Схема работы тормозов
На приведенной схеме показано взаимодействие узлов и деталей тормозной системы автомобиля ВАЗ-2103, усложненной введением вакуумного усилителя, в сравнении с тормозной системой ВАЗ-2101, 2102. Схема работы тормозов ВАЗ-2101, 2102 в остальном аналогична схеме ВАЗ-2103.
I. Исходное положение. система расторможена
В исходном положении тормозная педаль 2 оттянута пружиной до упора в выключатель 1 сигнала торможения. Толкатель вакуумного усилителя, а вместе с ним и корпус клапана со штоком отжаты возвратной пружиной и находятся в крайнем заднем положении.
Доступ наружного воздуха в атмосферную полость В перекрыт, и вакуумная полость А свободно сообщается с полостью В.
При работающем двигателе в обеих полостях создается разрежение, так как вакуумная полость А соединена с впускной трубой двигателя.
Поршни 4 и 6 главного тормозного цилиндра 5 под действием возвратных пружин отжаты в крайнее заднее положение и упираются в стопорные винты. Распорные кольца, упираясь в стопорные винты, отжимают уплотнители в переднее положение, открывая проходы для тормозной жидкости.
Полости главного цилиндра свободно сообщаются с полостями питательного бачка 13 и с трубопроводами 7 и 12.
Поршни 9 колесных цилиндров передних тормозов отжаты от тормозных колодок 10 примерно на 0,1 мм за счет упругой деформации уплотнительных колец. Тормозные колодки 10, не испытывая давления со стороны поршней, остаются лишь в легком соприкосновении с поверхностями трения тормозного диска.
При движении автомобиля без торможения поршень 16 регулятора поднят в крайнее верхнее положение до упора выступом головки в пробку регулятора. Тормозная жидкость может свободно проходить из трубопровода 7 в трубопровод 15 к колесным цилиндрам 18 задних тормозов. Усилием стяжной пружины тормозные колодки 17 упираются в регулировочные эксцентрики (ВАЗ-2101, 2102) и втулками в оси (ВАЗ-2103). Поршни 19 вдвинуты внутрь колесных цилиндров, но остаются поджатыми к тормозным колодкам более слабой, чем стяжная пружина, распорной пружиной. Между тормозным барабаном и накладками тормозных колодок имеется зазор 0,1—0,15 мм (ВАЗ-2101, 2102) и 0,8 мм (ВАЗ-2103).
II. Начало торможения
При движении автомобиля ВАЗ-2103 с работающим двигателем в полостях А и В вакуумного усилителя создается разрежение, передаваемое от впускной трубы двигателя.
Водитель, нажимая на тормозную педаль 2, перемещает толкатель клапана усилителя. Буртик клапана, дойдя до отверстия в корпусе клапана, закроет кольцевую щель и разобщит атмосферную полость В и вакуумную полость А усилителя.
Поршень клапана усилителя уходит вперед, между поршнем и буртиком клапана появляется зазор, который соединяет полость В с атмосферой. Заполняя вакуум, наружный воздух поступает через фильтр усилителя, проходит между передним концом толкателя и буртиком клапана и далее по каналу попадает в полость В, создавая давление на корпус клапана через диафрагму, разделяющую усилитель на полости, и тем самым снижает необходимое усилие на тормозной педали.
Развиваемое на корпус клапана давление зависит от степени разрежения во впускной трубе двигателя и от усилия нажатия ногой на тормозную педаль.
Вместе с корпусом клапана перемещается и шток. Выбрав зазор между наконечником и поршнем 4, шток перемещает поршень вперед.
При отходе от стопорного винта задняя кромка кольцевой канавки поршня прижимается к уплотнителю и разобщает полость гидропривода передних тормозов от полости питательного бачка 13. С этого момента при дальнейшем продвижении поршня 4 в полости гидропривода передних тормозов давление тормозной жидкости передается по трубопроводам 12 во внутренние колесные цилиндры и далее по соединительным трубкам — в наружные колесные цилиндры передних тормозов.
Давление тормозной жидкости, преодолевая упругую деформацию уплотнительных колец, выдвигает поршни 9 из колесных цилиндров передних тормозов до соприкосновения с тормозными колодками. При дальнейшем возрастании давления тормозные колодки зажимают тормозные диски 11, затормаживая вращение передних колес.
Если в этот момент водитель прекратит нажим на педаль, но, не снимая ноги, оставит ее нажатой, то корпус клапана вакуумного усилителя пройдет вперед под давлением атмосферного воздуха на величину зазора между упорной пластиной и канавкой поршня клапана. При этом освобожденный буртик клапана, дойдя до буртика поршня, перекроет поступление воздуха в полость В, а избыток давления воздуха в полости В перейдет в вакуумную полость усилителя через вновь открывшуюся кольцевую щель, канал в корпусе усилителя и далее во впускную трубу двигателя. Давление в обеих полостях уравновесится и серводействие усилителя прекратится.
Если возобновить нажим на педаль тормоза, то возрастающее давление тормозной жидкости в полости гидропривода передних тормозов начнет перемещать поршень 6 гидропривода задних тормозов. С началом перемещения поршня 6 повторится та же последовательность взаимодействия деталей, сопряженных с этим поршнем.
Возрастающее давление тормозной жидкости в полости гидропривода задних тормозов будет передаваться по трубопроводу 7, через регулятор 14 и трубопроводы 15 в колесные цилиндры 18 задних тормозов. Перемещаясь под давлением тормозной жидкости, поршни 19 раздвигают и прижимают тормозные колодки 17 к поверхности трения тормозного барабана.
С начала торможения масса автомобиля стремится переместиться вперед, нагрузка на переднюю подвеску возрастает, а на заднюю уменьшается. Благодаря этому задок кузова начнет приподниматься, короткое плечо 21 рычага привода регулятора опускается вниз, так как другое (длинное) плечо рычага, связанное с балкой заднего моста, копирует перемещение подвески. Поршень 16 под давлением тормозной жидкости, преодолевая сопротивление пружины, начинает опускаться.
III. Полное торможение
В момент полного торможения движущегося автомобиля происходит максимальное перемещение нагрузки с задней подвески на переднюю и наибольший подъем задка кузова. Сцепление задних колес с дорогой падает. Поршень 16 регулятора, опускаясь ниже, соприкасается своей головкой с уплотнителем и перекрывает подачу жидкости в колесные цилиндры задних тормозов. Дальнейшее затормаживание задних колес прекращается, возможное проскальзывание колес относительно дороги и занос автомобиля предотвращаются.
До тех пор, пока задок кузова не опустится и короткое плечо 21 не поднимет поршень 16, он останется прижатым к уплотнителю разностью сил, приложенных к головке с двух сторон: сверху давление тормозной жидкости в колесных цилиндрах, умноженное на площадь головки; снизу давление тормозной жидкости от главного тормозного цилиндра, умноженное на площадь нижнего пояска головки, а также усилие сжатия пружины поршня и усилие закрутки рычага привода.
При выходе из строя контура гидропривода задних тормозов давление тормозной жидкости, развиваемое при продвижении поршня 4, передвинет поршень 6 до упора в пробку. При этом отверстия, сообщающие полость гидропривода задних тормозов с питательным бачком и с трубоприводом 7, будут перекрыты, утечки тормозной жидкости не произойдет, а контур гидропривода передних тормозов сохранит полную работоспособность.
В этом случае возрастут только лишь свободный ход тормозной педали и тормозной путь.
При выходе из строя контура гидропривода передних тормозов поршень 4 продвинется вперед до упора в поршень 6, перекроет компенсационное отверстие, сообщающее полость с питательным бачком, и при дальнейшем нажатии на тормозную педаль приведет в действие контур гидропривода задних тормозов. Свободный ход педали и тормозной путь также увеличатся.
IV. Растормаживание
Если освободить педаль, то она вернется в исходное положение усилием оттяжной пружины до упора (ВАЗ-2101, ВАЗ-2102) в выключатель 1 стоп-сигнала. Возврат педали тормоза в исходное положение у ВАЗ-2103 протекает несколько иначе, так как педаль связана с поршнем клапана усилителя при помощи толкателя. Освобожденная педаль тянет за собой толкатель клапана усилителя и поршень. Поршень, соприкоснувшись с буртиком клапана усилителя, закрывает доступ наружного воздуха в полость В. Буртик отходит от краев отверстия под поршень и открывает кольцевую щель, которая сообщает атмосферную полость В с вакуумной А через каналы. Серводействие усилителя прекращается, и тормозная педаль, корпус, клапана вместе со штоком возвращаются в исходное положение.
Не испытывая давления со стороны штока (у ВАЗ-2103), а у ВАЗ-2101 и ВАЗ-2102 со стороны толкателя, поршни 4 и 6 под действием возвратных пружин отходят назад в исходное положение до упора в стопорные винты. При возврате распорные кольца, упираясь в стопорные винты, отводят уплотнители к передней стенке кольцевой канавки поршней и сообщают полости главного цилиндра с питательным бачком.
Поршни 9 заднего тормоза отводятся в нерабочее положение сокращением уплотнительных колец, упруго-деформированных выходом поршней из цилиндров в начале торможения, а поршни 19 заднего тормоза — сокращением стяжной пружины. Излишек тормозной жидкости перетекает через компенсационные отверстия в питательный бачок 13.
Источник
Шувалов ВАЗ-2101 12
Тормозная система
В тормозной системе автомобиля «Жигули» применено много конструктивных решений, ранее не встречавшихся на отечественных легковых автомобилях, — дисковые тормоза передних колес, сдвоенный главный тормозной цилиндр, ограничитель давления, алюминиевые барабаны задних тормозов. Поскольку большинству автолюбителей они незнакомы, уделим им особое внимание.
Прежде всего надо сказать о двухконтурной системе гидравлического привода тормозов. Впервые два независимых контура трубопроводов, подводящих жидкость к тормозам передних и задних колес, появились в конце 30-х годов на гоночных автомобилях, где надежности тормозов придается первостепенное значение. При обрыве шланга или утечке жидкости в одном контуре другой контур не выходит из строя, и машину удается затормозить. Несколько лет назад это решение было заимствовано конструкторами серийных легковых автомобилей. Два главных цилиндра, работающих на гоночных автомобилях параллельно, они расположили один за другим в общем корпусе, чтобы сделать узел более компактным. Дисковые тормоза легковые автомобили также унаследовали от своих гоночных собратьев, на которых они успешно применяются уже семнадцать лет. Более высокая эффективность дисковых тормозов по сравнению с барабанными — вот причина, почему ими оснащаются чаще всего передние колеса, на долю которых приходится значительная часть тормозного усилия.
Задние же тормоза «Жигулей» сделаны барабанными, так как они менее нагружены. Кроме того, при этой конструкции упрощается привод ручного тормоза. Учитывалось и то, что задние дисковые тормоза, «обстреливаемые» потоком грязи и пыли из-под передних колес, чересчур быстро изнашивались бы при эксплуатации автомобиля на проселочных дорогах.
Чтобы задние тормоза «Жигулей» не были тяжелыми и хорошо охлаждались, их снабдили алюминиевыми барабанами с залитыми в них чугунными кольцами, по которым работают колодки.
Еще одна важная особенность тормозной системы «Жигулей» — регулятор давления. При резком торможении автомобиля всегда происходит перераспределение нагрузок — машина «клюет» носом, а нагрузка на задние колеса уменьшается. В результате их сцепление с дорогой ухудшается, и они «идут юзом». Это явление (если ведущие колеса задние), особенно во время движения по заснеженной и мокрой дороге, приводит к заносу задней части автомобиля, а порой и к авариям — в этом случае машина теряет управляемость.
Очевидно, что в зависимости от нагрузки на задние колеса (число пассажиров, количество багажа, перераспределение веса при резком торможении) необходимо регулировать давление жидкости, а следовательно, и усилие торможения на задних колесах. Тогда «юз» будет предотвращен. Датчиком такого «автоматического» регулятора является механическая связь между задним мостом и кузовом, расстояние между которыми изменяется как раз в зависимости от нагрузки на заднюю ось.
Рассмотрим теперь конкретно каждый узел системы.
Установка тормозной педали:
1 — главный тормозной цилиндр;
2 — толкатель;
3 — педаль;
4 — регулируемый упор и включатель стоп-сигнала;
5 — контргайка;
6 — оттяжная пружина;
7 — кронштейн педалей.
Как на большей части современных легковых автомобилей, тормозная педаль сделана подвесной и крепится вместе с педалью сцепления на оси кронштейна 7. Своим торцом он прижат к панели передка кузова и (привернут к ней вместе с главными цилиндрами привода тормозов и сцепления гайками на четырех шпильках. Педаль 3 через толкатель 2 действует на поршень главного тормозного цилиндра, который подает жидкость к тормозам. При перемещении педали немедленно срабатывает включатель 4 стоп-сигнала, на толкатель которого она опирается в исходном положении. Полный ход педали — около 140 мм.
Главный тормозной цилиндр:
1 — пробка;
2 — корпус;
3 — поршень привода задних тормозов;
4 — поршень привода передних тормозов;
5, 9 — уплотнительное кольцо;
6, 10 — фиксирующий болт;
7, 11 — пружина;
8 — упорная шайба;
12 — установочное кольцо;
13 — впускное отверстие;
14 — прижимная пружина.
В чугунном корпусе 2 главного тормозного цилиндра размещены два поршня 3 и 4, обслуживающие тормоза соответственно задних и передних колес. Их ход ограничен фиксирующими болтами 6 и 10, входящими в продольные пазы. Каждый поршень снабжен возвратной пружиной 7 (или 11) и уплотняющей системой. При нажатии на педаль поршень 4 идет влево. Тормозная жидкость, поступившая из бачка в полость между левым торцом поршня и кольцом 12, попадает через сверление 13 в пространство между поршнем и шайбой 8, идет далее по соответствующему каналу к трубопроводам передних тормозов и одновременно давит на поршень 3. Она смещает его влево, при этом путь тормозной жидкости под поршнем 3 такой же, как и под поршнем 4. Под действием поршня 3 жидкость подается к задним тормозам.
В начале хода каждого из поршней кольца 12, плотно сидящие в расточке корпуса 2 цилиндра, остаются на месте. Затем зазоры между ними и торцами поршней выбираются, поршни толкают кольца влево, а пружины 14, прижимая резиновые кольца 9 к торцам поршней, предотвращают дальнейшее сообщение полости под поршнем с бачком для жидкости. Эти устройства выполняют работу хорошо известного нам лепесткового клапана. Роль уплотняющих манжет играют три кольца 9.
При исправной работе системы в контуре привода задних тормозов связь между поршнями 3 и 4 гидравлическая. В случае утечки жидкости или обрыва шланга поршень 3 «проваливается», сжимая пружину 11. Достигнув упора, он становится для своего партнера неподвижной стенкой в цилиндре, позволяя подавать жидкость под давлением в исправный контур привода передних тормозов. При падении же давления в контуре привода передних тормозов поршень 4 сжимает пружину 7 и своим торцом упирается в поршень 3, заставляя его подавать жидкость в свой контур.
Главный цилиндр питается жидкостью из бачков, связанных с полостями привода передних и задних тормозов шлангами. С рабочими цилиндрами передних и задних тормозов главный цилиндр связывают соответственно трубопроводы.
Установка регулятора:
1 — балка заднего моста;
2 — серьга;
3 — скоба;
4 — торсион;
5 — кронштейн кузова;
6 — регулятор.
Прежде чем попасть в рабочие цилиндры задних тормозов, жидкость поступает в регулятор давления. Он установлен на кронштейне 5 кузова вблизи балки 1 заднего моста и связан с ней серьгой 2 и торсионом 4.
Устройство регулятора тормозного усилия задних колес:
1 — корпус;
2 — кольцо;
3, 8 — уплотнитель;
4 — торсион;
5 — поршень;
6 — пружина;
7 — упорное кольцо;
9 — пробка.
Торсион в зависимости от расстояния между кузовом и балкой 1 оказывает переменное давление на грибовидный поршень 5 регулятора. Благодаря тому, что площадь верхнего торца поршня больше, чем площадь нижнего бурта его головки, по мере увеличения давления жидкости возникает гидростатическая сила, которая стремится опустить поршень. При слишком высоком давлении, которое может привести к «юзу» колес, он опускается настолько, что, опершись на резиновое кольцо 8, отсекает подачу жидкости к колесным цилиндрам. Таким образом, давление жидкости на выходе из регулятора всегда ниже, чем на входе. Перемещению поршня 5 вниз препятствует подпирающий его конец торсиона. Чем ближе балка заднего моста к кузову (следовательно, чем больше нагрузка на заднюю ось), тем сильнее давление торсиона на поршень. Это означает, что к колесным цилиндрам жидкость подается под более высоким (пропорционально нагрузке) давлением.
Параметры регулятора подобраны так, что давление жидкости в тормозных цилиндрах задних колес никогда не превышает величины, опасной в отношении блокировки колес.
Устройство тормозов:
1 — главный тормозной цилиндр;
2 — трубопровод к задним тормозам;
3 — шланги подвода жидкости из бачков;
4 — уравнительный шланг;
5 — бачки для тормозной жидкости;
6 — трубопроводы к передним тормозам;
7 — гибкий шланг;
8 — скоба;
9 — тормозные накладки;
10 — манжета;
11 — уплотнительное кольцо;
12 — соединительная трубка;
13 — штуцер для прокачки тормозов;
14 — поршень;
15, 16 — рабочий цилиндр;
17 — колесо;
18 — колесный болт;
19 — защитный кожух;
20 — тормозной диск;
21 — ступица колеса;
22 — кронштейн скобы;
23 — стойка передней подвески;
24, 31 — болт;
25 — колесный цилиндр;
26, 38 — колодка;
27 — накладка;
28 — рычаг;
29, 36 — эксцентрик;
30 — опорный щит:
32 — наконечник;
33 — трос;
34 — оси колодок;
35, 39 — пружина;
37 — распорная планка.
Обратимся теперь непосредственно к устройству тормозных механизмов. К фланцам ступиц 21 передних колес прикреплены чугунные тормозные диски 20. Каждый диск охватывается суппортом, или скобой 8, которая двумя болтами 24 привернута к кронштейну 22, смонтированному на стойке 23 передней подвески. В специальных пазах чугунной скобы 8 установлены алюминиевые рабочие тормозные цилиндры 15 и 16 с поршнями 14.
При нажатии на педаль тормозная жидкость поступает в цилиндры по трубкам 7 и 12 и перемещает поршни навстречу друг другу (ход их составляет 0,1 мм). Поршни, упираясь в тормозные колодки накладками 9, зажимают диск 20, тормозя его вращение, а следовательно, и колеса 17.
При растормаживании, когда давление жидкости падает, поршни 14 вследствие упругости уплотнительных колец 11 возвращаются в исходное положение. Специальных устройств для регулирования зазора между дисками 20 и накладками 9 не требуется, так как под действием даже незначительного осевого биения диск отжимает накладки независимо от их износа на нужную величину, поддерживая необходимый минимальный зазор. Накладки предохраняются от грязи, приводящей к преждевременному их износу, защитным кожухом. Тормозные накладки имеют значительную толщину и требуют замены (простая операция, не отнимающая много времени), лишь когда толщина их уменьшится до 1,5 мм.
Нужно отметить, что дисковые тормоза не теряют эффективности при попадании на них воды: диски почти мгновенно сбрасывают с себя влажную пленку.
Задние барабанные тормоза выполнены по общепринятой схеме. Расположенные внутри рабочего цилиндра 25 поршни раздвигают связанные с ними колодки 26 и 38, прижимая их к тормозному барабану. Оси 34 колодок и цилиндр 25 закреплены на опорном щите 30, который четырьмя болтами 31 привернут к фланцу балки заднего моста. Ручной тормоз действует на те же колодки 26 и 38 посредством тросов 33 через промежуточный рычаг 28 и распорную планку 37.
Рычаг ручного тормоза снабжен храповым устройством, фиксирующим его в поднятом (затянутом) положении.
Зазор между колодками и барабанами регулируется за счет проворачивания эксцентриков 29 и 36, на которые опираются тормозные колодки. Шестигранные головки эксцентриков, служащие для их проворачивания, выведены из тормозного щита.
Несколько слов об уходе за тормозной системой. Подробно он описан в заводской инструкции. Однако полезно, как показывает опыт эксплуатации, предупредить владельцев о том, что недопустимо применять любую другую тормозную жидкость, кроме рекомендованной заводом (ГТЖА-2 «Нева»), а также смешивать эту жидкость с другими.
Источник
