Механический тормозной привод — Энциклопедия журнала «За рулем»
Механический тормозной привод представляет собой систему тяг, рычагов, тросов, шарниров и т. п., соединяющих тормозную педаль с тормозными механизмами. До середины 1940-х гг. такой привод применялся в рабочей и стояночной тормозных системах. Главное преимущество механического привода — простота и надежность конструкции. В простейшем виде он состоит из тормозной педали, установленной в кабине водителя, соединенной тягами или тросами с разжимным устройством механического типа колесных или трансмиссионных тормозов.
С установкой тормозных механизмов на все четыре колеса, вместо использовавшихся ранее двух, механический привод перестал применяться в рабочей системе. Это объясняется сложностью компоновки привода, а главное — невозможностью достигнуть в эксплуатации одновременного срабатывания всех четырех механизмов и сложностью распределения приводных сил между осями. Тщательные регулировки давали лишь кратковременный эффект. Множество шарнирных соединений и опор в механическом приводе приводило к большим потерям на трение. Этими потерями объясняется низкий КПД механического привода. Если в приводе используются тросы, то необходимы частые регулировки, т.к. тросы вытягиваются. Перечисленные недостатки определяют непригодность механического привода для рабочих тормозных систем современных колесных транспортных средств. Однако из-за неограниченного времени действия при удержании автомобилей и прицепов на уклонах и стоянках привод широко применяется в стояночных тормозных системах.
Механический привод стояночной тормозной системы:
1 — кнопка рычага привода стояночного тормоза;
2 — рычаг привода стояночного тормоза;
3 — рычаг ручного привода колодок;
4 — задние тормозные колодки;
5 — задний трос;
6 — регулировочная гайка с контргайкой;
7 — уравнитель заднего троса;
8 — направляющий ролик;
9 — передний трос;
10 — упор выключателя сигнализатора включения стояночного тормоза
Обычный механический привод стояночной системы работает следующим образом. Для удержания автомобиля на стоянке водитель перемещает рычаг тормоза на себя. Это перемещение через тягу передается на уравнительный рычаг, который вытягивает тросы, проложенные к обоим тормозным механизмам задних колес.
Стояночный тормоз с электроприводом | Стояночный тормоз
Общая компоновка стояночного тормоза с электроприводом показана на рисунке.
Рис. Общая компоновка стояночного тормоза с электроприводом:
1 – тормозной диск; 2 – тормозная колодка; 3 – подвижная скоба; 4 – редуктор; 5 – электродвигатель; 6 – подвод электроэнергии; 7 – шестерня электродвигателя; 8 – электродвигатель; 9 – ведущая шестерня привода; 10 – качающаяся шестерня; 11 – ведомая шестерня электропривода
Включение и выключение стояночного тормоза производится посредством специального выключателя. Снятие с тормоза производится нажатием движка выключателя при одновременном воздействии на педаль тормоза или акселератора.
Стояночный тормоз можно привести в действие также при выключенном зажигании, если потянуть на себя движок его выключателя. Снятие автомобиля с тормоза осуществляется только при включенном зажигании.
Принцип действия стояночного тормоза с электроприводом
Для выполнения основной функции стояночного тормоза необходимо преобразовать вращение вала электродвигателя в небольшое поступательное движение поршня тормозного механизма. Это достигается применением редуктора 4 с качающейся шестерней в сочетании с винтовой передачей.
В приводе реализовано трехступенчатое снижение частоты вращения. Первая ступень образована передачей зубчатым ремнем, связывающей электродвигатель с редуктором (с передаточным отношением 1:3). Вторая ступень – с помощью редуктора с качающейся шестерней (с передаточным отношением 1:50). Вследствие применения двойного редуктора частота вращения выходного вала редуктора в 150 раз меньше частоты вращения вала электродвигателя.
На ведущем валу редуктора установлена жестко связанная с ним качающаяся коническая шестерня 4. Ось вращения этой шестерни пересекает ось ведущего вала редуктора под углом, поэтому при вращении ведущего вала шестерня совершает круговое качательное движение. Качающаяся шестерня вращается на ступице ведущей шестерни привода и снабжена двумя поводками 2 и 5, которые входят в направляющие пазы корпуса редуктора, которые не допускают ее вращения относительно корпуса редуктора, поэтому она качается, не вращаясь.
Рис. Редуктор с качающейся шестерней:
1 – ведомый вал; 2,5 – поводок; 3 – ведущая шестерня привода; 4 – качающаяся шестерня; 6 – ведомая шестерня
Kачающаяся шестерня имеет 51 зуб, а на ведомой шестерне предусмотрено 50 зубьев. Из-за этой так называемой «ошибки шага» зуб качающейся шестерни всегда прижимается к боковой поверхности зуба ведомой шестерни и никогда не попадает точно в проем между зубьями.
Рис. Зацепление качающееся шестерни с ведомой шестерней
При вращении ведущего вала редуктора постоянно находятся в зацеплении два зуба качающейся шестерни с двумя зубьями ведомой шестерни. При повороте ведущего вала на пол-оборота входит в зацепление другая пара зубьев. В этом положении зуб качающейся шестерни входит в зацепление с зубом ведомой шестерни, взаимодействуя с его боковой поверхностью. В результате этого, при повороте ведущего вала на пол-оборота при каждом качании ведущей шестерни, ведомая шестерня и вместе с ней ходовой винт поворачиваются на очень маленький угол, соответствующий половине ширины зуба, что позволяет производить плавное торможение.
Рис. Принцип работы редуктора с качающейся шестерней:
1,5 – ведомый вал; 2 – ступица; 3 – наклон ступицы; 4,6 – находящиеся в зацеплении зубья качающейся и ведомой шестерни
Преобразование вращательного движения в поступательное движение производится посредством ходового винта 3, связанного с поршнем тормозного механизма 5. Ходовой винт приводится непосредственно от редуктора с качающейся шестерней. В полости поршня тормоза расположен цилиндр 6. В утолщение головной части цилиндра запрессована нажимная гайка 2. Нажимная гайка и связанный с ней цилиндр могут свободно скользить вдоль поршня тормозного механизма, не вращаясь относительно него. Вращение гайки невозможно ввиду специальной формы внутренней поверхности поршня, взаимодействующей с фигурной поверхностью нажимной гайки.
Число оборотов вала электродвигателя определяется посредством датчика Холла. Благодаря этому блок управления может вычислить ход поршня.
При затяжке стояночного тормоза вращение ходового винта 3 преобразуется в поступательное движение нажимной гайки связанной с цилиндром 6, который упирается в поршень тормозного механизма и прижимает через него колодки к тормозному диску. При этом происходит деформация уплотнительного кольца поршня 7 в направлении к колодкам. По мере повышения усилия прижима колодок к тормозному диску возрастает потребления тока электродвигателем. Блок управления электромеханическим стояночным тормозом контролирует в течение всего процесса затяжки тормоза величину потребляемого тока и при достижении этим током определенной величины выключает электродвигатели.
Резьба винта является самотормозящей. Благодаря этому после сведения тормозных колодок и прекращения подачи напряжения на электромотор тормоз остается затянутым.
При снятии с тормоза гайка перемещается по ходовому винту назад вследствие вращения ходового винта в обратном направлении. Давление на цилиндр прекращается. Поршень отходит от тормозного диска под действием упругих сил уплотнения уплотнительного кольца 7 стремящегося занять исходное положение и биения тормозного диска. При этом колодки также отходят от тормозного диска.
Рис. Схема работы стояночного тормозного механизма с электроприводом:
1 – тормозной диск; 2 – нажимная гайка; 3 – ходовой винт; 4 – редуктор; 5 – поршень тормозного механизма; 6 – цилиндр; 7 – уплотнительное кольцо; а – затяжка тормоза; б – снятие с тормоза
Зазоры в приводе стояночного тормоза определяются периодически при стоянке автомобиля. Они регулируются автоматически, если при пробеге очередных 1000 км стояночный тормоз не приводился в действие ни одного раза. Для этого тормозные колодки перемещаются из их исходного положения до упора в тормозной диск. Блок управления стояночным тормозом определяет величину хода колодок по величине тока, потребляемого электромотором, и производит компенсацию износа колодок.
Действие стояночного тормоза прекращается автоматически, если водитель закрыл дверь, пристегнул ремень безопасности, запустил двигатель и нажал на педаль акселератора, чтобы привести автомобиль в движение. При этом момент выключения тормоза зависит от угла продольного наклона автомобиля и крутящего момента двигателя.
Применение стояночного тормозного механизма с электроприводом позволяет осуществлять плавное трогание с места и скатывание автомобиля назад на уклоне при неумелых действиях водителя.
На момент выключения стояночного тормоза влияют следующие параметры:
- угол наклона автомобиля, определяемый с помощью датчика продольного ускорения, встроенного в блок управления стояночным тормозом
- крутящий момент двигателя
- положение педали акселератора
- степень выключения сцепления, определяемая у автомобилей с механической коробкой передач по сигналу датчика положения педали сцепления
- желаемое направление движения автомобиля, определяемое по положению селектора АКП или по сигналу, получаемому с выключателя фонарей заднего хода
Скатывание автомобиля назад при этом исключается, так как стояночный тормоз отпускается только при условии, если передаваемый на колеса крутящий момент превышает его расчетное значение, соответствующее углу подъема дороги. Если крутящий момент двигателя превышает расчетное значение, блок управления включает электромеханические приводы обеих задних тормозных механизмов.
Использование стояночного тормозного механизма с электроприводом позволяет отказаться от частого включения его, например, при остановках на светофорах.
В случае неисправности привода служебного тормоза автомобиль можно затормозить посредством системы динамического управления тормозами. Функция аварийного торможения действует как при включенном, так и выключенном зажигании. Если нажать и удерживать клавишу выключателя электромеханического стояночного тормоза при движении автомобиля, он будет заторможен с замедлением приблизительно 6 м/с2. При этом раздается звуковой сигнал и зажигаются сигналы торможения. При скорости автомобиля свыше 7 км/ч система динамического управления производит торможение повышением давления тормозной жидкости во всех четырех рабочих цилиндрах. При этом подключается система ABS/ESP, которая обеспечивает торможение автомобиля без заноса. Если скорость автомобиля не превышает 7 км/ч, нажим и удерживание клавиши выключателя стояночного тормоза вызывает торможение автомобиля посредством электромеханических приводов тормозных механизмов (подобно затягиванию стояночного тормоза на стоянке). Если необходимо прервать аварийное торможение при движении автомобиля со скоростью более 7 км/ч, достаточно отпустить клавишу выключателя стояночного тормоза или нажать педаль акселератора.
Стояночная тормозная система с механическим приводом
Стояночная тормозная система предназначена для затормаживания автомобиля на стоянках и удержания груженого автомобиля на уклоне до 25 %. Она может применяться в качестве запасной в случае отказа рабочей тормозной системы. При этом усилие на ручном рычаге тормоза в зависимости от категории транспортного средства должно составлять 400 Н (категория М1) и 600 Н (категории М2, M3, N1—N3), а на ножном — соответственно 500 и 700 Н.
В зависимости от места установки тормоза стояночные системы подразделяются на трансмиссионные и колесные. На полноприводных автомобилях (ЗИЛ, «Урал» и др.) стояночный тормоз, как правило, установлен на валу раздаточной коробки и имеет механический привод из кабины водителя.
Рис. Схема стояночного тормоза с механическим приводом:
1, 10, 15, 18, 20 — тяги; 2 — полый рычаг управления; 3, 6, 11, 13, 17, 19, 21 — рычаги; 4 — фиксатор; 5 — неподвижный зубчатый сектор; 7, 16 — кронштейны; 8 — болт; 9 — валик; 12 — скоба; 14 — пружина скобы; 22 — разжимной кулак; 23 — тормозная колодка; 24 — стяжные пружины; 25 — болт крепления регулировочного рычага
Тормозной щит стояночного тормоза колодочного типа прикреплен к крышке подшипника вала привода заднего моста, а тормозной барабан установлен на фланце этого вала. Механический привод представляет собой систему тяг и рычагов, соединяющих ножную педаль или рычаг управления с тормозным механизмом.
Как правило, рычаг управления 2 тормозным механизмом выполнен полым. Внутри его проходит тяга 7, связанная с фиксатором 4 зубчатого сектора 5. При повороте рычага управления посредством системы тяг и рычагов приводится в действие рычаг 21 разжимного кулака 22, который поворачивает тормозные колодки 23, прижимая их к поверхности тормозного барабана. В расторможенном состоянии колодки прижаты стяжными пружинами 24 к разжимному кулаку.
Для регулировки зазоров между тормозным барабаном и колодками рычаг управления перемещают в крайнее нижнее положение. В соединении скобы 12 с рычагом 13 тормозного крана устанавливают зазор до 2 мм, изменяя длину тяги 75, связанную с рычагом 17 привода. Зазоры регулируют изменением длины тяги 18 с помощью винтового соединения и перестановкой рычага 21 на шлицах разжимного кулака. Зазор, как правило, должен составлять 0,3 …0,6 мм.
Тяги и рычаги связаны между собой при помощи пальцев и зашплинтованы. Рычаг б установлен на валике 9 на шпонке. Разжимной кулак, его втулку и оси в приводе тормоза смазывают графитной смазкой.
Привод (Механизм) стояночного (ручного) тормоза грузового вагона
Ручной или стояночный тормоз грузового вагона служит для надежной фиксации подвижного состава (полувагоны, цистерны, платформы, хопперы, думпкары) в местах погрузки/выгрузки, на уклоне или в отстое.
Тормозное усилие образуется в следствии приложения силы человека к штурвалу вагона и передается через червячную передачу и рычажные системы на тормозные колодки.
Учитывая необратимость червячной передачи, данный узел надежно удерживает подвижной состав.
Устройство привода стояночного тормоза подвижного состава состоит из следующих элементов:
В пунктах технического осмотра, в пунктах формирования поездов и перед отгрузкой должна проводиться проверка стояночных тормозов.
При осмотре проверяют исправность крепления штурвала стояночного тормоза, присутствие предохранительных устройств, плавность вращения червячной передачи, контакт всех тормозных колодок с колесами вагона.
Допустимый зазор между червяком и червячным сектором составляет не более 5 мм, в зацеплении должно находится не менее трех зубьев червячного сектора, искривление вала не допускается.Частыми причинами выхода из строя стояночного тормоза вагона являются: искривление (или излом) червяка, искривление тяг, отсутствие штурвала стояночного тормоза, креплений и шплинтов.
Вес привода стояночного тормоза: 22 кг. без штурвала, 27 кг со штурвалом
Габаритные размеры:
длинна Max 1050 мм (зависит от длины вала)
ширина: 300 мм
высота: 400 мм.
Изготавливается по ОСТ: 24.290..01-78
Основные взаимозаменяемые чертежи:
Привод стояночного тормоза черт. 532.41.020-0
Привод стояночного тормоза черт. 5722-07.03.02.000
Привод стояночного тормоза черт. 757.41.050-1сб
Привод стояночного тормоза черт. 1421.08.05.00 сб
Привод стояночного тормоза черт. 904.41.050-0СБ
Привод стояночного тормоза черт. 340.41.81.000-05
Уважаемые посетители в связи с постоянно меняющейся конъюнктурой рынка и отпускных цен заводов изготовителей при заинтересованности в данной продукции вы можете связаться с нами по координатам указанным в разделе Контакты