Электромеханический стояночный тормоз: особенности работы, плюсы и минусы

Основные составляющие пневматической тормозной системы

Обсуждаемая тормозная система делится на несколько основных составляющих, благодаря которым весь узел может функционировать должным образом. Естественно, приведенный ниже список механизмов является неполным, но в нем, как уже говорилось, будет самое главное:

Привод управления — данная тормозная система подразумевает под приводом управления наличие элементов пневмопривода. При помощи этих частей, осуществляется автоматическое или намеренное регулирование некоторых частей энергетического привода, о котором поговорим в следующем пункте.

Энергетический привод — этот механизм пневматической тормозной системы представляет из себя набор элементов (деталей) благодаря которым происходит обогащение воздухом, находящимся под давлением, привода управления. Таким образом, механизмы представленные в первых двух пунктах (этом и предыдущем), так сказать дополняют один другого.

Тормоз — самое «центровое» устройство! Именно здесь, в этом механизме сосредоточены все силы, сопротивляющиеся дальнейшему движению машины в какую-либо сторону. Тормоз бывает нескольких разных типов:

Фрикционный — останавливающая величина появляется во время соприкосновения двух частей транспортного средства, которые движутся, друг другу навстречу.
Электрический — те же самые силы трения возникают под воздействием электромагнитного поля, но при этом объекты не соприкасаются.
Гидравлический — тут опять-таки присутствуют два объекта, идущие навстречу один другому, но взаимодействие происходит при возрастании давления в жидкости между ними.
Моторный — тормозящая величина возрастает в результате того, что двигатель искусственным образом повышает тормозящее действия, при этом кинетика передается прямиком на колеса машины.

Компрессор — с подобным устройством многие встречались в бытовых ситуациях, не относящихся к машинам. По сути, это воздушный насос, отвечающий за то, чтобы тормозная система получала необходимые количества воздуха, а также регулирующий давление внутри системы. В составе этого механизма присутствует регулятор давления, на который и возлагается миссия слежения и управления подачей сжатого кислорода компрессором, для того чтобы значения колебались в строго заданных разработчиками пределах. Если показания датчика нарушаются, система может не выдержать и дать сбой, вследствие чего, есть шанс появления неисправности в тормозной системе грузовика.
В компрессоре также присутствует подсушиватель воздуха, основной задачей которого является подготавливать воздух непосредственно для пневмосистемы, убирая из него излишние молекулы влаги, испарения от воды, а также других вредоносных примесей, таких как масляные отложения и прочее.

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.

Редуктор с качающейся шестерней

2 – выходной вал;

3 – ступица зубчатого шкива;

4 – зубчатый шкив;

5 – находящиеся в зацеплении зубья качающейся и ведомой шестерен.

Одна из главных деталей редуктора – качающаяся шестерня. Она установлена на ступице ведущего шкива под углом и потому качается при вращении. От поворота относительно корпуса редуктора ее удерживают два поводка, скользящих по внутренним стенкам корпуса редуктора. При движении только пара зубьев качающейся шестерни постоянно находится в зацеплении с зубьями ведомой шестерни. Причем у качающейся шестерни на зуб больше, чем у ведомой, поэтому полного зацепления нет. Лишь один зуб качающейся шестерни боковой поверхностью давит на ответную часть ведомой, поворачивая последнюю на небольшой угол. В результате за полный оборот зубчатого шкива ведомая шестерня смещается всего на зуб.

«Затянуть» электромеханический стояночный тормоз водитель может даже при заглушенном двигателе, а вот отпустить – только включив зажигание и нажав педаль тормоза.

Если мотор работает, водитель закрыл дверь и пристегнулся, то ручник отключится автоматически при нажатии на акселератор. При этом датчик продольного крена кузова распознает, стоит ли автомобиль на подъеме, учтет положение педалей сцепления и акселератора и придержит тормоза, чтобы автомобиль не скатился назад.

Поршень с винтовой парой:

Как это работает

Принцип работы стояночного тормоза легче всего пояснить на примере системы с механическим приводом.Механический ручной тормоз представляет собой систему из управляющего рычага, посредством тяг и системы тросов связанного с фрикционными механизмами колес.

Рычаг ручного тормоза, оснащенный храповым колесом для фиксации в рабочем положении, передает усилие на систему из одного, двух или трех тросов, соединенных с тормозным механизмом задних колес транспортного средства. Наибольшей популярностью пользуется схема с использованием трех тросов, одного центрального и двух боковых.

Для обеспечения равного усилия на тормозных механизмах правого и левого колеса, центральный трос соединен с боковыми через специальную деталь сложной формы, так называемый уравнитель.

Элементы стояночного тормоза соединены с тросами посредством регулируемых наконечников. Такая схема позволяет производить подстройку системы без трудоемкой замены основных элементов привода.

Рычаги фрикционных механизмов, связанные с тросами, разводят тормозные колодки, прижимая их к поверхности барабана. Разблокировать стояночный тормоз, или снять автомобиль с ручника, можно опустив рычаг механического привода. Возвратное устройство вернет колодки в первоначальное положение и освободит тормозной барабан.

Историческая справка. Барабанные тормоза были изобретены французским инженером Луи Рено в 1902 году. До 1930-х годов использовалась схема, в которой колодки разводились при помощи системы рычагов, позднее стали использовать небольшие по размеру тормозные цилиндры.

Устройство барабанного тормоза подразумевает быстрый износ колодок, и до изобретения в 1950-х годах саморегулирующегося механизма, система требовала постоянной подстройки. С 1970-ого года на передние колеса легковых автомобилей устанавливают дисковые тормоза. На задние – как правило, барабанные, поскольку стояночный тормоз наиболее эффективно работает именно с этим видом фрикционных механизмов.

Сравнительные характеристики.

Барабанный вариант дешевле и проще в производстве. Он отличается эффектом механического самоусиления, который выражается в том, что при длительном давлении на педаль значительно увеличивается сила торможения. Это объясняется тем, что колодки внизу связаны одна с другой, и трение о барабан передней усиливает давление задней.

Но дисковый вариант меньше и легче, а его температурная стойкость лучше, из-за быстрого охлаждения

Также менять изношенные дисковые колодки проще, чем барабанные, что немаловажно, если вы производите ремонт сами

Надеемся, что вам было интересно, но это не последняя беседа о тормозах.

До скорой встречи!

Разновидности

Тормоза на авто применяться начали сразу с момента появления машин. Первые системы были примитивными и простыми, но со своей задачей справлялись, поскольку и скорость движения автотранспорта была невысокой. По мере усовершенствования авто дорабатывались и тормоза. Также были разработаны различные виды тормозных систем со своими конструктивными отличиями и особенностями.

В целом, все виды тормозных систем, используемых на транспорте можно разделить по категориям:

Назначение
Тип привода
Устройство рабочих механизмов

Поскольку эта система должна осуществлять ряд функций, то в конструкции авто применяется несколько видов тормозов, и у каждого из них свое назначение.

Виды по назначению

На легковых машинах применяется два вида тормозов – рабочий и стояночный. Дополнительно же на автотранспорте могут применяться еще резервный и горный тормоза.

Рабочим осуществляется замедление машины вплоть до полного прекращения движения. Особенность их работы заключается в том, что скорость замедления зависит от силы нажатия на тормозную педаль.

Стояночный тормоз, как понятно из названия, предназначен для обездвиживания авто на стоянке. Благодаря ему колеса блокируются, и машина не сможет самовольно откатиться.

Резервный тормоз, еще называют аварийным. Нужен он для обеспечения остановки авто при поломке рабочей системы. На легковых моделях обычно резервного тормоза как отдельно стоящей системы нет, а его функцию выполняет стояночный тормоз.

Горный тормоз применяется на грузовиках. Суть его заключается в принудительном сбросе оборотов двигателя при движении с горы, что позволяет замедлить авто без использования рабочего тормоза, чтобы исключить перегрев и отказ рабочих механизмов.

Типы привода

Существующие виды тормозных систем различаются и по типу привода. В задачу привода входит передача усилия рабочие механизмы или выполнение определенных действий с их составными частями.

Их можно разделить на:

Механический
Гидравлический
Пневматический
Комбинированный

В механическом типе водитель воздействует на рабочие узлы посредством систем тяг, тросов и рычагов. Для рабочих тормозов этот тип привода обычно не используется, зато он нередко применяется на стояночном тормозе.

Гидравлический – самый распространенный на легковушках привод. Построен он на физическом свойстве жидкости — несжимаемости. Это позволяет использовать жидкость для передачи усилия на рабочие механизмы.

Устройство простейшей системы тормозов

Пневматический привод применяется на грузовиках. Здесь основным рабочим телом выступает сжатый воздух, нагнетаемый компрессором. Водитель же нажимая на педаль, открывает каналы, по которым воздух подается в специальные камеры связанные с рабочими механизмами.

Комбинированные приводы обычно используются на спецтехнике. Такой привод может включать в себя конструктивные элементы перечисленных типов приводов. К примеру, он может быть гидромеханическим, электромеханическим и т. д.

Разновидности рабочих механизмов

Рабочие механизмы воздействуют на колеса, обеспечивая замедление их вращения. То есть, это основные элементы тормозной системы. Они могут быть ленточными, дисковыми и барабанными. Первый тип практически не используется и его можно встретить только на спецтехнике. Суть работы его сводится к тому, что на оси, которая передает вращение на колесо, сделан барабан, с одетой на нем лентой. При торможении водитель воздействует на ленту, натягивая ее, и за счет трения скорость вращения барабана замедляется.

Дисковые механизмы – одни из самых распространенных на легковых машинах. Здесь основным рабочим элементом выступает диск, жестко посаженный на колесную ступицу. Привод системы связан с суппортом, установленном на тормозном диске. В нем установлены фрикционные колодки. При торможении посредством суппорта осуществляется прижим колодок к диску, и трение между ними замедляет вращение ступицы.

В барабанных тормозах вместо диска используется барабан, посаженный на ступицу. Внутри него на неподвижной части ступицы размещены две колодки в виде полумесяцев. При торможении привод обеспечивает разжатие колодок, в результате они прижимаются к барабану и замедляют его вращение.

Серия Combinorm

Приводимые в действие постоянным током тормоза и сцепления используют сконцентрированный на полюсах электромагнитный поток для соединения, разделения и удержания валов с подсоединенными к ним нагрузками. Combinorm содержит полную программу тормозов, сцеплений и комбинаций встраиваемых и подключаемых элементов для применения в машинах, сооружениях и приборах с диапазоном применения от О.5 до 5ОО Nm

Combinorm B — самое экономичное решение для торможения и удержания грузов, для установки с встроенным фланцем и валом в машинах и устройствах. Область применения: Обработка почты, ветряные установки, дверные и затворные системы, роликовые конвейеры, обвязочные машины, балансировочные станки, сортирующие устройства.

Combinorm K — линейка бес корпусных конструктивных элементов, разработанная для подключения и торможения вспомогательных приводов, которая благодаря пружинной якорной системе позволяет производить без зазорную передачу. Установка производится непосредственно в конструкции машины. Область применения: бумагообрабатывающее производство, прачечное оборудование, загрузочные машины.

Combinorm C — миллионы раз испытанное в машиностроении переключаемое подключение вала, обеспечивающее простое управление включения и отключения функционирующих частей. Электромагниты с классом изоляции В и с номинальным напряжением 24 В DC создают силовой поток, распространяющийся по полюсам ротора и якоря. Область применения: Бумагоделательное производство, ветряные установки, дверные и затворные системы, системы подачи, пачковязальные устройства, сортирующие устройства.

Combinorm T — это электромагнитные зубчатые муфты для работы в сухой или влажной среде. Крутящие моменты передаются ведущими гранями зубцов без зазора. Для передачи высоких крутящих моментов требуется меньше места в обоих направлениях. Область применения: Дверные приводы. Машины для нанесения печати. Транспортирующие ролики. Агрегатные соединения.

Краткий экскурс в историю

Как только было изобретено колесо, сразу же встал вопрос: как замедлить его вращение и сделать этот процесс максимально плавным. Первые тормозные механизмы выглядели очень примитивно – деревянный брусок, закрепленный на системе рычагов. При контакте с поверхностью колеса создавалось трение, и колесо останавливалось. Сила торможения зависела от физических данных водителя – чем сильнее нажимался рычаг, тем быстрее транспорт останавливался.

На протяжении многих десятилетий механизм дорабатывался: брусок обтягивали кожей, меняли его форму и положение возле колеса. В начале 1900-х годов появилась первая разработка эффективного автомобильного тормоза, правда, очень шумная. Более улучшенный вариант механизма предложил Луи Рено в том же десятилетии.

С развитием автоспорта в тормозную систему вносились значительные коррективы, так как у машин выросла мощность и вместе с тем скорость. Уже в 50-х годах ХХ века появились разработки действительно эффективных механизмов, обеспечивающих быстрое замедление колес спортивного транспорта.

На тот момент в автомобильном мире уже имелось несколько вариантов разных систем: и барабанные, и дисковые, и колодочные, и ленточные, и гидравлические, и фрикционные. Были даже электронные устройства. Конечно, все эти системы в современном исполнении сильно отличаются от их первых аналогов, а некоторые вообще не используются из-за своей непрактичности и низкой надежности.

В наши дни самой надежной системой является дисковая. На современных спортивных автомобилях устанавливаются большие диски, которые работают в паре с широкими тормозными колодками, а суппорты в них имеют от двух до 12 поршней. Кстати о суппорте: он имеет несколько модификаций и разное устройство, но это тема для другого обзора.

Бюджетные автомобили оснащаются комбинированной тормозной системой – спереди на ступицах закреплены диски, а на задних колесах – барабаны. Элитные и спортивные машины на всех колесах имеют дисковые тормоза.

Разновидности

В целом, все виды тормозных систем, используемых на транспорте можно разделить по категориям:

Назначение
Тип привода
Устройство рабочих механизмов

Виды по назначению

Типы привода

Их можно разделить на:

Механический
Гидравлический
Пневматический
Комбинированный

Устройство простейшей системы тормозов

Разновидности рабочих механизмов

Общий принцип действия тормозной пневмосистемы.

Упрощенно принцип действия можно описать так. воздушный насос – компрессор который имеет привод от двигателя накачивает в систему воздух из атмосферы. Благодаря регулятору давления, в системе создается и поддерживается предусмотренное характеристиками давление воздуха. Запас воздуха, сжатого компрессором, накапливается в специальных баллонах – ресиверах, крепящихся к раме транспортного средства. При надавливании педали тормоза водителем, воздух из ресиверов по трубкам и шлангам заполняет тормозные камеры. Своими штоками камеры приводят в действие механизмы тормозных колодок. Тормозные колодки передают энергию сжатого воздуха тормозным барабанам (дискам) колес. Движение транспорта замедляется. При отпускании водителем педали тормоза, воздух из тормозных камер возвращается в атмосферу. Механические детали системы с помощью встроенных пружин принимают исходное положение. Машина вновь набирает скорость.

Пластинчатый тормоз

В тормозных механизмах которые характеризуются осевым нажатием, то усилие, которое необходимо для получения тормозного момента, действует вдоль оси тормозного вала. Конические и дисковые тормоза относятся именно к этой категории.

Особенностью дисковых (пластинчатых) тормозов с осевым нажатием является то, что их поверхность трения располагается на торце. Для того чтобы уменьшить удельное и осевое давление, в таких тормозах предусматривается установка нескольких дисков. С валом и тормозным кожухом они связаны поочерёдно.

Фиксация ряда дисков пластинчатых тормозах осуществляется в неподвижных корпусах, на шпонках, со скольжением. При этом второй ряд дисков с тормозным валом связан точно таким же образом. Когда обе группы дисков сжимаются силой, то между ними за счет возникновения силы трения создается тормозной момент.

Принцип работы тормозной системы

Самая распространенная гидравлическая тормозная система работает достаточно просто, ниже, на видео-уроке детально показан принцип работы в 3Д анимации.

Первой в цепочке элементов стоит педаль тормоза. Когда водитель нажимает на нее, давление передается на вакуумный усилитель тормозов;
Вакуумный усилитель увеличивает давление и передает его на главный тормозной цилиндр, вдавливая поршень;
От ГТЦ по трубопроводам гидравлическая жидкость поступает к цилиндрам суппортов. За счет несжимаемости жидкости, она почти мгновенно передает усилие от главного цилиндра на тормозные механизмы, и они приходят в действие;
Рабочие цилиндры суппортов прижимают тормозные колодки к дискам или барабанам;
Чем сильней водитель давит на педаль, тем больше и резче будет усилие на тормозах. Это дает возможность управлять автомобилем, чувствуя и рассчитывая силу торможения;
Когда водитель отпускает педаль, система возвращается в нейтральное положение. Педаль становится на место благодаря возвратной пружине, давление в гидросистеме падает.

А что будет — если один из контуров потеряет герметичность

Даже несмотря на потерю герметичности одного из контуров, второй контур останется в рабочем состоянии. Вот допустим, утечка произошла в первом контуре, тогда первый поршень переместиться без сопротивления по цилиндру до второго поршня. А второй поршень перемещаясь создаст давление, необходимое для работы тормозных механизмов в своем контуре. Только следует учитывать, что свободный ход педали добавится из-за неисправности первого контура.

Если утечка произошла во втором контуре, то работа первого контура будет происходить вот так: оба поршня будут перемещаться, пока второй поршень не дойдет до конца и только потом в первом контуре создастся давление способное привести контур в рабочее состояние. Тут тоже ход педали тормоза будет увеличен, но тормозная система будет работать.

Аварийный режим

Стоит отметить высокую надежность системы. И даже если будут неисправности главного тормозного цилиндра (ВАЗ — не исключение), автомобиль исправно затормозит. Это обеспечивает второй аварийный контур. Если произошла утечка в первом, поршень переместится в цилиндре до соприкосновения со вторым. А далее он начнет перемещаться, обеспечивая исправную работу тормозных механизмов. Но если наблюдаются утечки во втором контуре, работа механизма будет немного отличаться. Первый поршень будет толкать собой второй, пока он не упрется в верхнюю часть металлического корпуса. Далее уровень давления в первом контуре возрастает и автомобиль начинает тормозить. И несмотря на то что система работает в аварийном режиме, машина успеет затормозить в случае необходимости.

При утечке во втором контуре работа главного тормозного цилиндра происходит иначе. Первый поршень выталкивает второй, после чего он двигается до верхней части металлического корпуса. Уровень давления в первом контуре растет. Автомобиль начинает тормозить. Разумеется, имея такие неисправности главного тормозного цилиндра, эксплуатировать автомобиль без ремонта просто опасно. Но доехать до ближайшего гаража или СТО – возможно.

Стоимость оригинальных тормозных дисков от 60 до 120 долларов

Чтобы определится, что лучше покупать новые тормозные диски или проточить оригинальные тормозные диски, следует понимать, что заводские тормозные диски намного надежнее. Поэтому лучше искать оригинальные запчасти, а если финансы не позволяют, лучше проточить заводские тормозные диски.

Каким требованиям должна соответствовать современная тормозная система? Назначение тормозной системы.

Тормозная система служит для уменьшения скорости движения автомобиля, полной остановки автомобиля и удержания автомобиля на месте. Процесс торможения происходит за счет возникновения силы трения между колесами и дорогой.

Устройство стояночной тормозной системы

Режим работы

Использовать электромеханический тормоз для торможения двигателя на ненулевой скорости рекомендуется только в аварийных случаях, поскольку в этом режиме резко повышается износ и нагрев тормозных колодок. Схема должна быть спроектирована таким образом, чтобы тормоз был стояночным, то есть включался только на нулевой скорости. Для этого в ПЧ имеется специальный выход. В таком режиме тормозные колодки почти не изнашиваются и имеют большой ресурс работы.

При частом использовании функции торможения происходит не только износ, но и нагрев тормоза. Если технологический процесс не позволяет сократить число торможений в единицу времени, следует предусмотреть дополнительный обдув тормоза, а также более ответственно подходить к его техобслуживанию.

Другие полезные материалы:

Техобслуживание преобразователя частоты Способы защиты электродвигателей Преимущества и недостатки асинхронного двигателя

Сравнительные характеристики

Барабанные тормоза проще и дешевле в производстве. Они обладают свойством, называемым – эффект механического самоусиления. То есть, при продолжительном давлении ногой на педаль многократно увеличивается тормозящее действие. Это происходит за счет того, что колодки нижними частями связаны друг с другом, и трение передней о барабан усиливает давление на него задней колодки.

Однако механизм дисковых тормозов меньше и легче. Температурная стойкость выше, они быстрее и лучше охлаждаются за счет предусмотренных отверстий-окон

И замена изношенных дисковых колодок производится намного проще, чем барабанных, что важно, если производить ремонт самостоятельно