Устройство тормозной системы ВАЗ2109

                                         Содержание   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                        Введение

Тормозная система снабжена гидравлическим приводом к колесным механизмам, управляется педалью подвесного типа и действует на все колеса. Система стояночного и запасного (аварийного) торможения (т.е. ручной тормоз) управляется рычагом и действует только на задние колеса. Эта система имеет механический тросовый привод. Передние тормоза 2 - дисковые, состоят из диска и суппорта.

Диск прикреплен к ступице колеса, а суппорт, охватывающий диск тормоза, прикреплен к кронштейну, установленному на поворотной цапфе. Внутри суппорта находятся колесные гидравлические цилиндры с поршнями, передающими усилия на колодки с фрикционными накладками. Задние тормоза 39 - барабанные, с самоустанавливающими колодками, с приводом от одного главного цилиндра или от рычага механического привода. В алюминиевом барабане заднего тормоза находится чугунное рабочее кольцо.

Гидравлический привод тормозов состоит из двух независимых контуров (систем) торможения передних и задних колес. Поэтому бачок имеет две емкости для тормозной жидкости, а в главном цилиндре сделаны две независимые полости с двумя поршнями. Две независимые системы введены для безопасности: в случае повреждения одной из них (утечка жидкости или повреждения трубопровода), вторая остается в действии. Имеющийся в системе привода задних проводов регулятор давления уменьшает вероятность блокировки колес при торможении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Теоритическая часть.

 

1. Устройство тормозной системы

 

Гидравлический тормозной привод автомобилей является гидростатическим, т. е. таким, в котором передача энергии осуществляется давлением жидкости. Принцип действия гидростатического привода основан на свойстве несжимаемости жидкости, находящейся в покое, передавать создаваемое в любой точке давление во все другие точки при замкнутом объеме.

 

Принципиальная схема рабочей тормозной системы автомобиля: 
1 — тормозной диск; 
2 — скоба тормозного механизма передних колес; 
3 — передний контур; 
4 — главный тормозной цилиндр; 
5 — бачок с датчиком аварийного падения уровня тормозной жидкости; 
6 — вакуумный усилитель; 
7 — толкатель; 
8 — педаль тормоза; 
9 — выключатель света торможения; 
10 — тормозные колодки задних колес; 
11 — тормозной цилиндр задних колес; 
12 — задний контур; 
13 — кожух полуоси заднего моста; 
14 — нагрузочная пружина; 
15 — регулятор давления; 
16 — задние тросы; 
17 — уравнитель; 
18 — передний (центральный) трос; 
19 — рычаг стояночного тормоза; 
20 — сигнализатор аварийного падения уровня тормозной жидкости; 
21 — выключатель сигнализатора стояночного тормоза; 
22 — тормозная колодка передних колес 
 
Принципиальная схема гидропривода тормозов показана на рисунке. Привод состоит из главного тормозного цилиндра, поршень которого связан с тормозной педалью, колесных цилиндров тормозных механизмов передних и задних колес, трубопроводов и шлангов, соединяющих все цилиндры, педали управления и усилителя приводного усилия. 
Трубопроводы, внутренние полости главного тормозного и всех колесных цилиндров заполнены тормозной жидкостью. Показанные на рисунке регулятор тормозных сил и модулятор антиблокировочной системы, при их установке на автомобиле, также входят в состав гидропривода. 
При нажатии педали поршень главного тормозного цилиндра вытесняет жидкость в трубопроводы и колесные цилиндры. В колесных цилиндрах тормозная жидкость заставляет переместиться все поршни, вследствие чего колодки тормозных механизмов прижимаются к барабанам (или дискам). Когда зазоры между колодками и барабанами (дисками) будут выбраны, вытеснение жидкости из главного тормозного цилиндра в колесные станет невозможным. При дальнейшем увеличении силы нажатия на педаль в приводе увеличивается давление жидкости и начинается одновременное торможение всех колес. 
Чем большая сила приложена к педали, тем выше давление, создаваемое поршнем главного тормозного цилиндра на жидкость и тем большая сила воздействует через каждый поршень колесного цилиндра на колодку тормозного механизма. Таким образом, одновременное срабатывание всех тормозов и постоянное соотношение между силой на тормозной педали и приводными силами тормозов обеспечиваются самим принципом работы гидропривода. У современных приводов давление жидкости при экстренном торможении может достигать 10–15 МПа. 
При отпускании тормозной педали она под действием возвратной пружины перемещается в исходное положение. В исходное положение своей пружиной возвращается также поршень главного тормозного цилиндра, стяжные пружины механизмов отводят колодки от барабанов (дисков). Тормозная жидкость из колесных цилиндров по трубопроводам вытесняется в главный тормозной цилиндр. 
Преимуществами гидравлического привода являются быстрота срабатывания (вследствие несжимаемости жидкости и большой жесткости трубопроводов), высокий КПД, т. к. потери энергии связаны в основном с перемещением маловязкой жидкости из одного объема в другой, простота конструкции, небольшие масса и размеры вследствие большого приводного давления, удобство компоновки аппаратов привода и трубопроводов; возможность получения желаемого распределения тормозных усилий между осями автомобиля за счет различных диаметров поршней колесных цилиндров. 
Недостатками гидропривода являются: потребность в специальной тормозной жидкости с высокой температурой кипения и низкой температурой загустевания; возможность выхода из строя при разгерметизации вследствие утечки жидкости при повреждении, или выхода из строя при попадании в привод воздуха (образование паровых пробок); значительное снижение КПД при низких температурах (ниже минус 30 °С); трудность использования на автопоездах для непосредственного управления тормозами прицепа. 
Для использования в гидроприводах выпускаются специальные жидкости, называемые тормозными. Тормозные жидкости изготавливают на разных основах, например спиртовой, гликолевой или масляной. Их нельзя смешивать между собой из-за ухудшения свойств и образования хлопьев. Во избежание разрушения резиновых деталей тормозные жидкости, полученные из нефтепродуктов, допускается применять только в гидроприводах, в которых уплотнения и шланги выполнены из маслостойкой резины. 
При использовании гидропривода он всегда выполняется двухконтурным, причем работоспособность одного контура не зависит от состояния второго. При такой схеме при единичной неисправности выходит из строя не весь привод, а лишь неисправный контур. Исправный контур играет роль запасной тормозной системы, с помощью которой автомобиль останавливается.

 

1.1.2 Вакуумный усилитель

 

 Резиновая диафрагма 10 (рис. 1) вместе с корпусом 21 клапана делят полость вакуумного усилителя на два камеры: вакуумную А и атмосферную В. Камера А соединяется с впускной трубой двигателя.

Корпус 21 клапана пластмассовый. На выходе из крышки он уплотняется гофрированным защитным чехлом 13. В корпусе клапана размещён шток 1 привода главного цилиндра с опорной втулкой, буфер 20 штока, поршень 12 корпуса клапана, клапан 18 в сборе, возвратные пружины 16 и 17 толкателя и клапана, воздушный фильтр 14, толкатель 15.

При нажатии на педаль перемещается толкатель 15, поршень 12, а в след за ними и клапан 18 до упора в седло корпуса клапана. При этом камеры А и В разобщаются. При дальнейшем перемещении поршня его седло отходит от клапана и через образовавшийся зазор камера В соединяется с атмосферой. Воздух, поступивший через фильтр 14 в зазор между поршнем и клапаном и канал D, создаёт давление на диафрагму 10. За счёт разности давления в камерах А и В корпус клапана перемещается вместе со штоком 1, который действует на поршень главного цилиндра.

При отпущенной педали клапан отходит от своего корпуса и через образовавшийся зазор и канал С камеры А и В сообщаются между собой. 

 

 

 

Рис. 1. Вакуумный усилитель: 1 – шток; 2 – уплотнительное кольцо фланца главного цилиндра; 3 – чашка корпуса усилителя; 4 – регулировочный болт; 5 – уплотнитель штока; 6 – возвратная пружина диафрагмы; 7 – шпилька усилителя; 8 – уплотнительный чехол; 9 – корпус усилителя; 10 – диафрагма; 11 – крышка корпуса усилителя; 12 – поршень; 13 – защитный чехол корпуса усилителя; 14 – воздушный фильтр; 15 – толкатель; 16 – возвратная пружина толкателя; 17 – пружина клапана; 18 – клапан; 19 – втулка корпуса клапана; 20 – буфер штока; 21 – корпус клапана; А – вакуумная камера; В – атмосферная камера; С, D – каналы. 

 

1.1.3 Регулятор  давления

 

 Регулятор давления служит для регулирования давления в гидроприводе тормозных механизмов задних колёс в зависимости от нагрузки на заднюю ось автомобиля. Он включён в оба контура тормозной системы и через него тормозная жидкость поступает к обоим задним тормозным механизмам.

Регулятор давления крепится к кронштейну двумя болтами. При этом передний болт одновременно крепит вильчатый кронштейн рычага привода регулятора давления. На пальце этого кронштейна шарнирно штифтом крепится двуплечий рычаг. Его верхнее плечо связано с упругим рычагом, другой конец которого через серьгу шарнирно соединяется с кронштейном рычага задней подвески.

Кронштейн 3 вместе с рычагом 5 за счет овальных отверстий под болт крепления можно перемещать относительно регулятора движения. Этим регулируется усилие, с которым рычаг 5 действует на поршень регулятора.

При увеличении нагрузки автомобиля упругий рычаг 10 (см. рис. 2.) нагружается больше и усилие от рычага 5 на поршень увеличивается, то есть момент касания головки поршня и уплотнителя достигается при большом давлении в главном тормозном цилиндре. Таким образом, эффективность главных тормозов с увеличением нагрузки увеличивается. 

 

 

 

Рис. 2. Привод регулятора давления: 1 – регулятор давления; 2, 16 – болты крепления регулятора давления; 3 – кронштейн рычага привода регулятора давления; 4 – штифт; 5 – рычаг привода регулятора давления; 6 – ось рычага привода регулятора давления; 7 – пружина рычага; 8 – кронштейн кузова; 9 – кронштейн крепления регулятора давления; 10 – упругий рычаг привода регулятора давления; 11 – серьга; 12 – скоба серьги; 13 – шайба; 14 – стопорное кольцо; 15 – палец кронштейна; А, В, С – отверстия.

 

 

1.1.4. Главный  тормозной цилиндр

 

 Главный цилиндр с последовательным расположением поршней (рис. 3.). На корпусе главного цилиндра крепится бачок 13, в заливной горловине которого установлен датчик 14 аварийного уровня тормозной жидкости. Уплотнительные кольца 5 высокого давления и кольца заднего колесного цилиндра взаимозаменяемы.

Рис. 3. Главный цилиндр с бачком: 1 – корпус главного цилиндра; 2 – уплотнительное кольцо низкого давления; 3 – поршень привода контура «левый передний-правый задний тормоза»; 4 – распорное кольцо; 5 – уплотнительное кольцо высокого давления; 6 – прижимная пружина уплотнительного кольца; 7 – тарелка пружины; 8 – возвратная пружина поршня; 9 – шайба; 10 – стопорный винт; 11 — поршень привода контура «правый передний-левый задний тормоза»; 12 – соединительная втулка; 13 – бачок; 14 – датчик аварийного уровня тормозной жидкости.

При отказе контура тормозов «правый передний – левый задний тормоза» уплотнительные кольца, втулка под давлением  жидкости сместятся в сторону пробки до упора тарелки в седло. Давление в заднем тормозе  будет регулироваться частью регулятора, которая включает в себя поршень с уплотнителем и втулкой. Работа этой части регулятора, при отказе названного контура, аналогична работе при исправной системе. Характер изменения давления на выходе регулятора такой же, как при исправной системе.

 

1.1.5. Тормозной механизм переднего  колеса 

 

Рис. 4. Тормозной механизм переднего колеса: 1 – тормозной диск; 2 – направляющая колодок; 3 – суппорт; 4 – тормозные колодки; 5 – цилиндр; 6 – поршень; 7 – уплотнительное кольцо; 8 – защитный чехол направляющего пальца; 9 – направляющий палец; 10 – защитный кожух.  

 

Тормозной механизм переднего колеса дисковый, с автоматической регулировкой зазора между колодками и диском, с плавающей скобой. Скоба образуется суппортом 3 (рис. 4.) и колесным цилиндром 5, которые стянуты болтами. Подвижная скоба крепится болтами к пальцам 9,которые установлены в отверстиях направляющих колодок. В эти отверстия закладывается смазка, между пальцами и направляющей колодок установлены резиновые чехлы 8. К пазам направляющей поджаты пружинами тормозные колодки 4.

В полости цилиндра 5 установлен поршень 6 с уплотнительным кольцом 7. За счет упругости этого кольца поддерживается оптимальный зазор между колодками и  диском.

 

1.1.6. Тормозной   механизм заднего колеса

 

 Тормозной механизм заднего колеса (рис. 5.) барабанный,  с автоматическим регулированием зазора между колодками и барабаном. Устройство автоматического регулирования зазора расположено  в колесном цилиндре. Его основным элементом является разрезное  упорное кольцо 9 (рис. 6.), установленное на поршне 4 между буртиком упорного винта 10 и двумя сухарями 8 с зазором 1,25-1,65 мм.

Упорные кольца 9 вставлены в цилиндр с натягом, обеспечивающим усилие сдвига кольца по зеркалу не менее 343 Н (35 кгс). Что превышает усилие на поршне от стяжных пружин 3 и 7 (см. рис. 5.) тормозных колодок.

Рис. 5. Тормозной механизм заднего колеса: 1 – гайка крепления ступицы; 2 – ступица колеса; 3 – нижняя стяжная пружина колодок; 4 – тормозная колодка; 5 – направляющая пружина; 6 – колёсный цилиндр; 7 – нижняя стяжная пружина; 8 – разжимная планка; 9 – палец рычага привода стояночного тормоза; 10 – рычаг привода стояночного тормоза; 11 – щит тормозного механизма. 

 

Когда из-за износа накладок зазор 1,25 – 1, 65 мм полностью выбирается, буртик на упорном винте 10 (см. рис. 6.) прижимается к буртику кольца 9, вследствие чего упорное кольцо сдвигается вслед за поршнем на величину износа. С прекращением торможения поршни усилием стяжных пружин сдвигаются до упора сухарей в буртик упорного кольца. Таким образом, автоматически поддерживается оптимальный зазор между колодками и барабаном.

Рис. 6. Колёсный цилиндр: 1 – упор колодки; 2 – защитный колпачок; 3 – корпус цилиндра; 4 – поршень; 5 – уплотнитель; 6 – опорная тарелка; 7 – пружина; 8 – сухари; 9 – упорное кольцо; 10 – упорный винт; 11 – штуцер; А – прорезь на упорном кольце. 

 

1.1.8  Датчик аварийного уровня тормозной жидкости механического типа. Корпус 2 (рис. 8.) датчика с уплотнителем 4 поджимается к основанию 3 зажимным кольцом 5, которое навертывается на горловину бачка. Одновременно к торцу горловины поджимается фланец отражателя 6. В этом положении зажимное кольцо удерживается двумя фиксаторами, выполненными на основании 3. 

 

 

 
Рис. 8. Датчик аварийного уровня тормозной жидкости: 1 – защитный колпачок; 2 – корпус датчика; 3 – основание датчика; 4 – уплотнительное кольцо; 5 – зажимное кольцо; 6 – отражатель; 7 – толкатель; 8 – втулка; 9 – поплавок; 10 – неподвижные контакты; 11 – подвижный контакт.

 

 

Принцип действия

 

Принцип действия тормозного гидропривода состоит в следующем. При нажатии на педаль тормоза поршень главного цилиндра давит на жидкость, которая перетекает по трубопроводам к колесным рабочим цилиндрам. Поскольку жидкость практически не сжимается, она передает усилие нажатия тормозным механизмам колес, преобразующим это усилие в сопротивление вращению колес и вызывающим торможение автомобиля. Если педаль тормоза отпустить, жидкость перетечет по трубопроводам обратно к главному тормозному механизму и колеса растормозятся. Гидровакуумный усилитель облегчает создание дополнительного усилия, передаваемого на тормозные механизмы, и тем самым облегчает управление тормозной системой.

Принцип работы колесного тормозного цилиндра следующий. Когда начинается торможение, под действием давления тормозной жидкости поршень цилиндра перемещается и отжимает тормозную колодку. По мере изнашивания ход поршня при торможении увеличивается и наступает момент, когда он передвигает упорное кольцо, преодолевая усилие его посадки. При обратном перемещении колодки под действием растормаживающей стяжной пружины упорное кольцо остается на новом месте, так как усилия пружины недостаточно, чтобы сдвинуть его назад. Так происходит автоматическая выборка увеличения зазора между колодкой и барабаном, который образовался из-за износа накладки.

Работа гидровакуумного усилителя основана на использовании энергии разряжения во внутреннем трубопроводе двигателя, благодаря чему создается дополнительное давление тормозной жидкости в гидравлической системе привода тормозов. Это позволяет при сравнительно небольших усилиях, прилагаемых к тормозной педали, получать большие усилия в тормозных механизмах колес. С главным тормозным цилиндром, впускным коллектором двигателя и разделителем тормозов гидроусилитель соединен трубопроводами.

 

 

1.2 Основные неисправности

 

Тормозная система требуем к себе самого пристального внимания. Эксплуатация автомобиля с неисправной тормозной системой запрещается. Рассмотрим основные неисправности гидравлической рабочей тормозной системы легкового автомобиля (приложение А).

В соответствии с конструкцией тормозной системы неисправности условно можно разделить на неисправности тормозного механизма, неисправности тормозного привода и неисправности усилителя тормозов.

Различают следующие неисправности дискового тормозного механизма:

износ, повреждение или загрязнение (замасливание) тормозных колодок;

износ, деформация, задиры на поверхности тормозных дисков;

ослабление крепления, деформация суппорта.

Основные неисправности тормозного привода включают:

заедание поршня рабочего цилиндра;

утечка тормозной жидкости в рабочем цилиндре;

заедание поршня главного цилиндра;

утечка тормозной жидкости в главном цилиндре;

повреждение или засорение шлангов, трубопроводов;

подсос воздуха в системе вследствие ослабления крепления.

Вакуумный усилитель тормозов может иметь следующие неисправности:

недостаточное разряжение во впускном коллекторе;

повреждение вакуумного шланга;

неисправность следящего клапана усилителя.

Все перечисленные неисправности тормозной системы в большей или меньшей степени снижают эффективность торможения автомобиля, поэтому

представляют опасность для всех участников движения.