Классификация тормозного управления и требования к нему

Тормозное управление предназначено для эффективного замедления автомобиля вплоть до остановки, для удержания его в неподвижном состоянии, а также для поддержания постоянной скорости на длительном уклоне.

Торможение обеспечивается тормозными системами, состоящими из тормозных механизмов и приводов.

Тормозные системы классифицируются по следующим основным классификационным признакам:

1. рабочая или основная; должна обеспечивать минимальный тормозной путь и максимально возможные замедления (для новых автомобилей — 5,5…7,0 м*с^-2 в зависимости от типа автомобиля);
2. стояночная; должна удерживать неподвижный автомобиль на уклоне (для новых автомобилей — 12…25% в зависимости от типа автомобиля);
3. запасная или резервная; должна обеспечивать торможение автомобиля при выходе из строя рабочей тормозной системы, обладая не менее 40 % эффективности по сравнению с последней;
4. вспомогательная (для автобусов полной массой свыше 5 т и грузовых автомобилей — свыше 12 т); должна обеспечивать движение автомобиля под уклон 7 % и длиной 6 км со скоростью 30 км/ч.

Тормозные механизмы подразделяются:

по принципу действия (по характеру связи между движущимися и неподвижными частями):

• а) фрикционные (дисковые, барабанные: колодочные и ленточные);
• б) гидравлические (гидродинамические);
• в) электрические (индукционные, генераторные);
• г) компрессорные — противодавление в двигателе;
• д) аэродинамические (закрылки, парашюты);

расположению:

• а) колесные;
• б) трансмиссионные;
• в) на кузове (закрылки, парашюты);
• г) у двигателя (противодавление в двигателе).

Тормозные приводы подразделяются:

по способу передачи энергии к тормозным механизмам;

• а) механические (стояночная тормозная система);
• б) гидравлические (обычно при полной массе ma < 8 т),
• в) пневматические;
• г) комбинированные (гидропневматические, пневмоэлектрические);

источнику энергии:

• а) водитель;
• б) водитель и усилитель (обычно при 8 т > ma > 4 т, для легковых автомобилей обычно при ma > 1,0 т);
• в) почти полностью усилитель (обычно при ma > 8 т).

Основные требования к тормозному управлению следующие:

• высокая эффективность, в том числе:

• а) минимальный тормозной путь при минимальном времени срабатывания рабочей и запасной тормозных систем;
• б) устойчивость при торможении, синхронность увеличения и уменьшения тормозного момента всех тормозных механизмов данной системы (обычно допускается разница наибольших значений не более 15%);
• в) стабильные и высокие значения коэффициента трения в тормозных механизмах во всем диапазоне возможных в эксплуатации температур и давлений;

• легкость и удобство управления;

• высокая надежность, безотказность работы в течение всего срока службы при любых условиях эксплуатации;

• хороший отвод теплоты от пар трения тормозных механизмов и защита их от увлажнения и загрязнения;

• минимальный шум при срабатывании;

• автоматическая остановка при разрыве сцепки автопоезда.

Кроме того, к тормозным системам, как и к остальным механизмам и системам автомобиля, предъявляют также общие требования:

• обеспечение минимальных размеров и массы
• высокая надежность (здесь она выделена отдельным пунктом, поскольку из механизмов и систем автомобиля рулевое управление и тормозные системы прежде всего влияют на безопасность движения)
• минимальное обслуживание
• технологичность

Рассмотрим, какими конструктивными мероприятиями обеспечивается выполнение требований к тормозным системам.

Требование высокой эффективности прежде всего относится к рабочей тормозной системе и обеспечивается в основном за счет механических тормозных механизмов, установленных во все колеса автомобиля (автопоезда). Применение регулятора тормозных сил повышает эффективность рабочей тормозной системы. В идеальном случае эффективность тормозных систем и, прежде всего, рабочей тормозной системы должна быть не только высокой, но и приблизительно одинаковой для всех типов автомобилей. На самом деле этого пока добиться не удается. Наибольшей эффективностью (наименьшим тормозным путем) обладают легковые автомобили, наименьшей эффективностью (наибольшим тормозным путем) — автопоезда. Правилом № 13 ЕЭК ООН пассажирские автомобили разделены на категории: M1, M2, M3, грузовые — на N1, N2, N3, прицепы и полуприцепы — на О1, O2, О3, O4, для которых установлены допустимые значения тормозного пути и замедления.

Устойчивость при торможении в основном обеспечивается высоким сопротивлением шин боковым смещениям и применением антиблокировочной системы.

Синхронность увеличения и уменьшения тормозного момента обеспечивается высоким качеством работы тормозного привода, а также одинаковым состоянием тормозных механизмов.

Стабильные значения коэффициента трения обеспечиваются подбором пар трения в тормозных механизмах при проектировании автомобиля.

Легкость и удобство управления определяются удобным расположением органа управления (педали, рукоятки) и величиной его полного хода, который не должен превышать примерно 200 мм для педали рабочей тормозной системы; невысокими значениями усилия, необходимого для перемещения органа управления.

Обычно для служебных торможений усилие на педали рабочей тормозной системы не должно превышать 200 Н. Применение усилителя облегчает работу водителя при торможении. При аварийном торможении на сухом асфальте усилие на педали может достигать значений 600 Н и более.

Высокая надежность тормозных систем обеспечивается в основном достаточно большими запасами по напряжениям в деталях. Для обеспечения замедления автомобиля вплоть до ею остановки при отказах в рабочей тормозной системе введена запасная тормозная система. На самом деле этой системы на автомобилях нет, но ее требования перенесены на рабочую тормозную систему (у нее должно быть не менее двух независимых контуров) и на стояночную тормозную систему (ее конструкция должна обеспечивать возможность ее использования для торможения при движении автомобиля; этому требованию не отвечает трансмиссионный тормозной механизм и храповое устройство — «паркинг»). Введение вспомогательной тормозной системы на грузовых автомобилях и автобусах позволяет с ее помощью обеспечивать замедление автомобиля, хотя и не до полной остановки.

Хороший отвод теплоты от пар трения тормозных механизмов рабочей тормозной системы не требуется при однократном аварийном торможении, но он необходим при частых и длительных подтормаживаниях. Обеспечивается применением различных каналов и оребрений, увеличивающих обдув воздухом пар трения. Современные механические тормозные механизмы рабочей тормозной системы выполнены открытыми, не защищенными от попадания влаги и грязи.

Минимальный шум при срабатывании механических тормозных механизмов обеспечивается подбором пар трения и повышенной жесткостью деталей, участвующих в создании тормозною момента.

Автоматическая остановка — срабатывание тормозной системы прицепа при разрыве сцепки обеспечивается установкой на прицепе (и полуприцепе) автономной тормозной системы, соединенной с тормозной системой тягача таким образом, что если это соединение нарушается, то это приводит к срабатыванию тормозной системы прицепа, обеспечивающему его остановку.