живании манжета своей упругостью вернет поршень назад только на величину "а".

11.2. Тормозные приводы

Задачей тормозного привода, как было сказано, является пере- дача энергии от источника к тормозным механизмам, ее распределе- ние между ними и дозирование. Основными типами привода являют- ся механический, гидравлический и пневматический.

М е х а н и ч е с к и й п р и в о д наиболее прост. Он не нуждает- ся в преобразователе энергии, но КПД его невысок из-за трения в шарнирах и в оболочках тросов, что приводит к снижению приводно- го усилия в тормозных механизмах. Другим фактором, ограничиваю- щим это усилие, является высокая упругая податливость элементов привода (рычагов, валов, тяг, тросов) под действием рабочих нагру- зок. На компенсацию этой податливости приходится значительная часть хода органа управления, который ограничен анатомическими возможностями водителя. Это не позволяет делать механические при- воды с большим передаточным числом. Из-за указанных недостатков

внастоящее время механический привод применяется ограниченно и

восновном в стояночных тормозных системах, благодаря одному не- оспоримому своему преимуществу, а именно: способности сохранять заданное усилие практически неограниченно долго в отличие от гид- равлических и, особенно, пневматических приводов, в которых дав- ление рабочего тела постепенно снижается вследствие утечек.

Всвязи с этим в рабочих тормозных и запасных тормозных сис- темах нашли широкое применение гидравлические и пневматические приводы.

Как сказано выше, в качестве запасной тормозной системы обычно используется часть рабочей тормозной системы, оставшаяся работоспособной. С этой целью привод рабочей тормозной системы обычно разбивают на два контура. Возможные схемы привода для двухосных автомобилей приведены на рис. 11.6.

Приведенный на рис. 11.6,а одноконтурный привод в настоящее время на автомобилях не применяется, поскольку обрыв в любом месте магистрали приводит к потере рабочего тела (тормозной жид- кости или воздуха) и невозможности торможения.

Схемы двухконтурного привода показаны на рис. 11.6, б-д. Схе- ма (рис. 11.6,б) применяется достаточно часто, однако, вследствие то- го, что передние тормоза значительно эффективнее задних, в случае выхода из строя переднего контура эффективность торможения будет менее 50%. Диагональная схема (рис. 11.6,в) нашла широкое приме-

263

нение в тормозных системах легковых автомобилей. В случае неис- правности любого контура сохраняется 50%-ная эффективность тор- можения. Схема (рис. 11.6,г) при выходе из строя любого контура обеспечивает эффективность торможения более 50% по сравнению с исправным приводом. Полностью дублированная схема обеспечивает полную эффективность торможения при выходе из строя любого кон- тура, но ввиду сложности конструкции применяется редко.

Рис. 11.6. Схема разделения привода на контуры:

а - одноконтурный; б - по осям; в - диагональное; г - по осям с дублированием при- вода к тормозам передней оси; д- полностью дублированный; 1 – главный тормозной цилиндр; 2 – первый контур; 3 – второй контур

Г и д р а в л и ч е с к и й п р и в о д позволяет просто, при по- мощи гибких шлангов, осуществлять подвод жидкости к имеющим значительные перемещения при работе подвески колесным тормоз- ным механизмам. Гидравлический привод (рис. 11.7) включает глав- ный тормозной цилиндр 3, трубопроводы 2 и 6 и рабочие цилиндры 1 и 10 соответственно передних и задних колес, приводящие в действие колодки.

Обычно, даже для небольших легковых автомобилей, в гидрав- лический привод включают вакуумный усилитель. Такой усилитель создает дополнительное давление жидкости за счет силы, образую- щейся вследствие наличия перепада давлений воздуха в атмосфере и во впускном тракте карбюраторного двигателя после дроссельной за- слонки, либо создаваемого специальным вакуумным насосом.

Вакуумный усилитель 4 имеет следящий клапан 9 и диафрагму, разделяющую полости А и Б. В полости Б постоянно поддерживается разрежение (вакуум). Полость А в расторможенном состоянии по- средством клапана 9 соединена с полостью Б или с атмосферой при торможении. При нажатии на тормозную педаль 5, усилие от нее пе-

264

редается на клапан 9, который размыкает полости А и Б, а затем со- единяет полость А с атмосферой. За счет разницы давлений в полос- тях А и Б создается дополнительная сила, которая добавляется к уси- лию водителя, действующему на поршни 7 и 8, расположенные в главном тормозном цилиндре. Поршни создают давление в полостях заднего В и переднего Г контуров, которое по трубопроводам 2 и 6 передается в колесные (рабочие) цилиндры 1 и 10, обеспечивая за- тормаживание транспортного средства.

Рис. 11.7. Схема гидропривода с вакуумным усилителем:

1 – рабочий цилиндр передних колес; 2 и 6 – трубопроводы; 3 – главный тормозной ци- линдр; 4 – вакуумный усилитель; 5 – тормозная педаль; 7 и 8 – поршни; 9 – следящий клапан; 10 – рабочий цилиндр задних колес

Как уже было рассмотрено выше, разделение гидравлического привода на контуры производится в главном тормозном цилиндре. На рис. 11.8 изображен главный тормозной цилиндр двухконтурного гидропривода тормозов. При нажатии на педаль связанный с ней шток воздействует на поршень 3 и через жидкость, находящуюся в полости Б, на поршень 2. Поршни 2 и 3, перемещаясь по направлению к пробке 1, выбирая зазоры Г и смещая распорные кольца 4, перекры- вают отверстия, связывающие полости контуров А и Б с резервуаром, и вытесняют жидкость из этих полостей через трубопроводы в рабо- чие тормозные цилиндры колес. При растормаживании жидкость вы- тесняется из колесных цилиндров и вместе с пружинами 5 отводит поршни в первоначальное положение до упора в стопорные винты 6, образующиеся при этом зазоры Г связывают полости контуров А и Б с расширительным бачком, что способствует пополнению жидкости в контурах.

265

Основным недостатком гидравлических приводов является ог- раниченность приводных сил, действующих на колодки тормозного механизма. В приводах, не имеющих усилителей, величина привод- ных сил лимитируется физическими возможностями человека. Гид- равлические приводы, снабженные усилителями, позволяют получить большие тормозные моменты. Выше говорилось, что основным типом усилителя является вакуумный усилитель. Такой усилитель создает дополнительное давление жидкости за счет силы, образующейся вследствие наличия перепада давлений воздуха в атмосфере и во впу- скном тракте карбюраторного двигателя после дроссельной заслонки, либо создаваемого специальным вакуумным насосом.

Рис. 11.8. Главный тормозной цилиндр:

1 – пробка; 2 и 3 – поршни; 4 – распорные кольца; 5 – пружины; 6 – стопорные винты

На рис. 11.9.а приведена конструкция, а на рис.11.9,б-г – схема работы вакуумного усилителя автомобилей ВАЗ. Корпус усилителя при помощи поршня 1, соединенного с диафрагмой 2, разделен на по- лости А и Б. Полость А соединена с источником разрежения (впуск- ной тракт карбюраторного двигателя или вакуумный насос). В рас- торможенном состоянии клапан 3 открыт и вакуумная полость А со- единена с атмосферной полостью Б через каналы В и Г (рис. 11.9.б), диафрагма находится в равновесном состоянии. При нажатии на пе- даль тормоза шток 4, выбирая зазор Д, закрывает клапан 3 и разобща- ет полости А и Б. При дальнейшем перемещении шток деформирует резиновый упругий элемент 5 и открывает доступ атмосферного воз- духа в полость Б (рис. 11.9.в). Усилие, полученное за счет разности давлений в полостях А и Б, добавляется к усилию, создаваемому во- дителем, и на шток 6 действует суммарная сила. По мере поступления воздуха в полость Б диафрагма прогибается и атмосферный канал пе- рекрывается. Давление в полости Б обеспечивает заданную водителем

266

эффективность торможения (рис. 11.9,г). При необходимости увели- чить интенсивность торможения водитель может увеличить усилие на педаль и снова открыть атмосферный канал, обеспечивая поступление в полость Б дополнительной порции атмосферного воздуха.

Рис. 11.9. Вакуумный усилитель:

1 – поршень; 2 – диафрагма; 3 – разобщительный клапан; 4 – шток; 5 – упругий эле- мент; 6 – шток привода поршня главного тормозного цилиндра

Величина перепада давлений невелика, примерно 0,05 МПа. Это требует применения для получения больших давлений жидкости уве- личенного диаметра мембраны, воспринимающей перепад давлений, что, в свою очередь, влечет за собой увеличение размеров усилителя. Компоновочное же пространство, которое может быть отведено уси- лителю, в подкапотном пространстве современных автомобилей ог- раничено. Поэтому на автомобилях, имеющих большую полную мас- су, порядка 9 и более тонн, применяют п н е в м а т и ч е с к и й п р и в о д , который может создавать практически неограниченное приводное усилие, действующее на тормозные колодки. Здесь в каче- стве источника (аккумулятора) энергии используют воздушные бал- лоны со сжатым воздухом (ресиверы). Запас сжатого воздуха в реси- верах создается при помощи компрессора, приводимого в работу от двигателя. Функции управления потоками сжатого воздуха выполняет тормозной кран.

На рис. 11.10 показана схема пневматического привода тормоз- ной системы. На схеме показана система в расторможенном состоя-

267

нии. Атмосферный клапан 5 связывает воздушную полость пневмо- камеры 8 с атмосферой, воздушный клапан 6 закрыт, тем самым реси- вер 7 разобщен с тормозными камерами. При нажатии на педаль по- лый шток 2 под действие пружины 1, установленной в поршне, пере- мещается, преодолевая сопротивление диафрагмы 3 и пружины 4, и седло клапана садится на клапан 5, разобщая тормозную камеру с ат- мосферой. При дальнейшем перемещении штока открывается клапан 6, связанный стержнем с клапаном 5, и сжатый воздух из ресивера поступает в пневмокамеру, приводящий в действие тормозные колод- ки 12.

Рис. 11.10. Схема работы пневматического привода и тормозного крана:

1 – нажимная пружина; 2 – шток; 3 – диафрагма; 4 – пружина; 5 – атмосферный клапан; 6 – воздушный клапан; 7 – ресивер; 8 – пневмокамера; 9 – шток пневмокамеры; 10 – рычаг; 11 – разжимной кулак; 12 – тормозные колодки

При растормаживании педаль отпускается, кран отсоединяет тормозную магистраль от ресиверов и соединяет ее с атмосферой. Давление в магистрали снижается и колодки отходят от барабанов под действием стяжных пружин.

Конструкция тормозного крана, работа которого была описана выше, приведена на рис.11.11.

Конечными устройствами пневматического привода, приводя- щими в действие разжимные устройства тормозных колодок, являют- ся тормозные камеры.

На рис 11.12 показаны конструкции тормозных камер, приме- няемых в тормозных системах современных тракторов и автомоби- лей. Обычно применяются тормозные камеры диафрагменного типа.

268

Рис. 11.11. Односекционный тормозной кран:

1 – нажимная пружина; 2 – шток; 3 – диафрагма; 4 – пружина; 5 – атмосферный клапан; 6 – воздушный клапан

Вконструкции, приведенной на рис. 11.12,а, диафрагма 1 зажата между корпусом и крышкой. Диафрагма в центральной своей части опирается на опорный диск 2, шарнирно закрепленный на штоке 4. В корпусе камеры шток удерживается направляющим кольцом 5. В ис- ходное положение шток возвращается витой конической пружиной 3. На наружном резьбовом конце штока закреплена вилка 7, соединяю- щая шток с регулировочным рычагом. Регулировка длины штока осуществляется резьбовым соединением вилки и штока и фиксирует- ся контргайкой 6. К штуцеру 8 подсоединяется трубопровод рабочей тормозной системы. В процессе торможения сжатый воздух подается

втрубопровод рабочих тормозов и через штуцер 8 попадает в полость тормозной камеры между крышкой и диафрагмой. При подаче в ка- меру сжатого воздуха диафрагма 8 прогибается, опорный диск 2 пе- ремещает шток 4, который, как указывалось выше, воздействует на регулировочный рычаг разжимного механизма. При растормажива- нии воздух вы из тормозной камеры ходит через штуцер 8, колодки возвращаются в исходное состояние своими стяжными пружинами, диафрагма 1 возвращается в исходное состояние вместе со штоком 4 с помощью возвратной пружины 3.

Внекоторых конструкциях пневматических приводов тормозов для включения стояночного или запасного тормоза используется пружинный аккумулятор. Конструктивно пружинные аккумуляторы объединяются с тормозными камерами задних тормозов.

269

Конструкция тормозной камеры с пружинным аккумулятором показана на рис. 11.12,б. Устройство и принцип работы собственно тормозной камеры не отличается от работы одинарной тормозной ка- меры. При торможении рабочими тормозами сжатый воздух через штуцер 8 подается в полость тормозной камеры. При движении авто- мобиля и при торможении рабочими тормозами в полость А пружин- ного аккумулятора постоянно подается сжатый воздух через штуцер 8. Сжатый воздух, воздействуя на поршень 9, сжимает силовую пру- жину 10, исключая воздействие толкателя 11 на диафрагму 1 и опор- ный диск 2.

При включении стояночного тормоза сжатый воздух выпускается из полости под поршнем 9. Поршень под действием силовой пружи- ны 10 движется вправо и перемещает толкатель 11, который через подпятник воздействует на диафрагму 1, опорный диск 2 и шток 4 тормозной камеры.

Конструкция тормозной камеры обеспечивает торможение авто- мобиля и в стояночном режиме. Очевидно, что стояночный тормоз с пружинным аккумулятором автоматически затормозит автомобиль при падении давления в пневмосистеме привода рабочих тормозов.

При необходимости буксирования автомобиля с неисправной ра- бочей тормозной системой возникает проблема выключения стояноч- ных тормозов. Это достигается с помощью специального винта 12 аварийного растормаживания. Винт ввернут в упорную гайку 13. На конце винта аварийного растормаживания установлен упорный под-

270