Тормозное управление

Если в  описанных механизмах назначить  величину зазора «а», определяющего величину зазора между колодкой и барабаном, исходя из особенностей служебного торможения, то после экстренного торможения при увеличенном ходе колодки полного растормаживания не произойдет.

Пневматическая  камера, использующаяся в подавляющем  большинстве случаев в качестве исполнительного устройства пневматических тормозных приводов, имеет ограниченный рабочий ход штока. С другой стороны, для обеспечения требуемых приводных сил в тормозных механизмах с пневматическим приводом между штоком пневматической камеры и колодками обязателен механизм с большим передаточным числом. Сочетание этих обстоятельств приводит к тому, что ход колодок тормозных механизмов, приводимых сжатым воздухом, не может быть большим и иногда оказывается меньше реального зазора между колодкой и барабаном. Поэтому в данном случае для автоматической регулировки приходится применять существенно более сложные механизмы. Вариант конструкции такого механизма показан на рис.9.

 

 

Рис.9. Механизм автоматического  регулирования зазора в барабанном тормозе с рычажно-кулачковым разжимным устройством.

 

Как и обычный рычажно-кулачковый механизм, он содержит последовательно взаимодействующие между собой пневматическую камеру 12 шток 11 рычаг 1, червяк 9, червячное колесо 8 и вал разжимного кулака 7. Для осуществления автоматической регулировки на вал расположенного в рычаге червяка свободно посажена втулка 3. Втулка и вал имеют конусные поверхности, образующие фрикционную муфту осевое усилие в которой создается пакетом тарельчатых пружин 10.

Эта же втулка через муфту свободного хода 13 (муфта образуется изменяющей диаметр при закручивании спиральной пружиной и соответствующей цилиндрической поверхностью) может соединяться с шестерней 2, свободно сидящей на валу червяка и находящейся в зацеплении с зубчатой рейкой 4. Между рейкой 4 и корпусом рычага / установлена пружина 14. При вращении шестерни 2 рейка 4 перемещается вдоль рычага 1. Отогнутый конец рейки входит в угловой паз кольца 5, удерживаемого от вращения рычагом 6. Ширина паза больше ширины входящей в него рейки, что допускает их относительное перемещение в пределах угла α.

Если  зазор между колодками и барабаном  невелик и угол поворота рычага 1 меньше угла α, то при срабатывании тормоза рейка 4 не доходит до противоположного конца паза неподвижного кольца 5 и никаких изменений внутри механизма регулировки зазора не происходит. Если же указанный зазор превысил установленную величину и угол поворота рычага станет больше угла α, то рейка, повернувшись на угол α, остановится и при дальнейшем движении рычага начнет вращать шестерню 2, сжимая пружину 14. Начало вращения шестерни сопровождается размыканием муфты 13, поэтому движение не передается на втулку 3.

Когда колодки касаются барабана, реактивная сила, приложенная со стороны червячного колеса 8 к червяку 9, сжимает комплект тарельчатых пружин 10 и размыкает конусную фрикционную муфту, связывавшую до этого втулку 3 с червякам 9.

На первой фазе растормаживания шестерня 2 и втулка 3 соединяются между собой замкнувшейся муфтой 13, но продолжают быть отделенными от вала червяка разомкнутой конусной муфтой. Когда после снятия упругих деформаций деталей тормозного механизма колодки отойдут от барабана и исчезнет приложенная к червяку реактивная сила, произойдет замыкание конусной муфты и под действием возвратной пружины 14 втулка вместе с шестерней будет вращаться, поворачивая вал червяка и устраняя таким образом лишний зазор между колодками и барабаном.

Возможны  два режима работы такого механизма. Если зазор между колодками и барабаном, например, после сборки чрезмерно велик, то угол поворота рычага 1 не будет зависеть от величины зазора, а будет определяться ходом штока 11. В этом случае угол, на который при растормаживании будет поворачиваться вал 7 относительно рычага 1, будет одинаков при каждом срабатывании механизма. Когда зазор между колодками и барабаном уменьшится настолько, что угол поворота рычага будет определяться упором колодок в барабан, величина угла поворота вала 7 относительно рычага при растормаживании будет уменьшаться при каждом последующем срабатывании механизма, стремясь к нулю.

В тормозах с клиновым разжимным механизмом часто применяют регулировочное устройство, показанное на рис. 10. В корпус ведомого клина 6 свободно вставлена регулировочная втулка 4. На ее наружной поверхности имеется специальная многозаходная резьба с большим (порядка 45°) углом подъема спирали. Указанная резьба взаимодействует с линейным храповиком 5, представляющим собой подпружиненный стержень, торец которого является фрагментов гайки, имеющей резьбу, соответствующую специальной наружной резьбе втулки 4. Внутрь втулки при помощи обычной резьбы ввернут толкатель 2. После сборки механизма вращение толкателя предотвращается болтом /, цилиндрический конец которого свободно скользит внутри продольного паза толкателя.

В том случае, если ход толкателя  при торможении не превышает шага наружной резьбы втулки, взаимодействие втулки с храповиком ограничивается его смещением в радиальном направлении на величину меньшую, чем высота гребня резьбы. Если же вследствие увеличения зазора в тормозном механизма ход толкателя превысит шаг резьбы втулки, то храповик при затормаживании перескочит через один или несколько гребней нарезки.

 

 

Рис. 10. Механизм автоматической регулировки зазора в барабанном тормозе с клиновым разжимным устройством.

 

При растормаживании механизма осевая сила, прикладываемая к толкателю, уменьшится вследствие действия возвратной пружины 9 ведущего клина и трение в парах «толкатель — втулка», «втулка - ведомый клин» снизится. Втулка 4, упираясь в зубья храповика, начнет вращаться, вывинчивая толкатель и уменьшая тем самым зазор в тормозном механизме.

Иногда  для поддержания требуемого зазора применяют более простую ступенчатую регулировку. В конструкции, показанной на рис. 13-б, она выполняет одновременно две функции. Во-первых, регулирует зазор между колодками и диском. Во-вторых, по мере изнашивания накладок удлиняет последнее звено привода стояночной тормозной системы.

В тело поршня 2 запрессован стержень 10 с большим количеством упорных гребней, имеющих шаг Х₂. Стержень 10 упруго обнимает цанга 4, имеющая ответные гребни. Цанга 4 свободно вставлена в плунжер 5 с осевым зазором Х₁. Плунжер 5 через сухарь 6, вал 7 и рычаг 8 связан с приводом стояночной системы. Пружина 11 выбирает зазоры между деталями 5, 6, 7 и 8, 9.

Во  время торможения автомобиля рабочей  тормозной системой давление жидкости в цилиндре 3 будет сдвигать поршень 2 влево, а скобу 1 вместе с валом 7, сухарем 6 и плунжером 5 — вправо. Минимальный суммарный зазор между колодками и диском равняется величине зазора Х₁. По мере изнашивания фрикционных накладок суммарный зазор будет увеличиваться. Это приведет к тому, что при каждом торможения гребни цанга за счет ее упругости будут слегка расходиться. После увеличения суммарною зазора до величины Х₁ + Х₂ произойдет перескок гребней цанги на один гребень стержня 10 с одновременным уменьшением суммарного зазора до величины Х₁.

 

Дисковые тормозные  механизмы.

Дисковые  тормозные механизмы применяют  обычно на легковых автомобилях (главным образом для передних колес). В настоящее время их стали применять и на некоторых грузовых автомобилях и автобусах.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

Схема дискового  тормозного механизма изображена на рис. 11.

 

 

 

Рис. 11. Схема дискового тормозного механизма:

слева - расчетная схема; справа — схема радиальных сил, действующих на подшипники колеса при торможении.

 

Тормозной момент равен:

                                  М_τ = 2·f·N·r_ср.,

где f — коэффициент трения тормозных накладок по диску;

N — суммарная сила прижатия накладки к диску;

r_ср.. — радиус приложения на диск равнодействующей сил трения.

Силу прижатия накладки необходимо определять, принимая во внимание давления жидкости р, число поверхностей трения i и диаметр d_ц тормозных цилиндров на одной стороне скобы.

Таким образом:

                            .

Предполагая, что давление распределяется по площади  накладки равномерно, можно с достаточной для технических расчетов точностью считать, что сила трения f·N приложена на среднем радиусе

                                 r_ср. = (r_н. + r_вн.)/2,

где r_н. и r_вн — радиусы накладки соответственно наружные и внутренние.

Линейная  зависимость тормозного момента  от коэффициента трения f и приводной силы позволяет дисковым тормозным механизмам в отличие от барабанных механизмов обеспечить высокую стабильность торможения.

Колодки дисковых тормозов имеют небольшую длину, их площадь поверхности составляет 12 — 16 % площади поверхности диска, что обусловливает хорошее его охлаждение.

Дисковые  тормозные механизмы обладают повышенной энергоемкостью на единицу массы; имеют малую металлоемкость, большую компактность, простоту обслуживания. Зазоры между колодками и диском равны 0,05 — 0,15 мм, что позволяет сократить время срабатывания цилиндров и дает возможность увеличить силовое передаточнoe число привода.

Дисковые тормозные механизмы позволяют выполнить многоконтурные тормозные приводы, обеспечивают плавное, равномерное торможение всех колес на любой начальной скорости автомобиля и хороший теплоотвод от поверхностей трения. Широкому применению дисковых тормозных механизмов препятствует их высокая чувствительность к загрязнению и трудности при использовании их в качестве стояночного тормоза.

Дисковые  тормозные механизмы бывают с  неподвижной скобой и оппозитными цилиндрами (схема на рис.8 и рис.9), а также с плавающей (скользящей) скобой и односторонним расположением поршней (рис.10).

Конструктивная  схема дискового тормозного механизма  с оппозитными поршнями изображена на рис. 12. Скобу 2 выполняют цельной, отлитой из ковкого чугуна. Она жестко закреплена на поворотной стойке подвески. Чугунный диск 1, охватываемый скобой, прикреплен к фланцу ступицы переднего колеса. Для лучшего охлаждения диска иногда в нем выполняют внутренние радиальные каналы. В специальных пазах скобы устанавливают и фиксируют цилиндры 3. Их отливают из алюминиевого сплава. Для повышения износостойкости и уменьшения трения рабочую поверхность цилиндра покрывают слоем хрома. 

Колодки, в  которые упираются поршни, изготавливают из листовой стали. Колодки с фрикционными накладками фиксируют на стальных пальцах 5. Тангенциальные силы, приложенные к колодкам, при торможении диска передаются скобе при непосредственном контакте с ней упорной кромки колодки.

Изготовление  цилиндров из алюминиевого сплава вызвано необходимостью уменьшения температуры нагрева тормозной жидкости. С той же целью сокращают площадь контакта поршней с колодками. Иногда применяют неметаллические поршни.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

 

Рис 12. Дисковый тормозной механизм автомобилей типа ВАЗ:

1 – диск; 2 – скоба; 3 – цилиндр; 4 – колодка; 5 – пальцы фиксации колодок.

 

Учитывая  затрудненное охлаждение цилиндра, расположенного со стороны колеса,  переходят к одностороннему расположению цилиндров в плавающей скобе и применению самовентилирумого диска, обдуваемого не только снаружи, но и изнутри воздухом, поступающим через радиальные каналы. Эти мероприятия, а также отсутствие магистрали, соединяющей цилиндры и проходящей вблизи нагретого диска, дают возможность снизить температуру нагрева жидкости на 30—40 °С.