Тормозная система автомобиля – Тормозная система автомобиля

Тормозная система автомобиля (физика, формулы и теория) — DRIVE2

Авторство: Александр aka dll (madtuning.ru; live4race.ru)

Данная статья поможет вам:
1) Понимать как работает тормозная система
2) С точностью определять что Вам не нравится в ваших тормозах
3) Грамотно изъясняться при обсуждениях тормозной системы
4) Решать какие доработки работают на вас для достижения целей
5) Подбирать правильные компоненты и понимать как они будут работать вместе
6) Соблюсти баланс осей

Из чего же состоит тормозная система:
1) Педальный узел, это рычаг который увеличивает усилие создаваемое ногой (Соотношение педали).
2) Главный тормозной цилиндр (ГТЦ)
3) Тормозные линии
4) Клапана, для соблюдения баланса. Тормозная система может иметь следующие клапана между ГТЦ и суппортами: Клапан остаточного давления, дозирующий, комбинированный, пропорциональный или ограничительный.
5) Тормозные суппорта
6) Тормозные колодки
7) Тормозные диски

**Итак начнем с азов (физики)**

Тормозная сила
Это крутящий момент, создаваемый эффективным радиусом тормозного диска, силой сжатия тормозных колодок и коэффициентом трения между колодкой и диском. Это сила с которой замедляется колесо вместе с шиной. Основные компоненты которые влияют на силу торможения — это насколько сильно сжимаются колодки, и как далеко от центра ступицы прикладывается эта сила. Отсюда чем больше размер тормозного диска, тем дальше сила сжатия прикладывается от центра колеса и тем самым мы увеличиваем тормозную силу (эффект рычага). Это также как когда вам надо открутить закисший болт, чем длиннее ключ (рычаг) тем проще.

Рекомендуемая сила расcсчитывается следующей формулой:

ТСр = ССП х (радиус качения шины)

коэффициент сцепления покрышки с дорогой достаточно сложно рассчитать, он может быть от 0,1 на льду до 1,4 на сухом гоночном треке со сликом. Если он вам неизвестен, то используйте его равным 1.

Помните, необходимо принять во внимание перенос веса, поскольку при торможении задняя часть разгружается, а передняя нагружается.

Перед:
ССПп = μ*ВСп / 2
ВСп = Вм*((1-Хцг/КБ)+(μ*Yцг/КБ))
Зад:
ССПз = μ*ВСз / 2
ВСз = Вм — ВСп

Где
ТСр — рекомендуемая тормозная сила (кг)
ССП — Сила сцепления покрышки (кг)
ССПп — Сила сцепления передней покрышки (кг)
ССПз — Сила сцепления задней покрышки (кг)
μ — коэффициент сцепления покрышки с дорогой (использовать 1)
ВСп — вертикальная сила действующая на обе передних покрышки (кг)
ВСз — вертикальная сила действующая на обе задних покрышки (кг)
Вм — Вес машины (кг)
Хцг — расстояние от передней оси до центра тяжести машины (см)
КБ — колесная база (см)
Yцг — расстояние от земли до центра тяжести машины (см)

После аккуратных расчетов мы сможем понять насколько нам крутые нужны тормоза и от чего зависит эта сила:
— Никак не зависит от скорости
— Может изменяться в зависимости от качества покрышки, качества покрытия, погодных условий

— Зависит от размера колеса ( как вы думаете, все те кто ставит огромные колеса, или огромные тормоза хоть как нибудь их рассчитывал и связывал вместе? =)
— Зависит от веса машины, клиренса и колесной базы, ведь правда, чем машина легче и ниже тем меньше перенос веса влияет на торможение.

Сила сжатия
Сила с которой суппорт прижимает колодки к диску измеряется в килограммах, это сила создается давлением в тормозной системе умноженным на площадь поршней (суппорт без скобы), или 2*на площадь поршней (суппорт со скобой), измеряется в кг\см^2. Чтобы увеличить силу сжатия, надо либо изменить давление в системе, либо увеличить площадь поршня. Изменение состава колодки (коэф трения) не влияет на силу сжатия.
Рассчитывается следующей формулой:

СЗ = Дг*Пп

Где
СЗ — Сила сжатия (кг)
Дг — Давление создаваемое ГТЦ (кг\см^2)
Пп — эффективная площадь поршней (для суппорта со скобой это 2*на площадь поршней)

Итак теперь мы можем рассчитать какую же силу производят наши тормоза:

СТп = СЗ*µL*Re

Где
СТп — производимая сила торможения (кг)
СЗ — Сила сжатия (кг)
µL — Коэффициент трения колодки и диска
Re — Эффективный радиус тормозного диска (от центра ступицы до центр колодки)

Коэффициент трения
Это индикатор силы трения между тормозным диском и колодкой. Чем выше коэффициент, тем выше сила трения. Для стоковых колодок это коэффициент варьируется от 0,3 до 0,4. Для гоночных от 0,5 до 0,6. «Жесткие» колодки имеют слабый коэффициент трения, при этом изнашиваются меньше. «Мягкие колодки наоборот, имею высокий коэффициент трения и быстрее изнашиваются. Большинство колодок имеет зависимость коэфф трения от температуры, поэтому гоночные колодки необходимо греть, в то время как гражданские при такой температуре уже потеряют свои свойства.

Теплоемкость
Я надеюсь что ни для кого не секрет что тормоза останавливают машину за счет преобразования кинетической энергии в тепло. А значит чем тяжелее машина, чем быстрее вы валите, тем больше тепла она должна рассеивать чтобы не перегреть жидкость, диски и не сжечь колодки. Способность дисков к рассеиванию тепла зависит от их веса и от того как они хорошо охлаждаются.
Формула кинетической энергии движущегося авто:

К = (Вм*См^2) / 2

Где
К — кинетическая энергия (дж)
Вм — Вес машины (кг)
См — скорость машины (м\c)

Тут ничего нового, мы прекрасно понимаем, выбор тормозов зависит от того сколько весит ваш авто и/или как быстро вы ездите. И вы должны помнить еще с автомобильных курсов (для тех кто не покупал права=), что увеличивая скорость в 2 раза вы увеличиваете тормозной путь в 4 раза. Это и есть действие кинетической энергии.

Формула роста температуры при торможении:

Тп = ((Кд-Кп) / (417*Вд)) + Тв

Где
Тп — температура после торможения (С)
Кд — Кинетическая энергия до торможения (дж)
Кп — Кинетическая энергия после торможения (дж)
Вд — Вес тормозных дисков (общий) (кг)
Тв — Температура тормозных дисков до торможения (С)

Возьмем авто для примера, торможение:
Вес авто — 1220кг
Вес дисков — 33,5кг (перед 12кг, зад 4,75кг)
Скорость на прямой — 177км/ч (49,17м/с)
Скорость перед началом торможения — 70км/ч (19,44м/с)
Температура тормозных дисков до торможения — 25С

Кд = (1220*49,17^2) / 2 = 1474826 дж
Кп = (1220*19,44^2) / 2 = 230669 дж

Тп = ((1474826-230669) / (417*33,5)) + 25 = 114 С

И так после такого торможения температура дисков составит около 114 градусов. Давайте сравним с вашими результатами? =) Для простоты можете сказать только вес машины, вес всех тормозных дисков)

И так, с физикой пока притормозим, переидем к более теоретической части.

Есть три вещи которые тормоза должны сделать чтобы остановить авто:
1

www.drive2.com

Устройство тормозной системы автомобиля, как работает тормозная система

Итак, что же вам необходимо знать об устройстве тормозной системы автомобиля? Для начала давайте начнем с определения.

Тормозная система служит для изменения скорости движения автомобиля, либо для его полной остановки. Кроме того, система может обеспечить длительную стоянку машины на одном месте.

Существуют три вида тормозной системы, которые устанавливаются на автомобили: рабочая система, которая обеспечивает торможение или полную остановку машину во время движения; запасная система или аварийная начинает действовать после отказа или неисправности рабочей системы и по принципу действия ничем не отличается от первого вида.

Кроме всего на всех современных автомобилях имеется стояночная тормозная система, которая обеспечивает неподвижное положение автомобиля длительный период времени.

устройство тормозной системы автомобиля

Тормозная система состоит из двух частей: тормозного механизма и тормозного привода. Благодаря тормозному механизму возникает тормозной момент, из-за которого меняется скорость автомобиля, либо он вообще останавливается.

Чаще всего на машинах установлены фрикционные механизмы, работающие за счет силы трения. Рабочая система размещается непосредственно в колесе, тогда как механизм стояночного тормоза может располагаться как за коробкой передач, так и за раздаточной коробкой.

Тормозные механизмы могут различаться по конструкции фрикционной части, и подразделяются на дисковые, и барабанные.

Дисковый механизм состоит из суппорта, одного или двух тормозных цилиндров, а также двух тормозных колодок и тормозного диска. Суппорт — это устройство дискового тормоза для размещения на нём колесных тормозных цилиндров. У нашенских ВАЗов суппорта находятся в передних колесах.

Сам суппорт крепится  на поворотном кулаке переднего колеса машины.  В нем есть два тормозных цилиндра и к ним две тормозные колодки. Сами колодки находятся с обеих сторон тормозного диска и который вращается вместе с прикрученным к нему колесом.

Когда вы нажимаете на педаль тормоза, то поршни выходят из цилиндров и начинают прижимать колодки к диску. А как только вы отпустите педаль, то тормозные колодки и поршни быстро возвращаются в своё начальное положение, и происходит это из-за легкого биения диска.

Видео: дисковые и барабанные тормоза.

В устройстве тормозной системы автомобиля, эти дисковые тормоза эффективны и очень просты в обслуживании. При ремонте, замена этих тормозных колодок в таких механизмах не доставит вам много хлопот.

О достоинствах дисковых тормозов

Температурная стойкость этих дисков намного выше, чем у барабанных — это происходит из-за того, что они получше охлаждаются. Их высокая эффективность торможения уменьшает тормозной путь. У дисковых тормозов меньше размеры, а также и вес.

Значительно уменьшено время срабатывания, а изношенные колодки очень просто менять. Разная температура, возникающая при работе, никак не влияет на прилегание тормозных поверхностей.

Но, в устройстве тормозной системы автомобиля, барабанные механизмы занимают тоже свою определённую  нишу. Барабанный тормозной механизм состоит из тормозного барабана, двух тормозных колодок, стяжных пружин, а также тормозного цилиндра и тормозного щита.

Сам тормозной щит, крепится к балке заднего моста машины и на самом щите закреплен тормозной цилиндр. Когда вы нажимаете на педаль автомобильного тормоза, то поршни в цилиндре расходятся и  давят на концы тормозных колодок.

Сами колодки, прижимаются накладками к внутренней стороне круглого автомобильного тормозного барабана. А сам барабан, вращается вместе с прикрученным к нему колесом, разумеется происходит всё это, при движение автомобиля.

Само торможение колеса получается за счет сил трения, которое происходит между накладками колодок и барабана. А когда вы отпускаете педаль тормоза, то стяжные пружины, притягивают колодки на начальное положение и действие тормозов прекращается.

Можно затронуть и достоинства барабанных тормозов. Сюда входит простота изготовления, их низкая стоимость.

Также, они имеют эффект самоусиления, он проявляет себя тем, что нижние части колодок тесно связаны друг с другом и трение о тормозной барабан передней части колодки, усиливает прижатие к нему, и задней части колодки.

Для постановки автомобиля на длительную стоянку, чаще всего используется механический привод, в основу которого входят различные тяги и тросы, объединенные в систему. Кроме того, имеются случаи, когда в автомобиле для срабатывания стояночного тормоза, необходимо нажать на педаль. Сравнительно недавно, для использования стояночного тормоза, стали применять электропривод.

Тормозной привод, основанный на работе воздуха, называется пневматическим и чаще всего применяется на большегрузных автомобилях. Если, в тормозном приводе сочетаются несколько приводов, то он называется комбинированным.

Принцип действия тормозной системы

Легко понять на примере гидравлической системы. При нажатии на педаль тормоза, сила с которой Вы давите на педаль тормоза, передается на то устройство, которое имеет название главный тормозной цилиндр.

А сам главный тормозной цилиндр имеет поршень, в свою очередь, который начинает двигаться и тем самым увеличивает давление в системе гидравлических трубок, которые ведут к каждому колесу автомобиля. И на каждом колесе автомобиля, тормозная жидкость под большим давлением, оказывает в свою очередь действие на поршень колесного тормозного механизма.

И который, уже в свою очередь, выдвигает тормозные колодки и те, прижимаются к тормозному барабану или тормозному диску авто. Само трение, сильно замедляет вращение колес и автомобиль останавливается.

После того, как мы отпустим педаль тормоза, она с помощью возвратной пружины вернется на свое место. Так как усилие, действующее на поршень в главном барабане, тоже ослабевает, то и его поршень, также возвращается в исходное положение, заставляя тормозные колодки с находящимися на них фрикционными накладками разжаться, тем самым, освобождая диски или барабаны колеса.

Есть ещё вакуумный усилитель тормозов, который применяется в тормозной системе автомобиля. Его использование, значительно облегчает всю работу тормозной системы машины.

Видео: принцип работы тормозной системы.

Надеюсь, вы поняли из чего состоит тормозная система автомобиля. Всем удачи!

Загрузка…

avto-i-avto.ru

Тормозная система автомобиля

А знаете, в самолете тоже есть тормоза! Правда, работают они не в воздухе, а на взлетной полосе, во время остановки самолета после посадки. Ну а в автомобиле – «сам Бог велел», применить тормозную систему.

Итак, тормозная система предназначена для изменения скорости движения автомобиля, по команде водителя, или электронной системы управления. Второе назначение тормозной системы —  удержание автомобиля в неподвижном состоянии относительно дорожного покрытия, на время стоянки. Различают три вида тормозных систем:

  1. рабочая
  2. стояночная, в народе именуемая ручник.
  3. запасная, или система экстренного торможения.

Рабочая система, это основной узел управления и безопасности в автомобиле, от надежности которого, зависят жизни пассажиров.

Ручник, или стояночный тормоз приводится в действие, при длительной стоянке автомобиля, для исключения самопроизвольного движения, особенно на участках дороги имеющих уклон. Может использоваться и как система экстренного торможения. А у любителей драйва, устройством блокировки задних колес (для переднего привода) для выполнения резкого разворота, так называемый «полицейский разворот».

Запасная система торможения стала применяться сравнительно недавно и служит для экстренного торможения во время отказа рабочей системы. Устанавливается, как правило, на автомобилях с электрическим ручником. Так как ручник во время движения не сможет включиться, то простым движением рычага экстренного торможения блокируются колеса и автомобиль остановится. Запасная система может быть реализована как отдельный узел, или как часть рабочей системы.

 

Тормозная система автомобиля основана на физическом явлении — трении. Именно из-за трения между неподвижной деталью и вращающейся, достигается эффект торможения, а вот как это происходит, поговорим ниже.

Во время торможения, трение возникает между фрикционными накладками тормозных колодок из мягкого материала и вращающимся тормозным диском или тормозным барабаном. Из-за этой особенности тормоза подразделяются на дисковые и барабанные. Но в современном автомобиле, как правило, применяется их симбиоз – передние тормоза дисковые, задние барабанные, но возможны варианты, все зависит от конструкторов.

По способу привода в действие, тормозные системы подразделяются на:

  • Гидравлические
  • Пневматические
  • Механические
  • Электромеханические
  • Электропневматические

Рассмотрим работу гидравлической рабочей тормозной системы, которая состоит из:

  1. Педали привода тормозной системы
  2. Главного гидравлического цилиндра
  3. Рабочих цилиндров (для каждого колеса)
  4. Трубок, шлангов высокого давления
  5. Тормозных колодок
  6. Бачка
  7. Тормозной жидкости

При нажатии на педаль тормоза приводится в действие шток главного цилиндра. Шток толкает поршенек, который нагнетает давление рабочей жидкости в трубках системы, далее в рабочем цилиндре. Поршни рабочих цилиндров нажимают на тормозные колодки (вариант дисковых тормозов). В барабанных тормозах в рабочем цилиндре находятся два поршенька, которые заставляют колодки разойтись по сторонам и прижаться к внутренней стенке барабана.

 

Надо отметить, что давление в системе тормозом достигает 20 атмосфер, поэтому для уменьшения усилия водителя при нажатии на педаль тормоза, в систему вводится вакуумный усилитель тормозов, работу которого рассмотрим отдельно.

Для улучшения характеристик тормозной системы, а так же ее надежности применяются еще несколько усовершенствований. Это:

  • ABS (антиблокировочная система)
  • ASR (антипробуксовочная система)
  • ESP (система курсовой устойчивости)
  • BAS (усилитель экстренного торможения)
  • EBD (система распределения тормоза)
  • EDS (блокировка дифференциала)

Механическая тормозная система применяется в работе стояночного тормоза и экстренного торможения. Обычно ручник совмещается с гидравлической системой, но если на задних колесах применяются дисковые тормоза, то стояночный тормоз реализован отдельно. В некоторых автомобилях стояночный тормоз блокирует не колеса, а барабан тормозной, который находится на приводе трансмиссии.

Принцип работы очень прост, приводя в действие рычаг ручника, натягивается трос, который соединен с тормозными колодками. Колодки расходятся и блокируют барабан или диск изнутри.

 

Пневматические тормоза схожи с гидравлическими, но вместо тормозной жидкости в системе сжатый воздух. Для этого в систему введены ресиверы для его накопления.

В электромеханических тормозах трос приводит в действие электродвигатель.

 

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

 

autoustroistvo.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о