§ 2. Тормозные системы с гидравлическим

тормозным приводом

Гидравлический тормозной привод (рис. 276, а) включает главный и соединенные с ним колесные цилиндры.

Корпус 3 главного цилиндра объединен с резервуаром рабо- чей жидкости. Крышка 2 корпуса имеет отверстие для заливки жидко- сти и пробку 1. В пробке сделано отверстие для сообщения полости

Колесный цилиндр (рис. 276, в) преобразует давление жидкости в механическое усилие на колодках тормоза. В корпусе 3 цилиндра по- мещены два поршня 1, уплотнительные манжеты 4 и пружина 2. С тор- цов цилиндр защищен колпачками 6. В поршни запрессованы сухари 5, в прорези которых заходят торцы тормозных колодок 5 (рис. 276,6).

При нажатии на педаль рычага 10 (рис. 276, а) толкатель 8 пере- мещает поршень, который манжетой 18 перекрывает компенсационное отверстие 19, разобщая полость главного цилиндра с полостью резер- вуара. При последующем движении поршня открывается выпускной клапан 22, жидкость поступает из магистрали к колесным цилиндрам в полость, заключенную между манжетами 4 (рис. 276, в) в корпусе 3, перемещает поршни 1 в направлении стрелок, и сухари 5 прижи- мают колодки 5 (рис. 276,6) к тормозным барабанам.

При отпускании педали поршень под усилием пружин 5 и 9 (рис. 276, а) возвращается в исходное положение. Под действием стяж- ных пружин 2 (рис. 276, 6) тормозных колодок 5 открывается впускной клапан 21 (рис. 276, а) и жидкость поступает в главный цилиндр — давление в системе плавно уменьшается. При снижении давления до 0,08—0,12 МПа впускной клапан под воздействием пружины 5 закры- вается и перетекание жидкости прекращается.

При обратном ходе поршня (оттормаживании) в рабочей полости главного тормозного цилиндра создается некоторое разрежение. Оно обусловлено тем, что заполнение цилиндра отстает от перемещения поршня вследствие слабого напора жидкости. Кроме того, трубопрово- ды системы и впускной клапан создают определенное гидравлическое сопротивление движению жидкости. В результате жидкость из резер- вуара через перепускное отверстие 16 (рис. 276, а) и отверстие 15 в поршнр просачивается в рабочую полость цилиндра, отжимая шайбу 17 и кромку внутренней манжеты 18. По мере перетекания жидкости из системы ее излишек в рабочей полости главного цилиндра поступает в резервуар через компенсационное отверстие 19.

На автомобилях и тракторах наиболее распространены тормозные механизмы барабанного типа (рис. 276,6). Тормоз состоит из тормоз- ного диска 6 с колесным цилиндром /, двух колодок 5 с опорными пальцами 3, стяжной пружиной 2 и тормозного барабана.

Тормозные диски передних колес прикрепляются к фланцам цапф, а задних — к фланцам полуосевых рукавов моста. На диске установле- ны вверху колесный цилиндр /, внизу — опорные пальцы 3 с бронзовы- ми эксцентриками 4, на которых размещены тормозные колодки 5. Верхние концы ребер колодок входят в прорези толкателей поршней колесного цилиндра 1.

Колодки опираются на регулировочные эксцентрики 10 и прижи- маются к ним пружиной 2. Проворачиванию эксцентриков препятству- ют пружины 11. Скобы 8 с пластинчатыми пружинами 9, установлен- ные на диске, удерживают колодки от боковых смещений. Эксцентри- ки 10 и 4 центрируют колодки относительно тормозного барабана.

Для обеспечения большей безопасности движения применяют ко- лесные тормоза с раздельным гидравлическим приводом — двумя параллельно действующими контурами, причем при выходе из строя одного контура второй обеспечивает работоспособность системы.

Раздельный независимый привод для тормозов передних и зад- них колес включает главный тормозной цилиндр тандемного типа, два бачка для рабочей жидкости, приводы передних и задних тормозов, регулятор силы торможения задних колес с механическим приводом, педаль, трубопроводы и арматуру для подвода жидкости к тормозам. Устройство главного тормозного цилиндра привода таково, что при выходе из строя контура привода тормозов задних колес эффектив- ность действия передних тормозов полностью сохраняется, и наоборот.

На большинстве авто- мобилей используются тор- мозные системы с постоян- ным соотношением тормоз- ных сил, развиваемых на передних и задних колесах, что приводит иногда к бло- кировке задних колес при торможении, возникновению юза, потери управляемости и устойчивости. Для преду- преждения этих явлений в систему привода вводят ре- гулятор силы торможения задних колес, позволяющий избежать их блокировки при торможении.

Регулятор (рис. 277) представляет собой следя- щую систему, автоматиче- ски прекращающую подачу тормозной жидкости к зад- ним тормозам. Датчиком служит торсионно-рычажное устройство пере- дающее регулятору сигналы перемещения заднего моста относительно кузова при деформациях пружин подвески в зависимости от интенсив- ности торможения или нагрузки автомобиля.

Регулятор последовательно подсоединен к гидравлической систе- ме: на входе отверстием Г к главному тормозному цилиндру и отвер- стием В к тормозам задних колес. В корпусе 9 регулятора помещает- ся грибовидный клапан 5, диаметр которого D_{ вверху больше диамет- ра />2 внизу. Пружина 4 снизу опирается на кольцо 7, которое уплотняет выход хвостовика клапана из корпуса. Вверху пружина свя- зана с упорным кольцом 3, а через него воздействует на заплечики клапана, стремясь поднять его вверх. Перемещение клапана вверх ог- раничивается пробкой /.

Клапан регулятора находится под действием следующих сил: Р— давления торсиона на хвостовик клапана; Р_пр— давления пружины на клапан; Pi— давления жидкости на грибок клапана сверху; Рг— давления жидкости на кольцевую поверхность клапана снизу.

Равнодействующая сил Р и Р_пр равна их сумме и направ- лена вверх. Сила Р_пр сохраняет свое значение постоянным, а сила Р меняется от нуля, если торсион лишь слегка касается клапана (задний мост удален от кузова), до максимума, когда давле- ние торсиона на клапан наибольшее (задний мост максимально приб- лижен к кузову). Клапан регулятора является дифференциальным: он находится под воздействием разности давлений жидкости Pi и Рг:

При этом (D₍>D₂) справедлива зависимость:

(П1)

где р -- давление жидкости в полостях Л и Б регулятора.

Из уравнения (111) следует, что равнодействующая сил Р\ и Р₂ пропорциональна давлению р , так как множитель d\ const.

Если педаль тормоза отпущена, а задний мост и кузов сближены, то сила давления торсиона на кланан имеет наибольшее значение, а разность давлений жидкости Pi—Р₂ близка к нулю из-за незначи-

тельного избыточного давления жидкости р в системе, поэтому равно- действующая всех сил, равная сумме Я+Рпр, направлена вверх и кла- пан регулятора открыт (рис. 277,а). При нажатии на педаль жидкость от главного тормозного цилиндра по отверстию Г поступает в полость А регулятора, проходит через кольцевые зазоры хвостовика и головки клапана, поступает в полость Б и далее через выходное В отверстие к колесным цилиндрам тормозов задних колес.

(112)

(113)

При этом рабочее давление жидкости в системе возрастает, увели- чивается равнодействующая давления жидкости на дифференциаль- ный клапан, направленная вниз и стремящаяся закрыть клапан. Одна- ко при некотором давлении р результирующая всех сил будет еще направлена вверх, пока сохранится условие

^ + Р_пр)>(Я₁-Я₂).

При неизменном значении силы Р, по мере увеличения давления жидкости в системе наступит момент, когда результирующая всех сил будет направлена вниз, т. е.

(Р -hPnvXiPi-PJ.

и клапан закроется (рис. 277,6), ограничив давление жидкости в по- лости Б, а следовательно и интенсивность торможения задних колес.

Чем интенсивнее торможение (или меньше нагрузка), тем боль- ше расстояние между задним мостом и кузовом, а следовательно мень- ше сила Р давления торсиона на клапан, тем раньше, при меньшем значении равнодействующей сил давления жидкости на клапан, за- кроется клапан. Наоборот, снижение интенсивности торможения или увеличение нагрузки повышает давление жидкости в полости Б регу- лятора. В результате действия регулятора на тормоза задних колес, зависящего от вертикальных нагрузок на задний мост, предупреждает- ся возможность блокировки задних колес и заноса автомобиля при торможении.

Устройство и действие гидровакуумного усилителя (рис. 278) следующее. Он состоит из камеры 19, клапана управления 7 и усилителя с цилиндром 11, объединенных в общий узел. В камере 19 помещена диафрагма 3, нагруженная пружиной 4. На диафрагме за- креплен передний конец толкателя 15, а другой его конец установлен в цилиндре 11 усилителя. Полости Л и £ камеры 19 сообщаются с впускным трубопроводом двигателя (или с атмосферой) через клапан управления 7.

В клапане управления 7 размещены вакуумный 5 и воздушный 6 клапаны, поршень 9, а в цилиндре 11 усилителя — шариковый 14, перепускные 10 клапаны и поршень 13 цилиндра усилителя.

При нажатии на педаль 17 тормоза жидкость из главного цилин- дра 16 поступает в цилиндр 11 усилителя, открывает шариковый кла- пан 14 в поршне 13 и по трубопроводу 12 идет к колесным тормозным цилиндрам.

Одновременно жидкость давит на поршень 9 клапана управления 7, и, когда это усилие достигает определенной величины, поршень 9 перемещается, закрывает вакуумный клапан 5 и открывает воздуш- ный клапан 6. При открытом клапане 6 воздух из атмосферы, пройдя воздушный фильтр, трубопровод 8, клапан управления 7 и шланг 2, поступает в полость А камеры 19. Полость Б камеры при этом остает- ся соединенной с впускным трубопроводом двигателя, поэтому под действием разности давлений в полостях А и Б диафрагма 3 переме- щает толкатель 15, а через него и поршень 13, создавая дополнитель-

<J=j Разрежение ^a воздух Тормозная жадность

Рис. 278. Схема гидровакуумиого усилителя:

/ — шланг к впускному трубопроводу двигателя; 2 — шлаиг; 3 — диафрагма; 4 — пружина; 5 — вакуумный клапан; 6 — воздушный клапан; 7— клапан управления; 8 — трубопровод от воздуш- ного фильтра; 9 — поршень клапана управления; 10— перепускные клапаны; // —цилиндр уси- лителя; 12 — трубопровод к колесным цилиндрам; 13 — поршень цилиндра усилителя; 14 — ша- риковый клапан; 15 — толкатель; 16 — главный цнлнндр тормозного привода; 17 — педаль; 18 — запорный клапан; 19 — камера; А, Б — полости камеры.

ное давление жидкости в трубопроводе 12 и колесных тормозных цилиндрах.

Когда торможение прекращается (педаль отпущена), в обеих полостях камеры будет разрежение, диафрагма 3 под действием пру- жины 4 займет первоначальное положение, шариковый клапан 14 поршня 13 откроется. В результате в гидравлической системе привода давление упадет, жидкость поступит в главный цилиндр 16, тормозная система будет расторможена.

Запорный клапан 18 разобщает двигатель и гидровакуумный уси- литель, когда двигатель не работает. Перепускные клапаны 10 служат для удаления воздуха из гидроусилителя.

Характеристики тормозных систем автомобилей с гидравлическим приводом приведены ниже.

Автомобили ГАЗ-53А, ГАЗ-66. Тормоза барабанного типа с гидрав- лическим тормозным приводом и гидровакуумным усилителем. Стоя- ночный тормоз барабанный с мехническим (ручным) управле- нием.

Автомобиль УАЗ-452 и его модификации. Тормоза барабанного ти- па с гидравлическим приводом. Стояночный тормоз барабанный с механическим тормозным приводом.

Автомобиль ГАЗ-24 «Волга». Тормоза барабанного типа с незави- симым механическим и гидравлическим тормозным приводом, имею- щим гидровакуумный усилитель и разделитель. Разделитель гидрав- лического тормозного привода предназначен для отключения повреж- денных трубопроводов тормозной системы. Механический привод дей- ствует только на тормозные механизмы задних колес и служит для затормаживания автомобиля на стоянке; в необходимом случае может использоваться для торможения автомобиля и в дви- жении.

Компрессор двухцилиндровый, одноступенчатый, порш- невой, приводится в действие от шкива вентилятора через клиноремен- ную передачу (рис. 279,6). Остовом компрессора служит картер 13, на котором укреплен блок цилиндров 17. В верхней части блока размеще- ны два впускных пластинчатых клапана 12 с седлами 5 и пружинами 6. Ниже клапанов находится разгрузочное устройство, состоящее из плунжеров 11 с уплотнительными кольцами, штоками 7 и коромыслом 8 с пружиной 10. В головке 20 блока цилиндров помещены пластинча- тые выпускные клапаны 2, прижатые к седлам пружинами 1. Полость А выпускных клапанов в головке сообщается через трубопроводы с воздушными баллонами 14 (рис. 279, а). Поршни 18 (рис. 279,6) ком- прессора — чугунные с двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцом каждый. Поршень соединен с шатуном 16 (через бронзовую втулку) плавающим пальцем 19 с заглушками из алюминиевого сплава. Коленчатый вал 14 опирается на два шариковых подшипника 15. Сое- динение вала с нижней головкой шатуна разъемное, головка шатуна за- лита баббитом. В теле шатуна просверлено отверстие для подачи масла от шатунного подшипника к пальцу и втулке верхней головки шатуна. Система смазки — комбинированная; масло поступает к задней крышке 4 компрессора из системы смазки двигателя и через уплотняющее уст- ройство и каналы коленчатого вала идет под давлением к шатунным подшипникам и поршневым пальцам и втулкам шатунов. Выдавливае- мое из шатунных подшипников масло разбрызгивается и смазывает ша- риковые подшипники коленчатого вала и стенки цилиндров. Охлажде- ние компрессора водяное, общее с двигателем. При всасывающем ходе поршня воздух, пройдя воздухоочиститель, поступает в цилиндр комп- россора, а при ходе поршня вверх сжимается и через выпускные клапа- ны 2 поступает в пневматическую систему. При давлении в системе 0,7 МПа воздух проходит через регулятор давления 11 (рис. 279, а) к плунжерам 11 (рис. 279,6) разгрузочного устройства, которые, подни- маясь, открывают впускные клапаны 12, и подача воздуха в систему прекращается.

При снижении давления до 0,55 МПа клапаны 12 закрываются и воздух снова подается в систему.

Регулятор давления (рис. 280,а) автоматически поддер- живает требуемое давление» воздуха в системе. Он установлен на комп- рессоре и соединен с ним каналом. При повышении давления в системе воздух, пройдя фильтр 1, поступает в полость А, а из нее по каналам в полости Б и Г. Давление воздуха в полости Г действует на диафрагму 2 и, преодолевая усилие пружины 6, поднимает шток 5 с толкателем 3. При подъеме толкателя его центральный канал а перекрывается ниж- ним конусом двойного клапана 4, при этом полость В, соединенная с атмосферой, изолируется от других полостей регулятора. Сжатый воз- дух из полости Б по каналам идет в полость Ж и далее по каналу £ под плунжеры И (см. рис. 279,6) разгрузочного устройства и в полость Д (рис. 280,а), где создает дополнительное усилие на штоке, способст- вующее более четкой работе регулятора. При снижении давления в си- стеме пружина 6 опускает шток 5 и толкатель 3. При этом верхний конус клапана 4 садится в свое гнездо, а его нижний конус сообщает полости Д и Ж через полость Д с атмосферой, выпуская воздух из-под плунжеров разгрузочного устройства. Верхний клапан открывается при давлении в системе 0,7 МПа, нижний — при падении давления до 0,55 МПа.

Воздушные баллоны 14 (рис. 279, а) служат для создания запаса сжатого воздуха, его охлаждения и конденсации паров воды и масла. Они расположены в передней части трактора: два слева по ходу трактора, один справа. Вместимость баллонов одинакова—20 л. Бал- лоны снабжены кранами 12 для слива воды и масла.

Нижний конец рычага / пальцем входит в вырез малого рычага 15, си- дящего на оси. Рычаг 15 соприкасается с упором стакана 14. В вырез штока 3 входит кулачок 17 валика, наружный рычаг которого соединен с рычагом центрального (ручного) тормоза трактора.

В расторможенном состоянии тормозная педаль отпущена и ста- кан 14 и диафрагма занимают крайнее левое положение. Выпускной клапан 8 открыт, а впускной 9 закрыт. Полость Е тормозных камер трактора соединяется с полостью F и атмосферой — тормоза выключе- ны. Одновременно верхняя диафрагма отжата вправо, выпускной клапан 5 закрыт, а впускной 6 открыт и соединяет полости В и С, сообщая воз- душные баллоны трактора с соединительной магистралью прицепа. Воздух поступает в воздухораспределитель прицепа. Воздухораспреде- литель открывает доступ воздуху в воздушный баллон прицепа и пре- кращает его поступление к тормозным камерам колес. Когда давление в магистрали прицепа снижается, воздухораспределитель пропускает воздух из баллонов прицепа в тормозные камеры его колес.

При торможении педаль тормоза действует на тягу 16. рычаг 1 по- ворачивается и перемещает рычаг 15, который давит на шток стакана 14, и клапан 8 закрывается. Полость Е и связанные с ней тормозные камеры отъединяются от атмосферы. При этом впускной клапан 9 от- крывается, и сжатый воздух поступает в полость Е. Шток 3 перемеща- ется влево, впускной клапан 6 закрывается. В результате этого полость В, соединенная с воздушной магистралью прицепа, сообщается с атмос- ферой и давление в системе падает. Воздух из балонов прицепа посту- пает в тормозные камеры колес.

Наружный рычаг тормозного крана, связанный с кулачком 17, со- единен с рычагом 16 (рис. 279,а) стояночного тормоза трактора тягой- компенсатором. Если передвинуть рычаг, предварительно нажав кноп- ку, то шток 3 (рис. 280,6) перемещается, и в результате прицеп притор- маживается. Только рычагом (без нажатия кнопки) затормаживают при- цеп на стоянке.

Буксирный клапан 13 (рис. 279, а) служит для приема сжа- того воздуха в пневматическую систему тормозов трактора от системы тягача при буксировке. Клапан установлен на крайнем левом воздуш- ном баллоне.

Тормозные системы автомобилей и тракторов с пневматическим приводом имеют следующие конструктивные особенности.

Автомобиль КамАЗ-5220. Тормоза всех колес рабочей тормоз- ной системы барабанного типа, привод тормозов промежуточного и заднего ведущих мостов раздельный.

Вспомогательная тормозная система действует по принципу торможения автомобиля двигателем на длинных спусках, скользкой дороге и других подобных случаях (см. § 1). При включе- нии вспомогательной системы прекращается подача топлива в цилинд- ры двигателя и создается противодавление на выпуске дроссельными заслонками тормозных механизмов, расположенных в приемных трубах глушителей. Механизмы вспомогательной тормозной системы приводят- ся в действие силовыми цилиндрами. На стоянке автомобиль удержи- вается тормозами колес задней тележки, которые приводятся в дей- ствие от пружинных энергоаккумуляторов. Энергоаккумуляторы ис- пользуются также для привода запасной тормозной системы.

Э н е р го а к ку м у л я то р (см. рис. 281,6) прикрепляется к тор- мозным камерам 2 колес промежуточного и заднего ведущих мостов. Он представляет собой цилиндр 4, внутри которого помещена сило- вая пружина 5, опирающаяся на поршень 6 с толкателем 1, который через промежуточные детали соприкасается со штоком 3 тормозной ка- меры 2. Сжатый воздух из пневматической системы поступает в полость А энергоаккумулятора и сжимает пружину 5— аккумулятор заряжен.

Действие запасной (сто- яночной) тормозной систе- мы основано на разрядке энергоаккумулятора при вы- пуске воздуха из полости А цилиндра, в результате чего происходит перемещение толкателя / и штока 3 тор- мозной камеры 2 вниз, как показано стрелкой, и колеса затормаживаются.

В тормозную систему включено устройство запас- ного торможения, действую- щего автоматически, если произойдет обрыв тормозно- го шланга, откажет ком- прессор и т. д. Чтобы избе- жать аварийной ситуации при включении устройства запасного торможения и вывести автомобиль с опасного участка дороги, предусмотрена система аварийного отторма- живания. Для этого в пневматическую систему, подающую сжатый воз- дух под поршни 6 силовых пружин 5, включен специальный кран; до- полнительно предусмотрен механизм аварийного оттормаживания встро- енный в каждый цилиндр энергоаккумулятора.

Тормозная система имеет пневматический регулятор (рис. 282) си- лы торможения, установленный на раме 9 автомобиля, назначение ко- торого было описано в § 2. Рычаг 2 датчика регулятора соединен тягой 3 с упругим элементом 4, который закреплен на штанге 5 с компенса- тором 6.

Автомобили ЗИЛ-130, ЗИЛ-131. Тормоза барабанного типа с пнев- матическим однопроводным тормозным приводом. Стояночный тормоз барабанный с механическим тормозным приводом.

Трактор Т-150К. Тормоза барабанного типа с пневматическим одно- проводным приводом. Стояночный тормоз шкивной с механическим тор- мозным приводом, установлен на приводе переднего моста.

Тракторы МТЗ-80 и МТЗ-82. Тормоза дисковые, установлены на ведущих шестернях конечных передач, привод механический. Пневмати- ческий привод тормозов прицепа однопроводный, снабжен пневматичес- ким переходником, позволяющим агрегатировать с трактором прицеп, оборудованный также и гидравлическим приводом тормозов.