Эффективность различных типов тормозных систем.
Как известно, тормозные системы (рабочая, стояночная и т.п.) включают в себя один или несколько тормозных механизмов и тормозной привод.
Наиболее широко для автомобилей применяют фрикционные тормозные механизмы. Дисковый тормозной механизм обладает меньшей эффективностью, чем барабанный, хотя необходимый тормозной момент в этом тормозном механизме можно получить увеличением приводных сил, т.е. применяя рабочие цилиндры большего диаметра или усилитель. Следует отметить, что в дисковом тормозном механизме тормозные накладки изнашиваются более интенсивно, чем в барабанном, поэтому необходима более частая смена колодок.
К достоинствам дискового тормозного механизма можно отнести:
хорошую стабильность, т.е. этот тормозной механизм имеет линейную зависимость коэффициента тормозной эффективности от изменения коэффициента трения;
меньшую чувствительность к попавшей на накладки воде;
возможность увеличения передаточного числа тормозного привода благодаря малому ходу поршня;
хорошее охлаждение тормозного диска;
меньшую массу.
В последние годы наметилась тенденция расширения применения дисковых тормозных механизмов на автотранспортных средствах.
Механический тормозной привод в качестве привода рабочей тормозной системы в настоящее время не применяется. Причинами этого служат следующие недостатки: сложность и трудность его компоновки на автомобиле; трудоемкий уход (необходимость периодического регулирования и смазывания); малый КПД привода.
Механический тормозной привод необходим для стояночной тормозной системы благодаря тому, что он может обеспечить высокую надежность при длительном действии.
Тормозной гидропривод применяется на всех легковых автомобилях и на грузовых автомобилях полной массой до 7,5 т. В сочетании с пневмоприводом гидропривод применяется и на автомобилях большой массы (Урал-4320).
Достоинства гидропривода: малое время срабатывания; равенство приводных сил на тормозных механизмах левых и правых колес; удобство компоновки; высокий КПД (до 95%); возможность распределения приводных усилий между тормозными механизмами передних и задних колес в результате применения рабочих цилиндров разного диаметра; простота обслуживания.
К недостаткам тормозного гидропривода относят:
Снижение КПД при низких температурах.
Ограничение предельной величины тормозных сил физическими возможностями водителя, т.о. тормозные моменты часто оказываются недостаточными для блокировки колес и колеса продолжают вращаться до остановки автомобиля. Для повышения эффективности тормозной системы применяют усилители тормозного привода: вакуумные или гидровакуумные.
Возможность выхода из строя тормозной системы при местном повреждении привода. Надежность работы тормозной системы значительно повышается при использовании раздельного – двухконтурного – привода. Чаще всего один контур приводит в действие тормозные механизмы переднего моста, а другой – тормозные механизмы заднего моста (ВАЗ-2101, 03, 05) (рис. 9, а). Автомобиль, у которого каждый контур связан со всеми четырьмя колесами (рис. 9, б), наиболее безопасный, но и самый дорогой (ЗИЛ-114). В более дешевой так называемой шведской схеме (рис. 9, в) каждый контур обслуживает оба передних тормозных механизма и один задний. При этом обеспечивается хорошая эффективность каждого контура, но на скользкой дороге автомобиль может потерять устойчивость. Еще дешевле, но и опаснее диагональная схема (рис. 9, г), которая получила довольно широкое распространение (ВАЗ-2108, Ауди-100 и др.). Иногда применяют схему, в которой тормозные механизмы одной оси имеют по два рабочих цилиндра. Тогда, например на ВАЗ-2121 один контур воздействует на цилиндры задних тормозных механизмов и на один из двух цилиндров каждого из передних тормозных механизмов (рис. 9, д, повернуто), а второй приводит в действие другие цилиндры передних тормозных механизмов.
Рис. 9. Схемы двухконтурных тормозных приводов.
Тормозной пневмопривод применяется на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности и на автобусах. К достоинствам тормозного пневмопривода следует отнести: облегчение управления; удобство привода тормозных систем прицепа и полуприцепа; возможность использования сжатого воздуха для различных целей (накачивание и поддержание давления в шинах, привод стеклоочистителей и пр.).
Недостатки пневмопривода: сложность производства и обслуживания; сравнительно высокая стоимость; постоянная затрата мощности на привод компрессора; большое время срабатывания (в 5…10 раз больше, чем у гидропривода).
По требованиям отечественных и зарубежных стандартов пневмопривод рабочей тормозной системы должен иметь не менее двух независимых контуров, с тем, чтобы местное повреждение вызывало выход из строя только одного контура. Кроме того, для обеспечения безопасности движения при отсутствии сжатого воздуха тормозные механизмы многих автомобилей находятся в заторможенном состоянии под действием пружины энергоаккумулятора.
С целью уменьшения времени срабатывания тормозного привода на автомобилях применяют электропневмопривод (ЭПП). В современных ЭПП применяется электронное управление процессом регулирования давления, при котором обеспечивается не только следящее действие на всех режимах, но и регулируется распределение тормозных сил между мостами, что определяет как тормозную эффективность, так и устойчивость автомобиля.