Какие приводы тормозов применяются на автомобилях

Устройство тормозной системы

Тормозные системы в автомобилях должны отвечать требованиям Директивы 71/320/ EEC, ECE-R13 часть 1, ECE-R13 часть 2 и ECE-R13 Н и другим региональным предписаниям. Автомобили должны оснащаться двумя отдельными тормозными системами, одна из которых должна быть блокируемой. Тормозные системы должны иметь отдельные устройства управления. В случае сбоя в рабочей тормозной системе должна сохраняться возможность торможения, как минимум, двух колес (на одной оси).

Типы тормозных систем

Тормозные системы состоят из рабочей и стояночной тормозных систем и (у грузовиков и автобусов) вспомогательной тормозной системы (тормоза-замедлителя). Требуемая система запасного торможения обычно используется при отказе рабочей тормозной системы. Автомобили специального назначения с особыми требованиями тоже могут иметь специальные функции торможения, такие как тормоз для движения на крутых подъёмах или тормоз для предотвращения аварий автопоездов.

Тип создания силы

Когда речь заходит о том, как создается сила, различают три типа создания силы: с мускульной энергией, с мускульной и дополнительной энергией и с не мускульной энергией. В системах с мускульной энергией используется только с мускульная сила водителя, в системах с мускульной и дополнительной энергией происходит усиление первой усилителем тормозов, а в системах с не мускульной энергией управляющее мускульное усилие водителя служит лишь управляющей переменной. Максимальные необходимые управляющие усилия предписываются для каждого типа автомобиля.

Передающее устройство (тормозной привод)

Сила передается от управляющего устройства на тормоза колес механически, гидравлически, пневматически или электрически. Механическая передача силы является стандартной и предписывается только для стояночных тормозных систем (§41 StVZO, с. 5).

Электрическая активация тормозов до сих пор использовалась только в электрических стояночных тормозных системах (см. «Электромеханические стояночные тормозные системы»).

Схем Конфигурация тормозных контуров регламентируется стандартом DIN 74000. У автомобилей категории M₁ (легковые автомобили), конфигурация тормозных контуров часто диагональная (рис. Ь, «Варианты конфигурации тормозных контуров» ). Но это возможно только в сочетании с подходящей геометрией передней оси (отрицательное или нейтральное плечо обката). У всех остальных категорий автомобилей используется конфигурация II (рис. а, «Варианты конфигурации тормозных контуров» ). Здесь передняя ось образует один из тормозных контуров, а задняя ось образует другой. Все прочие конфигурации тормозных контуров стандарта DIN 74000 сегодня редко используются и поэтому больше здесь не описываются. Прямая необходимость в двухконтурном тормозном приводе предписывается в §41 StVZO, с. 16 только для автобусов с двухконтурным тормозным приводом.

Распределение тормозных сил

Директивы 71/320/ЕЕС, ECE-R13 и ECE-R13H также предъявляют требования к распределению тормозных сил между отдельными осями. Тормозные силы должны распределяться направленно во всех режимах нагрузки между осями. На распределение тормозных сил можно повлиять, с одной стороны, через компоновку колесных тормозов, а с другой — через конфигурацию автомобиля. Помимо прочего учитываются высота центра тяжести, колесная база и развесовка.

В грузовых автомобилях, согласно схемам, в директиве 71/320/ЕЕС, распределение тормозных сил также зависит от давления на соединительной головке тормозных шлангов. Распределение тормозных сил через компоновку автомобиля реализуется с помощью ограничителя тормозных сил или автоматического устройства, измеряющего тормозные силы (автоматическое измерение тормозной силы в зависимости от нагрузки).

В современных автомобилях распределение тормозных сил интегрируется в качестве дополнительной функции в электронную систему контроля пробуксовки колес (антиблокировочная система, система динамической стабилизации).

Компоненты тормозной системы

Тормозные системы автомобилей состоят из следующих компонентов, различающихся по конструкции в зависимости от типа системы (гидравлическая или пневматическая): энергетический блок, устройства управления, передающие устройства, инфраструктура управления, колесные тормоза и вспомогательные устройства.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Контуры подключения

Отказ тормозов всегда был самым большим кошмаром любого водителя. Поэтому инженеры давно придумали, как сделать, чтобы можно было остановить машину даже с поврежденной тормозной системой (а повредить гидравлическую систему проще, чем любую другую. Потек уплотнитель – и привет горячий).

Одним из вариантов страховки на случай отказа стало разнесение системы на два контура. Оказалось, двухконтурные тормоза это не так сложно, как могло быть, зато надежно и безопасно. Даже если один из контуров откажет, система продолжит работать, позволив избежать аварии.

4+2, параллельная со страховкой передней оси. Один контур запитывает все четыре колеса, второй – только два передних.
Контуры параллельные, схема 4+2
2+2, параллельная. Один контур на переднюю ось, второй на заднюю. Так чаще всего конструируют заднеприводные автомобили.
Контуры параллельные, схема 2+2
2+2, диагональная. Один контур идет на левое переднее и правое заднее колесо, второй на правое переднее и левое заднее. Эту систему обычно ставят на переднеприводные автомобили.
Контуры диагональные, схема 2+2
3+3, комбинированная. Один контур идет на передние колеса и правое заднее, а другой тоже идет на передние колеса и на левое заднее.
Контур комбинированный, схема 3+3
4+4, параллельная. Два контура подводятся на все 4 колеса параллельно.
Контур параллельный, схема 4+4

В большинстве случаев владелец автомобиля даже не задумывается, какая там у него схема разнесения контуров. Тормоза работают – и отлично.

Антипробуксовочная система

Антипробуксовочная система (другое наименование – противобуксовочная система) предназначена для предотвращения пробуксовки ведущих колёс.

В зависимости от производителя антипробуксовочная система имеет следующие торговые названия:

ASR (Automatic Slip Regulation, Acceleration Slip Regulation) на автомобилях Mercedes, Volkswagen, Audi и др.;
ASC (Anti-Slip Control) на автомобилях BMW;
A-TRAC (Active Traction Control) на автомобилях Toyota;
DSA (Dynamic Safety) на автомобилях Opel;
DTC (Dynamic Traction Control) на автомобилях BMW;
ETC (Electronic Traction Control) на автомобилях Range Rover;
ETS ( Electronic Traction System) на автомобилях Mercedes;
STC (System Traction Control) на автомобилях Volvo;
TCS (Traction Control System) на автомобилях Honda;
TRC (Traking Control) на автомобилях Toyota.

Несмотря на многообразие названий, конструкция и принцип работы данных противобуксовочных систем во многом похожи, поэтому рассмотрены на примере одной из самых распространенных систем — системы ASR.

Антипробуксовочная система построена на конструктивной основе антиблокировочной системы тормозов. В системе ASR реализованы две функции: электронная блокировка дифференциала и управление крутящим моментом двигателя.

Для реализации противобуксовочных функций в системе используется насос обратной подачи и дополнительные электромагнитные клапаны (переключающий и клапан высокого давления) на каждое из ведущих колес в гидравлическом блоке ABS.

Управление системой ASR осуществляется за счет соответствующего программного обеспечения, включенного в блок управления ABS. В своей работе блок управления ABS/ASR взаимодействует с блоком управления системы управления двигателем.

Принцип работы антипробуксовочной системы

Система ASR предупреждает пробуксовку колес во всём диапазоне скоростей автомобиля:

при низких скоростях движения (от 0 до 80 км/ч) система обеспечивает передачу крутящего момента за счёт подтормаживания ведущих колёс;
при скорости выше 80 км/ч усилия регулируются за счёт уменьшения передаваемого от двигателя крутящего момента.

На основании сигналов датчиков частоты вращения колес блок управления ABS/ASR определяет следующие характеристики:

угловое ускорение ведущих колёс;
скорость движения автомобиля (на основании угловой скорости неведущих колёс);
характер движения автомобиля — прямолинейное или криволинейное (на основании сравнения угловых скоростей неведущих колёс);
величину проскальзывания ведущих колёс (на основании разницы угловых скоростей ведущих и неведущих колёс).

В зависимости от текущего значения эксплуатационных характеристик производится управление тормозным давлением или управление крутящим моментом двигателя.

Управление тормозным давлением осуществляется циклически. Рабочий цикл имеет три фазы — увеличение давления, удержание давления и сброс давления. Увеличение давления тормозной жидкости в контуре обеспечивает торможение ведущего колеса. Оно производится за счет включения насоса обратной подачи, закрытия переключающего клапана и открытия клапана высокого давления. Удержание давления достигается за счет отключения насоса обратной подачи. Сброс давления производится по окончании пробуксовки при открытых впускном и переключающем клапанах. При необходимости цикл работы повторяется.

Управление крутящим моментом двигателя осуществляется во взаимодействии с системой управления двигателем. На основании информации о проскальзовании ведущих колес, получаемой от датчиков угловой скорости колес, и фактической величине крутящего момента, получаемой от блока управления двигателем, блок управления противобуксовочной системы вычисляет величину необходимого крутящего момента. Данная информация передается в блок управления системы управления двигателем и реализуется с помощью различных действий:

изменения положения дроссельной заслонки;
пропуска впрыскиваний топлива в системе впрыска;
пропуска импульсов зажигания или изменения угла опережения зажигания в системе зажигания;
отмены переключения передачи в автомобилях с автоматической коробкой передач.

При срабатывании противобуксовочной системы загорается контрольная лампа на панели приборов. Система имеет возможность отключения.

Устройство механизма торможения

Тормозная система на современных авто может включать в себя 3 или 4 контура, выполняющих разные задачи. К ним следует отнести:

Основной.
Дублирующий.
Стояночный (ручной, горный).
Вспомогательный.

Рабочая система

Главную роль среди перечисленных систем играет основная (рабочая). Она используется непосредственно во время езды и предназначена для замедления ТС вплоть (при необходимости) до полной остановки. Существует два типа рабочих систем:

Дисковая.
Барабанная.

Рекомендуем: Плюсы и минусы коробок передач: что выбрать механику, автомат, вариатор или робот

Специальные колодки в механизмах первого типа при нажатии педали сжимают диск с двух сторон, не давая ему вращаться и останавливая колесо. В системах второго типа колодки устанавливаются внутри колесного барабана. При надавливании на педаль они распирают его, препятствуя вращению колеса.

Дублирующий тормоз

Дублирующий механизм выполняет страховочную роль, вступая в работу при отказе основного. На одних моделях она полностью дублирует задние, а также передние тормоза, на других ее действие распределяется только на одну из частей (чаще всего на задние цилиндры). Иногда эта функция возлагается на ручной тормоз.

Стояночный механизм

Стояночный (горный, ручной) тормоз предназначен для обеспечения устойчивости машины на месте стоянки. Отпуская тормозную педаль, водитель отключает основную систему. Если площадка, выбранная для остановки, имеет даже незначительный уклон, авто может запросто покатиться, и не остановится, пока не упрется во что-либо на пути. «Чем-либо» может оказаться другой автомобиль, стенка здания или дерево, и тогда повреждения практически гарантированы. Дополнительной функцией ручника является удерживание машины на склоне, если она заглохла во время подъема. В этом случае для того, чтобы тронуться с места, водитель плавно отпускает сцепление, одновременно нажимая акселератор и опуская рычаг горного тормоза. При синхронном выполнении этих действий автомобиль назад не покатится.

Привод ручного тормоза ВАЗ 2106: 1 — чехол; 2 — передний трос; 3 — рычаг; 4 — кнопка; 5 — пружина тяги; 6 — тяга защелки; 7 — втулка; 8 — ролик; 9 — направляющая заднего троса; 10 — распорная втулка; 11 — оттяжная пружина; 12 — задний трос; 13 — кронштейн заднего троса

Вспомогательная система

Вспомогательные тормозные механизмы устанавливаются на крупногабаритные и тяжеловесные машины, используемые для перевозки различных грузов на дальние расстояния. Они позволяют частично разгрузить основную систему, когда автомобиль в течение достаточно длительного времени затормаживается на дорогах, проходящих по холмам или расположенным в горах.

Классификация тормозных систем автомобиля по типу привода, устройство

Один человек, даже очень сильный, не может приложить достаточное усилие на тормоза, чтобы остановить машину. Для умножения и передачи усилия используется привод тормозной системы. Типы приводов бывают разные:

Механический

Типичный пример – стояночный тормоз, у которого в качестве привода трос и рычаги. Этой системе столько лет, сколько самому автомобилю, но ничего более простого и безотказного пока что инженеры не придумали.

Гидравлический

Тормоза с гидравликой есть у любого легкового автомобиля, это самая привычная нам система. Можно сказать, гидравлика сочетает в себе эффективность и доступность: работает отлично, обслуживать достаточно легко, комплектующие есть в любом магазине автотоваров. Гидравлические тормоза делятся по типу тормозных элементов на дисковые и барабанные.

Дисковый тормоз. Эффективно? Да. Надежно? Да. Дисковые тормоза в свое время стали фурором в автоспорте, а затем и в повседневной жизни. По эффективности она сразу же превзошли привычные тогда тормозные барабаны.
Устройство дисковых тормозов Принцип работы дискового тормоза знает любой водитель: фрикционные накладки расположены по обе стороны стального диска, который надет на ступицу колеса и вращается вместе с ней. Нажатие на педаль тормоза приводит в действие привод, накладки зажимают диск и останавливают его, а вместе с ним и автомобиль.
Барабанный тормоз. В отличие от дискового тормоза, в барабанном фрикционные накладки располагаются внутри тормозного барабана. При нажатии педали привод раздвигает колодки, и они прижимаются к внутренним стенкам.
Устройство барабанных тормозов По эффективности барабанные тормоза стоят далеко позади дисковых, и в прямом, и в переносном смысле. Поскольку для остановки автомобиля торможение передних колес важнее, чем задних, то барабанные тормоза иногда ставят на задние колеса в недорогих моделях автомобилей.

Пневматический

Пневматика в качестве привода тормозной системы не используется в легковых автомобилях, ее ставят на тяжелую коммерческую технику. Принцип действия немного похож на гидравлический, но рабочей средой является не жидкость, а сжатый воздух, который накачивается в систему компрессором. Когда водитель нажимает педаль тормоза, воздух под давлением проходит к тормозным элементам и приводит их в действие.

Комбинированный

Комбинированную тормозную систему можно встретить на тяжелой спецтехнике. Он состоит из различных типов привода, что дает громоздкий, но надежный результат. Электромеханический или гидромеханический привод нужны для тяжелого транспорта в тяжелых условиях.

Центробежный тормоз

В технике центробежные тормозные механизмы получили наиболее широкое распространение в качестве регуляторов скорости. Принцип работы этих устройств состоит в том, что как только увеличивается скорость вращения тормозного вала, сразу же начинает расти такая характеристика, как центробежная сила масс деталей тормозного механизма. На неподвижную часть тормоза оказывается повышенное давление, благодаря чему увеличивается сила трения и, соответственно, тормозной момент. Наиболее распространенным местом установки центробежного тормоза является быстроходный вал какого либо механизма.

Устройство тормозной системы делится на:

Рабочая тормозная система позволяет водителю снижать скорость движения автомобиля и останавливать его при обычном режиме эксплуатации.

Схема рабочей тормозной системы автомобиля

1 — тормозной диск колеса; 2 — скоба тормозного механизма передних колес; 3 — передний тормозной 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.

Запасная тормозная система позволяет водителю уменьшать скорость движения автомобиля и останавливать его при неисправности рабочей тормозной системы. С целью упрощения конструкции отдельная (автономная) запасная система практически не применяется. Обычно ее роль выполняют оставшиеся исправные части (контуры привода) рабочей тормозной системы или специальным образом спроектированная стояночная тормозная система. Часто на больших автомобилях для повышения надежности используют одновременно оба указанных технических решения.

Стояночная тормозная система позволяет удерживать автомобиль в неподвижном состоянии на наклонной поверхности и при отсутствии водителя.

Вспомогательная тормозная система предназначена для длительного поддержания постоянной скорости, в основном на затяжных спусках. Используемые в остальных тормозных системах фрикционные тормозные механизмы при длительной работе перегреваются и резко снижают эффективность торможения. Поэтому на некоторых типах автомобилей (автобусы, грузовые автомобили большой грузоподъемности) для поддержания безопасной скорости на длительных спусках применяют вспомогательные механизмы, так называемые тормоза-замедлители.

Автоматическая тормозная система — оборудование, автоматически затормаживающее прицеп при его случайном отделении от тягача.

1. Привод тормозной системы

1.1 Системы тормозов

1.2 Приводы тормозных механизмов

1.3 Механический привод тормозов

1.4 Гидропривод тормозов

1.5 Пневмопривод тормозов

1.6 Усилители тормозных приводов

1.7 Двухконтурные тормозные приводы

1.8 Многоконтурные тормозные приводы

1.9 Приборы тормозного пневмопривода

1.10 Двухсекционный тормозной кран