Тормозная система автомобиля. Устройство и работа

При резком отпускании педали поршень 10 отходит в крайнее положение  быстрее, чем перемещается манжета 9, и жидкость начинает заполнять  освобождающуюся полость цилиндра. Одновременно в полости возникает  разрежение. Чтобы устранить его, в днище поршня имеются отверстия, сообщающие рабочую полость цилиндра с внутренней полостью поршня. Через них жидкость перетекает в зону разрежения, чем и устраняется нежелательный подсос воздуха в цилиндр. При дальнейшем перемещении манжеты жидкость вытесняется во внутреннюю полость поршня и далее через перепускное отверстие 3 в резервуар.

Колесный тормозной цилиндр  тормозного механизма заднего колеса состоит из чугунного корпуса, внутри которого помещены два алюминиевых  поршня с уплотнительными резиновыми манжетами. В торцовую поверхность  поршней для уменьшения изнашивания  вставлены стальные сухари. Цилиндр  с обеих сторон закрыт защитными  резиновыми чехлами. Жидкость в полость  цилиндра поступает через отверстие, в которое ввернут присоединительный  штуцер. Для выпуска воздуха из полости цилиндра используется клапан прокачки, закрытый снаружи резиновым  колпачком. В цилиндре имеется устройство для регулировки зазора между  колодками и барабаном, представляющее собой пружинное упорное кольцо, вставленное с натягом в корпус цилиндра.

Во время торможения внутри цилиндра создается давление жидкости, под действием которого поршень  перемещается и отжимает тормозную  колодку. По мере изнашивания фрикционной  накладки ход поршня при торможении становится больше и наступает момент, когда он своим буртиком передвигает  упорное кольцо, преодолевая усилие его посадки. При обратном перемещении  колодки под действием стяжной  пружины упорное кольцо остается в новом положении, так как  усилия стяжной пружины недостаточно, чтобы сдвинуть его назад. Таким  образом, достигается компенсация  износа накладок и автоматически  устанавливается минимальный зазор  между колодками и барабаном.

Колесный цилиндр тормозного механизма переднего колеса действует  только на одну колодку, поэтому отличается от колесного цилиндра заднего колеса внешними размерами и количеством поршней: в цилиндре заднего колеса размещены два поршня, в цилиндре переднего - один. Все остальные детали цилиндров, за исключением корпуса, одинаковы по конструкции.

 

Тормозные жидкости

 

Тормозная жидкость является одной из наиболее важных эксплутационных  жидкостей в автомобиле, от качества которой зависит надежность работы тормозной системы и безопасность. Ее основная функция - передача энергии  от главного тормозного к колесным цилиндрам, которые прижимают тормозные  накладки к тормозным дискам или  барабанам. Тормозные жидкости состоят  из основы (ее доля 93-98%) и различных  добавок, присадок, иногда красителей (остальные 7-2%). По своему составу они  делятся на минеральные (касторовые), гликолевые и силиконовые.

Минеральные (касторовые) - представляющие собой различные смеси касторового  масла и спирта, например бутилового (БСК) или амилового спирта (АСК) имеют  сравнительно невысокие вязкостно-температурные  свойства, так как застывают при  температуре -30...-40 градусов и закипают при температуре +115 градусов.

Такие жидкости обладают хорошими смазывающими и защитными свойствами, негигроскопичны, не агрессивны к лакокрасочным  покрытиям.

Но они не соответствуют  международным стандартам, имеют  низкую температуру кипения (их нельзя применять на машинах с дисковыми  тормозами) и становятся слишком  вязкими уже при минус20°С.

Минеральные жидкости нельзя смешивать с жидкостями на другой основе, так как возможно набухание  резиновых манжет, узлов, гидропривода и образование сгустков касторового  масла.

Гликолевые тормозные  жидкости, состоящие из спиртогликколевой  смеси, многофункциональных присадок и небольшого количества воды. У них высокая температура кипения, хорошие вязкостные и удовлетворительные смазывающие свойства.

Основным недостатком  гликолевых жидкостей является гигроскопичность (склонность поглощать воду из атмосферы). Чем больше воды растворено в тормозной  жидкости, тем ниже ее температура  кипения, больше вязкость при низких температурах, хуже смазываемость деталей  и сильнее коррозия металлов.

Отечественная тормозная  жидкость «Нева» имеет температуру  кипения не ниже +195 градусов и окрашена в светло-желтый цвет.

Гидротормозные жидкости «Томь» и «Роса» по свойствам и  цвету аналогичны "Неве", но имеют  более высокие температуры кипения. У жидкости «Томь» эта температура  составляет +207 градусов, а у жидкости «Роса» +260 градусов. С учетом гигроскопичности при содержании влаги 3.5% фактические  температуры кипения для этих жидккостей равны соответственно +151 и +193 градусов, что превосходит аналогичный  показатель (+145) для жидкости «Нева».

В России нет единого государственного или отраслевого стандарта, регламентирующего  показатели качества тормозных жидкостей. Все отечественные производители  ТЖ работают по собственным ТУ, ориентируясь на нормы, принятые в США и странах  Западной Европы. (стандарты SAE J1703 (SAE - Общество автомобильных инженеров (США), ISO (DIN) 4925 (ISO (DIN) - Международная  организация по стандартизациии FMVSS №116 (FMVSS - Федеральный стандарт США  по безопасности автомобилей).

Наиболее популярными  на данный момет являются отечественные  и импортные гликолевые жидкости, классифицируемые по температуре кипения  и по вязкости в соответствии с  нормами DOT - Department of Transportation (Министерство транспорта, США).

Различают температуру кипения  «сухой» жидкости (не содержащей воды) и увлажненной (с содержанием  воды 3,5%). Вязкость определяют при двух значениях температуры: +100°C и -40°C.

 

Стандарт Точка кипения (свежая /сухая) Точка кипения (старая / мокрая)  Вязкость при 400оС Цвет Основа DOT 3 205 оС 140 оС 1500 бесцветная или янтарная Полиалкилен гликоль DOT 4 230 оС 155 оС 1800 бесцветная или янтарная борная кислота / гликоль DOT 4+ 260 оС 180 оС 1200 1500 бесцветная или янтарная борная кислота / гликоль DOT 5.1 260 оС 180 оС 900 бесцветная или янтарная борная кислота / гликоль

3 - для относительно тихоходных  автомобилей с барабанными тормозами  или дисковыми передними тормозами;4 - на современных быстроходных  автомобилях с преимущественно  диcковыми тормозами на всех  колесах;5.1 - на дорожных спортивных  автомобилях, где тепловые нагрузки  на тормоза значительно выше.

Силиконовые изготавливаются  на основе кремний-органических полимерных продуктов. Их вязкость мало зависит  от температуры, они инертны к  различным материалам, работоспособны в диапазоне температур от -100 до +350°С и не адсорбируют влагу. Но их применение ограничивают недостаточные  смазывающие свойства.

 

Основанные на силиконе жидкости несовместимы с другими

 

Силиконовые жидкости класса DOT 5 следует отличать от полигликолевых DOT 5.1, так как сходство наименований может привести к путанице.

Для этого на упакове дополнительно  обозначают:

ДОТ 5 - SBBF («silicon based brake fluids» - тормозная жидкость, основанная на силиконе).5.1 - NSBBF («non silicon based brake fluids» - тормозная жидкость, не основанная на силиконе).

Жидкости класса DOT 5 на обычных  транспортных средствах практически не применяются.

Кроме основных показателей - по температуре кипения и величине вязкости, тормозные жидкости должны отвечать другим требованиям.

Воздействие на резиновые  детали. Между цилиндрами и поршнями гидропривода тормозов установлены  резиновые манжеты. Герметичность  этих соединений повышается, если под  воздействием тормозной жидкости резина увеличивается в объеме (для импортных  материалов допускается расширение не более 10%). В процессе работы уплотнения не должны чрезмерно разбухать, давать усадку, терять эластичность и прочность.

Воздействие на металлы. Узлы гидропривода тормозов изготавливаются  из различных металлов, соединенных  между собой, что создает условия  для развития электрохимической  коррозии. Для ее предотвращения в  тормозные жидкости добавляют ингибиторы коррозии, защищающие детали из стали, чугуна, алюминия, латуни и меди.

Смазывающие свойства. Смазывающие  свойства тормозной жидкости определяют износ рабочих поверхностей тормозных  цилиндров, поршней и манжетных  уплотнений.

Термостабильность. Тормозные  жидкости в интервале температур от, минус 40 до, плюс 100°C должны сохранять  исходные свойства (в определенных пределах), противостоять окислению, расслаиванию, а также образованию  осадков и отложений.

Гигроскопичность. Склонность тормозных жидкостей на полигликолевой основе поглощать воду из окружающей среды. Чем больше воды растворено в  ТЖ, тем ниже ее температура кипения, ТЖ раньше закипает, сильнее густеет  при низких температурах, хуже смазывает  детали, а металлы в ней корродируют  быстрее.

На современных автомобилях, в силу целого ряда преимуществ, применяются  в основном гликолевые тормозные  жидкости. К сожалению, за год они могут «впитать» до 2-3% влаги и их нужно периодически заменять, не дожидаясь, когда состояние приблизится к опасному пределу. Периодичность замены указывается в инструкции по эксплуатации автомобиля и обычно составляет от 1 до 3 лет или 30-40 тыс.км.

Пневматический привод тормозов

 

Принцип действия пневматического  привода тормозов.

Тормозную систему с пневматическим приводом применяют на большегрузных  грузовых автомобилях и больших  автобусах. Тормозное усилие в пневматическом приводе создается воздухом, поэтому  при торможении водитель прикладывает к тормозной педали небольшое  усилие, управляющее только подачей  воздуха к тормозным механизмам. По сравнению с гидравлическим приводом пневмопривод имеет менее жесткие  требования к герметичности всей системы, так как небольшая утечка воздуха при работе двигателя  восполняется компрессором. Однако сложность  конструкции приборов пневмопривода, их габаритные размеры и масса  значительно выше, чем у гидропривода. Особенно усложняются системы пневмопривода  на автомобилях, имеющих двухконтурную  или многоконтурную схемы. Такие  пневмоприводы применяют, например, на автомобилях МАЗ, ЛАЗ, КамАЗ и  ЗИЛ-130 (с 1984 г.).

Сущность двухконтурной  схемы пневмопривода автомобилей  МАЗ состоит в том, что все  приборы пневмопривода соединены  в две независимые ветви для  передних и задних колес. На автобусах  ЛАЗ также применены два контура  привода, действующие от одной педали через два тормозных крана  на колесные механизмы передних и  задних колес раздельно. Этим повышается надежность пневмопривода и безопасность движения в случае выхода из строя  одного контура.

Наиболее простую схему  имеет пневмопривод тормозов на автомобиле ЗИЛ-130 (рис.6) выпуска до 1984 г.. В систему привода входят компрессор 1, манометр 2, баллоны 3 для сжатого воздуха, задние тормозные камеры 4, соединительная головка 5 для соединения с тормозной системой прицепа, разобщительный кран 6, тормозной кран 8, соединительные трубопроводы 7 и передние тормозные камеры 9.

При работе двигателя воздух, поступающий в компрессор через  воздушный фильтр, сжимается и  направляется в баллоны, где находится  под давлением. Давление воздуха  устанавливается регулятором давления, который находится в компрессоре  и обеспечивает его работу вхолостую  при достижении заданного уровня давления. Если водитель производит торможение, нажимая на тормозную педаль, то этим он воздействует на тормозной  кран, открывающий поступление воздуха  из баллонов в тормозные камеры колесных тормозов.

Для наблюдения за работой  пневматического тормозного привода  и своевременной сигнализации о  его состоянии и возникающих  неисправностях в кабине на щитке  приборов имеются пять сигнальных лампочек, двухстрелочный манометр, показывающий давление сжатого воздуха в ресиверах  двух контуров (I и II) пневматического  привода рабочей тормозной системы, и зуммер, сигнализирующий об аварийном  падении давления сжатого воздуха  в ресиверах любого контура тормозного привода.

 

Рис. 6 - Схема пневмопривода  тормозов автомобиля ЗИЛ-130

 

Тормозные камеры поворачивают разжимные кулаки колодок, которые  разводятся и нажимают на тормозные  барабаны колес, производя торможение.

При отпускании педали тормозной  кран открывает выход сжатого  воздуха из тормозных камер в  атмосферу, в результате чего стяжные  пружины отжимают колодки от барабанов, разжимный кулак поворачивается в обратную сторону и происходит растормаживание. Манометр, установленный  в кабине, позволяет водителю следить  за давлением воздуха в системе  пневматического привода.

На автомобилях ЗИЛ-130 начиная с 1984 г. введены изменения  в конструкцию тормозной системы, которые удовлетворяют современным  требованиям безопасности движения. С этой целью в пневматическом тормозном приводе использованы приборы и аппараты тормозной  системы автомобилей КамАЗ.

Привод обеспечивает работу тормозной системы автомобиля в  качестве рабочего стояночного и  запасного тормозов, а также выполняет  аварийное растормаживание стояночного  тормоза, управление тормозными механизмами  колес прицепа и питание других пневматических систем автомобиля.