Назначение, устройство и принцип работа гидравлической тормозной системы

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Назначение, устройство и принцип работа гидравлической тормозной системы

 

Назначение тормозной системы

 

Тормозное управление автомобиля должно включать рабочую, запасную, стояночную и вспомогательную тормозные системы. При всех режимах движения автомобиля для снижения его скорости до полной остановки используют рабочую тормозную систему, которая приводится в действие нажатием ноги водителя на педаль ножного тормоза. Рабочая тормозная система обладает наибольшей эффективностью из всех типов тормозных систем. Запасная тормозная система предназначена для остановки автомобиля в случае отказа основной рабочей системы. Она обладает меньшим тормозящим действием, чем рабочая система. Обычно функции тормозящей системы может выполнять исправная часть рабочей тормозной системы или полностью стояночная система. Вспомогательная тормозная система обязательна для автобусов грузоподъемностью свыше 5 т и грузовых автомобилей грузоподъемностью свыше 12 т. Вспомогательная тормозная система предназначена для торможения на длинных спусках. Она должна поддерживать скорость 30 км/ч на спуске с уклоном 7 % протяженностью 6 км. В некоторых видах автомобилей тормозом-замедлителем является двигатель, выпускной трубопровод которого перекрывается специальной заслонкой. Замедление может осуществляться и при переводе двигателя в компрессионный режим.

Главное предназначение рабочей тормозной (рисунок 1) системы

заключается в регулировании скорости движения автомобиля вплоть до его полной остановки. Тормозные механизмы при работе системы препятствуют

вращению колес, в результате между колесами и дорогой образуется тормозная сила, останавливающая автомобиль.

В зависимости от конструкции вращающихся рабочих деталей тормозных механизмов различают тормоза барабанные и дисковые.

Тормозная система (рисунок 2) с гидравлическим приводом одновременно выполняет функции рабочей, запасной и стояночной систем.

Рисунок 2-Устройство тормозной системы

 

Особенности тормозной системы

 

Дефектация деталей

Основными дефектами, вызывающими остановку автомобиля на ремонт, в гидравлическом тормозном приводе являются износ накладок и барабанов, поломка возвратных пружин, срыв тормозных накладок, ослабление стяжной пружины и ее поломка.

При ремонте тормозные механизмы снимают с автомобиля, разбирают и очищают от грязи, остатков тормозной жидкости.

Очистка деталей осуществляется моющим раствором, промывкой водой и сушкой сжатым воздухом.

Необходимо промыть детали изопропиловым спиртом или тормозной жидкостью и внимательно осмотреть их. Поверхности деталей не должны иметь повреждений и заметного износа. Проверить состояние и упругость пружины втулки толкателя. Ее длина в свободном состоянии должна быть 13,3 мм, под нагрузкой 1,4+0,15 кгс — 7,5 мм.

На стенде проверить герметичность клапана регулятора давления, завальцованного в пробке.

Очистить все детали и внимательно проверить их состояние: нет ли признаков износа, повреждений или коррозии. Особое внимание обратить на поверхность поршня и цилиндра. Проверить направляющие пальцы и их уплотняющие чехлы. Убедиться, что на пальцах нет коррозии и повреждений, что они не заедают в отверстиях направляющей. Пальцы должны перемещаться свободно.

Проверить состояние тормозного диска. На его рабочей поверхности не допускаются задиры и глубокие риски, а также другие повреждения, от которых увеличивается износ накладок или уменьшается эффективность торможения. Проверить толщину диска, которая должна быть не менее 10,8 мм.

Проверить чистоту рабочих поверхностей цилиндра, поршней и упорных колец. Поверхности должны быть зеркальными, без видимых неровностей, чтобы не происходило утечки жидкости и преждевременного износа уплотнителей и поршней. Проверить состояние упорного винта, пружины, опорной чашки и сухарей.

Проверить состояние защитных колпачков

Внимательно проверить, нет ли на колодках повреждений и деформаций. Проверить упругость стяжных и направляющих пружин колодок. Стяжные пружины не должны иметь остаточных деформаций при растяжении нижней пружины усилием 14 кгс и верхней 30 кгс (у исправных пружин витки плотно соприкасаются друг с другом). Проверить чистоту накладок. Кроме того, проверить, нет ли утечки смазки внутри барабана.

Осмотреть тормозные барабаны

В гидравлическом тормозном приводе основными дефектами являются износ рабочих поверхностей главных и колесных тормозных цилиндров, разрушение резиновых манжет, нарушение герметичности трубопроводов, шлангов и арматуры.

Дефектами гидровакуумного усилителя являются износ, царапины, риски на рабочих поверхностях цилиндра и поршня, неплотное прилегание шарика к своему гнезду, износ и разрушение манжет, смятие кромок кольцевых диафрагм.

Методы восстановления работоспособности тормозов

Поврежденные и изношенные детали, а также уплотнительные кольца заменить новыми.

Если клапан регулятора давления пропускает жидкость (повреждено кольцо), заменить пробку регулятора в сборе с клапаном.

При износе, повреждении или сильном коррозировании заменить цилиндр и поршень. Коррозию с корпуса цилиндра удалить проволочной щеткой.

Уплотнительное кольцо и колпачок рекомендуется заменять новыми.

Прокладки под стопорными винтами рекомендуется заменять новыми.

В случае их коррозии и повреждений заменить пальцы и защитные чехлы новыми.

Если толщина меньше 10,8 заменить диск. Допускается проточить или прошлифовать диски, но при этом обе стороны должны обрабатываться на одинаковую глубину, а толщина диска не должна быть в результате меньше 10,8 мм. Тормозные колодки заменить новыми при поломке поджимающих пружин, при износе накладок до толщины 1,5 мм. Колодки заменить новыми одновременно на обоих тормозных механизмах, т. е, обе пары, педаль тормоза 2—3 раза с усилием 40 кгс для установки поршней в рабочее положение. После этого проверить легкость вращения колеса (допускается легкое задевание барабана о колодки).

Дефекты на зеркале цилиндра устранить притиркой или шлифовкой. Однако увеличение внутреннего диаметра свыше 20,7 мм не допускается.

Проверить состояние упорного винта, пружины, опорной чашки и сухарей.

При необходимости заменить поврежденные детали новыми. Заменить уплотнители новыми. Проверить состояние защитных колпачков и при необходимости заменить их.

При необходимости стяжные пружины заменить новыми.

Если на накладках обнаружены грязь или следы смазки, накладки тщательно очистить металлической щеткой и промыть уайт-спиритом.

Если на рабочей поверхности имеются глубокие риски или чрезмерная овальность, то расточить барабаны на станке. Затем также на станке абразивными мелкозернистыми брусками отшлифовать барабаны. Это увеличит долговечность накладок и улучшит равномерность и эффективность торможения. Увеличение диаметра барабана после растачивания и шлифования допускается до 201 мм. Предельно допустимый диаметр барабана 201,5 мм. Эти требования должны строго соблюдаться, в противном случае нарушается прочность барабана, а также эффективность торможения.

Подтекание жидкости из системы гидропривода устраняется подтяжкой резьбовых соединений трубопроводов, а также заменой вышедших из строя шлангов, манжет и других деталей.

Регулировка зазора между колодками и тормозным барабаном на большинстве легковых автомобилей осуществляется автоматически благодаря перемещению упорных колец в колесных тормозных цилиндрах по мере изнашивания тормозных накладок.

В автомобилях без автоматический регулировки зазор в колесном тормозном механизме изменяют поворотом эксцентрика.

Правильность регулировки проверяют щупом, зазор должен быть 0,2—0,4 мм у осей колодок, а ход штока тормозной камеры — 20— 40 мм.

Регулировка свободного хода педали тормоза в тормозных устройствах с гидроприводом заключается в установке правильного зазора между толкателем и поршнем главного цилиндра, который регулируют изменением длины толкателя. Она должна быть такой, чтобы зазор был в пределах 1,5—2,0 мм, что соответствует свободному ходу педали тормоза 8—14 мм.

Рабочую поверхность барабана при наличии на ней небольших рисок, царапин зачищают мелкозернистой шлифовальной бумагой. Если глубина рисок значительная, то барабан растачивают, соответственно меняют и накладки на увеличенный размер. Накладки меняют также, если расстояние до головки заклепок будет менее 0,5 мм, или толщина клеенных накладок будет менее 0,8 от толщины новой.

Клепка новой накладки осуществляется следующим образом. Вначале новую накладку устанавливают и струбцинами закрепляют наколодку. Далее со стороны колодки сверлят отверстия в накладке под заклепки и снаружи их раззенковывают на глубину 3—4 мм. Клепку накладок ведут медными, алюминиевыми или бронзовыми заклепками.

Перед приклеиванием накладок на колодки их поверхности очищаются мелкой зернистой шлифовальной шкуркой и обезжириваются. На поверхности дважды наносят тонкий слой клея с вьщержкои по 15 мин.

Тормозные цилиндры, имеющие мелкие риски, царапины, восстанавливают хонингованием. При большей величине износа цилиндры растачивают до ремонтного размера с последующим хонингованием.

Цилиндр усилителя восстанавливают шлифовкой, но не более чем на 0,1 мм. Дефектный поршень заменяют новым. Резиновые уплотнения в основном все заменяют на новые.

 

КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

 

Состояние вопроса

 

Необходимым условием успешной разработки конструкции установки для замены и прокачки тормозной жидкости является глубокий анализ работы установки, конструкций существующих аналогов и разработанных патентов, исследований в области замены и прокачки тормозной жидкости и техники в целом.

При анализе отечественного и зарубежного рынка можно выделить следующие установки:

установка для замены тормозной жидкости КС-122 (Sivik) (производство Россия);

приспособление для прокачки тормозной системы RAASM-10805 (производство Италия);

прибор для замены тормозной жидкости SMC-180 (производство Россия);

приспособление для прокачки тормозов JTC-4331 (производство Тайвань).

Рассмотрим конструкцию установок.

 

Расчет конструкции

 

 

Для изготовления установки необходимо доработать верхнюю крышку, именно рассверлить отверстие штока диафрагмы до диаметра трубы под заливную горловину, и приварить её. Изготовить пробку заливной горловины. Срезать шпильку крепления тормозной камеры, рассверлить отверстие под тройник подачи жидкости. Изготовить сам тройник, так чтобы в него вкручивался манометр давления жидкости и подключался шланг подачи жидкости в бочок. Срезать шток диафрагмы. В нижней крышке необходимо в отверстие для штока нарезать резьбу и вкрутить шланг подачи воздуха. Другой конец шланга подачи воздуха подключить к регулятору давления, а его в свою очередь к манометру подачи воздуха. Крышка тормозного бочка выполняется с вытеснителем, для чего в неё устанавливается металлическая пластина со штуцером, вытеснителем и креплением шланга для подачи жидкости.

Нагруженным элементом является соединение штуцера с крышкой корпуса гидравлической полости. Для проверки работоспособности произведём расчёт сварочного шва, соединяющего штуцер с крышкой.

При проверке прочности сварных швов учитывается возможный непровар в начале шва и образование кратера в конце. Поэтому расчетная длина шва принимается меньшей, чем действительная или проектная на 10 мм.

 

Угловые швы рассчитывают на срез по сечению, проходящему через биссектрису прямого угла; расчетная высота шва, рассчитывается по формуле (2.1).

(3)

 

 

При максимальном давлении в устройстве = 2 атм = 2*105 Па, усилие, P будет равно Рвн * S крышки, рассчитывается по формуле (2.2).

       (4)

 

 

При длине сварочного шва - 48 мм * 3.14 = 15.07 см, катете шва = 0.3 см и P = 125,6 Н, рассчитаем напряжения в сварочном шве, по формуле (2.3).

 

(5)

 

 

Что более, чем в 200 раз меньше допускаемого напряжения для сварки, следовательно, запас прочности выполнен.

 

 

4.2.4 Руководство по эксплуатации установки для замены и прокачки тормозной жидкости

 

Изделие в полной мере отражает своё функциональное предназначение, т.е. установка для замены и прокачки тормозной системы автомобиля имеет все признаки своего класса. Установка имеет четко выраженные рабочие органы, т.е. шланги, емкость и насос, что подчеркивает ее функциональное предназначение, указывает на ее роль в производственном процессе. Установка для замены и прокачки тормозной системы представлена в сборе в соответствии с рисунком 25.

 

 

 

Рисунок 25 - Установка для прокачки тормозной системы

 

Устройство для прокачки тормозной системы автомобиля (в дальнейшем устройство), предназначается для обеспечения удаления воздушных пробок в тормозной системе автомобиля и для замены тормозной жидкости. Данное устройство применяется на АТП и СТО в качестве оборудования для ТО.

Принцип работы установки для замены и прокачки тормозной жидкости состоит в следующем, через соответствующий входной клапан аппарат подсоединён к магистрали подачи сжатого воздуха или к компрессору. Схема подключения установки в соответствии с рисунком 26.

 

Рисунок 26 - Схема подключения установки

 

Регулятором давления, вращая ручку, устанавливается максимальная подача воздуха в воздушную камеру, необходимо следить за показанием манометра, которое не должно превышать 2кг/см³, в соответствии с рисунком 27.

 

Рисунок 27 - Регулятор давления сжатого воздуха

 

В заливную горловину заливается 2 литра тормозной жидкости, и плотно закрывается пробкой, в соответствии с рисунком 2.5, важно обратить внимание на медную шайбу пробки, течи и подтекай быть не должно, при появлении, требуется заменить шайбу.

 

 

Рисунок 28 - Заливная горловина установки тормозной жидкости

       Установить крышку тормозного бачка на автомобиль, стравить воздух из шланга подачи жидкости, повернув штуцер для стравливания воздуха против часовой стрелки ключом на 10 мм. Как это показано на рисунке 29. После того как жидкость появиться в трубке, штуцер необходимо закрыть, повернув его по часовой стрелке.

 

 

Рисунок 30 - Крышка тормозного бочка

 

Сама крышка тормозного бочка доработана, в соответствии с рисунком 30. На данной модели выполнена для автомобилей Волжского Автомобильного Завода. Отличием от других моделей, будет крышка, так как на разных марках авто используются оригинальные крышки, и вытеснитель.

Вытеснитель рассчитан таким образом, что после снятия крышки уровень тормозной жидкости в бочке, становиться на отметке МАХ. Конструкция самого бочка не позволяет выполнить его большим диаметром либо высотой, так как он упрётся в дно бочка, и не позволит герметично зафиксировать доработанную крышку.

 

Очень важно не допустить утечки тормозной жидкости, а также попадания её на окрашенные детали кузова автомобилей, так как жидкость может испортить лакокрасочное покрытие. При попадании на кузов авто жидкости необходимо как можно быстрей смыть бумажным полотенцем, пропитанным Уайт спиритом. Применение других жидкостей как растворитель, бензин и другие запрещено.

 

Убедившись в том, что воздуха в системе нет, можно продолжить замену тормозной системы дальше.

 

Периодически следим за давлением жидкости, по манометру, в соответствии с рисунком 31.

 

Рисунок 31 - Манометр давления жидкости

 

 

Нажатием на ручку подаётся сжатый воздух с давлением в 2 атм., в воздушную камеру (под диафрагму). Преодолевая сопротивление возвратной

пружины диафрагма начинает прогибаться в верхнюю камеру, вытесняя из неё тормозную жидкость, в бачок главного тормозного цилиндра.

 

 

 

1 – трубка подключённая к штуцеру тормозного механизма; 2 – пустая тара

 

Рисунок 32 - Выпуск отработанной тормозной жидкости

 

Далее прокачка происходит по классической схеме, начиная с самого дальнего контура, заднего правого колеса, переднего левого, заднего левого колеса, переднего правого колеса в соответствии с рисунком 2.9. Как показано на рисунке 33, установить прозрачную трубку одним концом на штуцер прокачки тормозов, а другой конец опускаем в прозрачную ёмкость.

 

 

 

Рисунок  33 - Схема прокачки тормозов

Отворачивая против часовой стрелки, ключом на 10 штуцер на 1 оборот, слить старую жидкость, убедившись в том что старая жидкость со всего контура вытеснена, а об этом свидетельствует смена цвета вытекающей жидкости, затянуть штуцер обратно.

Как показывает практика, грани на штуцерах, старых автомобилях легко срываются. И могут возникнуть дополнительные разборки, по замене штуцера. Предотвратить это возможно так: хорошо очистить весь тормозной суппорт от пыли и грязи, на 1 – 2 минуты залить универсальной смазкой (WD 40). Далее аккуратно прокрутить спец ключом штуцер, без трубки слива, и после этого продолжить замену жидкости как это указанно выше.

 

Технологический процесс

Условие работы установки

 

Установка для прокачки и замены тормозной жидкости может эксплуатироваться при температуре окружающей среды от 0 до 40^°С.

Возможные неисправности и способы их устранения приведены в таблице 17.

Таблица 17 Возможные неисправности и способы их устранения

Рисунок 3.1				Рисунок 3.2
	Рисунок 3.3
Одна из причин разборки установки для замены тормозной жидкости является замена диафрагмы.	1 отключить установку от автомобиля и подачи воздуха; 2 слить остатки жидкостьи; 3 ключом на 14 ослабить хомут корпуса(рис 3.3) 4 аккуратно извлечь пружину и её посадоцную пластину (рис.3.2) 5 извлечь диафрагму и почистить посадочные места 6 заменить диафрагму на новую. 7 сборку проводить в обратной последовательности
Причина: старение и износ резины.

 

Возможные неисправности и методы их устранения приведены в таблице 18.

Таблица 18 - Возможные неисправности и методы их устранения

Проблема	Причины	Метод устранения
Микропузырьки в смеси с	Установка для прокачки	Подайте в установку
тормозной жидкостью	тормозов не достаточно	давление и дайте тормозной
выходят из установки для	прокачана сама.	жидкости медленно
прокачки тормозов.		вытекать для того, чтобы
		выпустить оставшийся
		воздух, собравшийся под
		заливной пробкой.
Микропузырьки в смеси с	Жидкость несовместима с	Уделяйте внимание тому,
тормозной жидкостью	материалом мембраны и	чтобы выбрать установку
выходят из аппарата для	повредила её.	для прокачки тормозов с
прокачки тормозов.		диафрагмой, которая
		совместима с тормозной
		жидкостью, камера арт. 3406
		совместима с тормозной
		жидкостью на органической
		основе, а камера арт. 3412
		совместима с тормозной
		жидкостью на минеральной
		основе.
После применения	Не правильное	Установите более низкое
установки для прокачки	использование. Давление	давление и подавайте
тормозов, в контуре	воздуха слишком высоко,	тормозную жидкость при
гидропривода тормозов	тормозная жидкость по	заполнении системы плавно
автомобиля имеются	своим химическим	и медленно.
пузырьки воздуха.	свойствам может выпускать
	пузырьки газа.
Недостаточно давления.	Потеря давления.	Проверьте, чтобы
		переходник и шланг
		были хорошо уплотнены.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

 

Технологический паспорт

 

Технологический паспорт представлен в таблице 17

Таблица 17 – Технологический паспорт

	Технологическая операция, вид производственных работ	Занимаемая должность сотрудника, выполняющего технологический процесс, операцию		Одежда, вещества, материалы
Технологическй процесс			Устройство, механизм, оборудование
1	2	3	4	5
Подготовка автомобиля к замене тормозной жидкости	Подъем автомобиля, заливка тормозной жидкости в установку для замены и прокачки тормозной жидкости	слесарь по ТО и Р автомобилей	Двухстоечный подъемник, установка для замены и прокачки тормозной жидкости, щетка по металлу	Спецодежда, ветошь, тормозная жидкость
Процесс замены и прокачки тормозной жидкости	Замена и прокачка тормозной жидкости	слесарь по ТО и Р автомобилей	Установка для замены и прокачки тормозной жидкости, ключ на 10	Спецодежда, ветошь, емкость на 1,5 л., трубка 30 см
Заключительные работы	Проверка тормозной системы, спуск автомобиля	слесарь по ТО и Р автомобилей	Двухстоечный подъемник, установка для замены и прокачки тормозной жидкости, ключ на 10	Спецодежда, ветошь

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В выпускной квалификационной работе представлена установка для замены и прокачки тормозной жидкости, разработка которой основывалась на анализе конструкций уже разработанных устройств и зарегистрированных патентов.

 

При выполнении выпускной квалификационной работы были решены поставленные задачи:

 

1. проведен глубокий анализ аналогов различных видов установок для замены и прокачки тормозной жидкости;

 

2. овладел методами конструкторских решений;

 

3. овладел практическими навыками работы в графической среде КОМПАС 3D.

 

В результате выполненной работы предоставлена модернизированная разработка установки для замены и прокачки тормозной жидкости. В работе проведен конструктивно-технологический анализ представленных на отечественном и зарубежном рынках устройств, проведена сравнительная оценка основных параметров аналогичных установок посредством метода построения циклограммы и определена наиболее подходящая установка

 

(прототип).

 

На основе анализа прототипа разработана модернизированная установка, подготовлены презентационные листы, сборочные чертежи конструкции, проведены расчеты деталей, узлов его конструкции, составлено руководство по эксплуатации, технологическая карта операции замены и прокачки тормозной жидкости при работе на данной установке.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Постовая технологическая карта №1 Замена главного цилиндра тормозов автомобиля_                                                                                       _________________________________________________________________ ВАЗ 1118 ___                     (вид обслуживания)                                                        (модель, марка) Количество специализированных постов в зоне                                 на поточной линии                                                                       (вид обслуживания) Пост №    1   Содержание работ: _____________________________________________________________ Трудоемкость работ: 17,0 (чел.-мин).   Количество исполнителей на посту 1 чел
№ п/п	Наименование и содержание работ (операций)	Место выполнения операций	Кол.мест	Трудоемкость (чел-к)	Приборы, инструмент, приспособл. (модель, тип, код)	Технические требования и указания
1	2	3	4	5	6	7
1.	Снимаем аккумуляторную батарею и шланг подвода воздуха к дроссель­ному узлу	Тех. мастерская	1	2	Отвертка крестовая средняя	Карта эскизов рис.№1
2.	Отвернув крышку бачка, снимаем крышку вместе с датчиком уровня жидкости и отбираем жидкость	Тех. мастерская	1	1	Резиновая груша	Карта эскизов рис.№ 2
3	Отворачиваем штуцеры двух тормозных трубок. Выводим наконечники трубок из отверстий главного тормозного ци­линдра.	Тех. мастерская	1	1	Гаечный ключ, рожковый 13 мм	Карта эскизов рис.№ 3

 

Продолжение таблицы 2

1	2	3	4	5	6	7
4	Отворачиваем две гайки крепления цилиндра к вакуумному усилителю тормо­зов.	Тех. мастерская	1	1	Головкой на 13	Карта эскизов рис.№ 4
5	Снимаем главный тормозной цилиндр в сборе с бачком.	Тех. мастерская	1	1	Руками	Карта эскизов рис.№5
6	Соединение главного тормозного цилиндра с вакуумным усилите­лем тормозов уплотнено резино­вым кольцом.	Тех. мастерская	1	1	Руками	Карта эскизов рис.№6
7	Для снятия бачка отжимаем две лапки корпуса бачка и снимаем их с приливов корпуса цилиндра.	Тех. мастерская	1	1	Руками	Карта эскизов рис.№7
8	Преодолевая сопротивление уплотнительных резиновых втулок, выво­дим штуцеры бачка из отверстий ци­линдра и снимаем бачок.	Тех. мастерская	1	1	Руками	Карта эскизов рис.№8

 

Окончание таблицы 2

1	2	3	4	5	6	7
9	При необходимости замены уплотнительной втулки вынимаем ее из корпуса ци­линдра.	Тех. мастерская	1	1	Руками	Карта эскизов рис.№9
10	Собираем главный тормозной цилиндр с бачком и устанавливаем в обратной последовательности	Тех. мастерская	1	1

 

 

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Назначение, устройство и принцип работа гидравлической тормозной системы