Обзор конструкций тормозов (Дисковые барабанные)

Дисковые тормоза

Дисковые тормоза перед барабанными имеют целый ряд преимуществ:

1) пониженную чувствительность к изменению коэффициента трения;

2) возможность уменьшения удельного давления в трущихся парах за счет значительного увеличения поверхности трения;

3) более равномерный износ фрикционных накладок;

4) одинаковую эффективность тормоза при движении автомобиля вперед и назад;

5) пониженную температуру обода колеса и прилегающей к нему бортовой части шины;

6) простоту обеспечения одинакового тормозного момента правых и левых колес;

7) меньшую чувствительность тормоза к изменениям температуры накладок;

8) большую жесткость конструкции, достаточную компактность колесного тормоза, простоту обслуживания и регулировок;

9) возможность установки небольших зазоров, что позволяет увеличить передаточное число в приводе и сократить время срабатывания тормозов;

10) легкость герметизации колесного тормоза (для грузовых автомобилей повышенной проходимости).

Последнее обстоятельство объясняет тот факт, что для армейских автомобилей было создано немало удачных конструкций колесных дисковых тормозов задолго до того, как ими обзавелись магистральные и городские коммерческие грузовики. Именно тяжелые условия эксплуатации таких машин и повышенные требования к их тормозным системам стали причиной разработки дисковых тормозов, первые варианты которых родились в конце 1950-х годов. При их разработке в те годы внимательно изучался опыт применения дисковых тормозов в авиации. Много времени отняло создание специальной тормозной жидкости, выдерживающей продолжительный нагрев до высокой температуры, а также поиск фрикционных пар, обеспечивающих высокий ресурс узла.

В одной из первых конструкций дискового тормоза для грузовика большой грузоподъемности заложено серводействие (самоусиление при работе) и применен пневматический привод. Серводействие обеспечивают стальные шарики, двигающиеся по наклонным поверхностям углублений (лунок) при смещении одного диска относительно другого.

В тепловом отношении лучшей стала конструкция, представляющая собой дальнейшее развитие идеи дискового тормоза с вращающимся корпусом. Этот тормоз не обладал серводействием, но имел полный охват и посеребренный корпус. Благодаря этому поверхность теплоотдачи стала значительно больше, чем у дисковых тормозов с частичным охватом, в которых вращающийся диск обязательно должен был быть гладким. Поскольку конечная температура зависела от величины поверхности трения, при равной мощности, затрачиваемой на торможение, конечная температура была тем меньше, чем была больше поверхность трения.

В середине 1960-х годов около 50% всех тяжелых тягачей, выпускавшихся в США, были снабжены дисковыми тормозами с вращающимися дисками, серводействием и с полным охватом. У дисковых тормозов такого типа поверхность трения была на 40 - 50% больше, чем у колодочных, имевших такой же занимаемый объем и близкую массу. Вследствие этого у дисковых тормозов износ и температура поверхности трения были значительно меньше, чем у колодочных.

Сравнительные испытания дисковых и колодочных тормозов были проведены на грузовике полной массой 14,0 т. при торможении со скорости 30 км/ч в течение 12минут. Они показали, что барабанный тормоз массой 80 кг способен развивать мощность 18,5 л.с., дисковый тормоз с частичным охватом и массой 110 кг развивает 23,8 л.с., а дисковый тормоз с полным охватом и массой 85 кг - 27,5 л.с.

Уменьшение тормозного момента у барабанного тормоза в начальный период объясняется более сильным нагревом барабана по сравнению с колодками. В конце торможения температура колодок повышается, и тормозной момент несколько возрастает. В дисковом тормозе с полным охватом без самоусиления тормозной момент в процессе торможения практически не меняется. Следовательно, в этом случае среднее значение момента будет значительно выше, чем у колодочного тормоза, а время торможения на 20-30% меньше.

В Европе дисковые тормоза на грузовиках появились позже, чем в США, примерно через 20 лет после их дебюта на легковых автомобилях. «Первопроходцем» в этом стала французская компания Renault V.I. в 1980-х годах. Сначала дисковые тормоза появились на грузовиках полной массой 6 т., затем полной массой 10 т., а впоследствии - на автобусах и седельных тягачах для автопоездов полной массой 40 т. За Renault V.I. их начали устанавливать IVECO, MAN, Volvo, ERF, Scania, Mercedes-Benz.

Поначалу дисковые тормоза предлагали в качестве опции, в настоящее время на множестве моделей грузовиков с различной допустимой полной массой они стали стандартным оборудованием. Задержка применения дисковых тормозов в Европе объяснялась двумя причинами: их более высокой ценой и действующими нормами ЕЭК ООН, которые можно было выполнить, имея барабанные тормоза. Ситуация изменилась к концу 1980-х, когда допустимая нагрузка на передний мост выросла с 6-6,5 до 7-7,5 т., а на задний - до 13-14 т. При постоянном росте мощности двигателей автомобилей резко возросли динамические нагрузки на передний мост при торможении.

Перед конструкторами тормозных систем встала сложная задача создания надежного привода дисковых тормозов. Гидравлический привод ввиду возможного «залипания» из-за перегрева скоб грозил лишить грузовик тормозов в сложной дорожной ситуации. В итоге он не применяется на машинах с полной массой свыше 12 т., а также на туристических и междугородных автобусах. Получил распространение механический привод с пневмокамерой, освоенный в производстве компаниями Bendix, Rockwell, Perrot и Lucas Girling. К примеру, Bendix применил в приводе клиновый розжим, отличающийся высоким КПД (94%) и легкостью подбора развиваемого усилия регулировкой угла конуса.

В нашей стране дисковые тормоза для вездеходов были разработаны на ЗИЛе еще в 1972 г. Рабочие тормозные механизмы на трехосном автомобиле с бортовым приводом размещались на внутреннем конце приводного вала, передававшего крутящий момент от раздаточной коробки к колесному редуктору. Эффективность торможения обеспечивалась применением жесткой подвижной скобы, вентилируемого диска, автоматической регулировки зазора между колодками и диском. Рабочий и стояночный тормоза были совмещены в едином агрегате.

Стоит заметить, что дисковые тормоза, разработанные по заданию автомобилестроительных компаний специальными фирмами, уже прошли стадию «детских пеленок» - они полностью отработаны и, несмотря на их более высокую стоимость, востребованы транспортниками, заказывающими их во все возрастающих количествах при покупке новых грузовиков.

5. Обоснование выбора машины

Техническим заданием на дипломный проект является разработка тормозной системы микролитражного полноприводного транспортного средства массой до 300 кг и грузоподъемностью 300кг, предназначенного для подвоза боеприпасов на передовую и эвакуацию раненых. Максимальная скорость – 30 км/ч. Условия эксплуатации – все виды бездорожья, преодоление подъемов до 30 градусов, диапазон температур от -50 до +50 градусов Цельсия.

Основным габаритным условием разрабатываемого транспортного средства была возможность транспортировки данных машин до места эксплуатации в кузовах грузовых автомобилей ВС РФ. Таким образом должно транспортироваться в стандартных кузовах до 4 единиц техники

Разрабатываемое транспортное средство исходя из предъявляемых требований, имеющихся аналогов должно представлять безрамную конструкцию, кузов – плоская горизонтальная поверхность на которой расположены элементы управления, место для водителя, а также место для 2-х носилок по обе стороны от водителя, с устройством фиксации носилок. Транспортное средство полноприводное с базой 1800мм, колеей 1320 мм, высотой по кузову до 800 мм, ширина кузова до 1700 мм, дорожный просвет не менее 280мм. Силовая установка – бензиновый двигатель малой мощности (мотоциклетный, снегоходный или др.). Коробка переключения передач и сцепление выполнить аналогично мотоциклетной, снегоходной или др., возможно в едином корпусе с силовой установкой, с целью уменьшения массо-габаритных параметров. Привод мостов выполняется в неотключаемом варианте, с целью уменьшения массы. Все органы управления выведены на рулевое колесо, по принципу, реализованному в транспортных средствах для лиц с ограниченными возможностями или мотоциклами, снегоходами. Это сделано для упрощения управления транспортным средством в положениях полулежа и лежа. Движитель представляет собой бескамерные колеса повышенной проходимости.

Дата добавления: 2015-08-27