быстро нагреваются и медленно остывают. Не самая эффективная модель, но зато простая и доступная.
Вентилируемые тормозные диски
Трение колодок о диски приводит к нагреву детали. Единственным способом понизить температуру является охлаждение изделия воздухом.
Вентилируемые модели представляют собой «сэндвичи» из 2 обычных роторов с перегородками. Конструкция помогает воздуху циркулировать в созданных просветах и эффективно отводить тепло.
Перфорированные диски
Для тех же целей на поверхности перфорированных дисков выполняются отверстия. Уменьшенная жесткость компенсируется снижением риска получить деформацию при температурных колебаниях.
Диски с насечками
На поверхности диска выполнены косые углубления (насечки). Они помогают отводить горячий воздух от рабочей поверхности, увеличивают площадь диска для более качественного охлаждения и снижают взаимодействие с колодкой, что помогает уменьшить нагрев деталей.
Классификация тормозных систем автомобиля
Вариантов исполнения тормозных систем довольно много. Не все из них используются в конструкции автомобилей. По назначению можно выделить следующую классификацию:
- Стояночный тип тормоза применяется во время стоянки или кратковременной остановки. Согласно установленным правилам именно стояночный тормоз необходимо использовать при остановке на спуске, на светофоре и в других подобных случаях. Системы часто можно активировать с помощью специального рычага; современные автомобили имеют электрический выключатель. В легковых автомобилях от рычага проложен трос, который идет сразу на задние колеса. На грузовиках установлена воздушная система с установленными энергоаккумуляторами.
- Рабочее назначение механизма необходимо для регулирования скорости машины во время движения. Этот вариант исполнения является самым популярным, так как используется на протяжении всего движения. В последнее время конструкция такой системы значительно усложнилась за счет включения различных устройств для контроля усилия, пробуксовки колес и т д.
Также можно отметить вспомогательную тормозную систему, которая часто входит в конструкцию грузовиков и автобусов. Его работа заключается в том, чтобы заткнуть выхлопную трубу, которая подает топливо в двигатель. Используйте систему для длительного спуска, так как рабочий может перегреться и потерять эффективность. Мы также рассмотрим, какие тормоза еще доступны по типам агрегатов.
Важным показателем также можно назвать то, какая система приводит в движение актуатор, непосредственно осуществляющий торможение. По этому показателю можно выделить:
- Пневматическая система питается от сжатого воздуха. Как и жидкости, газообразные вещества имеют предел сжимаемости. Вот почему газообразные вещества, часто воздух, используются для передачи силы.
- Также существует комбинированный вариант, когда в системе используется и воздух, и жидкость. Подобную систему часто можно встретить на грузовиках и автобусах.
- Электронный вариант используется очень редко, так как надежность такой системы сравнительно невысока. Как правило, чем проще система, тем она надежнее. Именно поэтому редко проводится установка электрической тормозной системы, когда команда на исполнительный орган передается с помощью электричества.
- Механический привод. Используется в старых автомобилях. Обладает высокой надежностью, но низким КПД. Механический привод основывался на использовании системы тяг, приводивших в движение исполнительный орган при нажатии на педаль.
- Гидравлика нашла широкое применение при создании современных автомобилей. Его работа основана на несжимаемости используемого рабочего тела. Система представлена несколькими исполнительными органами, а давление передается посредством жидкости.
Тип срабатывания в большей степени определяет характеристики тормозной системы.
- Сочетание барабана и прижимного механизма с колодками ранее было наиболее распространенным исполнительным механизмом, часто устанавливаемым на автобусы и автомобили категории «С». Его особенностью можно назвать то, что сила трения возникает внутри барабана.
- Тормозная система на основе диска и удерживающего суппорта используется при создании всех современных автомобилей. Особенностью этой системы является сочетание диска, вращающегося вместе с колесом, и суппорта, сжимающего тормозные колодки.
Наиболее эффективной системой считается комбинация диска и зажима. Использование новых материалов при изготовлении накладок, создающих силу трения, позволяет значительно повысить надежность рассматриваемой системы.
Тормоза с гидравлическим приводом
В легковых автомобилях распространение получил гидравлический тип привода.
В целом рабочий тормоз состоит из пяти элементов, цепь расположения которых выглядит так:
- Педаль;
- Усилитель (вакуумный);
- Главный тормозной цилиндр;
- Трубопроводы;
- Рабочие цилиндры (входящие в конструкцию исполнительных механизмов);
В основу работы всей этой системы положена такое свойство жидкости, как отсутствие изменения объема при создании давления на нее (она не сжимается).
Благодаря этому и существует возможность использования жидкости в качестве элемента для передачи усилия.
Принцип работы такой системы очень прост: водитель прикладывает усилие, нажимая на педаль, а имеющийся в конструкции усилитель повышает его.
Далее усилие передается на поршни главного цилиндра. Те, перемещаясь, создают давление на жидкость, из-за чего она выдавливается из цилиндра, и по трубопроводам подается на рабочие цилиндры.
Поршни рабочих механизмов от полученного воздействия жидкости перемещаются, обеспечивая срабатывание рабочего механизма.
У барабанного механизма имеется два поршня рабочего цилиндра, которые взаимодействуют с колодками.
У дисковых тормозов в суппорте установлен только один рабочий цилиндр с поршнем. Но сам суппорт может перемещаться по своим осям крепления.
У этого механизма тормозной диск располагается между двух колодок, установленных в суппорте.
Поршень при создании давления на него прижимает только одну колодку к диску, вторая же прижимается суппортом, который смещается при давлении поршня в колодку и диск.
Данный тип привода сейчас оснащается дополнительными механизмами и системами, такими как вакуумный усилитель, облегчающих водителю создание усилие на жидкость, а такжеABS система, которая исключает полную блокировку колес при торможении, что не дает авто пойти юзом и значительно уменьшает тормозной путь.
При отпускании педали, установленные в главном цилиндре пружины, возвращают поршни в начальное положение, что приводит к сбросу давления в системе, и возврат рабочих поршней в исходную позицию.
Тормозные механизмы
Автомобиль замедляется при помощи двух типов тормозных механизмов:
- Барабанный тормоз – подавляющее большинство машин (в основном это бюджетные модели и представители среднего класса) оснащаются такими механизмами на задней оси. Они обладают высокой надежностью и стабильностью работы. В таких тормозах из-за износа колодок между фрикционной поверхностью и стенками барабанов образуется увеличенный зазор. В устройство механизма входит регулятор, который компенсирует это расстояние, перемещая колодки максимально близко к стенкам барабана. Процесс самоподводки механизма в основном происходит во время резкого торможения. Охлаждаются тормоза за счет ребер на самом барабане и большого количества металлических частей;
- Дисковый тормоз – используется на передней оси, а в спортивных машинах и авто класса премиум и выше задействуются и на задней оси. Суппорт с двух сторон зажимает тормозной диск. Такая схема требует меньше усилий для замедления колеса, поэтому данная система более эффективна по сравнению с барабанным аналогом. Из-за этого механизмы испытывают гораздо большие температурные нагрузки. На современных дисках делаются специальные бороздки, которые улучшают отвод тепла. Такие модификации называются вентилируемыми.
Эти два типа механизмов входят в устройство основной тормозной системы авто. Она работает в обычном режиме – когда водитель хочет остановить машину. Однако в каждом автомобиле есть и вспомогательные системы. Каждая из них может работать в индивидуальном режиме. Вот их различия.
Вспомогательная (аварийная) система
Вся магистраль тормозной системы разделена на два контура. Часто производители к отдельному контуру подключают колеса по диагонали автомобиля. Расширительный бачок, установленный на главном тормозном цилиндре, внутри на определенном уровне (соответствует критически минимальному значению) имеет перегородку.
Пока тормоза в порядке, объем тормозной жидкости выше перегородки, поэтому усилия от вакуума поступают одновременно на два рукава, и они работают, как одна магистраль. Если шланг разорвется или сломается трубка, уровень ТЖ понизится.
В поврежденном контуре давление невозможно создать, пока не будет устранена течь. Однако благодаря перегородке в бачке жидкость не вытекает вся, и второй контур продолжает работать. Конечно, в таком режиме тормоза будут работать в два раза хуже, но автомобиль не будет полностью их лишен. Этого достаточно, чтобы безопасно добраться до сервиса.
Стояночная система
Эта система в народе называется просто ручник. Ее используют, как противооткатный механизм. В устройство системы входит тяга (рычаг, расположенный в салоне возле рычага коробки передач) и трос, разветвленный на два колеса.
В классическом исполнении ручной тормоз активирует основные тормозные колодки задних колес. Однако бывают модификации, имеющие свои колодки. Эта система вообще не зависит от состояния ТЖ в магистрали или неисправности системы (неисправность вакуума или другого элемента основных тормозов).
Устройство
Тормозная система состоит из:
- механизмов;
- привода.
Чаще всего на машинах установлены фрикционные механизмы, работающие за счет силы трения.
Тормозные механизмы могут различаться по конструкции фрикционной части и подразделяются на:
- дисковые;
- барабанные.
Дисковый механизм
Состоит из суппорта, одного или двух тормозных цилиндров, а также двух колодок и диска.
Суппорт крепится на поворотном кулаке переднего колеса машины. В нем есть два тормозных цилиндра и к ним две тормозные колодки. Которые находятся с обеих сторон тормозного диска, который вращается вместе с прикрученным к нему колесом.
- При нажатии на педаль тормоза, поршни выходят из цилиндров и прижимают колодки к диску.
- При отпускании педали, механизмы возвращаются в начальное положение. Это возможно из-за легкого биения диска.
Посмотрите полезное видео, устройство и принцип работы дискового тормозного механизма:
Об достоинствах
- температурная стойкость дисков выше, чем у барабанных. Лучше охлаждаются;
- высокая эффективность уменьшает тормозной путь;
- меньше размеры и вес;
- уменьшено время срабатывания;
- изношенные колодки просто менять;
- разная температура, возникающая при работе, не влияет на прилегание тормозных поверхностей.
Барабанный механизм
Состоит из:
- барабана,
- двух колодок;
- возвратных пружин;
- рабочего цилиндра и опоры колодок;
- опорного щита.
На опорном щите закреплен тормозной цилиндр и опора. При нажатии на педаль поршни в цилиндре расходятся и давят на концы тормозных колодок.
Колодки прижимаются накладками к внутренней стороне круглого барабана. Который вращается вместе с прикрученным к нему колесом.
При отпускании педали, стяжные пружины притягивают колодки в начальное положение и действие тормозов прекращается.
Об достоинствах
- простота изготовления;
- низкая стоимость;
- имеют эффект самоусиления. Нижние части колодок тесно связаны друг с другом и трение о барабан передней части, усиливает прижатие к нему и задней части.
Стояночная система
Для постановки машины на длительную стоянку, чаще используется механический привод, в основу которого входят различные тяги и тросы, объединенные в систему.
Посмотрите интересное видео, устройство и принцип работы барабанного и стояночного тормоза:
- Тормозной привод основанный на работе воздуха, называется пневматическим и чаще применяется на большегрузных автомобилях.
- Если сочетаются несколько приводов, то он называется комбинированным.
Принцип действия тормозной системы
- При нажатии на педаль, сила передается на главный тормозной цилиндр.
- Поршень главного цилиндра двигается и увеличивает давление в системе гидравлических трубок, которые ведут к каждому колесу транспортного средства.
- Тормозная жидкость давит на поршень колесного цилиндра. Который двигая колодки, прижимает их к барабану или диску. Трение замедляет вращение колес и автомобиль останавливается.
После отпускания тормозной педали, она с помощью возвратной пружины возвращается на место. Усилие, действующее в главном цилиндре ослабевает и его поршень, возвращается в исходное положение. Заставляя колодки с фрикционными накладками разжаться, тем самым, освобождая диски или барабаны колеса.
https://youtube.com/watch?v=pZNkTx_WAVU
Гидравлическая тормозная система
Гидравлическая тормозная система является одной из самых важных систем современного автомобиля.
Гидравлическая тормозная система может неудовлетворительно работать при попадании в нее воздуха. При удалении воздуха из тормозной системы соблюдают следующий порядок.
В гидравлическую тормозную систему заливают специальные жидкости, обладающие особыми свойствами ( например, не разрушать резиновых деталей гидравлической системы, иметь строго определенную вязкость и пр. Смешивать тормозные жидкости разных сортов не рекомендуется.
При работе гидравлической тормозной системы без компенсационного бачка, а также при разнице уровней напорного и рабочего цилиндров более 5 ж в величине усилия Рп, определяемого формулами ( 36) — ( 38), должно быть дополнительно учтено гидростатическое давление жидкости в трубопроводе. В большинстве тормозных устройств подъемно-транспортных машин перепад уровней напорного и рабочего цилиндров гидросистемы относительно невелик и обусловливает возрастание необходимого усилия на педали или рычаге управления не более чем на 3 — 5 %; при наличии компенсационного бачка давление столба жидкости в основном трубопроводе также компенсируется столбом жидкости от бачка до напорного цилиндра. Но в некоторых специальных конструкциях гидростатическое давление должно быть учтено.
При работе гидравлической тормозной системы без компенсационного бачка, а также при разнице уровней главного и рабочего цилиндров более 5 м в величине усилия Рп, определяемого формулами (3.4) — (3.6), должно быть дополнительно учтено гидростатическое давление жидкости в трубопроводе. В большинстве тормозных устройств подъемно-транспортных машин перепад уровней главного и рабочего цилиндров гидросистемы относительно невелик и обусловливает возрастание необходимого усилия на педали или рычаге управления не более чем на 3 — 5 %; при наличии компенсационного бачка давление столба жидкости в основном трубопроводе также компенсируется столбом жидкости от бачка до главного цилиндра. Чтобы при отпущенной педали в трубопроводе не поддерживалось излишне высокое остаточное давление и обеспечивалось быстрое возвращение педали в исходное положение, она обычно снабжается возвратной пружиной, уравновешивающей момент от веса педали. Если в конструкции системы управления эта пружина не предусмотрена, то следует учесть давление в гидросистеме, создаваемое весом педали. В ряде конструкций это давление существенно меняет характеристику процесса торможения и размыкания тормоза.
Для контроля гидравлической тормозной системы на автомобилях устанавливают различные сигнализаторы, показывающие падение давления в одном контуре тормозной системы или критическое снижение уровня тормозной жидкости. Сигнализатор, примененный на автомобилях Москвич и ГАЗ-3102 ( рис. 100), состоит из корпуса 5, поршней 1 и 2с уплотнительными резиновыми кольцами, шарика 4 и выключателя 3 контрольной лампы.
Для заполнения гидравлических тормозных систем должна применяться однородная по составу и физическим свойствам тормозная жидкость.
Применяют для заполнения гидравлических тормозных систем, автомобилей, эксплуатируемых в северных и восточных районах средней полосы СССР.
Применяют для заполнения гидравлических тормозных систем автомобилей, эксплуатируемых в северных и восточных районах средней полосы СССР.
| Схема спидометра. |
Для включения стоп-сигнала в гидравлическую тормозную систему установлен включатель, электрически связанный с лампами стоп-сигнала.
Жидкости, применяемые для заполнения гидравлических тормозных систем автомобилей, называются автомобильными тормозными.
Жидкости, применяемые для заполнения гидравлических тормозных систем автомобилей, называются автомобильными гидротормозными жидкостями.
| Принципиальная схема гидравлического привода самолетного узла. |
На рис. 178 изображена принципиальная схема гидравлической тормозной системы автомобиля. Принцип работы этой системы заключается в передаче давления жидкостью от тормозной педали к разжимным устройствам колесных тормозов. Поршень 2, перемещаясь, сжимает возвратную пружину 4 и через перепускной клапан 5 вытесняет жидкость из главного цилиндра через магистраль в рабочие тормозные цилиндры 6, создавая необходимое рабочее давление. Поршни 7 под давлением жидкости перемещаются в рабочих тормозных цилиндрах и давят на тормозные колодки 8, прижимая их обшивки к рабочей поверхности барабанов, вследствие чего и происходит торможение колес. После прекращения давления на тормозную педаль поршень 2 под действием возвратной пружины стремится отойти в свое исходное положение.
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»).
