Разработка рекомендаций по выбору оборудования для диагностирования тормозной системы автомобилей

Принцип работы тормозной системы

Работа тормозной системы строится следующим образом:

1. При нажатии на педаль тормоза водитель создает усилие, которое передается к вакуумному усилителю.
2. Далее оно увеличивается в вакуумном усилителе и передается в главный тормозной цилиндр.
3. 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.
4. 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.
5. 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.

Различия тормозных камер для разных систем

Важной частью тормозной системы является механизм, который обеспечивает остановку движущегося автомобиля. Их устанавливают в колесах, в стояночной системе – возле коробки передач

Дисковый тормоз, который является частью вращения, состоит из тормозного диска и колодок, которые устанавливаются неподвижно по обе стороны внутри чугунного корпуса.

Барабанные тормозные камеры устанавливаются, в отличие от дисковых, на задних колесах. Преимущество их состоит в относительной дешевизне производства, хотя сложность конструкции делает обслуживание более затруднительным, чем вторые.

Принцип действия и устройство барабанных тормозных камер:

• Поршень;
• Регулятор тормоза;
• Пружины;
• Подача на ручной тормоз;
• Колодки – 2 шт.

При воздействии на педаль тормоза происходит прижатие поршнем обеих колодок к барабану. В основном, тормозные механизмы такого типа срабатывают самостоятельно после заклинивания. Благодаря этому, по окончании процесса торможения колодки возвращаются в исходное положение автоматически.

Как правило, обслуживание тормозных устройств и камер всех модификаций сводится к отрегулированию работы исполнительных систем и замене изношенных, расходных материалов тормозных механизмов (в барабанных – колодок). Практически во всех тормозных системах присутствуют электроусилители и дополнительные устройства активной безопасности.

Основное правило движения на дорогах – безопасность. Только исправность всех механизмов и систем в автомобиле может обеспечить его выполнение. Тормозная система является одним из основных в списке, регулирующих скорость и возможность вовремя остановиться, устройств.

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

Стояночная тормозная система легковых автомобилей

Предназначение ручного, или стояночного тормоза — это удержание авто на стоянке, даже под определённым уклоном. По-простому, чтобы он не уехал самостоятельно после парковки. Также его называют парковочным тормозом, опытные водители часто называют просто ручником. В экстренной ситуации, при поломке основной системы торможения ручник допустимо использовать для уменьшения скорости и остановки транспорта. Стояночный тормоз приводится в действие посредством рукоятки усилием руки водителя, иногда ногой с помощью специальной педали (ножной стояночный тормоз). Чтобы обеспечить эффективную работу парковочного тормоза оптимально располагать его тормозные элементы на наиболее нагруженной оси либо нескольких осях при необходимости. В основном это задняя ось транспортного средства. Тип привода — механический, рукояткой водитель натягивает тросик, он притягивает колодки к барабану либо диску посредством тягового механизма. Также встречается электропривод, от водителя требуется только нажать на соответствующую кнопку.

Принцип работы тормозной системы

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

1. Первой в цепочке элементов стоит педаль тормоза. Когда водитель нажимает на нее, давление передается на вакуумный усилитель тормозов;
2. Вакуумный усилитель увеличивает давление и передает его на главный тормозной цилиндр, вдавливая поршень;
3. 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;
4. 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;
5. Когда водитель отпускает педаль, система возвращается в нейтральное положение. Педаль становится на место благодаря возвратной пружине, давление в гидросистеме падает.

Требования к автомобилям с ABS

Антиблокировочные системы (ABS) должны соответствовать директивам 71/320/ЕЕС, приложение X и ECE-R13, приложение 13. Антиблокировочная система — это часть ра­бочей тормозной системы, автоматически контролирующей пробуксовку одного или не­скольких колес при торможении. Требования к ABS зависят от категории транспортного средства. Для автомобилей это категории I, II и III, а для прицепов — категории «А» и «В». Основные требования к ABS (категория I):

• Отсутствие блокировки косвенно контро­лируемых колес при скоростях свыше 15 км/ч, независимо от дорожного покрытия;
• Сохранение курсовой устойчивости и маневренности. В состоянии μ-сплита (крайне большая разность коэффициен­тов трения между левым и правым коле­сами), допустимы корректировки рулевого управления на 120° в течение первых двух секунд и на 240° в сумме; должна быть специальная система визу­альной сигнализации сбоев электрики (желтый предупреждающий сигнал);
• Автомобили (кроме категорий M₁ и N₁) с ABS, оборудованные для движения с прицепом с ABS, должны быть оснащены отдельной системой визуальной сигнали­зации для прицепа (желтый предупреждающий сигнал). Передача должна осущест­вляться через контакт 5 электрического штекерного разъема ISO 7638;
• Энергоаккумуляторы рабочей тормоз­ной системы автомобилей с ABS должны иметь такую конструкцию, чтобы пред­писанный эффект запасного тормо­жения достигался даже после более длительного управляемого торможения (t = v_max/7, не менее 15 с) и затем четырех неуправляемых полных торможений без восполнения энергии.

Компоненты электронной тормозной системы

Электронный блок управления

Центр управления электронной тормозной системы состоит из одного или нескольких ЭБУ. В настоящее время существуют системы с централизованной структурой (т.е. все про­граммные функции выполняются в одном ЭБУ) и системы с децентрализованной кон­фигурацией — с несколькими ЭБУ.

Клапан рабочего тормоза с двумя пневматическими управляющими контурами

Модули регулирования давления

Одноканальный модуль регулирования давления

Монтаж модулей регулирования давления выполняется рядом с колесами, для того чтобы электрические провода для подклю­чения датчиков угловых скоростей колес и датчиков износа колодок были короткими. Информация подготавливается в модуле ре­гулирования давления и передается по шине CAN на центральный ЭБУ. Это уменьшает за­траты на проводку в автомобиле.

Модуль управления тормозами прицепа

Электронный модуль управления тормозами прицепа позволяет изменять регулирующее давление прицепа согласно функциональ­ным требованиям электронной тормозной системы. Пределы диапазонов электриче­ского управления определяются требова­ниями законодательства. Электроннозада­ваемое номинальное значение преобразуется в физическое тормозное давление посред­ством примерно такого же расположения электромагнитного клапана, как и в модуле регулировки давления. Резервное давление отсекается либо резервным электромагнит­ным клапаном, либо путем пневматического удержания, в зависимости от конструкции.

При обычных условиях модуль управления прицепом должен активироваться двумя не­зависимыми управляющим сигналами. Это могут быть два пневматических сигнала из двух управляющих контуров, либо один пнев­матический и один электрический управляю­щие сигналы.

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:

1. Назначение
2. Тип привода
3. 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:

1. Механический
2. Гидравлический
3. Пневматический
4. 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.

Общие требования

Классификация автотранспортных средств в зависимости от назначения и полной массы приведена в табл. 1.

Издание официальное

Перепечатка воспрещена

★

(6) Издательство стандартов, 1977

(д) Издательство стандартов, 1993 Переиздание с изменениями

Таблица 1

Категория	Тип автотранспортного средства	Полная маиса, *г	Наименование автотранспортного средства
м	Автотранспортные сред ст-		Пассажирские и грузопас-
	ва с двигателем, предназна-		сажирские автомобили, их
	ченные для перевозки пас-		модификации, автобусы.
	сажиров		пассажирские автопоезда
м,	То же, имеющие не более 8 мест для сидения, кроме		То же
	места -водителя
	То же, имеющие более 8 мест для сидения, кроме места водителя	До 5,0	>
М3	То же	Св. 5,0	>
	Автотранспортные средст-		Грузовые автомобили, авто*
	ва с двигателем, вредна-		мобили-тягачи, а также их
	значенные для перевозки		шасси со смонтированными
	грузов		на них установками (специальные автомобили)
N.	То же	До ЗД	То же
N,	Св. 3,5 До И2,0
N3	Св. 12.0	>
О	Автотранспортные средства без двигателя		Прицепы и полуприцепы
О,	То же	До 0,76	Одноосные прицепы
о,	>	До 3.5	Прицепы и полуприцепы, за
			исключением прицепов категории Oi
Оз		Св. 3,5	Прицепы и полуприцепы
i	До 10.0
о.	>	Св. 10.0	То же

Примечания:

1- При определении категории полуприцепа под его полной массой подразумевают сумму всех осевых масс полностью нагруженного и сцепленного с тягачом полуприцепа, измеренных в статическом положении на горизонтальной поверхности.

• 2. При определении категории седельного автомобиля-тягача под его полной массой подразумевают массу тягача в снаряженном состоянии с добавлением части полной массы полуприцепа, которая в статическом положении передается на тягач.

• 3. Сочлененное автотранспортное средство, состоящее из сцепленных единиц,, не предназначенных для расцепки в процессе эксплуатации, рассматривают как одно автотранспортное средство.

• 4. Под пассажирским автопоездом подразумевают автопоезд, хотя бы одно из звеньев которого предназначено для перевозки пассажиров.

  

  

  

  

  

  

  

  

(Измененная редакция, Изм, № 4),

• 2.2. На автотранспортных средствах -категорий М и N должно быть не менее двух ‘независимых органов управления различными тормозными системами. У тормозных систем могут быть общие элементы.

• 2.3. Автотранспортные средства категории N3 с дизельным двигателем, а также категории Мз. предназначенные для эксплуатации в горных районах, должны иметь вспомогательную тормозную систему.

Требования к минимальному замедлению и максимально допустимой управляющей силе во время общего осмотра согласно §29 StVZO

В таблицах ниже дан обзор необходи­мых значений замедления и максимальных усилий на устройстве управления во время общего осмотра и проверок систем безопас­ности в соответствии с §29 StVZO, Прило­жение VIII и Приложение VIIIa. Необходимые значения замедления определяются на испы­тательных стендах и лишь в исключительных случаях — в дорожных испытаниях. Необходи­мые значения — это максимальные значения, потому что время, требуемое для определе­ния среднего установившегося замедления, не измеряется на этих регулярных осмотрах.

Таблица «Минимальное замедление и максимально допустимые управляющие силы во время общего осмотра» применяется к автомобилям, проверенным и допущенным к эксплуатации после 1 января 1991 года (вступление в силу §41 StVZO, с. 18 в сочетании с §72 StVZO, с. 2). Значения в скобках применяются к автомобилям, проверенным и допущенным к эксплуатации до 1 января 1991 года.

Если для этих автомобилей не указано значений в скобках, то применяются значения из табл. «Минимальное замедление и максимально допустимые управляющие силы во время проверки систем безопасности«. Таблица «Минимальное замедление и максимально допустимые управляющие силы во время проверки систем безопасности» применяется к автомобилям, про­веренным и допущенным к эксплуатации до 1 января 1991 года и автомобилям, для кото­рых в табл. «Минимальное замедление и максимально допустимые управляющие силы во время общего осмотра» не указано значений в скобках.

Значения, приведенные в табл. «Минимальное замедление и максимально допустимые управляющие силы во время общего осмотра» применя­ются к проверкам систем безопасности.

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.

Типы тормозных механизмов

Большинство автомобилей оснащены механизмами фрикционного типа, в которых используется принцип сил трения. Расположены они в колесе и по конструкции делятся на барабанные и дисковые.

Раньше барабанные механизмы устанавливали на задних колесах, а дисковые на передних. Теперь могут ставить одинаковые типы на всех осях – как барабанные, так и дисковые.

Барабанные.

Барабанный тип или в обиходе – барабанный механизм представляет из себя две колодки, цилиндр и стяжную пружину, которые установлены на площадке в тормозном барабане.

На колодках приклеены фрикционные накладки (могу быть и наклепаны).

Колодки нижней частью закреплены шарнирно на опорах, а верхней – стяжной пружиной упираются в поршни колесных цилиндров.

В не заторможенном режиме между колодкой и барабаном есть зазор, который обеспечивает свободное вращение колес.

При поступлении жидкости в цилиндр, поршни расходятся и раздвигают колодки, которые соприкасаются с барабаном, и тормозят колеса.Известно, что в такой конструкции передние и задние колодки изнашиваются неравномерно.

Дисковые.

Дисковый вариант включает:

● суппорт, закрепленный на подвеске, в его теле расположены внутренний и наружный тормозные цилиндры (есть вариант с одним цилиндром) и пара колодок;● диск, закрепленный на ступице.

В случае торможения поршни прижимают колодки к вращающемуся диску, и останавливают его.

Пневматическая тормозная система полуприцепа

В пневматической тормозной системе полуприцепа привод управления – это составляющие самого пневмопривода, которые передают сигнал на регулируемое или автоматическое срабатывание частей энергетического привода. Цифрой четыре на элементах управления пневмоприводом (регуляторах, клапанах, тормозных кранах и пр.) обозначается вход управляющего пневмо сигнала. На функциональных и структурных схемах вы можете увидеть такое же значение этого сигнала.

В пневматической тормозной системе полуприцепа энергетический привод – это элементы пневмопривода, за счет которых происходит питание частей привода управления или энергетического привода (пневмоцилиндров, энерго аккумуляторов, тормозных камер и пр.) сжатым воздухом. Цифрой один на элементах управления пневмопривода обозначается вход питающей магистрали. В некоторых случаях функции питающего может выполнять управляющий сигнал. Но даже в этом случае вход этого сигнала на схемах и элементах пневмопривода будет отмечен цифрой один.

Цифрой два на схемах и элементах управления всегда обозначается любой выходной сигнал.

Если же на элементах управления присутствуют не один, а много выходов и входов, тогда их маркировка происходит в порядке возрастания от исходного обозначения ( н-р: 9,10 или 18,19).

На элементах тормозного привода цифра три означает связь с атмосферой.