книги из ГПНТБ / Боевые колесные машины (армейские автомобили и бронетранспортеры) учебник

Г Л А В А V

ТОРМОЗНЫЕ СИСТЕМЫ

§ I. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ

Тормозные системы служат для снижения скорости движения колесной машины с желаемой интенсивностью вплоть до остановки и удержания ее на стоянке.

Боевые колесные машины и армейские автомобили имеют две, независимо действующие тормозные системы: основную и вспо­ могательную.

О с н о в н а я т о р м о з н а я с и с т е м а используется для сни­ жения скорости движения машины. Она приводится в действие усилием ноги водителя, приложенным к педали, и часто называ­ ется н о ж н о й тормозной системой.

В с п о м о г а т е л ь н а я т о р м о з н а я с и с т е м а предназначе­ на для удержания машины на стоянке. Она приводится в действие

машины можно только в крайних аварийных случаях — при отказе основной тормозной системы.

Эффективность действия основной тормозной системы -оцени­

(табл. 5Л).

Показатели измерителей тормозных качеств автомобилей, пре­

движность колесной машины на уклоне, равном величине, которая задана техническими условиями на данную колесную машину. Эффективность стояночной тормозной системы оценивается сум-

2 3 4

маркой тормозной силой, развиваемой тормозными механизмами этой системы, соответствующей величине уклона, заданного тех­ ническими условиями на колесную машину. Для боевых колесных машин стояночная тормозная система должна обеспечивать удер­ жание их на уклоне такой крутизны, который машины смогут преодолеть на низшей передаче. Наличие двух тормозных систем повышает безопасность движения.

П р и м е ч а н и я : 1. Приведенные в табл. 5.1 нормативные измерители тор­ мозных качеств действуют до 1 января 1975 г. (см. «Отраслевой стандарт авто­ мобилестроения» ОСТ 37.001.016—70).

2. Критерии оценки эффективности основной тормозной системы определя­

Некоторые, колесные машины, предназначенные для специаль­ ной эксплуатации, кроме основной и вспомогательной тормозных систем оборудуются дополнительными тормозными системами, действующими также независимо. Дополнительными тормозными системами являются, например, тормоза-замедлители, используе­

2 3 5

причиной быстрого износа тормозных механизмов), а также гор­ ные тормоза отката, предотвращающие откат машины при оста­ новке на подъеме.

нию колес, вследствие чего между колесами и дорогой возникает тормозная сила. С помощью т о р м о з н о г о п р и в о д а осущест­ вляют управление тормозными механизмами. Некоторые тормоз­ ные системы дополняются усилителями, позволяющими для управ­ ления тормозными механизмами наряду с мускульной энергией водителя использовать посторонний источник энергии. Конструк­ тивное выполнение тормозных механизмов, приводов и усилителей в современных колесных машинах весьма разнообразно.

§ 2. ТОРМОЗНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Тормозные механизмы должны обеспечивать создание необхо­ димых тормозных моментов и постоянство (стабильность) тормоз­ ных качеств колесной машины в процессе эксплуатации.

Тормозные механизмы по форме трущихся невращающихся де­ талей разделяют на колодочные, дисковые, ленточные и комбини­ рованные. В зависимости от места расположения тормозные ме­

в основном колодочными.

На рис. 5.1 показана принципиальная схема простейшей тор­ мозной системы с колодочным тормозным механизмом. Внутри тормозного барабана 2, связанного с колесом /, расположены две тормозные колодки 3 с небольшим кольцевым зазором, имеющие тормозные накладки 5 из фрикционного материала. -

Колодки могут поворачиваться вокруг пальцев 4, закреплен­ ных на неподвижном опорном диске, связанном с балкой заднего моста или поворотной цапфой. Верхние концы колодок под дейст­ вием стяжной пружины 6 прижимаются к разжимному кула­ ку 7. При нажатии на тормозную педаль 8 поворачивается раз­ жимной кулак 7 и, раздвигая колодки, прижимает их к тормоз­ ному барабану. В результате между колодками и барабаном воз­ никают силы трения, создающие тормозной момент, препятствую­ щий вращению колеса, а между колесом и дорогой — тормозная сила Аг. Чем сильнее прижимаются колодки к барабану, тем. больше тормозной момент, а следовательно, и тормозная сила.

2 3 6

При прекращении нажатия на педаль стяжная пружина отво­ дит тормозные колодки от барабана и торможение прекращается.

Коле с ные к о л о д о ч н ые т о р м о з н ы е м е х а н и з м ы

можно выполнять по различным схемам, отличающимся способа­ ми крепления колодок на опорном тормозном диске и устройст­ вом механизма для приведения в действие тормоза.

На рис. 5.2 показаны схемы конструкций основных типов ко­ лесных колодочных тормозных механизмов, применяемых на бое­ вых колесных машинах и армейских автомобилях. Краткий срав-

Рис. 5.1. Принципиальная схема тормозной системы с коло­ дочным тормозным механизмом:

нительный анализ схем, считая, что у всех* тормозов одинаковые основные размеры и материалы, приведен ниже. Левые колодки, обозначенные буквами с индексом 1, называются первичными (пе­ редними), правые колодки, обозначенные буквами с индексом 2,—: вторичными (задними). Тормозной момент Мт, создаваемый тор­ мозным механизмом, равен сумме тормозных моментов MTi пер­

вичной и М Та вторичной колодок.

Тормозной механизм с односторонним расположением опор и равными приводными силами (рис. 5.2, с) широко применяется на армейских автомобилях (Урал-375Д, задние тормоза ГАЗ-66, УАЗ-469Э). Такой же тип тормоза установлен на БТР-40.

Равенство приводных сил Рi и Рг, действующих непосредствен­ но на колодки, обеспечивается равными по площади поршнями гидравлического цилиндра. Чтобы оценить работу тормоза, на

2 3 7

схеме показаны нормальные реакции Xi и Х2, приложенные от ба­ рабана к колодкам, и соответствующие силы трения У, и У2. Для упрощения полагаем, что нормальные реакции и силы трения яв­ ляются сосредоточенными и приложены в середине рабочих ча­ стей колодок. Реакции опор на схеме не показаны.

Если рассмотреть сумму моментов относительно опор от сил, действующих на каждую из колодок, то окажется, что тормозной момент Af , создаваемый первичной колодкой, больше тормозного

Рис. 5.2. Схемы основных типов колесных колодочных тор­ мозных механизмов:

момента MTj вторичной колодки. Объясняется это тем, что мо­

мент от силы трения Уи действующий на первичную колодку, со­ впадает по направлению с моментом от приводной силы Р\, вслед­ ствие чего колодка захватывается вращающимся барабаном и уве­ личивает прижатие колодки к барабану. Момент от силы тре­ ния У2, действующий на вторичную колодку, противоположен по направлению моменту от приводной силы Р2 и уменьшает прижа­ тие колодки к барабану. В результате этого нормальная реакция и соответственно сила трения и тормозной момент на первичной колодке будут больше, чем на вторичной. Это приводит к тому, что подшипники колеса при торможении нагружаются дополнительной силой. Следовательно, такой тормоз является неуравновешенным.

2 3 8

Тормоз создает одинаковый тормозной момент при переднем и зад­ нем ходе.

Так как первичная колодка прижата к барабану сильнее вто­ ричной, то тормозная накладка первичной колодки изнашивается значительно быстрее.

Для обеспечения одинакового срока службы тормозная на­ кладка первичной колодки делается длиннее, чем у вторичной.

Тормозной механизм с односторонним расположением опор и равными перемещениями колодок показан на рис. 5.2, б. Одина­ ковое перемещение и, как следствие, равное прижатие, колодок возможны при механических разжимных устройствах в виде сим­ метричного разжимного кулака. В результате этого обеспечивает­ ся равенство нормальных реакций, сил трения, а следовательно, и тормозных моментов первичной и вторичной колодок. Однако приводные силы получаются разными: Я2>-Рь так как первичную колодку сила трения У1 отжимает от кулака, а вторичную колод­ ку сила трения У2 прижимает к кулаку. Так как нормальные ре­ акции, силы трения и тормозные моменты обеих колодок равны, то тормозные накладки имеют одинаковый износ и дополнитель­ ные силы, действующие на подшипники колес, не возникают (тор­ мозной механизм уравновешен).

Тормоз создает одинаковый тормозной момент при переднем и заднем ходе. Тормозной момент такого типа тормоза несколько меньше тормозного момента, создаваемого тормозом предыдуще­ го типа.

Уравновешенность тормозного механизма, равенство тормоз­ ных моментов на первичной и вторичной колодках и, следова­ тельно, высокое постоянство тормозных качеств при неоднократ­ ном торможении являются существенными факторами для тяже­ лых колесных машин, на которых рассматриваемый тип тормоза получил широкое распространение (БТР-152К, ЗИЛ-1131 и др.).

Тормозной механизм с разнесенными опорами колодок и равными приводными силами (рис. 5.2, в), установленный на бро­ нированной разведывательно-дозорной машине БРДМ, широко применяется и на армейских автомобилях (передние тормоза ав­ томобилей УАЗ-469Э, ГАЗ-66). Каждая из колодок тормоза при­ водится в действие своим гидравлическим цилиндром, одинаковые размеры которых обеспечивают равенство приводных сил. При переднем ходе каждая колодка работает как первичная, вследст­ вие чего эффективность действия тормозного механизма выше, чем у тормозных механизмов двух предыдущих типов. При зад­ нем ходе обе колодки работают как вторичные и эффективность торможения значительно снижается. Тормозной механизм уравно­ вешен и имеет одинаковый износ тормозных накладок. Общим не­ достатком тормозов с разнесенными опорами является некоторое усложнение их конструкции.

Тормозные механизмы с разнесенными опарами часто приме­ няют на передних колесах автомобилей, тогда как на их задних колесах устанавливают тормозные механизмы с равными привод­

839

ными силами и раздельными односторонними опорами колодок (ГАЗ-66, УАЗ-469Э). Такое сочетание позволяет использовать пе­ рераспределение сцепного веса (приходящегося на передние и задние колеса) в момент торможения и более просто получить желаемое распределение тормозных сил: большую тормозную си­ лу на передних колесах по сравнению с задними (Р > Рт ^ при

одинаковых размерах основных деталей тормозных механизмов. Тормозной механизм с усилением (серводействием) и одной общей для обеих колодок опорой (рис. 5.2, г) применен на броне­ транспортере БТР-60П. Соединенные шарнирно нижними конца­ ми передняя и задняя колодки не связаны с опорным тормозным диском (плавающие колодки) и прижимаются стяжными пружи­ нами к неподвижно закрепленному на кронштейне опорному паль­ цу. Тормоз приводится в действие гидравлическим рабочим ци­

линдром.

При торможении поршни цилиндра перемещают колодки и между верхними концами колодок и опорой появляется зазор. Колодки прижимаются к вращающемуся барабану, захватывают­ ся им и поворачиваются до упора верхнего конца задней колодки в опорный палец. В этом случае передняя колодка работает как первичная, а ее опорой является нижний конец задней колодки. Вследствие трения передней колодки о барабан на заднюю ко­ лодку передается сила R. Задняя колодка, опираясь на палец, так же работает как первичная, но основной приводной силой для нее является сила R, которая намного больше приводной силы Р2. Момент от силы R, совпадающий по направлению с моментом от приводной силы Р2, значительно увеличивает прижатие задней колодки к барабану. Таким образом, в рассматриваемом тормозе обе колодки работают как первичные, а приводная сила, действу­ ющая на заднюю колодку, дополнительно увеличивается силой трения, передающейся от передней колодки. Это обеспечивает усиление приводной силы (увеличение тормозного эффекта).

К недостаткам тормоза с усилением следует отнести: резкое нарастание тормозной силы при торможении, что может вызвать скольжение колеса и, следовательно, занос машины; снижение тормозных качеств при многократном торможении вследствие уменьшения коэффициента трения при нагреве тормозных накла­ док; неравномерность износа тормозных накладок.

Основными деталями колодочных тормозов являются тормоз­ ные барабаны, колодки, разжимные, опорные и регулировочные устройства.

Тормозные барабаны отливают из простого (серого) или леги­ рованного (с примесью никеля, молибдена, меди) чугуна. На лег­ ковых и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности применяют комбинированные тормозные барабаны, состоящие из стального штампованного диска и чугунного обода, которые соединяются при отливке в неразъемную конструкцию. Барабаны такого типа применяются на БТР-40 и армейском автомобиле

240

ГАЗ-66. На барабанах иногда выполняются ребра, обеспечиваю­ щие жесткость конструкции и улучшающие теплоотвод.

Колодки тормозов выполняются штампованно-сварные или ли­ тые. Штампованно-сварные колодки изготовляются из стали (ав­ томобили ГАЗ), литые — из чугуна (автомобили ЗИЛ, МАЗ) или из легких сплавов. Для большей жесткости колодки в сечении

сбарабаном.

Кнаружной поверхности колодок приклеиваются или прикле­ пываются фрикционные накладки, которые изготовляют из мате­ риалов, обладающих большим коэффициентом трения, повышен­ ной теплостойкостью и хорошо сопротивляющихся износу. На­ кладки формуются в горячем состоянии и в основном состоят из волокнистого асбеста в смеси с органическими связывающими ве­ ществами (смолами, каучуком, маслами).

Устройство и работа тормозных механизмов некоторых машин рассмотрена ниже.

Тормоз заднего колеса автомобиля ГАЗ-66 выполнен по схеме, показанной на. рис. 5.2, а.

Опорный диск 2 (рис. 5.3) тормоза закреплен на картере мо­ ста. Колодки 4 нижними концами с помощью пальцев 11 шарнир-

А-Д

Рис. 5.3. Тормозной механизм заднего колеса автомобиля ГАЗ-66:

2 i \

по соединены с диском. Пальцы могут вращаться в отверстиях опорного диска. На пальцы надеты шайбы 10, эксцентрично рас­ положенные относительно оси вращения пальцев. Шайбы не мо­ гут поворачиваться на пальцах, но могут вместе с пальцами вра­ щаться в отверстиях колодок. По толщине шайбы больше коло­ док, что обеспечивает свободное повертывание колодок вокруг шайб. Такое устройство позволяет поворотом пальцев смещать нижние концы колодок относительно опорного диска и тем самым устанавливать нижний зазор между колодками и тормозным ба­ рабаном при сборочной (заводской) регулировке.

Колодки стягиваются пружиной 3 и прижимаются к регулиро­ вочным эксцентрикам 9, служащим для эксплуатационной регу­ лировки зазоров между колодками и тормозным барабаном. Экс­ центрики удерживаются от произвольного проворачивания пред­ варительно сжатыми пружинами 8, которые фиксируют их в лю­ бом положении при повороте головок болтов 7.

Таким образом, каждая колодка центрируется относительно тормозного барабана регулировочными эксцентриками и эксцент­ риковыми шайбами пальцев. От боковых смещений колодки удер­ живаются направляющими скобами 6 с пластинчатыми пружи­ нами. В верхние концы колодок упираются толкатели поршней исполнительного цилиндра 1. Барабан тормоза крепится болтами к фланцу ступицы колеса. Для удобства доступа к тормозам ба­ рабаны сделаны съемными. Такая конструкция позволяет про­ верять тормоза, не снимая ступиц и не нарушая регулировки под­

с разнесенными опорами колодок и равными приводными силами. Каждая колодка 1 тормоза имеет свои исполнительный ци­ линдр 2 и опорный палец 3. С опорными пальцами колодки свя­ заны качающимися шарнирными звеньями 5 (колодки плаваю­ щего типа), что обеспечивает более равномерное прижатие их к барабану. Тормозная жидкость подводится к одному из цилинд­ ров, а между собой цилиндры связаны соединительной трубкой. Тормозные механизмы выполнены герметизированными, с автома­ тическим регулированием зазора между тормозными накладка­

ми 7 колодок и барабанами.

Герметизация тормозов исключает возможность попадания на рабочие поверхности колодок и барабана воды, масла, грязи, что существенно увеличивает надежность и долговечность работы тормозов и повышает постоянство тормозных качеств в процессе эксплуатации.

Необходимая величина эксплуатационного зазора между тор­ мозными накладками и барабаном поддерживается в тормозе ав­ томатически специальным устройством. В исполнительном цилин­

242