До сегодняшнего времени энергия, которая образовывается во время остановки транспортного средства, не использовалась и просто рассеивается в окружающей среде. Но теперь данную проблему удалось решить на электрических машинах с помощью рекуперации в момент остановки. Основная задача системы заключается в преобразовании выработанной во время остановки автомобиля энергии в электричество. Благодаря представленной статье вы сможете узнать, что такое система рекуперативного торможения, а следовательно и рекуперация энергии торможения.
Рекуперация энергии торможения
Основная информация о рекуперации энергии торможения
Во время передвижения автомобиля, а особенно по городу, практически постоянно водителю приходится разгоняться и тормозить. Во время разгона мощность двигателя затрачивается на увеличение скорости, а во время остановки кинетическая энергия транспортного средства попросту теряется. Именно для того, чтобы пользоваться данной мощностью и была разработана рекуперация торможения, при помощи которой проходит заряжение аккумуляторной батареи.
Самым элементарным способом это реализуется на гибридном транспортном средстве. Современные гибридные машины используют систему рекуперативной остановки. В основании данной системы лежит электронный метод рекуперации.
При передвижении машина обязательно имеет кинетическую энергию. Во время произведения остановки автомобиля, используя традиционную тормозную систему, переизбыток кинетической силы перевоплощается в тепловую и рассеивается по окружающей среде.
Замедляющий эффект производится при помощи электрического двигателя, который включается в трансмиссии машины. Во время произведения остановки транспортного средства электронный двигатель функционирует в генерирующем режиме, на валике двигателя образовывается момент торможения и электричество, сохраняемая в аккумуляторе. Сохраненная электричество применяется впоследствии для передвижения машины.
Использование данной системы гарантирует максимальную передачу от каждой зарядки аккумулятора и высокий уровень экономии топлива. Рекуперация энергии торможения является самой эффективной на передней оси машины, потому как до семидесяти процентов силы во время торможения приходится на именно на данную ось.
Благодаря отдельному электронному блоку руководства реализуются такие функции:
Контролирование скорости кручения колес автомобиля;
Поддержка тормозного момента электронного двигателя, который необходим для остановки машины;
Поддержка момента кручения, который необходим для заряжения аккумулятора
Перераспределение тормозного усилия на фракционную тормозную систему.
Механическая связь между колодками и педалькой торможения представленной тормозной системы отсутствует. Анализируя действия водителя и характер передвижения машины, электроника принимает решение об остановке.
Система рекуперации кинетической энергии
Существует не только электрический метод рекуперации энергии остановки, но и такие методы как:
Гидравлический;
Пневматический;
Механический.
Самым распространенным из вышеперечисленных способов считается механический, а также разработанная на его основании система рекуперативного торможения. В такой системе кинетическая энергия передвигающегося транспортного средства возвращается во время остановки и сохраняется для последующего применения при помощи маховика. Главное отличие рекуперации энергии от системы рекуперативной остановки заключается в том, что система не может создавать тормозной момент.
Маховичок включается в трансмиссию транспортного средства, вращение происходит в вакуумной емкости и во время остановки способно разгоняться до шестидесяти тысяч оборотов за минуту. Устройство системы дает возможность сохранять энергию до шестисот килоджоулей и передавать мощность до восьмидесяти лошадиных сил или шестидесяти киловатт. Сохраненный запас энергии применяется в кратковременном скоростном рывке во время передвижения или начале движения.
Применяется в машинах “Формула 1”, начиная с две тысячи девятого года. Что касается серийного применения, то оно только в планах разработчиков.
Существует мнение, что первыми к серийному использованию придут разработчики от компании “Вольво”. Разработчики компании “Вольво” заявляют о том, что при использовании процесса рекуперации топливные затраты уменьшаются на двадцать процентов, а также значительно сокращаются вредные выбросы.
Торможение применяется для замедления скорости и остановки автомобиля, а также для предупреждения происшествий при внезапном возникновении препятствия на пути автомобиля. Следовательно, торможение бывает постепенным и экстренным.
Неумелое торможение автомобиля приводит к перерасходу горючего, резкому сокращению срока службы шин, агрегатов и деталей силовой передачи и ходовой части. Особенно вредно продолжительное, а также резкое торможение.
Постепенное торможение автомобиля осуществляется в следующем порядке. Заблаговременно снижают скорость движения, уменьшая обороты коленчатого вала двигателя, и выключают сцепление, чтобы автомобиль к месту остановки подошел с минимальной скоростью, затем плавно нажимают иа тормозную педаль и останавливают автомобиль в требуемом месте. Сразу же после остановки автомобиль затормаживают ручным тормозом, рычаг переключения передач переводят в нейтральное положение, включают сцепление и отпускают тормозную педаль.
Экстренная остановка автомобиля осуществляется быстро и энергично в следующем порядке. Выключают сцепление и плавно нажимают на тормозную педаль. В конце торможения рычаг переключения передач ставят в нейтральное положение и затормаживают автомобиль на месте ручным тормозом. Торможение автомобиля не следует доводить до скольжения («юза») колес, так как при этом ухудшается сцепление колес с дорогой и резко увеличивается опасность заноса.
Как постепенное, так и экстренное торможение автомобиля на скользкой дороге (гололедица, грязная дорога, мокрый асфальт) во избежание заноса необходимо осуществлять так называемым комбинированным способом; двигателем и тормозами. Для остановки автомобиля комбинированным способом надо перенести правую ногу с педали управления дроссельной заслонкой (подачей топлива) на педаль ножного тормоза и затормозить автомобиль, не выключая сцепления. С включенными передачей и сцеплением автомобиль можно притормаживать до тех пор, пока скорость не снизится до такого предела, при котором двигатель может заглохнуть. Затем следует выключить сцепление и плавно остановить автомобиль. В случае начавшегося заноса необходимо сразу же включить сцепление, не считаясь с перегрузкой двигателя, отпустить тормозную педаль и выровнять движение автомобиля, поворачивая управляемые колеса в сторону заноса. Когда прекратится боковое скольжение колес, управляемые колеса поворачивают в обратную сторону для выравнивания движения автомобиля в нужном направлении и автомобиль снова затормаживают, если в этом имеется необходимость.
При эксплуатации автомобиля следует избегать резкого и частого торможения, так как это вызывает ускоренный износ фрикционных накладок тормозных колодок и тормозных барабанов.
Уход за тормозами заключается в периодическом их осмотре, в очистке от пыли и грязи, в своевременной регулировке и смазке сопряженных деталей согласно таблице смазки. Необходимо не реже одного раза в год снимать тормозные барабаны, очищать их и детали тормозного механизма, обращая внимание на состояние фрикционных накладок и внутренней поверхности барабана.
Уход за гидравлическим приводом состоит в проверке плотности соединений трубопроводов, в периодической проверке уровня тормозной жидкости в главном цилиндре и ее доливке (нормальный уровень должен быть на 15—20 мм ниже верхней кромки отверстия), в сезонной замене тормозной жидкости и промывке деталей привода. Гидравлический привод следует заполнять только тормозной жидкостью, указанной в заводской инструкции. Надо помнить, что смешивать тормозные жидкости разных марок нельзя во избежание их расслаивания, которое приводит к тому, что тормоза перестают работать.
Нельзя для промывки гидравлического привода применять керосин, бензин и другие нефтепродукты, так как они быстро разрушают резиновые детали привода и выводят их из строя. Для промывки следует использовать тормозную жидкость или спирт.
При попадании воздуха в систему гидравлического привода его следует удалить, прокачкой. Для этого заливают тормозную жидкость в главный тормозной цилиндр до положенного уровня, освобождают штуцер для выпуска воздуха на тормозном цилиндре колеса от защитного колпачка или пробки, надевают на штуцер резиновый шланг и свободный конец шланга опускают в сосуд с тормозной жидкостью. После этого отвертывают на 3/4 оборота вентиль колесного цилиндра и, нажимая и отпуская тормозную педаль, следят за выходом пузырьков воздуха. Когда пузырьки воздуха перестанут выходить, надо при нажатой тормозной педали и погруженном в жидкость шланге завернуть до отказа вентиль, отсоединить шланг и закрыть штуцер защитным колпачком или пробкой. Таким же образом следует выпустить воздух из тормозных цилиндров других колес.
Рис. Удаление воздуха из тормозной системы с гидравлическим приводом тормозов
При прокачке тормозов необходимо следить за уровнем жидкости в главном тормозном цилиндре и своевременно доливать ее. Нажимать на тормозную педаль следует резко, а отпускать плавно.
Прокачку тормозных цилиндров надо начинать с наиболее удаленных от главного тормозного цилиндра колес. Например, прокачку колес автомобиля ГАЗ-63 следует проводить в такой последовательности: заднее правое колесо, переднее правое колесо, переднее левое колесо и затем заднее левое колесо.
Уход за пневматическим приводом заключается в периодическом выпуске отстоя из воздушных баллонов (зимой ежедневно), в проверке и регулировке натяжения ремня компрессора, в очистке и промывке воздушного фильтра компрессора, в устранении утечки воздуха в соединениях, а также в наблюдении за надежностью крепления всех приборов и деталей привода.
Натяжение ремня компрессора проверяется нажатием пальца на середину его ветви между шкивами. Правильно натянутый ремень должен иметь прогиб согласно данным таблице.
Таблица. Нормальный прогиб ремня компрессора
Марка автомобиля
Усилие нажатия на ремень, кг
Прогиб ремня, мм
ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157, ЗИЛ-151, ЗИЛ-164А, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-150
3-4
15-20
КрАЗ-214 и КрАЗ-219
8-10
13-19
Натяжение ремня регулируется смещением компрессора или натяжным устройством ремня вентилятора (у автомобилей КрАЗ-214 и КрАЗ-219).
При эксплуатации автомобиля необходимо систематически проверять и регулировать свободный ход тормозной педали, а также зазор между накладками тормозных колодок и барабаном.
Регулируется свободный ход тормозной педали у тормозов с гидравлическим приводом изменением длины штока главного тормозного цилиндра, у тормозов с пневматическим приводом — изменением длины тяги, соединяющей рычаг тормозного крана с приводным рычагом тормозной педали.
Прежде чем приступить к регулировке, все детали тормоза и его привода должны быть тщательно очищены и осмотрены.
Зазор между фрикционными накладками колодок и тормозным барабаном может регулироваться либо при помощи эксцентриков (у автомобилей ГАЗ-69, ГАЗ-69А, ГАЗ-63, ГАЗ-51А и Урал-375), либо с помощью червячного регулировочного приспособления (у автомобилей ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157, ЗИЛ-151, ЗИЛ-164А, ЗИЛ-164, ЗИЛ-150, КрАЗ-214 и КрАЗ-219). При регулировке этого зазора колесо необходимо вывесить. Вращая вперед вывешенное колесо, поворачивают-эксцентрик передней колодки до тех пор, пока колодка не прижмется к тормозному барабану и не затормозит колесо. После этого регулировочный эксцентрик отпускают до тех пор, пока тормозной барабан не перестанет соприкасаться с тормозной колодкой. Задняя колодка регулируется таким же образом, только колесо при этом вращают в противоположном направлении.
При регулировке зазора между фрикционными накладками колодок и тормозным барабаном при помощи червячного регудировочного приспособления первоначально необходимо проверить нормальный ход штоков тормозных камер или тормозного цилиндра (у автомобиля КрАЗ-214). После этого, вращая вал червяка, сближают обе колодки до соприкосновения с тормозным барабаном. Когда колодки затормозят колесо, вал червяка поворачивают в обратном направлении, отпуская колодки до тех пор, пока не начнется свободное вращение колеса.
После окончания регулировки необходимо проверить величину зазора, который должен быть 0,25—0,40 мм.
Правильность регулировки проверяется торможением автомобиля на ровной асфальтированной дороге после разгона до скорости 30 км/час. При исправном действии тормозов тормозной путь у грузовых автомобилей, имеющих полный вес до 9 т, не должен превышать 11,5 м; у грузовых автомобилей, полный вес которых свыше 9 т — 13,5 м.
При первой же длительной поездке после регулировки тормозов следует проверить по нагреву тормозных барабанов, не слишком ли затянуты тормоза. Если барабаны сильно греются, зазор между колодками и тормозным барабаном надо немного увеличить.
Регулируется центральный тормоз при положении рычага, соответствующем полному растормаживанию, и отсоединенной от него тяге. Сначала устанавливается нормальный зазор (0,5—0,6 мм) между каждой колодкой и барабаном (диском), а затем регулируется длина тяги (у автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А — троса) рычага тормоза, так чтобы она после присоединения к рычагу была натянута. При правильно закрепленном тормозе барабан (диск) должен полностью тормозиться при перемещении рычага на четыре—пять зубьев защелки.
Ножные тормоза автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А имеют гидравлический привод. Ручной тормоз барабанного типа установлен на заднем конце вторичного вала раздаточной коробки. Привод ручного тормоза осуществляется при помощи гибкого троса. Одним концом трос соединен с ручным рычагом, а другим — с разжимным стержнем. При вытягивании стержня шарики 4 нажимают на толкатели и, преодолевая усилие стяжных пружин колодок, прижимают колодки к барабану. Левая колодка имеет более слабые пружины, чем правая, а потому она раньше прижимается к барабану. Прижимаясь к барабану, левая колодка под действием силы трения, возникающей между ней и барабаном, сдвигается в направлении вращения барабана. При этом через опорные пальцы 7 и сухари 8 она давит на правую колодку 5, усиливая тем самым тормозящее действие колодок. Чтобы не перепутать пружины при сборке, слабые пружины окрашиваются в красный цвет, сильные — в черный цвет.
Рис. Разжимной механизм ручного тормоза автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — разжимной стержень; 2 — корпус разжимного механизма; 3 — толкатель; 4 — разжимные шарики; 5 — вторичная колодка; 6 — оттяжные пружины вторичной колодки (окрашены в черный цвет); 7 — опорный палец; 8 — сухарь; 9 — оттяжные пружины первичной колодки (окрашены в красный цвет); 10 — первичная колодка
В тормозе регулируются длина троса и зазор между колодками и барабаном.
На автомобилях ГАЗ-63 и ГАЗ-51 имеются ножные тормоза с гидравлическим приводом и ручной центральный тормоз барабанного типа.
На однотипных автомобилях, выпускавшихся до 1956 г., устанавливался ручной тормоз дискового типа.
На автомобилях ЗИЛ, КрАЗ и МАЗ установлены тормоза с пневматическим приводом, выполненные по одной схеме. Системы тормозов этих автомобилей-различаются между собой лишь устройством отдельных приборов и деталей.
У автомобилей ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157, ЗИЛ-151, ЗИЛ-164А, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-150 для привода колесных тормозов применяются тормозные камеры.
Тормозная камера с помощью болтов 9 крепится на кронштейне к тормозному диску.
Шток 3 тормозной камеры с помощью вилки 10 и пальца соединен с рычагом 11, установленным на валу разжимного кулака. Положение рычага 11 относительно разжимного кулака может изменяться, что производится для регулировки свободного хода кулака по мере износа фрикционных накладок колодок тормозов.
В корпусе рычага 11 установлен на оси 14 червяк 12, находящийся в зацеплении с червячной шестерней 15, установленной на шлицевом конце вала поворотного кулака.
При проворачивании оси 14 за квадратный ее конец вместе с осью поворачивается червяк, который, скользя по зубьям шестерни, поворачивает рычаг И относительно вала разжимного кулака. Таким образом регулируется положение кулака относительно штока диафрагмы.
На автомобилях ЗИЛ-157К и ЗИЛ-164А, предназначенных для буксировки прицепов, устанавливается тормозной кран, имеющий два цилиндра. Верхний цилиндр служит для управления тормозами прицепа, нижний — тормозами автомобиля-тягача. Цилиндры закрыты крышками 17. Между корпусом крана и крышками зажаты диафрагмы 9, делящие цилиндры на две полости.
Передние (левые) полости цилиндров через люк Г в корпусе крана и сетчатый фильтр соединены с атмосферой. Задняя (правая), полость верхнего цилиндра соединена с тормозной системой прицепа, а нижнего — с тормозными камерами колесных тормозов автомобиля.
Рис. Тормозной кран автомобилей ЗИЛ-157К и ЗИЛ-164А: А — в магистраль прицепа; Б — к тормозным камерам автомобиля; В — от воздушного баллона; Г — в атмосферу; 1 — тяга привода тормозного крана; 2 — защитный чехол; 3 — крышка корпуса рычагов; 4 — большой рычаг; 5 — уравновешивающая пружина; 6 — направляющая штока; 7 — шток; 8 — корпус крана; 9 — диафрагма; 10 — седло выпускного клапана; 11 — возвратная пружина; 12 — выпускной клапан; 13 — возвратная пружина клапана; 14 — седло впускного клапана; 15 — штуцер; 16 — впускной клапан; 17 — крышка; 18 — диафрагма включения сигнала торможения; 19 — соединительная пластина; 20 — пружина контакта; 21 — клеммы присоединения сигнала торможения; 22 — подвижной контакт; 23 — корпус включателя сигнала торможения; 24 — канал для прохода воздуха к диафрагме; 25 — уравновешивающая пружина; 26 — стакан пружины; 27 — малый рычаг; 28 — корпус рычагов; 29 — ограничительный болт; 30 — рычаг ручного привода
Передние и задние полости могут быть соединены между собой посредством выпускных клапанов 12. Задние полости, кроме того, через впускные клапаны 16 могут соединяться с воздушными баллонами.
Управление краном осуществляется от педали ножного тормоза через тягу 1 и рычаги 4 и 27.
Когда педаль тормоза не нажата, шток 7 верхнего цилиндра под воздействием пружины 5 занимает крайнее правое положение.
Диафрагма 9 смещена вправо, выпускной клапан закрыт, а впускной открыт. Воздух из баллона поступает в правую полость цилиндра и затем в тормозную систему прицепа. Диафрагма не может сместиться влево под давлением воздуха в правой полости благодаря противодействию пружины 5.
Диафрагма нижнего цилиндра, наоборот, занимает левое положение под воздействием возвратной пружины 11. При этом выпускной клапан открыт, а впускной закрыт. Камеры колесных тормозов через кран соединены с атмосферой.
При нажатии на педаль тормоза рычаг 4 перемещает шток 7 влево, который, сжимая пружину 5, освобождает диафрагму. Диафрагма под давлением воздуха и возвратной пружины 11 смещается влево; при этом впускной клапан закрывается, а выпускной открывается. Правая полость цилиндра крана сообщается с левой. Тормозная система прицепа также сообщается с атмосферой. Тормозной кран прицепа срабатывает, и происходит торможение прицепа сжатым воздухом, находящимся в баллонах прицепа.
Одновременно нижний конец рычага 4, воздействуя через рычаг 27, смещает стакан 26 вправо и через уравновешивающую пружину 25 перемещает вправо диафрагму нижнего цилиндра. Выпускной клапан при этом закрывается; правая полость цилиндра разобщается с левой и атмосферой. Открывается впускной клапан и воздух из баллонов автомобиля через кран направляется в камеры колесных тормозов, происходит торможение автомобиля. Постоянство давления в камерах привода колесных тормозов автоматически регулируется уравновешивающей пружиной 25. Под воздействием избыточного давления диафрагма, сжимая уравновешивающую пружину, сместится влево и впускной клапан закроется; поступление воздуха из баллонов в камеры прекратится.
Когда педаль ножного тормоза будет отпущена, воздействие рычагов 4 и 27 на механизмы крана прекратится и они займут исходное положение. Торможение автомобиля и прицепа прекратится.
На тормозном кране установлен включатель сигнала торможения («Стоп»).
Он состоит из корпуса 23, диафрагмы 18 и контактов. Подвижной контакт 22 соединен пластиной 19 с одной из клемм, неподвижный — со второй клеммой 21. Контакты удерживаются в разомкнутом состоянии пружиной 20.
При торможении воздух из крана по каналу 24 проходит в полость над диафрагмой 18. Под давлением воздуха диафрагма прогибается вниз, сжимая пружину 20; контакты замыкают электрическую цепь. На щитке приборов в кабине загорается лампочка сигнала «Стоп».
При затормаживании автомобиля, буксирующего прицеп, ручным тормозом, тормозной кран автоматически включает тормоза прицепа.
Рычаг ручного тормоза соединен тягой с рычагом 30 тормозного крана. При перемещении рычага ручного тормоза, рычаг 30 поворачивается на оси и смещает шток 7 влево. Происходит торможение прицепа.
На автомобилях ЗИЛ-164А, не предназначенных для буксировки прицепов, устанавливается одинарный кран, состоящий только из одного цилиндра, который устроен и работает аналогично нижнему цилиндру комбинированного крана.
Для соединения между собой пневматических приводов тормозов автомобиля-тягача и прицепа служит соединительная головка. Защитная крышка 1 предохраняет пневматическую систему от попадания в нее пыли и грязи. Перед соединением головки автомобиля-тягача с головкой шланга прицепа крышку надо открыть. При соединении головок обратный клапан 5 открывается и воздух проходит через головки. После соединения головок необходимо открыть разобщительные краны как на автомобиле-тягаче, так и на прицепе. В результате этого пневматические системы автомобиля-тягача и прицепа будут сообщены между собой.
При разъединении автомобиля-тягача с прицепом надо закрыть разобщительные краны, затем разъединить головки и закрыть их защитные крышки.
Разобщительный кран устанавливается перед соединительной головкой. Он служит для отключения пневматической системы прицепа. Кран открыт, когда его рукоятка расположена вдоль корпуса крана, и закрыт, когда она расположена поперек.
Управление тормозами автомобилей ЗИЛ-157 и ЗИЛ-164, выпускавшихся до 1961 г., осуществляется с помощью тормозного крана.
В отличие от автомобилей ЗИЛ-157К и ЗИЛ-164А, имеющих комбинированный тормозной кран, с помощью которого достигается торможение и автомобиля, и буксируемого им прицепа, автомобили прежних выпусков снабжены отдельным краном управления тормозами прицепа.
Этот кран состоит из корпуса 12 и крышки 5. Корпус крана через отверстие 13 сообщается с тормозным краном автомобиля.
Полости крышки крана сообщаются через отверстие 16 с воздушными баллонами, через отверстие 15 с тормозной системой прицепа и через воздушный фильтр 7 с атмосферой.
Внутри корпуса и крышки помещен шток 4, на котором закреплены два поршня 10 и 14. Верхний конец штока пустотелый, он упирается в магистральный клапан 1 с пружиной 3. В средней части стержня сделаны радиальные отверстия 8. Нижним концом стержень упирается в уравновешивающую пружину 11.
Рис. Тормозной кран прицепа: 1 — магистральный клапан; 2 — полость крана над клапаном; 3 — пружина клапана; 4 — шток; 5 — крышка крана; 6 — полость, сообщающаяся с тормозной системой прицепа; 7 — воздушный фильтр; 8 — отверстие в штоке; 9 — полость, сообщающаяся с тормозным краном автомобиля; 10 и 14 — поршни; 11 — уравновешивающая пружина; 12 — корпус; 13 — отверстие для сообщения с тормозным краном автомобиля; 15 — отверстие, сообщающее кран с тормозной системой прицепа; 16 — отверстие, сообщающее кран с баллонами автомобиля
При расторможенном состоянии колес воздух из воздушного баллона автомобиля поступает в полость крана над магистральным клапаном 1, а так как клапан приподнят штоком 4, то воздух проходит в полость между стенками крышки и клапаном и затем в тормозную магистраль прицепа. При этом полость 9 крана через тормозной кран автомобиля сообщена с атмосферой.
При торможении автомобиля воздух от тормозного крана прицепа поступает в полость 9, давит на поршень 10 и перемещает его вместе со штоком 4 вниз, сжимая уравновешивающую пружину 11. Магистральный клапан 1 под действием пружины 3 садится в седло и прекращает доступ воздуха из баллона в полость 6. При этом верхний полый конец штока, отходя от магистрального клапана, сообщает полость 6 через отверстия 8 в штоке и воздушный фильтр 7 с атмосферой. Воздух из тормозной магистрали прицепа выходит в атмосферу, вследствие чего происходит срабатывание воздухораспределительного клапана, установленного на прицепе, и затормаживание прицепа.
Ручные тормоза автомобилей ЗИЛ-157К и ЗИЛ-164А барабанного типа. Они устроены одинаково и различаются между собой только конструкцией привода.
На автомобилях ЗИЛ-157, ЗИЛ-151, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-150 устанавливался дисковый центральный тормоз. Этот тормоз состоит из диска 3, закрепленного на вторичном валу коробки передач или раздаточной коробки, колодок, разжимаемых пружиной 9 и закрепленных с помощью кронштейна 4 на картере коробки передач или раздаточной коробки. При торможении колодки прижимаются к диску тормоза системой рычагов 6, 7 и 13.
На автомобиле Урал-375 установлены тормоза с пневмогидравлическим приводом, схема устройства которого показана на рисунке.
Компрессор, регулятор давления, предохранительный клапан применены от автомобиля ЗИЛ-157К. а тормозной кран — от автомобиля КрАЗ-214 (см. ниже).
Устройство пневматического силового цилиндра показано на рисунке.
Рис. Схема пневмогидравлического привода тормозов автомобиля Урал-375: А — трубопровод к стеклоочистителям; Б — трубопровод в систему накачки шин; В — к ручному тормозу; 1 — тормозной кран; 2 — педаль тормоза; 3 — пневмоусилитель; 4 — бачок для тормозной жидкости; 5 — главный тормозной цилиндр; 6 — колесный цилиндр; 7 — рычаг ручного тормоза; 6 — манометр; 9 — предохранительный клапан; 10 — буксирный клапан; 11 — компрессор; 12 — регулятор давления; 13 — крестовина; 14 — кран отбора воздуха; 15 — междубаллонный редуктор; 16 — воздушные баллоны; 17 — разобщительный кран; 18 — соединительная головка
Колесные тормоза двухколодочные. Колодки опираются на пальцы 11, установленные на тормозном щите 2, и стягиваются пружиной 1. Привод колодок осуществляется сдвоенным гидравлическим цилиндром 6. Жидкость в цилиндр подводится по шлангу 4. Перепускной клапан служит для выпуска воздуха из обеих полостей тормозного цилиндра. Регулировка зазоров между колодками и барабаном осуществляется в верхней части с помощью эксцентрика 5, в нижней — с помощью эксцентрикового опорного пальца 11 только при смене колодок или фрикционных накладок.
Ручной тормоз барабанного типа, установленный на раздаточной коробке, устроен аналогично тормозу автомобиля ЗИЛ-157К (отличается только размерами и конструкцией привода).
На автомобиле КрАЗ-214 имеются ножные тормоза с пневматическим приводом и ручной центральный тормоз барабанного типа. Пневматический привод тормозов включает в себя компрессор с водяным охлаждением и разгрузочным устройством, три воздушных баллона 20, регулятор давления 10, тормозной кран 15, воздухопроводы, тормозные цилиндры 24 колес, разобщительный кран 22, соединительную головку 23 и кран отбора воздуха 35. Для присоединения пневматической системы тормозов автомобиля в случае буксировки его в качестве прицепа к пневматической системе тормозов буксирующего автомобиля спереди имеется вывод с клапаном 36.
Рис. Схема пневматического привода тормозов автомобиля КрАЗ-214: 1 — компрессор; 2 — штуцер нагнетающего воздухопровода; 3 — предохранительный клапан компрессора; 4 — корпус пружины нагнетательного клапана компрессора; 5 — коромысло привода перепускного клапана; 6 — корпус разгрузочного устройства компрессора; 7 — всасывающий воздухопровод компрессора; 8 — трубка для подвода масла к компрессору; 9 — трубка для отвода масла от компрессора; 10 — регулятор давления воздуха в пневматической системе автомобиля; 11 — манометр давления воздуха в пневматической системе автомобиля; 12 — колесный тормоз переднего ведущего моста автомобиля; 13 — тормозная педаль; 14 — тяга привода от рычага центрального тормоза; 15 — тормозной кран; 16 — воздухопровод, соединяющий тормозной кран с пневматическим приводом тормозов-прицепа; 17 — штуцер воздухопровода, подводящего воздух к тормозному крану; 18 — штуцер воздухопроводов от тормозного крана к тормозным цилиндрам колесных тормозов переднею ведущего моста; 19 — воздухопровод к тормозным цилиндрам колесных тормозов среднего и заднего ведущих мостов; 20 — воздушные баллоны; 21 — кран для выпуска конденсата из баллонов; 22 — разобщительный кран; 23 — соединительная головка; 24 — тормозной цилиндр; 25 — колесный тормоз заднего ведущего моста автомобиля; 26 — шток поршня тормозного цилиндра; 27 — защитная муфта тормозного цилиндра; 28 — кронштейн разжимного кулака колесного тормоза; 29 — крышка тормозного цилиндра; 30 — поршень тормозного цилиндра; 31 — корпус тормозного цилиндра; 32 — фильтр выпускного отверстии тормозного цилиндра; 33 — включатель стоп-сигнала; 34 — воздухопровод к пневматическому усилителю рулевого управления; 35 — край отбора воздуха; 36 — клапан для привода тормозов буксируемого автомобиля; 37 — воздухопровод к стеклоочистителю
В пневматическую систему тормозов также включается и система пневматического усилителя рулевого управления. Предохранительный клапан отрегулирован на максимальное давление 10—10,5 кг/см2. На автомобиле установлен тормозной кран, представляющий собой два объединенных в одном блоке цилиндра. Верхний цилиндр служит для управления тормозами прицепа, нижний — тормозами автомобиля-тягача. Оба цилиндра закрыты крышками 4 и 21. Передние полости цилиндров сообщаются с атмосферой через фильтр 19. Внутри цилиндров размещаются поршни 9 и 18 с резиновыми манжетами 11. Края манжет прижимаются к стенкам цилиндров свернутыми в кольцо спиральными пружинами 12. Каждый поршень закреплен на пустотелом штоке 13. В задней части корпуса крана имеются два резиновых клапана 16 для нижнего и верхнего цилиндров. Клапаны двойного действия, они представляют собой резиновые шайбы в металлической оправе со сферическими выступами, на которые давят пружины 17. Шток поршня верхнего цилиндра прижимается к упорной пластине 10 конической возвратной пружиной 15, которая опирается на трубу 7 уравновешивающей пружины 28. Внутри трубы проходит тяга 6 верхнего цилиндра с надетой на нее пружиной 5. Шток поршня 18 нижнего цилиндра прижимается возвратной пружиной 15 к внутреннему торцу тяги 20 нижнего цилиндра. Наружный конец этой тяги соединен с нижним концом приводного рычага 27 крана. На тяге поршня нижнего цилиндра надета регулировочная пружина 22, которая одним концом упирается в гайку 24, а другим — во втулку 23.
Изменение предварительной затяжки пружины 22 осуществляется поворотом режимного кольца 25 с болтом 26, входящим в фасонную прорезь втулки 23. Изменяя затяжку пружины, можно регулировать начало момента подачи воздуха в магистраль прицепа. Режимное кольцо устанавливается в три положения, обозначенные буквами Р, Н и П: раннее, нормальное и позднее торможение прицепа.
Для затормаживания прицепа на стоянке в полости верхней крышки тормозного крана предусмотрен механизм ручного привода тормозов. Рычаг 3 ручного привода установлен на конце фасонной оси, которая может поворачиваться в двух втулках. Он соединен с рычагом ручного тормоза автомобиля. При повороте оси ее кулачки 29 нажимают на торец втулки и сжимают уравновешивающую пружину 28, приводя в действие тормоза прицепа. Колесные тормоза двухколодочные. Фрикционные накладки к колодкам не приклепываются, а крепятся при помощи винтов. Одни концы колодок шарнирно установлены на пальцах тормозного диска, а между другими входит разжимной кулак с червячным регулировочным механизмом.
Тормозной цилиндр состоит из корпуса 1, перемещающегося в нем поршня 2 со штоком 6 и пружины 5. В полость цилиндра над поршнем через штуцер из магистрали от тормозного крана подается сжатый воздух. Полость цилиндра под поршнем через войлочный фильтр 12 сообщается с атмосферным воздухом. Поршень в цилиндре уплотнен при помощи резиновой манжеты 3 и уплотнительного кольца 4. Поршень через шаровую головку связан со штоком 6, другой конец которого соединен с валом разжимного кулака колесного тормоза. Для предотвращения попадания грязи в цилиндр место выхода штока поршня из корпуса цилиндра защищено гофрированным защитным резиновым кожухом. Принцип работы тормозного цилиндра не отличается от принципа работы тормозных камер, но дает возможность более равномерно передавать усилие на вал разжимного кулака колесного тормоза. Тормозные цилиндры передних и задних колес отличаются один от другого только длиной штока поршня (у задних колес штоки короче).
Ручной тормоз барабанного типа, с двумя колодками: наружной 9 и внутренней 5. Тормозной барабан 10 закреплен на левом валу раздаточной коробки.
Наружная колодка поворачивается на оси, закрепленной в кронштейне 11, установленном на картере раздаточной коробки. Внутренняя колодка двумя рычагами и пальцами связана с наружной. При торможении к барабан прижимается сначала наружная колодка, а затем, опираясь на нее, внутренняя.
В пневматической системе тормозов автомобиля КрАЗ-219 в отличие от автомобиля КрАЗ-214 нет вывода для присоединения тормозов прицепа автомобиля к тягачу при его буксировке, вместо трех воздушных баллонов установлены два и вместо тормозных цилиндров колес применяются тормозные камеры. В остальном система пневматического привода тормозов устроена так же, как и система автомобиля КрАЗ-214.
Ручной тормоз устанавливается в силовой передаче обычно за коробкой передач или за раздаточной коробкой; такой тормоз называется центральным.
На большинстве автомобилей применяется центральный тормоз барабанного типа. Он состоит из тормозного барабана 27, закрепленного на вторичном валу коробки передач или раздаточной коробки, двух тормозных колодок 23 с фрикционными накладками 1, установленных на тормозном диске 2 и стягиваемых пружинами 21 и 25, разжимного кулака 19.
Привод центрального тормоза обычно механический и состоит из системы рычагов и тяг. При перемещении рычага 7 ручного тормоза, установленного на кронштейне 5, прикрепленном к коробке передач, через систему тяг и рычагов поворачивается разжимной кулак и раздвигает колодки, которые прижимаются к тормозному барабану. Происходит торможение, и вторичный вал коробки передач или раздаточной коробки вместе с карданным валом и другими деталями силовой передачи перестает вращаться. Автомобиль останавливается.
Для удержания заторможенного автомобиля на месте рычаг 7 управления ручным тормозом снабжается специальным устройством, которое запирает рычаг от самопроизвольного возвращения в исходное положение. Такое устройство состоит из зубчатого сектора 8 и собачки 10, управляемой через тягу кнопкой 6. Прежде чем начать торможение рычагом, необходимо нажать на кнопку 6 и при полном затормаживании автомобиля отпустить ее.
Перед троганием автомобиля с места необходимо вновь нажать на кнопку 6 и рычаг 7 ручного тормоза возвратить в исходное положение.
Регулировка свободного хода рычага ручного тормоза осуществляется или изменением длины тяги 13, или перестановкой болта штанги 16 в одно из отверстий регулировочного рычага 17.
Пневматический силовой цилиндр, объединенный в одни силовой агрегат с главным тормозным цилиндром, фактически состоит из двух пневматических цилиндров 13, разделенных проставкой 16. В цилиндрах расположены поршни 12, закрепленные на одном штоке 14. Левые полости цилиндров сообщены с атмосферой через сетчатый фильтр 9.
Остальные приборы пневматической и гидравлической систем аналогичны ранее описанным.
Пневмогидравлический привод действует следующим образом. При нажатии на педаль тормоза 6 сжатый воздух из баллона 5 поступает по трубопроводу 11 через отверстие 10 в штоке 14 в правые полости пневматических цилиндров.
В результате давления воздуха на поршни шток перемещает поршень 17 главного цилиндра. Находящаяся в главном цилиндре 18 тормозная жидкость под давлением направляется по трубопроводу 19 в цилиндр 20 колесного тормоза и, раздвигая поршни, прижимает тормозные колодки к барабану. Происходит торможение колес.
Находящийся в левых полостях пневматических цилиндров воздух при перемещении поршней выжимается через сетчатый фильтр 9 в атмосферу.
Когда нажатие на педаль тормоза прекратится, тормозной кран сообщит правые полости цилиндров с атмосферой, давление в цилиндрах снизится до атмосферного и воздействие на поршень главного цилиндра прекратится.
Поршни 12 цилиндров под действием пружины 15 возвратятся в исходное положение. В исходное положение возвратятся также тормозные колодки, поршни тормозных цилиндров и поршень главного тормозного цилиндра.
Пневматический привод колесных тормозов состоит из компрессора 1, воздушного баллона 7, манометра 6, тормозного крана 21, приводимого в действие педалью 26, тормозных камер 11, регулятора давления 28, предохранительного клапана 5 и трубопроводов 4, 27 и 9 с гибкими шлангами 10.
Привод тормозов колес осуществляется непосредственно тормозными камерами с помощью сжатого воздуха, запас которого содержится в воздушных баллонах.
Тормозная камера 11 состоит из корпуса с крышкой, между которыми зажата гибкая резино-тканевая диафрагма 17. Диафрагма опирается на шайбу, закрепленную на штоке 13. Шайба вместе с диафрагмой отжимается в исходное левое положение пружинами 12.
Шток диафрагмы соединен с рычагом 16 разжимного кулака. Тормозная камера через отверстие в крышке камеры, гибкий шланг 10 и трубопровод 9 соединяется с тормозным краном.
Тормозной кран служит для управления тормозами. В корпусе тормозного крана установлена гибкая металлическая диафрагма 20. Под диафрагмой размещается коромысло 19, посредством которого диафрагма воздействует своим штоком на впускной 25 и атмосферный 18 клапаны. Корпус крана закрыт крышкой, в которой установлен свободно толкатель 23, опирающийся через пружину 22 на диафрагму. Рычаг 24 установлен на оси. Рычаг коротким концом через регулировочный болт может воздействовать на толкатель 23.
Пневматический привод тормозов работает следующим образом.
При нажатии на педаль 26 ножного тормоза рычаг 24 поворачивается вокруг оси и через регулировочный болт нажимает на толкатель 23. Толкатель воздействует через пружину 22 на диафрагму 20 и прогибает ее вниз.
Коромысло 19 под воздействием диафрагмы перемещается вниз и приводит в действие клапаны. Атмосферный клапан 18 закрывается, а впускной 25 открывается и сообщает внутреннюю полость крана под диафрагмой с воздушным баллоном.
При этом сжатый воздух из баллона поступает через кран в тормозную камеру 11. В тормозной камере создается давление, под воздействием которого диафрагма 17, сжимая пружины 12, смещается вправо и через шток 13 и соединенный, с ним рычаг 16 поворачивает разжимной кулак. Разжимной кулак, поворачиваясь, раздвигает колодки, которые прижимаются к тормозному барабану, происходит торможение колеса.
Тормозной кран является одновременно редуктором, поддерживающим определенное давление воздуха в тормозных камерах при торможении. Когда давление воздуха в полости под диафрагмой станет больше необходимой для нормального торможения величины, диафрагма, сжимая пружину. 22, приподнимется и впускной клапан прикроется, поступление воздуха из баллона прекратится.
Когда педаль тормоза отпущена, диафрагма тормозного крана поднимается и прекращается воздействие коромысла 19 на клапаны.
Под действием пружин впускной клапан 25 закроется, а атмосферный 18 — откроется. Полость тормозного крана разобщится с воздушным баллоном и сообщится с атмосферой.
Находящийся в тормозной камере сжатый воздух начнет выходить через тормозной кран в атмосферу.
Давление в тормозной камере резко снижается и диафрагма, возвращаясь под действием пружин 12 в первоначальное положение, повернет разжимной кулак в обратном направлении. Тормозные колодки под действием стяжной пружины отойдут от тормозного барабана, и торможение колес прекратится.
Необходимый для работы тормозного привода сжатый воздух нагнетается в баллоны пневматической системы автомобиля компрессором.
Компрессор представляет собой двухцилиндровый поршневой насос, устанавливаемый на кронштейне, прикрепленном к головке блока цилиндров двигателя.
Поршни 12, установленные в цилиндрах компрессора, через шатуны 15 соединены с коленчатым валом 17. Коленчатый вал компрессора приводится во вращение от коленчатого вала двигателя ременной передачей.
При вращении коленчатого вала поршни поочередно перемещаются вниз, создавая в цилиндрах разрежение. Когда поршень подойдет к нижней мертвой точке, он откроет впускные окна 13 в стенке цилиндра, соединив тем самым полость цилиндра с атмосферой, через воздушный фильтр 3 атмосферный воздух заполнит цилиндр.
При движении вверх поршень перекрывает впускные окна и сжимает воздух.
Сжатый в цилиндрах воздух через нагнетательные клапаны 11 поступает по трубопроводу в воздушный баллон. Детали компрессора смазываются маслом, подаваемым из системы смазки двигателя по трубопроводу в торец коленчатого вала компрессора.
К шатунным подшипникам масло подводится по каналам, просверленным в коленчатом валу, а к поршневым пальцам — через каналы в шатунах.
Стенки цилиндров и коренные подшипники смазываются разбрызгиванием. Стекающее с деталей масло собирается в нижней части картера компрессора и по трубопроводу стекает в картер двигателя.
Головка 1 блока цилиндров компрессора охлаждается жидкостью, поступающей по трубопроводу из системы охлаждения двигателя.
Компрессор снабжен разгрузочным устройством, размещенным в головке блока его цилиндров, которое обеспечивает холостой ход компрессора при повышении давления в пневматической системе выше необходимого и регулирует количество и давление нагнетаемого в систему воздуха. В разгрузочной камере 6 помещена диафрагма 2, на которую опирается грибок 3. На стержень грибка в свою очередь опирается коромысло 4, которое своим вильчатым концом может воздействовать на два перепускных клапана, открывая их. При этом цилиндры компрессора сообщаются между собой.
Полость разгрузочной камеры под диафрагмой соединена трубопроводом с регулятором давления. Регулятор давления состоит из корпуса 9, шариковых клапанов 8 и пружины 3. Совместная работа разгрузочного устройства и регулятора давления заключается в следующем. Для обеспечения нормальной работы тормозов давление воздуха в системе пневматического привода должно поддержираться в пределах 6—7 кг/см2, что осуществляется с помощью регулятора давления и разгрузочного устройства компрессора.
Когда давление в пневматической системе станет выше 7 кг/см2, шариковые клапаны 8 регулятора давления, сжимая через шток 5 пружину 3, приподнимутся, открывая отверстие в нижнем гнезде и перекрывая отверстие в верхнем гнезде клапанов.
При этом воздух из баллона направится к компрессору, поступая в полость под диафрагмой 2 разгрузочного устройства. В разгрузочной камере 6 создается давление, под действием которого диафрагма 2 прогибается вверх и приподнимает грибок 3. Грибок своим стержнем воздействует через коромысло 4 на стержни перепускных клапанов. Клапаны открываются и сообщают между собой цилиндры. Воздух при сжатии переходит из одного цилиндра в другой. В результате давление в цилиндре оказывается недостаточным, чтобы открыть нагнетательный клапан, и воздух не подается в пневматическую систему автомобиля.
Когда давление в системе станет меньше 6 кг/см2, под действием пружины 3 регулятора давления шариковые клапаны 8 опустятся вниз, перекроют отверстие в нижнем гнезде и откроют — в верхнем. Поступление воздуха из баллона к компрессору прекратится, а находящийся в разгрузочной камере воздух через канал 12 в регуляторе давления выйдет в атмосферу.
Давление в разгрузочной камере снизится до атмосферного, и перепускные клапаны под действием пружин закроются. Компрессор начнет нагнетать воздух в баллоны.
Для предохранения от чрезмерного давления воздуха в случае неисправности регулятора давления в пневматической системе имеется предохранительный клапан. Он отрегулирован так, что при достижении давления воздуха в системе 9—10 кг/см2 шарик 6 приподнимается, сжимая пружину 4, и воздух из пневматической системы через отверстие в корпусе клапана выходит в атмосферу.
Гидравлический привод колесных тормозов состоит из главного цилиндра, цилиндров колесных тормозов и магистралей.
Главный цилиндр 4 отлит из чугуна вместе с резервуаром для тормозной жидкости и сообщается с ним через два отверстия: перепускное 7 и компенсационное 8. Через отверстия 6 в пробке 5 резервуар сообщается с атмосферой.
Поршень 21, изготовленный из алюминиевого сплава, уплотняется в главном цилиндре резиновыми манжетами 19 и 24. В передней части поршня имеются шесть отверстий 22, перекрываемых звездообразной пружинной пластинкой 20. Перемещение поршня вперед осуществляется педалью 26 ножного тормоза через шток 23. Перемещение поршня назад ограничивается упорной шайбой 3, которая удерживается в цилиндре замочным кольцом 2. В передней части цилиндра расположен и впускной клапан 17, в котором в свою очередь установлен выпускной клапан 15. Выпускной клапан удерживается в закрытом положении пружиной 16, а впускной — пружиной 18. Пружина впускного клапана одновременно удерживает поршень в исходном заднем положении.
В цилиндре, 13 колесного тормоза находятся два поршня 11, уплотняемые манжетами 12. Манжеты прижимаются к поршням разжимной пружиной. Поршни через штоки 14 воздействуют на колодки 10.
Главный цилиндр соединяется с цилиндрами колесных тормозов металлическими трубопроводами и резиновыми шлангами. Главный цилиндр, трубопроводы и цилиндры колесных тормозов заполнены специальной тормозной жидкостью. Заполнение системы тормозной жидкостью производится через горловину в главном цилиндре, закрытую пробкой 5.
Работает гидравлический привод тормозов следующим образом. При нажатии на тормозную педаль 26 поршень 21 главного цилиндра, перемещаясь вперед, перекрывает компенсационное отверстие 8. При дальнейшем перемещении поршня давление жидкости в цилиндре возрастает, выпускной клапан 15 открывается и тормозная жидкость поступает по трубопроводам в цилиндры 13 колесных тормозов. Под давлением тормозной жидкости поршни 11 раздвигаются и прижимают колодки. 10 к тормозному барабану 9. Происходит торможение колес.
Когда прекратится нажатие на педаль ножного тормоза, поршень в главном цилиндре под действием пружины 18 начнет возвращаться в исходное положение. При этом давление в системе привода упадет, пружина 25 возвратит колодки 10 в исходное положение и тормозная жидкость через впускной клапан 17 вытеснится обратно в главный цилиндр.
Для безотказной работы тормозов важно, чтобы в трубопроводах и шлангах не было воздуха, который легко сжимается, и поэтому в системе не создается достаточного давления для получения необходимого тормозного усилия.
Подсос воздуха в гидравлическую систему предупреждается тем, что при отпущенной педали в гидравлическом приводе поддерживается давление, немного превышающее атмосферное, благодаря упругости пружины 18, удерживающей впускной клапан 17 в закрытом положении.
При резком отпускании педали вследствие сопротивления, оказываемого движению тормозной жидкости в трубопроводах и клапане, жидкость не успевает сразу заполнить пространство цилиндра, освобождаемое поршнем, в полости цилиндра перед поршнем образуется разрежение. Тормозная жидкость, находящаяся за поршнем, отжимает усики звездообразной пружинной пластины 20 и через отверстия 22 заполняет полость перед поршнем. Когда поршень займет исходное положение, поступающая в главный цилиндр жидкость будет проходить в резервуар через компенсационное отверстие 8. Это отверстие называется компенсационным потому, что через него происходит компенсация объема тормозной жидкости в цилиндре при ее утечке через неплотности и изменение объема жидкости от температуры.
Для полного растормаживания колес при отпущенной тормозной педали необходимо, чтобы педаль имела небольшой свободный ход (10—15 мм), Свободный ход педали регулируется изменением длины штока, для чего он выполняется из двух частей, ввинчиваемых друг в друга и удерживаемых от произвольного отвинчивания контргайкой.
Тормоза предназначены для уменьшения скорости движения и быстрой остановки автомобиля, а также для удержания его на месте.
В каждом автомобиле имеются два действующих независимо друг от друга тормоза — ножной и ручной. Ножной тормоз предназначен для торможения автомобиля в движении и потому является основным рабочим тормозом. Ручной тормоз служит главным образом для затормаживания автомобиля на стоянке, для удержания его на подъемах и спусках, а также для торможения автомобиля в случае неисправности ножного тормоза.
Ножные тормоза на всех автомобилях устанавливаются в колесах и устроены примерно одинаково. Колесный тормоз состоит из двух колодок 3, установленных шарнирно на пальцах 6, закрепленных на неподвижном тормозном диске 8. Колодки расположены внутри тормозного барабана 7, соединенного со ступицей колеса. Тормозной диск жестко соединен с поворотным кулаком переднего моста, а у задних мостов — с фланцами их кожухов. Между свободными концами колодок помещен разжимной кулак 9. Когда тормозная педаль не нажата, колодки, стянутые между собой пружиной 4, не касаются тормозного барабана и колесо свободно вращается.
При нажатии на тормозную педаль разжимной кулак поворачивается, преодолевая усилие пружины 4, раздвигает колодки и прижимает их к тормозному барабану с большой силой. В результате трения, возникающего между фрикционными накладками 1 колодок и барабаном, вращение колеса прекращается и автомобиль останавливается.
Гидравлический привод тормозов обеспечивает большую плавность торможения автомобиля и одновременность работы тормозов всех колес. Тормоза с гидравлическим приводом применяются преимущественно на легковых и грузовых автомобилях небольшой грузоподъемности. Это объясняется тем, что с увеличением грузоподъемности автомобиля возрастает и усилие, которое водитель должен прикладывать к тормозной педали, чтобы затормозить автомобиль; управление такими тормозами значительно затрудняется.
Интенсивность торможения автомобиля, оборудованного тормозами с пневматическим приводом, зависит не от силы нажатия на тормозную педаль, а от величины ее перемещения. Тормоза с пневматическим приводом легки в управлении и устанавливаются на автомобилях большой грузоподъемности.
Широкое распространение пневматического привода тормозов на большегрузных автомобилях и тягачах объясняется еще и тем, что обеспечивается управление тормозами прицепа. Тормозная система прицепа присоединяется при помощи шланга к тормозной системе автомобиля-тягача и работает с нею как одно целое.
Пневмогидравлический привод тормозов сочетает в себе преимущества гидравлического и пневматического приводов: большую плавность торможения, легкость управления тормозом и возможность управления тормозами буксируемого прицепа.
Назначение системы электронной блокировки дифференциала EDS заключается в автоматическом предотвращении пробуксовки ведущих колес автомобиля путем их подтормаживания, при сохранении приемлемых ходовых качеств. Система работает при трогании с места, разгоне на скользком дорожном покрытии, движении по прямой и на поворотах. В настоящее время система EDS присутствует на большом количестве моделей — Audi A4, Audi S5 Sportback, Audi Q3, Hyundai Accent, Volkswagen Golf, Volkswagen Passat B3, Ford Mondeo и др.
Система EDS включается в работу при пробуксовке хотя бы одного из ведущих колёс. Для того чтобы увеличить крутящий момент на буксующем колесе, система EDS подтормаживает его. Поскольку ведущие колеса соединяются между собой с помощью симметричного дифференциала, крутящий момент второго колеса с лучшим сцеплением также повышается. EDS активируется только при скорости автомобиля не более 80 км/ч.
Основой электронной блокировки дифференциала служит антиблокировочная система тормозов (ABS), но в отличии от нее конструкция системы EDS предусматривает самостоятельное создание давления в тормозной системе. Указанная возможность реализована путем использования насоса обратной подачи и 2-ух электромагнитных клапанов на каждом ведущим колесе (переключающего и клапана высокого давления), включенных в гидравлический блок ABS.
Система электронной блокировки дифференциала управляется специальным программным обеспечением блока управления ABS. Чаще всего, электронную блокировку дифференциала включают в антипробуксовочную систему.
Как работает электронная блокировка дифференциала EDS
Система EDS выполняет работу в повторяющемся порядке, совершая три действия:
увеличивает давление;
удерживает давление;
сбрасывает давление.
Определение скольжения ведущего колёса осуществляется исходя из информации предоставляемой датчиками частоты вращения колес. Во время скольжения переключающий клапан закрывается блоком управления и открывается клапан высокого давления. Чтобы повысить давление в контуре тормозного цилиндра ведущего колеса, активизируется насос обратной подачи. Далее давление тормозной жидкости в контуре повышается и ведущее колесо тормозится.
Когда достигается необходимое для предотвращения проскальзывания колеса тормозное усилие, происходит удержание давления. Это выполняется благодаря отключению насоса обратной подачи.
Если пробуксовка прекращается, давление сбрасывается. В это время впускной и переключающий клапаны контура тормозного цилиндра ведущего колеса открыты.
Весь цикл работы системы электронной блокировка дифференциала может при необходимости повторяется. По этому же принципу работает и система ETS (Electronic Traction System) компании Mercedes.
Основное назначение систем курсовой устойчивости (систем динамической стабилизации) — сохранение устойчивости и управляемости автотранспортного средства путем своевременного выявления и устранения критических ситуаций на дороге. Начиная с 2011 года все новые легковые автомобили в США, Канаде и странах Европейского союза обязательно включают в себя систему курсовой устойчивости.
Результатом работы системы является то, что автомобиль сохраняет заданную водителем траекторию во всех режимах движения, будь то разгон, торможение, движение по прямой, поворот или свободное качение.
Системы курсовой устойчивости разных производителей носят различные названия:
ESP (Electronic Stability Programme) – устанавливаются на подавляющем большинстве машин Европы и Америки;
ESC (Electronic Stability Control) – установлены на автомобилях марки Honda, Kia, Hyundai;
DSC (Dynamic Stability Control) — на BMW, Jaguar, Rover;
DTSC (Dynamic Stability Traction Control) — на Volvo;
VSA (Vehicle Stability Assist) — на Honda, Acura;
VSC (Vehicle Stability Control) — на Toyota;
VDC (Vehicle Dynamic Control) — на Infiniti, Nissan, Subaru.
Самой распространенной системой курсовой устойчивости считается система EPS, устройство и принцип действия которой мы и рассмотрим далее.
Рис. Электронная система стабилизации управления автомобилем:
1 – электрогидравлический блок с контроллером; 2 – датчики частоты вращения колес; 3 – датчик угла поворота рулевого колеса; 4 – датчик линейных и угловых ускорений; 5 – электронный блок управления двигателем
Устройство системы курсовой устойчивости
Система курсовой устойчивости представляет собой систему активной безопасности высокого уровня и в нее входят:
тормозная антиблокировочная система (ABS)
система распределения тормозных усилий (EBD)
электронная блокировка дифференциала (EDS)
антипробуксовочная система (ASR)
Также система включает в себя датчики, блок управления и гидравлический блок (который является исполнительным устройством).
Схема системы курсовой устойчивости ESP
Параметры автомобиля поступают на датчики системы и трансформируются ими в электрические сигналы. Далее, на основании информации зафиксированной датчиками, система динамической стабилизации дает оценку действиям водителя и параметрам движения автомобиля.
Для оценки сложившейся ситуации на дороге, система использует информацию следующих датчиков:
угла поворота рулевого колеса
давления в тормозной системе
частоты вращения колес
продольного и поперечного ускорения
угловой скорости автомобиля
и др.
Поступившая информация анализируется блоком управления системы ESP, который в последующем подает команды подконтрольным системе активной безопасности исполнительным устройствам:
впускным и выпускные клапанам системы ABS;
переключающим и клапанам высокого давления системы ASR;
контрольным лампам систем ESP и ABS, тормозной системы.
Также блок управления ESP находится во взаимодействии с системой управления двигателем и автоматической коробки передач и при необходимости корректирует их работу.
Принцип работы системы курсовой устойчивости
В результате сопоставления действий водителя и параметров движения транспортного средства, система определяет наступление аварийной ситуации. При отличии фактических параметров движения от нормативных, система ESP считает ситуацию вышедшей из-под контроля и вносит свои коррективы в работу автомобиля.
Система курсовой устойчивости может стабилизировать движение автомобиля следующими способами:
подтормаживанием одного или нескольких колес;
изменением крутящего момента двигателя;
изменением угла поворота передних колес (если в автомобиле имеется система активного рулевого
управления);
изменением степени демпфирования амортизаторов (если установлена адаптивная подвеска)
В случае недостаточной поворачиваемости, система ESP препятствует уводу автомобиля наружу за пределы траектории поворота путем подтормаживания заднего внутреннего колеса и изменения крутящего момента двигателя.
В случае избыточной поворачиваемости, система предотвращает занос автомобиля в повороте путем подтормаживания переднего наружного колеса и изменения крутящего момента двигателя.
Для подтормаживания колес в работу включаются соответствующие системы активной безопасности.
Изменение крутящего момента двигателя система ESP осуществляет одним из следующих способов:
путем изменения положения дроссельной заслонки;
пропуском впрыска топлива;
пропуском импульсов зажигания;
изменением угла опережения зажигания;
отменой переключения передачи в АКПП;
перераспределением крутящего момента между осями (если используется полный привод).
Такая система, которая объединяет в себе систему курсовой устойчивости, рулевое управление и подвеску называется интегрированной системой управления динамикой автомобиля.
Дополнительные функции системы курсовой устойчивости
С помощью системы курсовой устойчивости могут быть реализованы такие дополнительные функции как:
гидравлическое усиление тормозов
предотвращение опрокидывания
предотвращение столкновения
стабилизация автопоезда
повышение эффективности тормозов при нагреве
удаление влаги с тормозных дисков
и др.
Как правило указанные системы не имеют собственных конструктивных элементов и в работу ESP включаются программно.
ROP (Roll Over Prevention) — система предотвращения опрокидывания, которая выполняет свою функцию путем подтормаживания передних колес и снижения крутящего момента двигателя. Дополнительное давление в тормозной системе создает активный усилитель тормозов.
Система предотвращения столкновения (Braking Guard). Для ее работы обязательным является наличие в автомобиле адаптивного круиз-контроля. Предотвращение столкновения достигается визуальными и звуковыми сигналами, а в критических ситуациях — повышением давления в тормозной системе с помощью автоматического включения насоса обратной подачи.
Систему стабилизации автопоезда можно реализовать в автомобиле, оборудованном тягово-сцепным устройством. Рыскание прицепа прекращается путем торможения колес или снижения крутящего момента.
FBS (Fading Brake Support или Over Boost). Задачей системы повышения эффективности тормозов при нагреве является противодействие недостаточному сцеплению тормозных колодок с нагретыми тормозными дисками, что достигается дополнительным увеличением давления в тормозном приводе.
Система удаления влаги с тормозных дисков активируется при 50 и более км/ч, и включенных стеклоочистителях. Испарение влаги достигается кратковременным повышением давления в контуре передних колес, благодаря чему тормозные колодки соприкасаются с дисками.
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:
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);
стояночная; должна удерживать неподвижный автомобиль на уклоне (для новых автомобилей — 12…25% в зависимости от типа автомобиля);
запасная или резервная; должна обеспечивать торможение автомобиля при выходе из строя рабочей тормозной системы, обладая не менее 40 % эффективности по сравнению с последней;
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),
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.
Характер дефектов, возникающих в тормозном приводе, зависит от типа привода.
Дефектами гидравлического привода являются:
неправильный свободный ход тормозной педали;
отсутствие жидкости в резервуаре главного тормозного цилиндра или попадание в систему воздуха (педаль пружинит и имеет неровный ход);
разбухание манжеты поршня главного тормозного цилиндра, загрязнение компенсационного отверстия цилиндра или чрезмерный уровень жидкости в нем (притормаживание при отпущенной педали);
заедание клапанов в главном тормозном цилиндре;
заедание поршней и разрушение резиновых манжет колесных цилиндров.
Свободный ход тормозной педали должен составлять 8—14 мм. Для его регулировки нужно отпустить контргайку 2 штока и, поворачивая шток 4 ключом за шестигранную головку 3 в ту или другую сторону, установить нормальный свободный ход педали. После регулировки следует затянуть контргайку.
Уровень жидкости в резервуаре главного тормозного цилиндра должен быть на 15—20 мм ниже плоскости наливного отверстия. Разбухшие и разрушенные резиновые манжеты заменяют новыми, а клапаны и поршень тщательно промывают в спирте и насухо протирают.
Рис. Удаление воздуха из тормозного привода: 1 — клапан выпуска воздуха; 2 — пробка клапана; 3 — отверстие для присоединения шланга привода.
Для удаления воздуха, попавшего в систему, ее прокачивают.
При прокачивании тормозной системы необходимо:
отвернуть пробку резервуара главного тормозного цилиндра и заполнить его тормозной жидкостью до нормального уровня;
на всех колесных цилиндрах вывернуть пробки клапанов выпуска воздуха;
вместо пробки правого заднего колеса ввернуть штуцер с резиновым шлангом длиной 350—400 мм и опустить свободный конец шланга в стеклянный сосуд с тормозной жидкостью;
отвернуть клапан выпуска воздуха на 1/2 — 3/4 оборота, быстро нажимать на тормозную педаль и медленно ее отпускать; прокачку продолжать до тех пор, пока не прекратится выход пузырьков воздуха из шланга;
задержать педаль в нажатом положении, плотно завернуть клапан выпуска воздуха, отвернуть штуцер шланга и завернуть пробку;
прокачать также переднее правое колесо, затем переднее левое и заднее левое; при прокачке проверять уровень тормозной жидкости и добавлять ее в резервуар главного тормозного цилиндра.
В пневматическом тормозном приводе встречаются следующие дефекты:
неисправность компрессора;
неправильный свободный ход тормозной педали;
прорыв диафрагмы, износ или заедание клапанов тормозного крана;
пропуск воздуха в соединениях;
загрязнение фильтра и скопление конденсата в отстойнике фильтра и баллоне;
неплотность в соединении частей тормозных камер и прорыв диафрагм.
Ремонт деталей шатунно-кривошипного механизма компрессора соответствует ремонту аналогичных деталей двигателя.
При регулировке свободного хода тормозной педали производят следующие операции:
Отъединяют тягу тормозной педали от рычага тормозного крана и ослабляют контргайку регулировочной вилки.
Регулируют при помощи вилки длину тяги так, чтобы при отпущенной педали рычаг тормозного крана был прижат к крышке тормозного крана. В этом положении между верхним (коротким) плечом рычага и плунжером должен быть зазор, соответствующий свободному ходу нижнего (длинного) плеча рычага 1,5—2,5 мм. Этот зазор обеспечивает полное оттормаживание колес.
Замасливание накладок устраняют вываркой колодок в содовом растворе или промывкой в бензине. После промывки накладки просушивают и зачищают рашпилем. Одновременно изношенные сальники ступицы заменяют новыми.
Рис. Струбцинка для укрепления накладки на тормозной колодке.
Для замены изношенной накладки, укрепленной на заклепках, производят следующие операции:
Удаляют старые заклепки, высверливая их на станке со стороны колодки или выдавливая под прессом, и снимают накладку (срубать заклепки зубилом не рекомендуется во избежание нарушения формы колодки и отверстий от ударов молотком).
Очищают колодку от загрязнений и ржавчины, проверяют ее форму по шаблону и при необходимости исправляют ударами молотка или под прессом в холодном состоянии.
Проверяют состояние отверстий путем установки в них заклепок, которые должны входить в отверстия плотно. При наличии эллипсности отверстий их развертывают под больший диаметр заклепок или заваривают и затем просверливают новые.
Заваривают изношенные концы колодок и обрабатывают напильником по шаблону
Накладывают на подготовленную таким образом колодку кусок ленты феродо или пластмассы определенной длины и прижимают к колодке специальной струбцинкой из стальной ленты.
Просверливают в накладке со стороны колодки отверстия под заклепки, а со стороны накладки отверстия раззенковывают на глубину 3—4 мм.
Вставляют заклепки (алюминиевые, латунные или медные) и на оправке, зажатой в тисках, расклепывают заклепки со стороны колодки. Головка заклепки в накладке должна утопать не менее чем на 0,5 мм.
Стачивают концы накладки на конус и зачищают поверхность накладки наждачным камнем или рашпилем.
Рис. Станок для приклепки накладок к тормозным колодкам: 1 — педалъ для привода бойка; 2 — губки для натяжения накладки; 3 — маховичок натяжного приспособления; 4 — упор; 5 — боек; 6 — шлифовальный камень для зачистки накладок; 7 — электродвигатель для привода шлифовального камня.
Накладку можно также подготовить и приклепать на специальном станке. На этом станке, кроме того, высверливают и раззенковывают отверстия в накладке, расклепывают заклепки и зачищают накладки после приклепки.
Заклепки расклепывают бойком, который получает движение от педали через систему рычагов. При этом колодку устанавливают заклепкой на упор.
После замены накладок колодки монтируют на защитном диске и подгоняют к тормозному барабану специальным приспособлением или вручную.
При ручной подгонке на внутреннюю поверхность тормозного барабана наносят тонкий слой краски, барабан надевают на колодки и повертывают его. После этого окрашенные — места прилегания снимают рашпилем до полного прилегания колодок к барабану.
Ремонт тормозного барабана
При работе внутренняя поверхность тормозного барабана изнашивается и на ней появляются задиры и риски. Изношенную поверхность ремонтируют растачиванием тормозного барабана на токарном станке. При небольшом износе внутренней поверхности ее можно металлизировать цинковой проволокой. При большом износе или после растачивания в тормозной барабан запрессовывают чугунное или стальное кольцо, которое с торцов приваривают или закрепляют стопорными винтами с потайной головкой.
Сборка и регулировка тормозов с гидравлическим приводом автомобиля ГАЗ-51
Для сборки тормозного механизма автомобиля ГАЗ-51 необходимо выполнить следующие операции:
вставить в защитный тормозной диск два регулировочных эксцентрика, надеть на них с наружной стороны пружины и завернуть гайки;
собрать колесный тормозной цилиндр, установив в него пружину, две манжеты, два поршня, надеть уплотняющие чехлы и установить упорные штифты колодок;
привернуть колесный тормозной цилиндр в сборе к защитному диску;
установить колодки, закрепить их скобами и вставить опорные пальцы с эксцентриковыми втулками и стяжной пластиной; с обратной стороны на пальцы навернуть контргайки с пружинными шайбами;
надеть стяжную пружину 6 колодок;
прикрепить защитный тормозной диск 7 к фланцу поворотной цапфы (переднее колесо) или к фланцу кожуха полуоси (заднее колесо) и установить тормозной барабан;
завернуть в колесный цилиндр со стороны защитного диска клапан выпуска воздуха с пробкой и присоединить штуцер шланга гидравлического привода.
Для сборки главного тормозного цилиндра необходимо:
установить в цилиндр последовательно выпускной 13 и обратный 14 клапаны в сборе с пружиной 15 выпускного клапана, пружину 16 обратного клапана с опорной шайбой, переднюю резиновую манжету 18 и поршень 21 со звездообразной пластиной 19 и, резиновым уплотнительным кольцом 22 у опорную шайбу 23 поршня и стопорное пружинное кольцо 24;
вставить проволоку диаметром 5—6 мм в компенсационное отверстие 12 и убедиться, что оно свободно и не перекрывается передней манжетой;
установить прокладку 4 и привернуть крышку 10 резервуара;
укрепить на шайбе цилиндра защитный резиновый кожух 1 стяжным кольцом, вставить шток 2 и закрепить на нем второй конец защитного кожуха;
прикрепить цилиндр к раме, соединить шток цилиндра с тормозной педалью и привернуть штуцеры гидравлического привода;
заполнить систему тормозной жидкостью; для этого залить в резервуар цилиндра жидкость и прокачать последовательно все тормоза колес, как это было указано выше, с целью удаления воздуха из системы.
При эксплуатационной регулировке тормозов необходимо:
поднять домкратом переднее колесо и, вращая его вперед, повертывать передний эксцентрик (также вперед) до начала торможения, а затем эксцентрик повернуть в обратную сторону до свободного вращения колеса;
отрегулировать заднюю колодку поворотом второго эксцентрика назад, вращая при этом колесо также назад;
отрегулировать в такой же последовательности колодкой остальных колес;
опробовать действие тормозов на ходу (полное торможение должно наступать при нажатии на педаль на 1/2 ее хода).
Если были заменены накладки тормозных колодок или отремонтирован тормозной барабан, то производят полную регулировку тормозов, причем выполняют следующие операции:
Регулируют колодки эксцентриками, как это было указано выше;
Ослабляют контргайки опорных пальцев нижних концов колодок, нажимают на тормозную педаль с силой 12—15 кг и ключами повертывают опорные пальцы 8 навстречу один другому, прижимая до отказа колодки к барабану. В этом положении завинчивают контргайки опорных пальцев, отпускают педаль и проверяют легкость вращения колеса. Если тормозной барабан притормаживается, то опорные пальцы немного повертывают в обратные стороны и закрепляют их контргайками.
Производят окончательную регулировку колодок эксцентриками и проверяют действие тормозов.
Действие тормозов можно проверить на специальной установке ГАРО, состоящей из двух или четырех (для одновременной проверки четырех колес) станков. Каждый станок имеет два рифленых вала с зубчатыми колесами, соединенными пепью, и динамометр. Валы приводятся во вращение от электродвигателя через червячную передачу и систему шестерен.
При проверке автомобиль устанавливают колесами на станок так, чтобы колеса стояли между рифлеными валами. После установки автомобиль закрепляют цепью, чтобы предупредить его смещение, и включают электродвигатели всех станков, а колеса затормаживают. При этом динамометры показывают усилия в килограммах, развиваемые электродвигателями.
Сравнивая показания динамометров с данными завода, производят регулировку соответствующих колес для получения нормальных тормозных усилий.
Сборка и регулировка тормозов с пневматическим приводом
При сборке тормозного механизма выполняют следующие операции:
Устанавливают в защитный диск вал с разжимным кулаком.
Устанавливают тормозные колодки, вставляют два опорных пальца колодок с эксцентричными шейками. На головки пальцев надевают пластину и вставляют замочные скобы. С обратной стороны на пальцы надевают пружинные шайбы и завертывают гайки. При этом опорные пальцы устанавливают так, чтобы метки на их торцах были направлены одна к другой.
Надевают стяжную пружину колодок.
Устанавливают тормозной барабан.
Вставляют червячную шестерню в тормозной рычаг, ввертывают червяк и закрепляют его футоркой. Вставляют стопор червяка, его пружину и завертывают пробку. Привертывают на три болта крышки тормозного рычага, устанавливают его на шлицы вала разжимного кулака, ставят опорную шайбу и устанавливают в отверстие вала шплинт.
Собирают тормозную камеру. Для этого в корпус тормозной камеры устанавливают шток с двумя пружинами и опорной шайбой, диафрагму и привертывают к корпусу крышки. На конце штока завинчивают гайку и вилку. После сборки испытывают камеру на герметичность под давлением 8—9 ат, причем места соединения покрывают мыльной водой. Неплотность сказывается в появлении мыльных пузырей.
Устанавливают камеру на место и соединяют ее вилку с тормозным рычагом при помощи пальца и шплинта. У передних тормозов вилки штоков соединяют с нижними отверстиями рычагов, а у задних с верхними.
Укрепляют на раме кран управления в сборе и соединяют его рычаг с тягой педали тормоза.
Присоединяют шланги к тормозным камерам, к крану управления и к баллону.
Регулировка тормозов автомобиля ЗИС-150
Для эксплуатационной регулировки тормозов автомобиля ЗИС-150 нужно:
поднять колесо или ось автомобиля;
вращать червяк (квадрат) тормозного рычага вправо до легкого притормаживания колеса, затем, повертывая червяк обратно, установить зазор между накладкой колодки и тормозным барабаном 0,25—0,4 мм, зазор следует измерять щупом через окно в тормозном барабане в средней части накладки;
опробовать после регулировки всех колес действие тормозов на ходу или на испытательном станке.
После переклепки накладок, замены колодок или ремонта тормозного барабана производят полную регулировку тормозов эксцентричными опорными пальцами в такой последовательности:
регулируют колодки червяком тормозного рычага в порядке, указанном выше;
освобождают гайки опорных пальцев и поворотом их один к другому прижимают колодки до отказа к барабану и закрепляют гайки пальцев в этом положении;
червяком устанавливают нормальный зазор между накладками и барабаном и проверяют легкость вращения колеса.
Надежная работа тормозной системы — одно из главных условий безопасности автомобиля. Главная нагрузка приходится на передние тормозные колодки (до 70%), поэтому их приходится менять чаще всего. Ассортимент этих запасных частей очень большой и выбрать среди них оптимальный вариант человеку неискушенному сложно.
Материалы
Основной элемент тормозных колодок — это фрикционная пластина, закрепленная к несущей металлической основе. Качественный состав фрикционного материала у каждого производителя свой и может содержать более десятка компонентов. Основная сложность в подборе материалов заключается в выборе оптимального соотношения свойств каждой составной части. Но есть все-таки различия по основным компонентам, которые отвечают за свойства тормозов.
Полуметаллические колодки. Отличаются высоким содержанием металлических добавок (30÷65%). Популярность объясняется их долговечностью, высокими рабочими температурами и относительно невысокой стоимостью (средина ценовой шкалы). Недостатки — неэффективная работа при низких температурах, шумность и более быстрый износ тормозных дисков.
Органические. Самая низкая цена, маленькая шумность и «мягкость» торможения. Но именно состав и его свойства накладывают ограничения по сфере применения. Они быстро изнашиваются и лучше всего подходят для небольших автомобилей при нормальной эксплуатации в городских условиях.
Низкометаллические. Компромиссный вариант первых двух типов — органические компоненты смешаны с металлическим порошком (до 30% меди или железа). Они более шумные, чем органические, но дольше служат.
Керамические. Считаются самыми эффективными. Для улучшения теплопроводности добавлено небольшое количество медных «волокон». Основное ограничение — высокая стоимость.
Категории
Это классификация носит условный характер и означает качественное разделение.
Оригинальное оборудование или Original Equipment (OE). Идут в основном на оснащение новых автомобилей на заводах изготовителях. Только до 10% попадает в дилерскую сеть обслуживающих центров.
Автозапчасти или Aftermarket. Это могут быть те же бренды, что и в первой категории, но только для реализации в розничной сети и комплектации при постгарантийном обслуживании.
Могут классифицироваться как оригинальные, но иметь не такие жесткие нормы, как для нового (гарантийного) автомобиля. На качестве это сильно не отражается, в отличие от цены (снижение до 70% от стоимости OE).
Запчасти для развивающихся стран. Основное достоинство — цена (ниже 30% от стоимости OE). Это распространенная практика для многих групп товаров, учитывающая реальную покупательную способность в регионе. Естественно, у них самый низкий ресурс.
Какие бренды лучше и где поменять колодки
От того, какая категория тормозных колодок была установлена при их очередной смене, зависит и отзыв реального клиента. Не говоря о манере езды и типе фрикционного материала.
Достаточно зайти на специализированный форум, чтобы увидеть, как стабильно хорошие в Европе Lukas/TRW или ATE имеют иногда больше отрицательных отзывов, чем положительных. Даже престижный PAGID может заслужить чье-то неудовольствие.
Поэтому обычно выбирают для себя определенную торговую марку и сервис, в котором их покупают и устанавливают (лучше это делать на постоянной основе).
Тем, кто еще не определился (или разочаровался в «своем» СТО), можно посоветовать сервис на Кольской (дом 7, строение 2) — большой выбор и профессиональная установка. Там же и дадут рекомендации по выбору марки колодок для конкретного типа автомобиля и подберут оптимальный вариант для манеры езды. Подробнее на сайте — http://tormoznye-kolodki.ru/
В гидравлическом приводе тормозов применена педаль 9 подвесной конструкции, которая вращается на оси на полиамидных втулках, не требующих смазки в процессе эксплуатации.
При нажатии на педаль тормоза выключатель 11 включает лампы сигнала торможения («стоп») и контрольную лампу на щитке приборов.
В процессе эксплуатации автомобиля с исправной тормозной системой наблюдается двойное загорание контрольной лампы на одно торможение (при нажатии и отпускании педали тормоза).
Если в одном из контуров тормозной системы нет давления, то при нажатии на педаль тормоза контрольная лампа будет продолжать гореть.
Положение выключателя сигнала торможения должно быть таким, чтобы пластмассовый наконечник, навернутый на выключатель до упора, слегка подпирал педаль тормоза, это достигается вворачиванием или выворачиванием выключателя при отпущенной контргайке.
Внимание! Не выключайте зажигание при движении автомобиля, так как при остановке двигателя отключается гидровакуумный усилитель тормозов и необходимое для торможения автомобиля усилие на педаль тормоза возрастает.
Полный ход педали тормоза при неизношенных колодках и барабанах составляет около 168 мм. При эксплуатации по мере износа колодок и барабана увеличивается ход педали тормоза.
Для быстрого восстановления хода педали тормоза следует на ровном сухом шоссе произвести 5—6 резких торможений, двигаясь со скоростью 30 км/ч вперед, а также произвести несколько резких торможений, двигаясь задним ходом.
Заполнение тормозной системы рабочей жидкостью и удаление воздуха из нее
Систему гидравлического привода заполняют только тормозной жидкостью «Томь» или «Нева».
При замене жидкости гидроприводы должны быть полностью освобождены от ранее заправленной и тщательно промыты свежей жидкостью.
Запрещается смешивать жидкости разных марок.
Прокачку тормозной системы необходимо производить отдельно для передних и задних колес в таком порядке:
Заполнить бачок главного тормозного цилиндра передних тормозов (левый по ходу движения) тормозной жидкостью до уровня 10—15 мм ниже его верхней кромки.
Очистить от пыли и грязи клапаны для выпуска воздуха. Снять резиновые колпачки с клапанов выпуска воздуха передних колес.
Надеть шланг на головку клапана выпуска воздуха переднего правого тормозного цилиндра. Свободный конец шланга опустить в стеклянный сосуд с тормозной жидкостью.
Нажать резко 4—5 раз на тормозную педаль (с интервалом между нажатиями 1—2 с), после чего при нажатой педали отвернуть на 1/2—3/4 оборота клапан выпуска воздуха. После выхода через шланг избыточного количества жидкости с пузырьками воздуха завернуть клапан. Указанные операции производить до тех пор, пока не прекратится выделение пузырьков воздуха. Во время прокачки после каждых 12—15 нажатий на педаль доливать в бачок свежую жидкость, не допуская значительного понижения уровня жидкости в бачке во избежание попадания в систему воздуха.
Плотно завернуть клапан выпуска воздуха, снять шланг с головки клапана и надеть резиновый колпачок. Завертывать клапан нужно при нажатой педали и опущенном в сосуд с жидкостью шланге.
Повторить тот же процесс на левом переднем колесе.
После прокачки передних тормозов следует долить жидкость в бачок главного цилиндра до необходимого уровня.
Повторить прокачку переднего контура при работающем двигателе, так как только при этом условии можно добиться полного удаления воздуха из контура.
Отсоединить вилку главного тормозного цилиндра передних тормозов от рычага педали и отвести в сторону.
Повторить указанные операции (1—7) соответственно для задней ветви тормозной системы, начиная с правого колеса.
Подсоединить толкатель поршня главного тормозного цилиндра передних тормозов к рычагу педали.
При отсутствии воздуха в системе и правильной регулировке тормозов тормозная педаль не должна опускаться при нажатии более чем на 2/3 возможного ее хода, после чего нога должна ощущать «жесткую» педаль.
Тормозная жидкость, выпущенная в сосуд, может быть вновь использована для заправки лишь после того, как она отстоится (не менее суток) до полного удаления содержащегося в ней воздуха и будет профильтрована.
Регулировка ручного привода тормоза
Необходимость регулировки ручного тормоза в эксплуатации вызывается двумя причинами:
Регулировку натяжения следует производить таким образом, чтобы при подъеме рычага на 15—20 мм торможение не происходило. Для этого необходимо регулировку натяжения троса производить так: отвернуть четыре болта 6, крепящие кронштейн, и передвинуть кронштейн в овальных отверстиях вперед, затянуть болты и проверить правильность регулировки. Если длина отверстий кронштейна полностью использована, дальнейшую регулировку проводить следующим образом: при отвернутых болтах 6 использовать для регулировки два отверстия в ролике-уравнителе 2 и два отверстия в щеке рычага о (нужную комбинацию). Если произведенная регулировка оказывается неэффективной, необходимо отрегулировать положение разжимных рычагов на задних тормозных колодках. Перед регулировкой положения разжимного рычага следует полностью ослабить натяжение троса. Снять тормозной барабан, отпустить гайку 17 на два-три оборота. Отжав пружину 6, охватывающую трос, вращать регулировочный эксцентриковым винт 12 по часовой стрелке и передвинуть верхний конец рычага 14 к ободу колодки 3. При этом зазор между наконечником троса и ободом колодки должен быть 4—6 мм. Далее, удерживая винт 12 отверткой от проворачивания, плотно затянуть гайку 17.
Когда положение регулировочного винта будет зафиксировано, установить и закрепить тормозной барабан и колесо.
Таким же образом следует отрегулировать положение разжимного рычага на другом заднем тормозе. После этого произвести регулировку натяжения троса передвижением кронштейна рычага ручного привода.
По мере износа тормозных накладок регулировка зазора между наконечником троса и ободом колодки с помощью эксцентрикового регулировочного винта может оказаться недостаточной. На этот случай в конструкции тормоза предусмотрена возможность смещения рычага в сторону обода колодки путем использования другой пары прорезей в распорной планке.
Для реализации запаса регулировки по распорной планке следует полностью ослабить натяжение троса, снять колесо и тормозной барабан, отсоединить стяжные пружины от колодок, вынуть распорную планку и, развернув ее на 180е, поставить на место, установить стяжные пружины, переставив длинный конец стяжной пружины в дополнительное отверстие Б диаметром 5 мм. Затем отрегулировать с помощью эксцентрикового винта положение рычага по отношению к колодке и поставить на место тормозной барабан.
После того, как перечисленные работы с тормозными механизмами левого и правого задних колес будут выполнены, отрегулировать натяжение троса. Для предупреждения неправильной установки распорных планок при выполнении сборочных работ на планках предусмотрена специальная маркировка: на планке тормозного механизма левого колеса — две вертикальные риски на боковой поверхности, обращенной в сторону тормозного барабана, на планке тормозного механизма правого колеса — три риски.
При эксплуатационной регулировке ручного тормоза соответствующие планки переставляют на 180°, т. е. маркировочными рисками в сторону щита тормозного механизма.
Техническое обслуживание тормозов
Необходимо систематически проверять уровень жидкости в главных цилиндрах тормозов и в случае необходимости доливать ее до нормы. Уровень должен быть расположен на 10—15 мм ниже верхней кромки бачка. Постоянно следить за герметичностью соединений трубопроводов гидравлического привода тормозов. Следует систематически проверять состояние трубопроводов, а также надежность закрепления трубок на раме. При осмотре необходимо убедиться в отсутствии повреждений трубок и гибких шлангов.
Для проверки работоспособности гидровакуумного усилителя тормозов: нажать 5—6 раз на педаль тормоза при неработающем двигателе; остановить педаль тормоза, нажатой до середины ее хода, и запустить двигатель. При исправном усилителе педаль тормоза после пуска двигателя должна «уйти вперед». В противном случае проверить герметичность подсоединения шланга к впускному коллектору двигателя и к усилителю. Если после герметизации соединений шланга неисправность не устранится, обратиться на станцию технического обслуживания автомобилей.
Трубки и шланги с повреждениями должны быть заменены новыми. Необходимо периодически снимать тормозные барабаны и очищать детали тормозов от пыли и грязи.
Для предотвращения попадания смазки из картера колесного редуктора на тормозные колодки необходимо периодически очищать дренажное отверстие В от грязи.
Обратить внимание на степень износа фрикционных накладок, а также состояние тормозного барабана. Тормозные накладки, замаслившиеся в процессе работы, необходимо заменить новыми. Если нет новых накладок, можно использовать старые. Для этого следует опустить их на 20—30 мин в бензин (неэтилированный). Затем тщательно очистить рабочие поверхности накладок металлической щеткой. Колодки необходимо заменить и в том случае, если толщина фрикционных накладок уменьшилась до 1,5 мм.
В процессе эксплуатации автомобиля накладки колодок передних тормозов изнашиваются значительно быстрее задних. В связи с этим при износе фрикционных накладок, близком к допустимому, необходимо поменять местами комплекты тормозных колодок передних и задних колесных тормозных механизмов по диагонали: правого переднего с левым задним и левого переднего с правым задним.
Для безотказной работы тормозов необходимо регулярно промывать систему и заливать в нее свежую жидкость. Следует иметь в виду, что для тщательной промывки системы необходимо производить полную разборку главных и колесных цилиндров, а трубопроводы продуть. При прокачке без разборки цилиндров полностью удалить загрязненную тормозную жидкость из системы невозможно. При разборках цилиндров необходимо соблюдать чистоту. Резиновые и металлические детали цилиндров можно промывать только в спирте или тормозной жидкости. Ни в коем случае для этих целей нельзя применять керосин или бензин, так как это вызывает набухание резиновых деталей и выход тормозов из строя.
В процессе эксплуатации автомобиля может возникнуть необходимость замены манжет гидровакуумного усилителя. В связи с тем, что это очень ответственный процесс, требующий чрезвычайной чистоты, аккуратности и достаточного навыка, производить замену манжет необходимо только в специальных мастерских по обслуживанию и ремонту автомобилей.
При эксплуатации необходимо постоянно следить за исправным действием тормозов, своевременно проводить их регулировку, и устранять возникающие неисправности.
Противоположностью антиблокировочной системы является противобуксовочная система (ASR), которая при разгоне препятствует прокручиванию приводных колес, предотвращая потерю автомобилем устойчивости.
Противобуксовочная система также для своей работы использует датчики скорости вращения колес. По причине многих общих функций и механизмов противобуксовочная система и антиблокировочная система создают единый блок и поэтому размещены в одном блоке управления.
Гидроагрегат, знакомый по системе ABS, с незначительными модификациями также используется для обеих систем, если противобуксовочная система представляет собой систему с тормозным управляющим воздействием.
Для предотвращения пробуксовки приводных колес, главным образом, существуют три возможности управляющего воздействия блока управления ASR, которые представлены ниже по степени скорости необходимой реакции:
а) тормозное управляющее воздействие, то есть сильно буксующее приводное колесо или колеса притормаживаются увеличением тормозного усилия одного или нескольких соответствующих колесных тормозных цилиндров;
б) уменьшение времени зажигания и впрыска, то есть блок управления Motronic сначала переставляет момент зажигания на позже. Если создаваемого уменьшения крутящего момента недостаточно, то время зажигания кратковременно уменьшается и с целью защиты катализатора одновременно прекращается впрыск;
в) управляющее воздействие на дроссельную заслонку, то есть дроссельная заслонка вопреки желанию водителя прикрывается серводвигателем. Это может реализовываться как в рамках электронной системы управления подачей топлива (EMS) так и собственным серводвигателем или второй дроссельной заслонкой, расположенной перед основной дроссельной заслонкой.
В зависимости от производителя и систем существуют модификации, предлагающие все три возможности ASR, используемые при необходимости индивидуально в соответствии с запрограммированными порогами регулирования или в комбинации друг с другом. Также существуют и системы без тормозного управляющего воздействия и без воздействия на системы зажигания и впрыскивания.
Часто в сочетании с ASR устанавливается также система контроля за торможением двигателя (MSR). Если при сбрасывании газа или переключении на низшую передачу на скользком покрытии на основании тормозного момента двигателя колеса сильно притормаживаются, происходит слишком сильная пробуксовка колес при торможении. Для сохранения устойчивости автомобиля системой MSR слегка увеличивается подача газа (повышение крутящего момента).
Рисунок. ASR с управляющим воздействием дроссельной заслонки и тормоза
Датчик угловой скорости вращения
Гидроагрегат системы ABS
Гидроагрегат системы ASR
Блок управления ABS/ASR
Блок управления EMS
Дроссельная заслонка
Рисунок. ASR с управляющим воздействием дроссельной заслонки и зажигания/впрыск (Motronic)
Датчик угловой скорости вращения
Гидроагрегат системы ABS
Блок управления ABS/ASR
Блок управления EMS
Блок управления Motronic
Дроссельная заслонка
Это может выполняться регулятором холостого xoда или серводвигателем при осуществлении контроля за торможением двигателя. Одновременно для повышения крутящего момента система Motronic переставляет угол опережения зажигания на более раннее.
Противобуксовочная система с 3/3-ходовыми электромагнитными клапанами
Для управляющего воздействия на тормозные механизмы гидроагрегат Bosch был дополнен переключающим клапанов (USV), заправочным клапаном (LV) и редукционным клапаном (DBV). Переключающий клапана — 3/2-ходовой электромагнитный клапан, редукционный клапан — механический пружинный клапан, заправочный клапан имеет гидравлический привод давлением тормозной системы.
Рисунок. Увеличение тормозного усилия
DBV Редукционный клапан
LV Заправочный клапан
USV Переключающий клапан
MV3 Электромагнитный клапан для тормозного цилиндра заднего левого колеса
MV4 Электромагнитный клапан для тормозного цилиндра заднего правого колеса
Р2, Р4, Р5 Механические предохранительные клапаны
S Накопитель тормозного усилия (давления)
Дополнительно была проложена магистраль от бачка тормозной жидкости к впускному патрубку возвратного насоса для подачи тормозной жидкости.
Если блок управления на основании сигнала датчика угловой скорости вращения колеса определяет изменение скорости вращения, которое велико настолько, что необходимо тормозное управляющее воздействие, включаются переключающий клапан, электромагнитный клапан для колесного тормозного цилиндра непритормаживаемого колеса и насос обратной подачи.
Переключающий клапан подключает обратную магистраль к галвному тормозному цилиндру (редукционный клапан открывается только при давлении прибл. 70 бар). Насос обратной подачи через магистраль с открытым заправочным клапаном подает из бачка тормозную жидкость и на колесном тормозном цилиндре при помощи открытого в обесточенном состоянии электромагнитного клапана создает тормозное усилие. Поэтому включается и закрывается электромагнитный клапан нерегулируемого колеса, то есть на этом колесе тормозное усилие не увеличивается.
Если тормозного усилия в колесном тормозном цилиндре достаточно для подтормаживания регулируемого колеса, то и этот электромагнитный клапан включается путем подачи половины максимального тока, закрывается и поддерживает тормозное усилие. Для уменьшения тормозного усилия электромагнитный клапан нагружается максимальным током и открывает обратную магистраль.
Регулирование (как и в ABS-регулировании) выполняется для каждого ведущего колеса индивидуально и до тех пор, пока ни на одном колесе не будет фиксироваться пробуксовка или не будет использован тормоз.
Как только блок управления через переключатель стоп-сигналов зафиксирует нажатие тормоза, все электромагнитные клапаны обесточиваются, в результате чего снова доступен обычный режим работы тормозной системы. Тормозное управляющее усилие применяется до скорости движения макс. 80 км/ч.
Зторым инструментом системы ASR является воздействие системы Motronic на зажигание. В зависимости от частоты вращения двигателя по сигнальным проводам, до трех проводов, блоку управления Motronic задается степень вмешательства блока управления ASR. Дополнительно блок управления Motronic информируется о прикрытии дроссельной заслонки. В современных системах это протсходит в рамках обмена данными через шинные системы.
Рисунок. Связь между блоками управления
По проводам передаются или не передаются сигналы (продолжительность которых составляет менее двух секунд инициируя выполнение блоком управления Motronic соответствующих действий и подавление собственных программных функций (например, прекращение подачи топлива в режиме принудительного холостого хода или регулирование холостого хода во время ASR-регулирования).
Для поиска неисправности на СТО проверяют целость проводов. Имитация регулирования и одновременное измерение практически невозможно и на практике не требуется.
Управляющее воздействие на дроссельную заслонку — третья возможность системы ASR. При нем время реакции наиболее длительное, а реакция самая медленная. Однако при незначительных отличиях скорости вращения этого достаточно. Данная система представляет самое комфортное воздействие. Существуют три различных вариант воздействия на дроссельную заслонку.
Сначала выполняется воздействие электронной системой управления подачей топлива, EMS (электронная «педаль газа»). В этой системе механическая связь между педалью акселератора и дроссельной заслонкой отсутствует. Положение педали акселератора (педали газа) фиксируется потенциометром и передается блоку управления EMS, который на основании заданных значений и запрограммированных характеристик управляет серводвигателем на дроссельной заслонке. Сигналы блока управления ASR относительно уменьшения или увеличения (MSR) открывания дроссельной заслонки блок управления EMS обрабатывает в первую очередь. Обратная связь с блоком управления ASR осуществляется через заданное значение дроссельной заслонки.
Рисунок. Обзор связей. Блок управления EGS (электрогидравлическое управление коробкой передач), блок управления EMS, блок управления ABS/ASR, блок управления Motronic
Педаль акселератора
Транспортные / программные положения
Момент зажигания
Время впрыскивания
Температура двигателя
Выключатель стоп-сигнала / датчик-переключатель положения педали акселератора
Заданное значение дроссельной заслонки
Прикрытие дроссельной заслонки
Открывание дроссельной заслонки
Воздействие на двигатель
Контакт полной нагрузки
Контакт холостого хода (отключение подачи топлива в режиме принудительного холостого хода)
Увеличение частоты вращения при холостом ходе (без отключения подачи топлива в режиме принудительного холостого хода)
Уменьшение времени зажигания
Обзор связей на рисунке еще раз представляет взаимодействие различных блоков управления, включая электронное управление коробкой передач. Обмен данными сегодня выполняется преимущественно через шинные системы, а дроссельная заслонка управляется блоком управления двигателя.
Второй вариант воздействия на дроссельную заслонку — это отдельный сервопривод для закрывания дроссельной заслонки; при этом дроссельная заслонка соединена с троссом Боудена педали акселератора пружиной. Таким образом, серводвигатель может закрывать дроссельную заслонку, преодолевая усилие пружины и нажатие педали акселератора.
Серводвигатель управляется блоком управления ASR посредством реле. Информация о положении дроссельной заслонки передается на блок управления потенциометром, по работе серводвигателя — датчиком.
Водитель определяет воздействие на дроссельную заслонку по большему усилию, которое ему приходится прилагать для нажатия педали акселератора.
При желании устранить этот незначительный фактор дискомфорта устанавливают вторую дроссельную заслонку, которая располагается непосредственно перед основной заслонкой.
Предварительная дроссельная заслонка (DK1) в состоянии покоя открыта. Только во время регулирования она закрывается серводвигателем (ADS).
Блок управления ADS-II через потенциометр получает ответ о положении предварительной дроссельной заслонки. Блок управления ADS-II получает от блока управления Motronic на основании сигнала с широтно-импульсной модуляцией информацию о положении основной дроссельной заслонки . На основании этих данных блок управления ADS-II создает общее фактическое значение дроссельной заслонки (DKI), которое передает блоку управления ASR также через сигнал с широтно-импульсной модуляцией.
Если фактическое значение дроссельной заслонки все еще превышает заданное значение, рассчитанное блоком управления ASR, то он посылает сигнал блоку управления ADS-II для дальнейшего прикрытия дроссельной заслонки (DKR).
Теперь блок управления ADS-II на основании заданного значения, рассчитанного блоком управления ASR, и информации о положении DK2 от блока управления Motronic рассчитывает угол поворота предварительной дроссельной заслонки.
Серводвигатель получает от блока управления ADS-II сигнал напряжения до тех пор, пока не будет достигнуто рассчитанное положение предварительной дроссельной заслонки.
Если положение дроссельной заслонки (DK2) изменяется или блок управления ASR рассчитывает новое заданное значение, DK1 регулируется соответствующим образом.
Три сигнальных провода (EML, ASC, MSR), отходящих от блока управления ASR, информируют блок управления Motronic о необходимых шагах регулирования (например, уменьшение угла опережения зажигания и т.п.), как описано выше.
Для системы контроля за торможением двигателем (MSR) на основании сигнала блока управления Motronic открывает регулятор холостого хода. В результате вместе с перестановкой угла опережения зажигания на более ранее увеличивается крутящий момент двигателя.
CAN-соединение между блоками управления Motronic и коробки передач (EGS) во время процесса регулирования (ASR или MSR) препятствует непроизвольному, бесконтрольному включению АПК.
Если в процессе самодиагностики системы блок управления обнаруживает неисправность, то он отключается. Для оповещения водителя загорается индикаторная лампочка. Если неисправность распространяется и на систему ABS, то загорается также сигнальная лампа ABS.
Мигание индикаторной лампы ASR во время движения свидетельствует о выполнении процесса регулирования. У разных производителей предусмотрена возможность отключения противобуксовочной системы при помощи выключателя, если водитель считает буксование ведущих колес целесообразной, например, на снегу, чтобы колеса могли «докопаться» до твердой поверхности. Другую возможность воздействия водителя на систему ASR предлагает при наличии цепей противоскольжения. В результате пороги регулирования повышаются, и допускается более сильная пробуксовка колес при установленных цепях противоскольжения.
При сбое системы диагностика проводится с помощью тестера производителя при обязательном считывании ошибок из блока памяти. Принцип действия и компоненты, подлежащие проверке, указываются в диагностической карте.
Противобуксовочная система с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами
Существенное отличие противобуксовочной системы компании Teves от системы, разработанной Bosch, заключалось, как и в ABS, в том, что в плане гидравлики система являлась открытой. Со временем и для гидравлического контура противобуксовочной системы стала использоваться закрытая система с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами.
Три воздействии тормозное усилие на колесном тормозном цилиндре регулируется двумя 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами.
Рисунок.
ASC+T, не активно
THZ Главный тормозной цилиндр тандемного типа
DS Накопитель давления
Электромагнитные клапаны:
1 — Впускной клапан тормозного цилиндра заднего левого колеса
1а— Выпускной клапан сзади слева
2 — Впускной клапан сзади справа
2а — Выпускной клапан сзади справа
3 — Впускной клапан спереди слева
3а — Выпускной клапан спереди слева
4 — Впускной клапан спереди справа
4а -Выпускной клапан спереди справа
5 — Заправочный клапан накопителя давления спереди справа
6 — Отсекающий клапан
6а — Предохранительный клапан
Тормозное усилие создается подающим насосом и поддерживается в накопителе. Перед накопителем подключен 2/2-ходовой электромагнитный клапан (5), который открывает и перекрывает магистраль к накопителю давления. В обесточенном состоянии он закрыт.
Чтобы тормозное усилие не уменьшалось через главный тормозной цилиндр (при открытом заправочном клапане накопления давления и работающем подающем насосе), активируется отсекающий клапан (6), перекрывающий связь с главным тормозным цилиндром (в обесточенном состоянии открыт).
Однако при выполнении регулирования ток подается сначала на клапаны нерегулируемого колеса, в результате чего впускной клапан закрывается, не позволяя тормозному усилию на данном колесе увеличиваться, а выпускной клапан при этом в целях безопасности открывается.
Затем активируется отсекающий клапан для перекрывания соединения с главным тормозным цилиндром.
Теперь, если на заправочный клапан накопителя давление подается ток (= открывается), тормозное усилие регулируемого колеса может беспрепятственно увеличиваться, поскольку электромагнитные клапаны в данном случае остаются обесточенными, то есть впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт.
Если тормозного действия достаточно, впускной клапан закрывается и тормозное усилие поддерживается на одном уровне. Если затем открывается выпускной клапан, тормозное усилие уменьшается.
Если это колесо снова начинает буксовать, оба клапана обесточиваются, позволяя снова увеличиваться тормозному усилию.
Чтобы давление в накопителе или во время регулирования уменьшилось не сильно, в накопителе открывается выключатель, в результате чего запускается подающий насос.
Загрузка накопителя может выполняться и вне процесса регулирования. Для этого впускные клапаны закрываются выпускные клапаны в целях безопасности открываются, отсечной клапан закрывается, а клапан накопителя открывается.
В результате подающий насос может выполнять загрузку накопителя. По завершении этого процесса все клапаны снова обесточиваются: заправочный клапан, закрывается, отсекающий клапан открывается, впускные клапаны открываются, выпускные клапаны закрываются. Сразу же становится доступной обычная функция тормозной системы.
Поэтому во время процесса торможения, который распознается блоком управления по сигналу выключателя стоп-сигналов, а также при помощи датчика положения педали, в первую очередь обесточиваются все клапаны — независимо от того, загружен ли накопитель давления или в рамках системы ASR было предпринято тормозное воздействие.
Такая схема безопасности обеспечивает моментальную готовность обычной тормозной системы к работе после ASR-регулирования или в случае сбоя системы. Воздействие на систему управления двигателем (зажигание, впрыскивание) активируется и в этой системе через разные сигнальные провода, ведущие от блока управления ASR к блоку управления Motronic, или через шинную систему.
Воздействие на дроссельную заслонку осуществляется при помощи серводвигателя, ток на который подается непосредственно блоком управления. Серводвигатель притягивает дроссельную заслонку к пружине. Таким образом, в этой системе дроссельная заслонка связана с тросом Боудена и педалью акселератора не жестко, а через пружину.
При экстренном торможении с обычной тормозной системой существует опасность блокировки колес и заноса автомобиля. Система ABS решает эту проблему, регулируя давление в системе тормозного привода таким образом, что блокировка колес предотвращается на любом дорожном покрытии, а автомобиль остается управляемым. Устойчивость автомобиля при движении должна сохраняться как на сухом асфальтовом покрытии, так и на скользкой дороге и при любом качестве дорожного полотна, а автомобиль должен оставаться легко управляемым для «обычного» водителя.
Основные функции системы ABS и ее устройство
На рисунке представлен автомобиль с системой ABS. Для регулирования процессом торможения блок управления получает входную информацию от датчиков вращения колес, которые сообщают блоку управления угловую скорость вращения колес. В результате обработки этой информации в блоке управления определяется контрольная скорость автомобиля, которая учитывается при процессах регулирования.
Рисунок. Легковой автомобиль с системой ABS
Датчик угловой скорости вращения
Колесный тормозной цилиндр
Гидроагрегат с главным тормозным цилиндром
Блок управления
Сигнальная лампа
Любое изменение угловой скорости вращения одного или нескольких колес фиксируется и при сильном снижении скорости вращения в пределах одного промежутка времени или относительно контрольной скорости воспринимается как опасность блокировки.
Для предотвращения блокировки тормозное усилие сначало поддерживается на уровне достигнутого значения и не понижается (удержание тормозного усилия).
Если вращение колеса продолжает замедляться, то тормозное усилие снижается, в результате чего колесо притормаживается меньше. При этом обеспечивается возможность возобновления ускорения колеса, вследствие чего автомобиль остается управляемым.
При достижении некоторого предельного значения блок управления определяет необходимость повышения тормозного усилия для предотвращения прокручивания колес (повышение тормозного усилия).
После этого процесс регулирования начинается заново. В зависимости от качества дорожного полотна могут выполняться от 4 до 10 циклов регулирования в секунду до нижнего порога регулирования, составляющего прибл. 4 км/ч.
При выполнении всех процессов — удержание, снижение, повышение тормозного усилия — блок управления управление одним или несколькими электромагнитными клапанами, которые в гидроагрегате объединены в один узел. В зависимости отпроизводителя существуют три варианта регулирования:
а) одновременное регулирование одного из передних колес и одного заднего колеса по диагонали.
б) передние колеса регулируются по отдельности, а задние колеса регулируются вместе. В данном случае говорят о регулировании по колесу с большей склонностью к блокировке, то есть регулировка выполняется всегда по тому колесу, которое ближе всего к границе блокировки. Эта система использьзуется чаще всего.
в) регулирование тормозного усилия для каждого отдельного колеса является оптимальным, но и самым дорогим решением.
Все современные системы ABS имеют функцию самодиагностики и энергонезависимую память ошибок. Блок управления постоянно выполняет самодиагностику и диагностику подключенных компонентов, начиная с зажигания. При обнаружении неисправности в системе ABS, блок управления отключается, на панели приборов загорается сигнальная лампочка, оповещающая водителя о том, что тормозная система работает в обычном режиме без ABS-регулирования.
Датчик угловой скорости вращения колес
Во всех системах ABS принцип действия датчика одинаковый. Существуют, однако, разные виды датчиков угловой скорости вращения. Но все они в результате вращения ипульсного колеса, соединенного со ступицей колеса (иногда с дифференциалом), создают синусоидальное переменное напряпряжение. Частота переменного напряжения прямопропорциональна угловой скорости вращения колеса. Работа и сигналы датчика скорости вращения постоянно контролируются и анализируются блоком управления, начиная со скорости движения 4-6 км/ч.
Рисунок. Датчик угловой скорости вращения (в разрезе)
а) Датчик угловой скорости вращения DF2 с плоским полюсным контактным штифтом
б) Датчик угловой скорости вращения DF3 с круглым полюсным контактным штифтом
Электрический кабель
Постоянный магнит
Корпус
Обмотка
Полюсный контактный штифт
Импульсное колесо
Зубья импульсного колеса в результате вращательного движения изменяют магнитное поле, генерируя переменное напряжение, которое может быть проверено осциллографом. Измерение частоты импульсов достаточно точное. На предмет обрыва кабеля датчик может быть статически проверен измерением сопротивления.
В сфере мотоциклов датчики скорости вращения из-за открытого, незащищенного положения используются без постоянного магнита. Ток на них подается только при готовности системы к работе, в результате чего создается магнитное поле, которое вследствие вращательного движения импульсного колеса создает синусоидальное переменное напряжение. В данном случае при поиске неисправностей блоком управления должно дополнительно контролироваться питание датчиков скорости вращения.
Для всех систем и видов систем ABS, а также датчиков угловой скорости вращения важно точное соблюдение расстояния (зазора) между импульсным колесом и датчиком, указанного производителем. Как правило, зазор должен составлять прибл. 1 мм. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы импульсное колесо и датчики были правильно закреплены и не создавали паразитных колебаний.
На работоспособности могут отрицательно сказаться также сильные загрязнения, ржавчина и влага. Это касается всех датчиков, независимо от вариантов их возможного монтажа.
Рисунок. Варианты монтажа и формы полюсных контактных штифтов датчиков угловой скорости вращения
а) радиальный монтаж, радиальный отвод с плоским контактным штифтом
б) осевой монтаж, радиальный отвод с ромбовидным контактным штифтом
в) радиальный монтаж, осевой отвод с круглым контактным штифтом
Закрытая система с 3/3-ходовыми электромагнитными клапанами
Разработанная первоначально компанией Bosch система регулирует тормозное усилие (модуляцию тормозного усилия 3/3-ходовыми электромагнитными клапанами.
На рисунке а, б и в представлен процесс регулирования для каждого колеса.
Рисунок. Модуляция тормозного усилия
а) создание тормозного усилия
б) удержание тормозного усилия
в) снижение тормозного усилия
1 — Датчик угловой скорости вращения 2 — Колесный тормозной цилиндр 3 — Гидроагрегат За — Электромагнитный клапан Зb — Накопитель Зс— Насос обратной подачи 4 — Главный тормозной цилиндр 5 — Блок управления
В состоянии покоя (обесточенном состоянии) электромагнитный клапан позволяет усилию, создаваемому водителем на главном тормозном цилиндре при нажатии на педаль тормоза беспрепятственно воздействовать на колесный тормозной цилиндр. Этот процесс соответствует обычной работе тормозной системы. Тормозное усилие повышается и замедляет колесо. Если блок управления на основании сигнала датчика угловой скорости вращения колеса определяет слишком быстрое замедление колеса по сравнению с контрольной скоростью, то электромагнитный клапан сначала нагружается половиной максимального тока, в результате чего доступ к главному тормозному цилиндру перекрывается, что препятствует дальнейшему повышению давления в колесном тормозном цилиндре.
Если после этой стадии «удержания тормозного усилия» скорость вращения колеса не увеличится, а будет снижаться дальше, то электромагнитный клапан подается максимальный ток, вследствие чего открывается обратная магистраль, а тормозное усилие в колесном тормозном цилиндре уменьшается. В результате силы трения покоя дорожного полотна колесо снова ускоряется. Как только скорость примерно достигнет контрольного значения, блок управления обесточивает электромагнитный клапан, который снова возвращается в исходное положение (т.е. обратная магистраль перекрывается, тормозное усилие может уменишаться беспрепятственно). Цикл может быть начат сначала.
Чтобы поддержать тормозное усилие в главном тормозном цилиндре и обеспечить снижение усилия через накопитель, насос обратной подачи подает тормозную жидкость от накопителя во впускную магистраль главного тормозного цилиндра. Этот процесс заметен по пульсации педали тормоза. Обычно именно по этому признаку водитель определяет момент срабатывания системы ABS.
Регулирование тормозного усилия блоком управления электромагнитными клапанами происходит практически до полной остановки автомобиля либо до отпускания водителем педали тормоза и уменьшении тормозного усилия, свидетельствующего об отсутствии опасности блокировки колеса.
При выходе из строя системы ABS электромагнитные клапаны находятся в обесточенном состоянии, в результате чего тормозная система работает в обычном режиме без ABS-регулирования.
Если вдруг, что маловероятно, система ABS во время процесса регулирования в результате самодиагностики обнаружит неисправность, то, насколько это будет возможным, система продолжит регулирование торможения до конца.
Рисунок. Принципиальная электрическая схема 4-канальной системы ABS 2
В1 — Датчик угловой скорости вращения
G1 — Генератор
HI — Сигнальная лампочка
К1 — Клапанное реле
К2— Реле двигателя
КЗ — Электронное реле защиты
М1 — Насос обратной подачи
S1— Выключатель стоп-сигнала
Y1 — Гидроагрегат
Y2 — Электромагнитные клапаны
X1 — Штекерный разъем для блока управления
Х2-Х5 — Штекерные разъемы для датчиков
На рисунке при помощи принципиальной электрической схемы представлены входы и выходы блока управления, а также взаимосвязь компонентов системы.
При включении зажигания (клемма 15) электронное реле защиты (КЗ) замыкается и соединяет клемму 30 с клелммой 31, в результате чего на блок управления (контакт 1) и на цепь управления (86) клапанного реле (К1) и реле двигателя (К2) подается «плюс» аккумуляторной батареи. Через контакты 10, 20 и 34 блок управления постоянно соединен с массой.
Через клемму 15 также подается питание на сигнальную лампу системы ABS (Н1). Она горит до тех пор, пока не будет соединена с массой через кабель 1 при помощи клапанного реле через клемму 87а или через контакт 29 блока управления.
Если блок управления через контакт 27 подает массу на разъем 87 клапанного реле, то последнее срабатывает и черезразъем 87 соединяет электромагнитные клапаны с клеммой 30. Работа клапанного реле контролируется блоком управления через контакт 32.
Функция сигнальной лампы проверяется блоком управления через контакт 29.
Через контакт 14 блока управления контролируется реле двигаеля, после того как оно будет включено контактом 28 на основании сигнала массы.
Это происходит, когда во время ABS-регулирования на насос обратной подачи подается питание от «плюса» аккумуляторной батареи. В этом случае блоком управления на основании сигнала массы управляются также электромагнитные клапаны.
Вce это зависит от частоты переменного напряжения датчиков угловой скорости вращения (В1).
Вход выключателя стоп-сигналов служит дополнительной защитой так же, как и сигнал работы двигателя через клемму 61 генератора. Сигнальная лампочка гаснет только при работающем двигателе с исправным генератором, поскольку при ABS-регулировании необходим запас энергии.
Открытая система с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами
Существенное отличие антиблокировочной системы, разработанной впервые компанией Teves, заключается в том, что она является так называемой открытой системой и для модуляции тормозного усилия используются два 2/2-ходовых электромагнитных клапана: впускной клапан и выпускной клапан.
Рисунок. Тормозная система, в состоянии покоя
Вакуумный усилитель тормозного привода с главным тормозным цилиндром тандемного типа
Насосная установка системы ABS
Датчик двигателя насоса
Датчик-переключатель положения педали тормоза
Гидроблок Mark IV
Впускной клапан
Выпускной клапан
Передние тормоза слева
Передние тормоза справа
Задние тормоза слева/справа
Впускные клапаны в обесточенном состоянии открыты обеспечивают обычную работу тормозной системы. Выпускные клапаны в обесточенном состоянии закрыты и перекрывают таким образом, обратную магистраль.
При необходимости вмешательства системы ABS в результате сильного замедления вращения колеса при торможении в соответствующий впускной клапан сначала подается ток, впоследствие чего клапан закрывается. Это препятствует дальнейшему повышению тормозного усилия в колесном тормозном цилиндре.
Если поддерживаемое таким образом давление слишком высокое (скорость вращения колес не повышается), то активизируется и открывается выпускной клапан. Тормозное усилие сбрасывается через обратную магистраль к компенсационному бачку главного тормозного цилиндра.
Если скорость вращения колес снова повышается, то оба клапана обесточиваются (впуск открыт, выпуск закрыт) и тормозное усилие снова может повышаться. Благодаря точной синхронной нагрузке клапанов током достигается практически плавная модуляция тормозного усилия.
Поскольку при снижении тормозного усилия тормозная жидкость уходит в компенсационный бачок, говорят об открытой системе.
Для предотвращения сильного «западания» педали тормоза при продолжительном торможении с ABS-регулировании и многократном снижении тормозного усилия блок управления активизирует гидравлический насос, который отводит назад тормозную жидкость из компенсационного бачка в главны тормозной цилиндр. Сигнал для управления насососом и блок управления передает датчик-переключатель положения педали тормоза.
Рисунок. Многоступенчатый датчик — переключатель положения педали
В зависимости от положения педали датчик-переключатель положения педали ступенчато изменяет сопротивление. По соответствующему падению напряжения блок управления определяет положение и степень опускания педали тормоза.
Гидравлический насос работает теперь до тех пор, пока не будет жостигнуто первоначальное значение.
Работоспособность насоса в этой системе очень важна, поэтому контролируется датчиком скорости вращения. Кроме того, насос кратковременно включается при выполнении самодиагностики системы ABS после включения зажигания при пуске двигателя.
Закрытая система с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами
После выхода разных законодательных положений по защите патентных прав многие производители все чаще стали использовать антиблокировочную закрытую систему с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами, которая сочетает преимущества обеих описанных выше систем: быстрая точная модуляция тормозного усилия 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами, отвечающими за впуск и выпуск на каждом колесном тормозном цилиндре, и отсутствие потери тормозной жидкости из участка гидравлического контура, нагруженного тормозным усилием, в результате ABS-регулирования.
На рисунке представлен гидравлический контур закрытой 4-канальной антиблокировочной системы с разделением контуров тормозного привода по диагонали при помощи 2/2-ходовых электромагнитных клапанов.
Рисунок. Гидравлический контур
Принцип включения электромагнитных клапанов для увеличения, удержания и уменьшения тормозного усилия при ABS-регулировании такой же, как и в описанной выше системе.
Стандартное положение или повышение тормозного усилия: в обесточенном состоянии все впускные клапаны открыты, все выпускные клапаны закрыты. Тормозное усилие главного тормозного цилиндра при нажатии на педаль тормоза может беспрепятственно воздействовать на колесный и тормозной цилиндр.
Удержание тормозного усилия: впускной клапан закрывается (подается питание), выпускной клапан в обесточенном положении остается закрытым. Давление тормозной жидкости в соответствующем цилиндре остается постоянным.
Уменьшение тормозного усилия: впускной клапан остается закрытым (подается питание), выпускной клапан открывается (подается питание). Тормозное усилие может быть уменьшено путем сброса давления через выпускной клапан в компенсационный бачок.
Насос обратной подачи включается, когда на одном из колесных тормозных цилиндрах должно быть уменьшено тормозное усилие. В результате тормозная жидкость из компенсационного бачка через компенсационную камеру возвращается в главный тормозной цилиндр. Насос отключается только в том случае, когда регулирования больше не требуется.
При ABS-регулировании выполняется точная модуляция тормозного усилия путем кратковременного включения и отключения электромагнитных клапанов, вследствие чего тормозное усилие увеличивается или уменьшается постепенно. Процесс регулирования колесного тормозного цилиндра так как он происходит в действительности, представлен на рисунке.
Рисунок. Скорость вращения колеса и управление модулятором
Впускной клапан закрывается (подача питания) для удержания тормозного усилия и предотвращения его дальнейшего увеличения, поскольку скорость вращения колеса становится гораздо меньше скорости движения. Поскольку скорость вращения колеса продолжает падать, кратковременно открывается выпускной клапан (подача питания) для незначительного снижения тормозного усилия. Включается двигатель насоса. В результате незначительного тормозного усилия и снижения тормозного действия скорость вращения колеса снова приближается к скорости движения автомобиля. Тормозное усилие снова может быть увеличено. Для этого впускной клапан кратковременно открывается (обесточенное состояние). На представленном примере сразу же после этого впускной клапан еще раз кратковременно открывается, так как тормозное усилие может увеличиваться дальше. Затем снова кратковременно открывается выпускной клапан и т.д.
Возможность точной модуляции тормозного усилия часто используется и для работы электронного распределителя тормозных сил (EBV). Он включается перед системой ABS, когда при легком торможении появляется слишком сильное замедление задних колес. На рисунке представлен рабочий диапазон электронного распределителя тормозных сил.
Рисунок. Рабочий диапазон EBV-регулирования
При помощи электроники системы ABS распределение тормозных сил может точно подстраиваться под разную нагрузку автомобиля для обеспечения максимальной степени его устойчивости в любых условиях. Механический распределитель тормозных сил и редукционный клапан для задних тормозов в данном случае излишни и могут не устанавливаться.
Система ABS в мотоцикле
Антиблокировочная система была впервые использована в мотоцикле в конце 80-х г.г. прошлого столетия. При этом были учтены некоторые особенности, характерные для двухколесного транспортного средства. С точки зрения конструкции место для установки дополнительных компонентов очень ограничено. Особое внимание должно быть уделено общему весу и распределению центра тяжести. Кроме того, ручной тормоз для передних колес и ножной тормоз для задних колес работают автономно. Блокировка одного колеса двухколесного транспортного средства для водителя-непрофессионала быстро закончится падением. Поэтому к регулированию и надежности предъявляются максимальные требования. В целом регулирование выполняется до нижней контрольной скорости мотоцикла 2,5 км/ч.
На рисунке представлена схема работы такой системы.
Рисунок. Схема работы системы ABS
При ABS-регулировании на обмотку электромагнита в модуляторе тормозного усилия подается ток (до 25 А), магнитное поле оттягивает регулирующий поршня преодолевая усилия возвратной пружины. Связанный с направляющим роликом распределительный поршень опускается. Металлический шарик перекрывает подающую магистраль главного тормозного цилиндра. При повышении скорости вращения обмотка обесточивается, регулирующий поршень выталкивается пружиной вперед, тормозное усилие колесного тормозного цилиндра снова увеличивается.
На тормозных рычагах пульсации не ощущается, поскольку металлический шарик во время регулирования перекрывает подающую магистраль главного тормозного цилиндра. Работа модулятора тормозного усилия контролируется пьезокерамикой. Регулирующий поршень усилием внутренней пружины при присутствии тока на обмотке оказывает давление на пьезокерамику, которая передает сигнал напряжения на блок управления. Таким образом работоспособность контролируется и при проведении самодиагностики системы. Выход из строя системы индицируется миганием двух контрольных ламп. Система имеет функцию самодиагностики, а сохраненные неисправности могут быть считаны тестером.
Рисунок. Модулятор тормозного усилия
от главного тормозного цилиндра
к колесному тормозному цилиндру
Распределительный поршень
Направляющий ролик
Регулирующий поршень
Обмотки электромагнитов
Разъем для кабеля
Пьезокерамика
В отношении модуляции тормозного усилия 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами и гидравлическим блоком современные системы похожи на системы, устанавливаемые в автомобилях. На рисунке представлен гидравлический контур с впускным и выпускным клапанами для каждого контура торможения.
Рисунок. Гидравлический контур
Регулирование осуществляется путем открывания и закрывания клапанов, как и в системах легковых автомобилей.
Одинаковым является также определение и обработка скорости вращения колес и других входов. Характерными только для мотоциклов являются отдельные контуры торможения переднего и заднего колес, а также выключатель ABS для активного отключения системы.
ВНИМАНИЕ: Для того чтобы тормозная система работала надежно, важно использовать чистую тормозную жидкость высокого качества. Всегда необходимо приобретать тормозную жидкость самого высокого качества. При загрязнении тормозной жидкости выпустите всю жидкость из тормозной системы, промойте систему и заполните главный цилиндр новой тормозной жидкостью. Недопустимо использовать тормозную жидкость повторно. Вся тормозная жидкость, удаленная из тормозной системы должна быть слита.
Затяните стояночный тормоз и заведите двигатель. Усилитель тормозов будет поврежден, если удаление воздуха производить с выключенным двигателем.
Снимите крышку с бачка главного цилиндра и заполните бачок тормозной жидкостью. Во время процедуры удаления воздуха следите, чтобы бачок был заполнен как минимум на половину.
Если производится замена или ремонт главного цилиндра, то необходимо сначала удалить воздух из главного цилиндра, а затем из каждого суппорта или колесного тормозного цилиндра. Для того чтобы удалить воздух из тормозного цилиндра, проделайте следующее:
a) Отсоедините трубку тормоза левого переднего колеса от главного цилиндра.
b) Попросите помощника один раз медленно нажать на педаль тормоза и удерживать ее нажатой.
c) Закройте выходное отверстие главного цилиндра, с которого была снята трубка пальцем, затем медленно отпускайте педаль тормоза.
d) Когда педаль тормоза полностью вернется в первоначальное положение, уберите палец от выходного отверстия.
e) Подсоедините тормозную трубку обратно к главному цилиндру.
f) Попросите помощника один раз медленно нажать на педаль тормоза и удерживать ее нажатой.
g) Открутите трубку тормоза левого переднего колеса на главном цилиндре.
h) Установите тормозную трубку, затем медленно отпустите педаль тормоза.
i) Повторяйте предыдущие два пункта до тех пор, пока из отверстия не перестанет выходить воздух при откручивании тормозной трубки.
j) Удалите воздух через соединение трубки тормоза правого переднего колеса, повторив предыдущие пункты, но при этом отсоединяйте/откручивайте трубку тормоза правого переднего колеса.
Удалите воздух из тормоза каждого колеса, проделав следующее:
a) Поставьте накидной или специальный гаечный ключ соответствующего размера на клапан для удаления воздуха.
b) Наденьте на клапан для удаления воздуха прозрачную трубку и погрузите второй конец трубки в прозрачный сосуд с тормозной жидкостью.
c) Попросите помощника нажать на педаль тормоза три раза и затем удерживать ее нажатой.
d) Выпустите воздух вместе с тормозной жидкостью, открутив клапан для удаления воздуха.
е) Закрутите клапан для удаления воздуха, затем медленно отпустите педаль тормоза.
f) Повторяйте пункты с-е до тех пор, пока воздух не будет удален полностью. Возможно, придется повторить процедуру удавления воздуха 10 или более раз для передних колес и 15 или более раз для задних колес,
g) После завершения процедуры удаления воздуха на каждом из колес проверяйте уровень тормозной жидкости в бачке и доливайте ее до отметки МАХ при необходимости,
h) После завершения процедуры удаления воздуха на одном колесе, переходите к следующему в соответствии с указанной последовательностью.
После того, как воздух был удален из всех колесных тормозных цилиндров и суппортов, нажмите педаль тормоза и убедитесь, что она двигается упруго, без провалов. Если это не так, то необходимо повторить всю процедуру удаления воздуха.
Установите крышку бачка главного цилиндра.
Рис. Последовательность удаления воздуха — Justy, Coupe, Sedan, XT, Wagon и Brat:
Уникальной в своем роде системой, устанавливаемой на автомобили Subaru, является система торможения на уклоне, разработанная для приведения в действие одного из тормозных контуров, когда автомобиль с механической КПП останавливается на подъеме (уклоне). Эта система удерживает автомобиль для облегчения трогания с места на подъеме.
Система включает в себя детали основной системы тормозов и дополнительно клапан удержания давления. Этот клапан соединен с одной из тормозных трубок. Когда на подъеме нажимается педаль сцепления, то толкатель клапана удержания давления втянут внутрь и/или выступает наружу с помощью кулачкового вала, который соединен с педалью сцепления для изменения зазора между шариком клапана и уплотнением. Благодаря этому гидравлическая система тормозов закрывается или открывается.
Работа системы довольно проста: когда автомобиль устанавливается на подъеме и сцепление выжато вместе с педалью тормоза (как при нормальной остановке), то кулачковый механизм в клапане удержания давления двигает шарик клапана. Это в свою очередь, приводит в действие один из контуров тормозной системы и можно снять ногу с педали тормоза и поставить ее на педаль газа. При трогании с места и отпускании педали сцепления тормозная система также отпускается и можно начинать движение. Эффект такой же, как и при остановке на подъеме и затягивании стояночного тормоза, однако процесс облегчен.
Система торможения на уклоне является стандартным оборудованием на всех моделяхSubaru с механической КПП выпуска 1985-1990 г.г.
Рис. Схема системы торможения на уклоне моделей с автоматической КПП:
Трос клапана удержания давления.
Перед.
Трос сцепления.
Тормоз колеса.
Вилка выключения сцепления.
Главный тормозной цилиндр.
Педаль тормоза.
Педаль сцепления.
Клапан удержания давления.
Выравнивающий клапан давления в тормозной системе.