1.4 Тормозные механизмы и тормозной привод рабочей
тормозной системы
На автомобилях применяют барабанные и дисковые тормозные механизмы. Принцип действия тормозных механизмов основан на трении деталей. Величина тормозного момента, подводимого к колесу, зависит от сил, сжимающих детали. Конструкция тормозных механизмов в теории автомобиля не рассматривается.
В барабанных тормозных механизмах образуются силы трения между колодками и барабаном, соединенным с колесом. Барабанные механизмы применяются на грузовых автомобилях и на задних осях легковых автомобилей.
В дисковых тормозных механизмах образуются силы трения между колодками и диском, соединенным с колесом. Дисковые механизмы наиболее широко применяются на легковых автомобилях.
Силы, сжимающие детали, создаются с помощью гидравлического или пневматического приводов.
В тормозной механизм устанавливаются гидроцилиндры, создающие силы, сжимающие детали. Гидравлический привод имеет высокое быстродействие и применяется на легковых автомобилях, а также на грузовых автомобилях небольшой грузоподъемности. Для снижения силы нажатия на педаль тормоза гидравлический привод оснащается гидровакуумным усилителем.
На грузовых автомобилях и автобусах применяется пневматический привод. Силы, сжимающие трущиеся детали, создаются пневматическими камерами. В приводе применяются специальные тормозные краны со следящим механизмом. Такой привод позволяет подводить к колесам большие тормозные моменты, что и требуется для грузовых автомобилей. Однако его быстродействие ниже, чем у гидравлического привода.
1.5 Качение тормозящего колеса
Пусть колесо нагружено нормальной нагрузкой PZ и движется в ведомом режиме со скоростью V. Колесо вращается с угловой скоростью , величина которой зависит от радиуса качения: =V/rко, где rко – радиус качения колеса ведомом режиме. При качении колеса образуется сила сопротивления качению Pf, величина которой мала по сравнению с тормозной силой.
Рассмотрим теперь качение колеса, нагруженного тормозным моментом MT = RX rко (рис. 1.1). При действии на колесо момента MT оно начинает вращаться с меньшей угловой скоростью и двигаться с проскальзыванием:
s = 1 – rко/V.
В ведомом режиме rко = V и проскальзывание s = 0. При = 0 (юз) проскальзывание s = 1.
При движении колеса с проскальзыванием в контакте шины с дорогой образуется продольная, тормозная реакция дороги RX (рис. 1.2). Величина реакции RX зависит от проскальзывания. По мере увеличения момента MT реакция возрастает, достигает максимума, а затем обычно снижается. Максимальное значение RXMAX реакции RX зависит от сцепных свойств дорожного покрытия и шины. Отношение RXMAX к PZ называют коэффициентом продольного сцепления:
X = RXMAX/PZ.
Рис. 1.1. Силы и моменты, действующие на тормозящее колесо
Коэффициент сцепления зависит от дорожного покрытия и его состояния. На сухом асфальтовом покрытии X достигает 0,95, а на льду снижается до 0,1.
Отношение реакции RXБ, образующейся при движении колеса юзом к нагрузке PZ называют коэффициентом сцепления при скольжении:
XБ =RXБ/PZ.
Рис. 1.2. Характеристика продольного проскальзывания колеса
Коэффициент сцепления XБ меньше коэффициента X: на 10…20% на сухом асфальтовом покрытии, на 20…40% на льду и укатанном снегу. Известны следующие его значения:
XБ = 0,7…0,8 – сухое асфальтовое покрытие;
XБ = 0,5…0,6 – мокрое асфальтовое покрытие;
XБ = 0,25…0,3 – укатанный снег в холодную погоду;
XБ = 0,06…0,12 – лед при температуре минус 5 град.
Проскальзывание, при котором достигается максимальная тормозная реакция, называют критическим проскальзыванием sK. Величина sK также зависит от состояния дорожного покрытия:
sK = 0,25…0,3 – сухое асфальтовое покрытие;
sK = 0,15…0,2 – мокрое асфальтовое покрытие;
sK = 0,05…0,1 – укатанный снег в холодную погоду;
sK = 0,03…0,05 – лед при температуре минус 5 град.