Тормозная система Газ -24 и тормозные жидкости

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

DOT 3 – для  относительно тихоходных автомобилей  с барабанными тормозами или  дисковыми передними тормозами;

DOT 4 – на современных  быстроходных автомобилях с преимущественно  диcковыми тормозами на всех колесах;

DOT 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).

DOT 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.

Гидровакуумный  усилитель тормозов

Работа гидровакуумного  усилителя основана на использовании  энергии разрежения во впускном трубопроводе двигателя, благодаря чему создается  дополнительное давление жидкости в  системе гидропривода тормозов. Это позволяет при сравнительно небольших усилиях на тормозной педали получать значительные усилия в тормозных механизмах колес, оборудованных такой системой привода. Гидровакуумные усилители применяют на легковых автомобилях, а также на грузовых.

Основными частями гидровакуумного усилителя (рис. 5) являются цилиндр 9 с клапаном управления и камера 15. Гидроусилитель соединен соответствующими трубопроводами с главным тормозным цилиндром 13, впускным трубопроводом 14 двигателя и разделителем 12 тормозов. Камера 15 состоит за штампованного корпуса и крышки, между которыми зажата диафрагма 16. Она жестко соединена со штоком 10 поршня 11 и отжимается конической пружиной 1 в исходное положение после растормаживания. В поршне 11 имеется запорный шариковый клапан. Сверху на корпусе цилиндра расположен корпус 6 клапана 7 управления. Поршень 8 жестко соединен с клапаном 7, закрепленном на диафрагме 4. Внутри корпуса 6 размещен вакуумный клапан 3 и связанный с ним с помощью штока атмосферный клапан 2. Полости I и II клапана сообщаются соответственно с полостями III и IV камеры, которая через запорный клапан соединена с впускным трубопроводом двигателя.

При отпущенной педали и работающем двигателе в  полостях камеры существует разрежение и под действием пружины 1 все  детали гидроцилиндра находятся в левом крайнем положении.

В момент нажатия  на педаль тормоза жидкость от главного тормозного цилиндра 13 перетекает через  шариковый клапан в поршне 11 усилителя  к тормозным механизмам колес. По мере повышения давления в системе  поршень 8 клапана управления поднимается, закрывая вакуумный клапан 3 и открывая атмосферный клапан 2.

 

Рис. 5 - Гидровакуумный усилитель автомобиля ГАЗ-24 «Волга»

При этом атмосферный  воздух начинает проходить через  фильтр 5 в полость IV, уменьшая в ней  разрежение. Поскольку в полости III разрежение продолжает сохраняться, разность давлений перемещает диафрагму 16 сжимая пружину 1 и через шток 10 действуя на поршень 11. При этом на поршень усилителя начинают действовать две силы: давление жидкости от главного тормозного цилиндра и давление со стороны диафрагмы, которые усиливают эффект торможения.

При отпускании педали давление жидкости на клапан управления снижается, его диафрагма 4 прогибается вниз и открывает вакуумный клапан 3, сообщая полости 111 и IV. Давление в полости IV падает, и все подвижные детали камеры и цилиндра перемещаются влево в исходное положение, происходит растормаживание. Если гидроусилитель неисправен, привод будет действовать только от педали главного тормозного цилиндра с меньшей эффективностью.

 

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.