17.5. Стояночная тормозная система

Стояночная тормозная предназначена для удержания автомобиля в неподвижном состоя­нии и состоит из механиче­ского привода от ручного рычага и тормозного механизма задних ко­лес; она может быть использована и как аварийная тормозная система.

Тормозной механизм стояночной тормозной системы авто­мобиля ВАЗ-2105 включает разжимной рычаг 8 (рис.17.17), шарнирно укрепленный на задней тормозной колодке 4, распор­ную планку 7, концы которой упираются в тормозные колодки, и троса 11 с возвратной пружиной, наконечник которого соединен с нижним концом разжимного рычага 8.

Рассмотрим процесс работы стояночной тормозной системы. При перемещении рыча­га 2 привода стояночной тормозной системы вверх усилие через рычаг 3 и передний трос 12 по направляющему ролику 18 пере­дается на направляющую скобу 21, на которую накинут задний трос 11. Трос присоединен концами к разжимным рычагам 8 задних тормозных колодок. Разжимной рычаг, поворачиваясь на оси, перемещает распорную планку 7, которая раздвигает колодки 4 и прижимает их к тормозному барабану 10.

Рис.17.17. Стояночная тормозная система автомобиля ВАЗ-2105: 1 – кнопка защелки; 2 – рычаг привода; 3 – рычаг троса; 4 – тормозная колодка; 5 – колесный тормозной цилиндр заднего колеса; 6 – стяжная пружина; 7 – распорная планка; 8 – разжимной рычаг; 9 – опора колодки; 10 – тормозной барабан; 11 – трос привода тормозных механизмов; 12 – передний трос; 13 – промежуточный рычаг; 14 – уравнитель; 15 – регулировочные гайки; 16 – соединительное звено; 17 – оттяжная пружина; 18 – ролик; 19 – зубчатый сектор; 20 – защелка; 21 – направляющая скоба

Кнопка 1 защелки рычага привода служит для растормаживания. При помощи кнопки стопорная защелка 20 выво­дится из зацепления с зубчатым сектором 19 и отпускает рычаг вниз до отказа, и стояночная тормозная система зай­мет исходное положение под действием пружин 17 и 6.

Тормозной механизм стояночной тормозной системы автомоби­ля ВАЗ-2108 аналогичен тормозной системе автомобиля ВАЗ-2105, однако его при­вод по конструкции больше напоминает привод автомобиля «Москвич», т.е. содержит рычаг, соединенный с уравнителем тросов через тягу, и два троса привода тормозных механизмов колес.

17.6. Расчет тормозного механизма

Барабанный тормозной механизм имеет симметричный колодочный тормоз (рис.17.18), состоящий из вращающегося барабана 1 и двух внутренних колодок 2, шарнирно подвешенных на неподвижных опорах 5. Разжимное устройство 4 гидравлического типа расположено между другими концами колодок. Поршни рабочего цилиндра, находясь под давлением тормозной жидкости, прижимают обе колодки к барабану с одинаковой силой Р.

Рис.17.18. Схема простого симметричного

колодочного тормоза

Для ориентировочных расчетов можно приближенно допустить, что после приработки удельные давления распределяются по длине накладки равномерно, а результирующая нормальной силы dN и силы трения Nd ( - коэффициент трения между поверхностью (накладкой) колодки и барабаном) нормальных сил, действующих между барабаном и колодкой, расположена посредине дуги накладки и может быть выражена зависимостью

Y = p ·  · r_б · b_н,

где p - давление в контакте барабана с накладкой;  - угол охвата накладки; r_б - радиус барабана; b_н - ширина накладки.

При указанных допущениях на колодки симметричного тормоза (см.рис.17.18) действуют результирующие нормальные силы N₁ и N₂ и тангенциальные силы трения N₁ и N₂. Силы трения направлены у левой и правой колодок в противоположные стороны. В опорах действуют соответствующие реакции - горизонтальные R_x и вертикальные R_y с индексами, указывающими номера колодок.

Из уравнения момента относительно осей 3 имеем:

N₁ = P₁ (а + с) / (с -  · е),

N₂ = P₂ (а + с) / (с +  · е).

где а, с и е - плечи сил, действующих на колодки.

Сила N₁ значительно больше силы N₂, так как у левой колодки момент N₁e прижимает колодку к барабану, а правую колодку момент N₂e отжимает от барабана. Соответственно будут различаться и тормозные моменты, развиваемые каждой из колодок. Так как в механизме действуют равные силы P₁ = P₂ = P, то суммарный тормозной момент обеих колодок определяется как

M_Т =  · r_б (N₁ + N₂) =  · r_б · P(а+с) [1/(с-·е)+1/(с+·е)],

где r_б - радиус барабана.

Различают колодки активные и пассивные. К первым относятся колодки, у которых эффективность торможения под действием момента сил трения возрастает; пассивными считаются колодки, на которые момент сил трения оказывает отрицательное влияние.

В качестве разжимного устройства у тормозов с односторонним расположением опор колодок на валу закрепляют кулачки (рис.17.19).

Рис.17.19. Схема колодочного тормоза

с разжимным кулачком

Колодки 2 и 5 поворачивается кулачком 1 на одинаковый угол, при этом усилия P₁ и P₂, передаваемые соответственно на активную и пассивную колодки, получаются разными. На схеме они показаны применительно к вращению барабана 4 по направлению стрелки ω. После приработки тормоза, когда удельные давления на обе колодки выравниваются, соотношения между силами P₁ и P₂ должны быть пропорциональными действующим на колодки результирующим нормальным силам N₁ и N₂. У симметричных коло­док при этих условиях N₁ = N₂, поэтому

P₁ / P₂ = (с -  · е) / (с +  · е),

отсюда тормозной момент

M_Т = 2 · r_б · P₁ (а + с) / (с -  · е).

В отличие от барабанного дисковый тормозной механизм имеет плоскую форму трущихся поверхностей (см.рис.17.3 и 17.6). Силы в таком механизме обычно действуют перпендикулярно плоскости вращения диска. При этом серводействие, присущее барабанным тормозам, отсутствует. Дисковые тормозные механизмы имеют хорошие условия охлаждения трущихся поверхностей, меньшую массу; уравновешенность осевых тел диска; равномерное распределение давления по поверхности пар трения; малые зазоры между дисками и колодками, что позволяет увеличить передаточное число привода.

Дисковые тормозные механизмы имеют следующие недостатки: ввиду отсутствия серводействия возникает необходимость применения усилителей; значительные силы прижатия накладок к диску приводят к высокому давлению в контакте, что ускоряет износ накладок; слабая защищенность от загрязнения трущихся пар.

Тормозной момент открытого дискового тормоза

M_Т = 2 · P · r_ср,

где Р = 0,25 · p₀ · d_ц²;  - коэффициент трения материала накладки по диску; r_ср - средний радиус колодки; p₀ = 2,5 МПа - давление жидкости в системе; d_ц - диаметр тормозного цилиндра.