Описание конструкции тормозной системы

     Описание конструкции  тормозной системы 

   Тормозная система автомобиля ВАЗ-2101 по своему назначению и выполняемым функциям разделяется на рабочую, запасную и стояночную. Рабочая тормозная система обеспечивает регулирование скорости автомобиля и его остановку с необходимой эффективностью, запасная остановку автомобиля с необходимой эффективностью при выходе из строя рабочей тормозной системы, а стояночная служит для удержания стоящего автомобиля. Ее можно использовать и как аварийную при выходе из строя рабочей или запасной тормозных систем. Рабочая тормозная система имеет двухконтурный раздельный гидравлический привод на тормозные механизмы передних и задних колес, что значительно повышает безопасность движения автомобиля. При отказе одного из контуров другой используется в качестве запасной тормозной системы, т. е. она является частью рабочей тормозной системы.

    Тормозные механизмы колес смонтированы непосредственно в колесах автомобиля. Они предназначены для создания сопротивления движению автомобиля. Тормозной механизм переднего колеса дисковый. Он состоит из суппорта 5 в сборе с рабочими цилиндрами, двух тормозных колодок, пальцев крепления колодок и трубопроводов. Суппорт отлит из высокопрочного чугуна. Он крепится к фланцу поворотного кулака вместе с защитным кожухом и поворотным рычагом. В суппорте выполнены радиусный паз для размещения тормозного диска и два поперечных паза, в которых расположены тормозные колодки. В приливах суппорта имеются два окна с направляющими пазами, в которых установлены два противолежащих колесных цилиндра. Точное расположение цилиндров относительно суппорта обеспечивается пружинными фиксаторами. При установке цилиндра в паз суппорта фиксатор под действием пружины заходит в специальный боковой паз суппорта. Корпус рабочего цилиндра отлит из алюминиевого сплава. В цилиндре расположен стальной полый поршень, уплотненный резиновым кольцом. Оно расположено в канавке цилиндра и служит не только для уплотнения зазора, но и для возврата поршня в исходное положение при растормаживании. Полость цилиндра защищена от загрязнения резиновым колпачком, наружная кромка которого удерживается на буртике цилиндра, а внутренняя кромка охватывает посадочный поясок поршня. Рабочие полости цилиндров соединены между собой трубкой. Во внешний цилиндр ввернут штуцер для прокачки привода передних тормозов, во внутренний - штуцер для подвода жидкости. Поршни упираются в тормозные колодки, на которые наклеены фрикционные накладки. Колодки установлены на направляющих пальцах, которые удерживаются от осевого смещения шплинтами, а чтобы не было вибраций колодок на пальцах, применяются пружины, прижимающие колодки к пальцам. Под головки пальцев установлены пружины. При торможении поршни под давлением жидкости выдвигаются из колесных цилиндров и увлекают за собой уплотнительные кольца, которые при этом скручиваются. При растормаживании, когда давление в приводе падает, поршни за счет упругой деформации колец вдвигаются обратно в цилиндры. При этом накладки тормозных колодок будут находиться в легком соприкосновении с тормозным диском. При износе накладок, когда зазор в тормозном механизме увеличивается, в приводе создается большее давление жидкости, чтобы создать тормозной момент. Под действием давления жидкости поршни проскальзывают относительно колец и занимают новое положение в цилиндрах, которое обеспечивает оптимальный зазор между диском и колодками.

    1 - диск тормоза; 2 - защитный кожух; 3 - штуцер для прокачки привода тормозного механизма; 4 - соединительная трубка цилиндров; 5 – шплинт; 6 - фиксатор цилиндра; 7 - палец крепления колодок тормоза; 8 - уплотнительное кольцо поршня; 9 – поршень; 10 - защитный колпачок поршня; 11 - фрикционная накладка колодки; 12 - пружины пальцев крепления колодок; 13 - колесный цилиндр; 14 - прижимная пружина колодки; 15 - тормозные колодки; 16 - суппорт тормозного механизма.

     Тормозной механизм переднего колеса. 
 
 
 
 

     Функциональный и  прочностной расчеты  тормозов 

   Функциональное  назначение любого тормозного устройства – создавать силы трения, причем, как можно большие. Оценка любого механизма, и в том числе тормозного, производиться по его функциональным и прочностным возможностям.

   Функциональными возможностями тормоза характеризуется  его способность развивать момент трения, величина которого в основном зависит от коэффициента трения фрикционной  пары, геометрических размеров и приводных  усилий.

   Под функциональным расчетом тормоза понимается определение  тормозного момента и других параметров, обеспечивающих его работу.

   Рисунок 5.1 – К расчету момента трения.

   Определим максимально возможный момент трения переднего тормоза, исходя из условия  полного использования сцепления  с дорогой:

   Где φ – коэффициент сцепления  шин с дорогой, z – радиус качения колеса, m – масса машины, g – ускорение свободного падения, b – расстояние от передней оси до центра масс машины, h – высота центра масс машины, L – база машины, n – число колес с тормозами.

   Из  расчетов вытекает, что тормоза машины должны развивать момент трения близкий  рассчитанной величине: М = 1175 Н.

   Принимаем максимальное удельное давление, действующее  на накладку равным: Р_с = 2500 кН.

   Найдем  усилие, с которым накладка прижимается  к диску в рассчитываемом переднем однодисковом тормозе, имеющем следующие  данные: диаметр поршня гидроцилиндра  d = 0,048 м; давление в гидроцилиндре q = 7845 кН/м² = 7,845 МПа; коэффициент трения µ = 0,4.

   Тогда площадь одной накладки будет равна

   Исходя  из известных параметров: площадь  одной накладки S = 0,00568 м²; внутренний радиус поверхности трения r =0, 07725 м; наружный радиус поверхности трения R = 0,12425 м; найдем угол α (рисунок 5.2).

   Рисунок 5.2 – К расчету дискового тормоза.

    ,

   где - средний радиус трения.

   Находим момент трения, развиваемый рассчитываемым передним однодисковым тормозом равным

   Расчет  пальцев крепления  колодок тормоза.

   Рассчитаем  пальцы крепления колодок тормоза  по напряжениям среза.

   Допускаемые напряжения среза [τ] = 80 Н·мм².

   Напряжения  среза в поперечном сечении пальцев равны:

   М –  тормозной момент;

   D – диаметр, на котором лежат пальцы крепления колодок;

   S – площадь поперечного сечения пальца.

   S = π*r²,

   где r – радиус пальца.

   Учитывая, что количество пальцев n равно 4, получим:

   Так как τ < [τ], условие прочности выполняется.