Дисковые и барабанные тормозные механизмы

 

Барабанные тормоза и сейчас часто встречаются на автомобилях. Как и дисковые, они имеют ряд достоинств и недостатков, которые зачастую определяют область их применения. «Барабаны» по-прежнему дешевле и проще в производстве. Их часто устанавливают на заднюю ось (вспомните ВАЗы), а на Западе задние дисковые тормоза до сих пор на ряде машин остаются лишь опцией. «Барабаны» имели преимущество перед ранними дисковыми тормозами еще и потому, что конструктивно обладают эффектом механического самоусиления. Благодаря тому, что нижние части колодок связаны друг с другом, трение о барабан передней колодки усиливает прижатие к нему задней колодки. Этот эффект способствует многократному увеличению тормозного усилия, передаваемого водителем, и быстро повышает тормозящее действие при усилении давления на педаль. Простота, дешевизна и низкие требования к системам управления тормозами в наш стремительный век сводятся на нет одним очень важным обстоятельством.

Поскольку, как многим должно быть известно, при торможении кинетическая энергия посредством трения тормозных колодок о барабан (или диск) преобразуется в тепловую энергию (т. е. тормоза нагреваются), необходимо эффективно это тепло рассеивать. И вот тут барабанные тормоза  проигрывают дисковым, поскольку рассеивают тепло не слишком хорошо. Это происходит потому, что фрикционные накладки находятся внутри барабана. Такой серьезный недостаток приводит к целой цепи проблем. Чрезмерный нагрев может вызвать деформацию барабана. Это, в свою очередь, приводит к тому, что тормозные накладки прилегают к нему неравномерно. Все это снижает тормозящее действие (особенно при частомоттормаживании). Вот почему на скоростных машинах барабанные тормоза даже сзади уже не встретить. Применение оребренных алюминиевых или недеформируемых усиленных стандартных барабанов, использование более широких и длинных накладок позволяют несколько снизить эти проблемы, но тогда уходят все достоинства барабанных тормозов: низкая цена, простота изготовления и т. п., а результат не так уж сильно заметен.

К повальному внедрению дисковых тормозов привело увеличение скоростных возможностей автомобилей. Сначала такие тормоза заняли свое место в передних колесах, что обусловлено большими нагрузками на передней оси, возникающими при торможении. А теперь и сзади их можно встретить все чаще. Дисковые тормоза рассеивают тепло намного лучше, чем барабанные. И сам диск, и крепежная скоба для крепления тормозных механизмов, и тормозные колодки открыты для доступа воздуха. Свободный обдув тормозов практически исключает снижение тормозящего действия. Но вот «диски», как правило, не имеют эффекта самоусиления, как барабанные тормоза, что налагает повышенные требования к усилителю тормозов. В качестве «минусов» можно также упомянуть несколько более высокую стоимость производства и более быстрый износ фрикционных накладок из-за большего давления при торможении. В качестве одного из основных достоинств дисковых тормозов можно упомянуть их меньший вес в сравнении с барабанными, а это одна из главных составляющих неподрессоренных масс, борьба за снижение которых ведется производителями по всем фронтам.

 

3.2 Характеристика тормозной системы ваз 1118

 

На автомобилях ВАЗ 1118 применяют рабочую тормозную систему с диагональным разделением контуров, что значительно повышает безопасность вождения автомобиля. Один контур гидропривода тормозов обеспечивает работу правого переднего и левого заднего тормозных механизмов, другой - левого переднего и правого заднего. При отказе одного из контуров рабочей тормозной системы используется второй контур, обеспечивающий остановку автомобиля ВАЗ 1118 с достаточной эффективностью.

В гидравлический привод включены вакуумный усилитель и двухконтурный регулятор давления задних тормозов.

Стояночная тормозная система имеет привод на тормозные механизмы задних колес.

Вакуумный усилитель тормозов (рисунок 4) диафрагменного типа работает по принципу перепада давления в вакуумной и атмосферной камерах, вследствие чего создается дополнительное усилие на поршень главного тормозного цилиндра при нажатии на педаль тормоза. Вакуумная камера соединена с ресивером системы питания двигателя через шланг и обратный клапан, а атмосферная камера - с атмосферой через фильтр в момент нажатия на педаль тормоза. При отпущенной педали тормоза вакуумная и атмосферная камеры сообщаются между собой через специальный клапан.

 

 

Рисунок 4 - Вакуумный усилитель тормозов ВАЗ 1118: 1 - фланец крепления наконечника; 2 - шток; 3 - возвратная пружина диафрагмы; 4 - уплотнительное кольцо фланца главного цилиндра; 5 - главный цилиндр; 6 - шпилька усилителя; 7 - корпус усилителя; 8 - диафрагма; 9 - крышка корпуса вакуумного усилителя; 10 - поршень; 11 - защитный чехол корпуса клапана; 12 - толкатель; 13 - возвратная пружина толкателя; 14 - пружина клапана; 15 - клапан; 16 - буфер штока; 17 - корпус клапана; А - вакуумная камера; В - атмосферная камера; С, D – каналы

Регулятор давления тормозов регулирует давление в гидравлическом приводе тормозных механизмов задних колес в зависимости от нагрузки на заднюю ось автомобиля ВАЗ 1118. Регулятор давления тормозов включен в оба контура тормозной системы, и через него тормозная жидкость поступает к обоим задним тормозным механизмам.

Регулятор давления тормозов 1 (рисунок 5,6) прикреплен к кронштейну 9 двумя болтами 2 и 16. Передний болт 2 одновременно крепит вильчатый кронштейн 3 рычага 5 привода регулятора давления тормозов. На пальце этого кронштейна штифтом 4 шарнирно закреплен двуплечий рычаг 5. Его верхнее плечо связано с упругим рычагом 10, другой конец которого через серьгу 11 шарнирно соединен с кронштейном рычага задней подвески.
Кронштейн 3 вместе с рычагом 5 за счет овальных отверстий под болт крепления можно перемещать относительно регулятора давления тормозов. Таким образом, регулируется усилие, с которым рычаг 5 действует на поршень регулятора давления тормозов.

В регуляторе давления тормозов четыре камеры: А и D (Рисунок 6) соединены с главным тормозным цилиндром, В - с левым, С - с правым колесным цилиндром задних тормозов.

Рисунок 5 - Привод регулятора давления тормозов ВАЗ 1118: 1 - регулятор давления; 2, 16 - болты крепления регулятора давления тормозов; 3 - кронштейн рычага привода регулятора давления; 4 - штифт; 5 - рычаг привода регулятора давления; 6 - ось рычага привода регулятора давления; 7 - пружина рычага; 8 - кронштейн кузова; 9 - кронштейн крепления регулятора давления; 10 - упругий рычаг привода регулятора давления;11 - серьга; 12 - скоба серьги; 13 - шайба; 14 - стопорное кольцо; 15 - палец кронштейна; А, В, С – отверстия

В исходном положении педали тормоза поршень 2 поджат рычагом 5 через пластинчатую пружину 7 к толкателю 20 который под действием этого усилия поджимается к седлу 14 клапана 18. При этом клапан 18 отжимается от седла и образуется зазор Н, а также зазор К между головкой поршня и уплотнителем 21. Через эти зазоры камеры А и D сообщаются с камерами В и С.

При нажатии на педаль тормоза тормозная жидкость через зазоры К и Н, а также камеры В и С поступает в колесные цилиндры тормозных механизмов. При увеличении давления тормозной жидкости возрастает усилие на поршне, стремящееся выдвинуть его из корпуса. Когда усилие от давления тормозной жидкости превысит усилие от упругого рычага, поршень начинает выдвигаться из корпуса, а вслед за ним под действием пружин 12 и 17 перемещается толкатель 20 вместе с втулкой 19 и кольцами 10. Зазор М увеличивается, а зазоры Н и К уменьшаются.

Когда зазор Н будет выбран полностью и клапан 18 изолирует камеру D от камеры С, толкатель 20 вместе с расположенными на нем деталями перестанет перемещаться вслед за поршнем. Теперь давление в камере С будет изменяться в зависимости от давления в камере В.

При дальнейшем увеличении усилия на педали тормоза давление в камерах D, В и А возрастает, поршень 2 продолжает выдвигаться из корпуса, а втулка 19 вместе с уплотнительными кольцами 10 и тарелкой 11 под усиливающимся давлением в камере В сдвигается в сторону пробки 16. Зазор М начинает уменьшаться.

За счет уменьшения объема камеры С давление в ней, а значит и в приводе тормоза нарастает и практически будет равно давлению в камере В. Когда зазор К станет равен нулю, давление в камере В, а следовательно и в камере С будет расти в меньшей степени, чем давление в камере А, за счет дросселирования тормозной жидкости между головкой поршня и уплотнителем 21.

Зависимость между значениями давления в камерах В и А определяется отношением разности площадей головки и штока поршня к площади головки.

При увеличении нагрузки автомобиля ВАЗ 1118 упругий рычаг 10 нагружается больше и усилие от рычага 5 на поршень увеличивается, т.е. момент соприкосновения головки поршня и уплотнителя 21 достигается при большем давлении в главном тормозном цилиндре. Таким образом, эффективность задних тормозов с увеличением нагрузки увеличивается.
При отказе контура тормозов левый передний - правый задний уплотнительные кольца 10 и втулка 19 под давлением жидкости в камере В сместятся в сторону пробки 16 до упора тарелки 11 в седло 14. Давление в заднем тормозе будет регулироваться частью регулятора тормозов, которая включает в себя поршень 2 с уплотнителем 21 и втулкой 7.

Работа этой части регулятора тормозов при отказе названного контура аналогична работе при исправной системе. Характер изменения давления на выходе регулятора такой же, как и при исправной тормозной системе.
При отказе контура тормозов правый передний - левый задний под давлением тормозной жидкости толкатель 20 с втулкой 19 и уплотнительными кольцами 10 смещается в сторону поршня, выдвигая его из корпуса.

Зазор М увеличивается, а зазор Н уменьшается. Когда клапан 18 коснется седла 14, повышение давления в камере С прекращается, т.е. регулятор давления тормозов в этом случае работает как ограничитель давления. Однако достигнутого значения давления достаточно для надежной работы заднего тормоза.

В корпусе 1 выполнено отверстие, закрытое заглушкой 24. Течь тормозной жидкости из-под заглушки при ее выдавливании свидетельствует о негерметичности колец 10.

Рисунок 6 - Регулятор давления тормозов ВАЗ 1118:1 - корпус регулятора давления; 2 - поршень;3 - защитный колпачок; 4, 8 - стопорные кольца; 5 - втулка поршня; 6 - пружина поршня; 7 - втулка корпуса; 9, 22 - опорные шайбы; 10 - уплотнительные кольца толкателя; 11 - опорная тарелка; 12 - пружина втулки толкателя; 13 - кольцо уплотнительное седла клапана; 14 - седло клапана; 15 - уплотнительная прокладка; 16 - пробка; 17 - пружина клапана; 18 - клапан; 19 - втулка толкателя; 20 - толкатель; 21 - уплотнитель головки поршня; 23 - уплотнитель штока поршня; 24 - заглушка; A, D - камеры, соединенные с главным цилиндром; В, С - камеры, соединенные с колесными цилиндрами задних тормозов; К, М, Н – зазоры

 

Главный тормозной цилиндр - двухсекционный, с последовательным расположением поршней (рисунок 7). На корпусе главного тормозного цилиндра закреплен бачок, в наливной горловине которого установлен датчик аварийного уровня тормозной жидкости.

Рисунок 7- Главный тормозной цилиндр ВАЗ 1118: 1 - корпус главного тормозного цилиндра; 2, 3 - поршни привода контуров тормозов; 4 - распорная шайба; 5 – толкатель

Тормозной механизм переднего колеса- дисковый, с автоматической регулировкой зазора между тормозными колодками и тормозным диском, с плавающей скобой и датчиком износа накладок тормозных колодок. Скоба образуется тормозным суппортом 3 (рисунок 8) и колесным цилиндром 5, которые стянуты болтами. Подвижная скоба прикреплена болтами к пальцам 10, установленным в отверстиях направляющей 2 тормозных колодок. В эти отверстия заложена смазка, между пальцами и направляющей тормозных колодок установлены резиновые чехлы 9. К пазам направляющей поджаты пружинами тормозные колодки 4, из которых внутренняя снабжена датчиком 7 износа накладок тормозных колодок.

Рисунок 8 - Тормозной механизм переднего колеса ВАЗ 1118: 1 - тормозной диск; 2 - направляющая тормозных колодок; 3 - тормозной суппорт; 4 - тормозные колодки; 5 - цилиндр; 6 - поршень; 7 - сигнализатор износа колодок; 8 - уплотнительное кольцо; 9 - защитный чехол направляющего пальца; 10 - направляющий палец; 11 - защитный кожух
В полости тормозного цилиндра 5 установлен поршень 6 с уплотнительным кольцом 8.

За счет упругости этого кольца поддерживается оптимальный зазор между тормозными колодками и тормозным диском.

Тормозной механизм заднего колеса-барабанный, с автоматическим регулированием зазора между колодками и барабаном(рисунок 9). Устройство автоматического регулирования зазора расположено в колесном тормозном цилиндре.

Рисунок 9 - Тормозной механизм заднего колеса ВАЗ 1118: 1 - гайка крепления ступицы; 2 - ступица колеса; 3 - нижняя стяжная пружина тормозных колодок; 4 - тормозная колодка; 5 - направляющая пружина; 6 - колесный тормозной цилиндр; 7 - верхняя стяжная пружина; 8 - разжимная планка; 9 - палец рычага привода стояночного тормоза; 10 - рычаг привода стояночного тормоза; 11 - щит тормозного механизма

Его основным элементом является разрезное упорное кольцо 9 (рисунок 8.7), установленное на поршне 4 между буртиком упорного винта 10 и двумя сухарями 8 с зазором 1,25-1,65 мм.

Упорные кольца 9 вставлены в тормозной цилиндр с натягом, обеспечивающим усилие сдвига кольца по зеркалу цилиндра не менее 343 Н (35 кгс), что превышает усилие на поршне от стяжных пружин 3 и 7 (см. рис. 8.6) тормозных колодок.

Когда из-за износа тормозных накладок зазор 1,25-1,б5 мм будет полностью выбран, буртик на упорном винте 10 (см. рис. 8.7) прижмется к буртику кольца 9, вследствие чего упорное кольцо сдвинется вслед за поршнем на величину износа. С прекращением торможения поршни усилием стяжных пружин сдвигаются до упора сухарей в буртик упорного кольца. Таким образом, автоматически поддерживается оптимальный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном.

Основным элементом колесного тормозного цилиндра является разрезное упорное кольцо 9(рисунок 10), установленное на поршне 4 между буртиком упорного винта 10 и двумя сухарями 8 с зазором 1,25-1,65 мм. Упорные кольца 9 вставлены в тормозной цилиндр с натягом, обеспечивающим усилие сдвига кольца по зеркалу цилиндра не менее 343 Н (35 кгс), что превышает усилие на поршне от стяжных пружин тормозных колодок. Когда из-за износа тормозных накладок зазор 1,25-1,б5 мм будет полностью выбран, буртик на упорном винте 10 прижмется к буртику кольца 9, вследствие чего упорное кольцо сдвинется вслед за поршнем на величину износа. С прекращением торможения поршни усилием стяжных пружин сдвигаются до упора сухарей в буртик упорного кольца. Таким образом, автоматически поддерживается оптимальный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном.

Рисунок 10- Колесный тормозной цилиндр ВАЗ 1118: 1 - упор колодки; 2 - защитный колпачок; 3 - корпус цилиндра; 4 - поршень; 5 - уплотнитель; 6 - опорная тарелка;- 7 - пружина; 8 - сухари; 9 - упорное кольцо; 10 - упорный винт; 11 - штуцер; А - прорезь на упорном кольце

Стояночная тормозная система- с механическим приводом действует на тормозные механизмы задних колес. Привод стояночного тормоза состоит из рычага 2 (рисунок 11), регулировочной тяги 4, уравнителя 5, троса 8, рычага 10 ручного привода тормозных колодок и разжимной планки 8.

Рисунок – 11 Привод стояночной тормозной системы ВАЗ 1118: 1 - кнопка фиксации рычага; 2 - рычаг привода стояночного тормоза; 3 - защитный чехол; 4 - тяга; 5 - уравнитель троса; 6 - регулировочная гайка; 7 - контргайка;8 - трос; 9 - оболочка троса

Датчик аварийного уровня тормозной жидкости- механического типа. Корпус 2 (рисунок 12) датчика с уплотнителем 4 и основание 3 с отражателем 6 поджаты зажимным кольцом 5 к торцу горловины бачка.

 Через отверстие основания проходит толкатель 7, соединенный с поплавком 9 посредством втулки 8. На толкателе расположен подвижный контакт 11, а на корпусе датчика находятся неподвижные контакты 10. Полость контактов загерметизирована защитным колпачком 1.При понижении уровня тормозной жидкости в тормозном бачке до предельно допустимого подвижный контакт опускается на неподвижные контакты и замыкает цепь лампы аварийной сигнализации в комбинации приборов.

Рисунок 12- Датчик аварийного уровня тормозной жидкости ВАЗ 1118: 1 - защитный колпачок; 2 - корпус датчика; 3 - основание датчика; 4 - уплотнительное кольцо; 5 - зажимное кольцо; 6 - отражатель; 7 - толкатель; 8 - втулка; 9 - поплавок; 10 - неподвижные контакты; 11 - подвижный контакт