Сучасні тенденції розвитку гальмівних систем автомобіля

Гальмові системи слугують для примусового ефективного, безпечного зниження швидкості руху автомобіля до повної зупинки та утримання його на місці у нерухомому стані при заданих параметрах з забезпеченням керованості та безпеки руху автомобіля під час гальмуванні.

Рухаючись по дорогах та виконуючи завдання по перевезенням, або вимоги правил дорожнього руху необхідні зупинки та утримання автомобіля у нерухомому стані в заданому місці. Для забезпечення заданого рівня зниження швидкості руху всі автомобілі обладнуються примусовими системами зниження швидкості руху та утримання автомобіля у нерухомому стані (гальмівними системами).

Під час примусового зниження швидкості руху відбувається перетворення кінетичної енергії в теплову завдяки тертю в гальмівних механізмах.

В сучасних конструкціях гальмівних систем кінетична енергія, під час гальмування, все більше перетворюється в електричну, або передається інерційним накопичувачам.

Для покращення ефективності гальмування гальмівні моменти на колесах різних осей контролюються автоматичними електронними системами відповідно до змін вертикальних реакцій на колесах.

Сповільнення руху автомобіля може здійснюватись також переведенням роботи двигуна у компресорний режим.

На спортивних та швидкісних автомобілях може застосовуватись поза колісне гальмування спеціальними закрилками або парашутами.

Рис. 1. Принципова схема робочої гальмівної системи з гальмівними механізмами барабанного типу:

1 – педаль; 2 – головний циліндр; 3 – гальмівний барабан; 4,7 – поршні;

5 – канал; 6 – колісний циліндр; 8 – гальмівна колодка; 9 – накладка;

10 – зворотна пружина; 11 – опорний палець; 12 – трубопровід.

1. Сучасні загальні тенденції розвитку гальмівних систем

1. Масове застосування автоматичних електронних систем гальмування та систем стабілізації руху, які адаптовані до загальних систем керування автомобілем та до транспортних систем керування з штучним інтелектом, що підвищує безпеку руху при гальмуванні в різноманітних дорожніх умовах. Активно впроваджуються автоматичні (електронні, роботизовані, активної або пасивної локації) та зменшується кількість неавтоматичних систем гальмування.

2. Встановлення електронних систем керування, що зменшують вірогідність ДТП і забезпечують гальмування без участі водія та зменшують гальмівний шлях при максимально встановленому сповільненні, та відповідність і пропорційність зусилля на педалі гальм та приводним моментом на колесах.

3. Підвищення рівня безпеки гальмування, тобто забезпечення стійкості автомобіля (критеріями якої є лінійне та кутове відхилення від напряму руху, кут складання автопоїзда), унеможливлення перегріву гальмівних механізмів та виходу з ладу при довготривалому гальмуванні.

4. Зменшення часу спрацювання гальмівного приводу.

5. Підвищення надійності та довговічності роботи усіх елементів

гальмівних систем, з обов’язковою наявністю запасної гальмівної системи, а для вантажних автомобілів масою більш ніж 3,5 т та автобусів допоміжної гальмівної системи.

6. Підвищення комфортності керування (зусилля на гальмівній педалі в залежності від призначення автомобіля повинно бути не більше 500….700 Н, а хід педалі гальм 80….180 мм, відсутність стороннього шуму).

7. Впровадження систем сигналізації та контролю за роботою гальмівних систем.

8. Спрощення технічного обслуговування.

9. Підвищення собівартості за рахунок встановлення електронних систем керування.

10. Застосування гальмівних систем, що акумулюють енергію гальмування.

11. Уникнення блокування коліс: гальмівні системи з АБС та ПБС все більше використовуються і зменшується кількість без АБС.

12. Розвиток приводів гальмівних механізмів: гідравлічний використовується у більшості легкових та вантажних автомобілів, пневматичний отримав найбільше поширення на вантажних автомобілях та автобусах. Почалось застосування електричного приводу.

13. Гальмівні механізми у основному розташовуються біля коліс. Намітилась у багатьох автомобілях тенденція використання під час гальмування двигуна (робота в режимі компресора), або генераторів для зарядки акумуляторів (конденсаторів).

14. За конструкцією гальмівних механізмів найбільше поширення отримали дискові у порівнянні з барабанними, появилися комбіновані диско-барабанного типу та заслінкового типу (механізм гальма – уповільнювача).

15. За способом примусового сповільнення руху автомобіля спостерігаються наступні тенденції:

а). Продовжується масове використання механічних фрикційних гальмових механізмів робочих, стоянкових та запасних гальмових систем.

б). Гідравлічний з використанням гальм-сповільнювачів використовується рідко.

в). Гідродинамічний або гідрооб’ємний у гідрооб’ємних трансмісіях майже не використовується у зв’язку не використанням таких трансмісій.

г). Прогресує використання трансмісій де кінетична енергія автомобіля при гальмуванні перетворюється у електричну (електричні індукційні або генераторні пристрої).

д). Під час довготривалого гальмування використовується пневматична компресійна система гальмування, яка переводить роботу двигуна під час гальмування у режим роботи компресора.

е). Аеродинамічне поза колісне гальмування з використанням закрилків, або парашутів на швидкісних та гоночних автомобілях використовується на незначній кількості автомобілів.

16.За призначенням удосконалюються усі системи: Робоча, запасна, допоміжна, стоянкова.

Робоча (основна)гальмівна система використовується в усіх режимах руху автомобіля для зниження його швидкості до повної зупинки.

Підвищується рівень ефективності робочої гальмівної системи, яка оцінюється шляхом гальмування (відстанню), що проходить автомобіль при гальмуванні від початкової швидкості 40 км/год до повної зупинки на горизонтальній ділянці дороги з твердим покриттям.

Для легкових автомобілів та їх модифікацій для перевезення вантажів гальмівний шлях не повинен перевищувати 14,7 м, для автобусів та вантажних автомобілів з дозволеною максимальною масою до 12 000 кг включно-18,3 м.

Підвищується рівень надійності та ефективності роботи запасної гальмівної системи,яка забезпечує зупинку автомобіля у випадку відмови робочої гальмівної системи. Запасна гальмівна система поки має меншу ефективність ніж робоча і монтується окремо, або у робочу гальмівну систему.

Застосовується автоматичне керування с тоянковою гальмівною системою, яка призначена для утримання транспортного засобу з повним навантаженням на уклоні шляху не менше 16%, легкових автомобілів та їх модифікацій для перевезення вантажу, автобусів у спорядженому стані на кулоні шляху не менше 23%, вантажних автомобілів та автопоїздів у спорядженому стані на уклоні дороги не менше 31%.

Удосконалюється допоміжна гальмівна система, яка призначена для довготривалого гальмування на затяжних спусках дороги з метою зниження навантаження на робочу гальмівну систему.

Підвищується рівень надійності і ефективності роботи гальмівної система причепа, що працює у складі автопоїзда і забезпечує як для зниження швидкості руху причепа так і автоматичного гальмування причепа в разі відриву зчіпки причепа від тягача.

Рис. 2. Схема розташування елементів системи гальмування у легковому автомобілі:
1 – переднє ліве гальмо; 2 – педаль гальм; 3 - вакуумний підсилювач;

4 - головний циліндр гідроприводу гальм; 5 - трубопровід контуру приводу передніх гальм; 6 - захисний кожух передніх гальм; 7 - супорт переднього гальма; 8 - вакуумний підсилювач; 9 - бачок головного циліндра; 10 - кнопка важеля приводу стоянкових гальм; 11 - важіль приводу стоянкових гальм;

12 - тяга защіпки важеля; 13 - защіпка важеля; 14 - кронштейн важеля приводу стоянкових гальм; 15 - поворотний важіль; 16 - трубопровод контура приводу задніх гальм; 17 - фланець наконечника оболочки тросу;

18 - заднє гальмо; 19 - регулятор тиску задніх гальм; 20 - важіль приводу регулятора тиску; 21 - колодки задніх гальм; 22 - важіль ручного приводу колодок; 23 - тяга важеля приводу регулятора тиску; 24 - кронштейн кріплення наконечника оболочки тросу; 25 - задній трос; 26 - контргайка;

27 - регулювальна гайка; 28 - втулка; 29 - направляюча заднього тросу;

30 - направляючий ролик; 31 - передній трос; 32 - упор вимикача контрольної лампи стоянкового гальма; 33 - вимикач стоп-сигналу.

Схема гальмівної системи приведеної на рис. 5.2. включає гальмівні механізми 1 передніх і 18 задніх коліс, гідравлічний гальмівний привід з головним циліндром 4 і педаллю гальм 2, вакуумний підсилювач 8.

При натисканні на педаль гальм 2 поршень головного циліндра 4 тисне на рідину, яка через перепускний клапан перетікає до циліндрів колісних гальмівних механізмів і передає зусилля на гальмівні колодки, які притискаються до барабанів та дисків і на кожному колесі створюється гальмівний момент.

Гідровакуумний підсилювач 8 полегшує керування гальмівною системою за рахунок створення додаткового зусилля, яке передається до гальмівних механізмів коліс. При відпусканні педалі гальм, рідина перетікає назад до головного циліндра. Колодки під дією пружин повертаються у вихідне положення і розгальмуються.