2.4 Гальмівні системи Гальмівні механізми з механічним приводом
Для зниження швидкості руху, зупинки та утримання у нерухомому стані трактори та автомобілі обладнають гальмівною системою. Розрізняють такі види гальмівних систем:робочу, необхідну регулювання швидкості руху машини та її плавної зупинки;стоянкову, яка служить для утримання машини на ухилі;допоміжну, призначену для крутих поворотів трактора.
Допоміжна гальмівна система (гальма) універсально-просапного трактора діє на праву або ліву піввісь провідних коліс і гальмує найближче до центру повороту провідне колесо. При необхідності ці гальма використовують як робочі та стоянкові.
Гальмівна система складається згальмівного механізмута йогоприводу.
Тормозний механізмслужить для створення штучного опору руху трактора та автомобіля. Найбільшого поширення набули фрикційні гальма, принцип дії яких заснований на використанні сил тертя між нерухомими і деталями, що обертаються. Фрикційні гальма можуть бутибарабанними,стрічковимитадисковими. У барабанному гальмі сили тертя створюються на внутрішній, циліндричної поверхні обертання, в стрічковому - на зовнішній, а в дисковому - на бічних поверхнях диска, що обертається.
За місцем установки розрізняють гальмаколіснііцентральні(трансмісійні). Перші діють на маточину колеса, а другі – на один із валів трансмісії. Колісні гальма використовують у робочій гальмівній системі, центральні – у стоянковій.
Привід гальмпризначений для управління гальмівними механізмами при гальмуванні. За принципом дії гальмівні приводи поділяють на механічні, пневматичні та гідравлічні.
Механічний привід гальм застосовують навсіх розглянутих раніше гальмах тракторів. Цей привід використовують і на гальмах стоянки, якими обладнані всі автомобілі і деякі трактори.
На колісному тракторі загального призначення застосовують гальмо стоянки стрічкового типу. Гальмування досягається тертям, що виникає між гальмівною стрічкою та шківом, який закріплений на валу приводу переднього провідного моста. Шків охоплює сталева стрічка із чавунними накладками. Один кінець стрічки закріплений у кронштейні, пригорнутому до корпусу роздавальної коробки, а інший з'єднаний системою тяг з ручним важелем управління центрального гальма, розташованим у кабіні. Важель гальма фіксується храповиком.
Рівномірний зазор між гальмівною стрічкою та шківом забезпечують відтяжні пружини та регулювальний болт. При перекладі важеля він зусилля передається через систему тяг на стрічку, яка затягується навколо шківа і загальмовує його. У вихідне положення стрічку повертають пружини після відведення важеля від себе. На деяких колісних тракторах встановлені дискові гальма.
Гальмівні механізми з гідравлічним приводом
Барабанний гальмівний механізм із гідравлічним приводом застосовують на автомобілях. Він складається з двох колодок 13 (рис. 23), встановлених на опорному диску 2, колісного циліндра гальмівного 3, опорних пальців і регулювальних ексцентриків. На зовнішні поверхні колодок наклепані фрикційні накладки. Передня накладка довша за задню. При гальмуванні вона притискається до гальмівного барабана колеса з великою силою. Цим забезпечується їх рівномірне зношування. Між собою колодки стягнуті пружиною 4. Їхні нижні кінці спираються на ексцентрикові шайби, одягнені на опорні пальці 11, а верхні - на сухарі поршнів колісного гальмівного циліндра. Зазор між колодками та гальмівним барабаном колесарегулюють за допомогою ексцентриків 1, встановлених під колодками опорному диску.
Колісний гальмівний циліндрвключає корпус 8, прикріплений до диска колеса, два поршня 6, встановлених в корпусі, і сухарі 5. Для ущільнення в поршні за допомогою пружин 7 упираються гумові манжети 9. Щоб в циліндр не потрапляли пил та бруд, він з обох боків закритий гумовими захисними ковпачками.
У корпусі циліндра є два канали. Через нижній канал надходить гальмівна рідина з головного гальмівного циліндра, а через верхній видаляється повітря з гальмівної системи. Випускний отвір цього каналу закрито 10 клапаном з гумовим ковпачком.
Гальмівна рідина подається від головного гальмівного циліндра колісний по металевих трубках і гнучким шлангам з прогумованої тканини.
Головний гальмівний циліндр(рис. 24) виготовлений в одному виливку з резервуаром 1 для гальмівної рідини. Його корпус закріплено на рамі автомобіля. У порожнині циліндра 11 поміщені поршень 8, пружина 10 і зворотний клапан 2. У поршні виконані отвори, закриті пелюстками пластинчастого клапана 13. Зворотний клапан притиснутий до гнізда слабкою пружиною. Циліндр з'єднаний з резервуаром 9 перепускним і компенсаційним 5 отворами. Гальмівну рідину заливають у резервуар через отвір у кришці, що закривається пробкою 4. Вся система постійно заповнена гальмівною рідиною.
При гальмуванні автомобіля водій натискає ногою на педаль 6, переміщуючи через шток поршень 7 8, який тисне на гальмівну рідину. Рідина витісняється поршнем з головного циліндра через зворотний клапан колісний гальмівний циліндр, поршні якого розводять гальмівні колодки, притискаючи їх до барабанів колеса.
Мал. 23. Барабанний гальмівний механізм: 1 –регулювальний ексцентрик; 2 – опорний диск; 3 – колісний циліндр; 4 – стяжна пружина; 5 – сухар; 6 – поршень; 7 – розтискна пружина; 8 – корпус; 9 – манжета; 10 – клапан; 11 – опорні пальці; 12 – ексцентрикові шайби; 13 – колодки; 14 - напрямні скоби; 15 – контргайки
Мал. 24. Головний гальмівний циліндр: 1 – резервуар; 2 – зворотний клапан; 3 – кришка; 4 – пробка; 5 – компенсаційний отвір; 6 – педаль гальма; 7 – шток; 8 – поршень; 9 – перепускний отвір; 10 – пружина; 11 – циліндр; 12 – гумова манжета; 13 – пластинчастий клапан
Коли водій забирає ногу з педалі, поворотні пружини колодок відводять їх від гальмівного барабана, а поршні гальмівного циліндра зближуються. Гальмівна рідина при цьому видавлюється по трубках головний циліндр, поршень якого також повертається у вихідне положення. При повністю відпущеній педалі гальма порожнина головного циліндра перед поршнем повідомляється з резервуаром через компенсаційний отвір 5, а завдяки зворотному клапану 2 в системі гідравлічного приводу за циліндром підтримується невеликий надлишковий тиск повітря не проникає всередину системи. Якщо водій різко відпускає педаль гальма, в циліндрі перед поршнем створюється розрідження, під дією якого рідина з порожнини за поршнем перетікає в порожнину циліндра перед поршнем через отвори в ньому і віджимає край ущільнювальної манжети 12 від стінки циліндра, що також виключає попадання.
У систему гідравлічного приводу між головним гальмівним циліндром та колісними циліндрами включений гідровакуумний підсилювач гальм. Він полегшує керування гальмами автомобіля, використовуючи розрідження (вакуум), що виникає у всмоктувальному трубопроводі двигуна. Підсилювач при гальмуванні підвищує тиск у системі на 4,5.5,0 МПа, що рівносильно зусилля на гальмівній педалі 650. 700 н.
Гідровакуумний підсилювач(рис. 25) складається з силової камери 4, циліндра 9 і клапана управління. Корпус силової камери є дві штамповані чашки, з'єднані хомутами. Між чашками затиснуті краї діафрагми, навантаженої пружиною. Діафрагма з'єднана через тарілку і штовхач 12 з 10 поршнем, поміщеним в циліндр підсилювача. Усередині поршня вміщено кульковий клапан із пружиною. Клапан управління включає поршень 11, діафрагму 7 з пружиною і два клапани: повітряний 5 і 6 вакуумний, з'єднані між собою штоком.
Мал. 25. Схема гідровакуумного підсилювача: 1 – педаль гальма; 2 – впускний трубопровід; 3 – запірний клапан; 4 – силова камера; 5 – повітряний клапан; 6 – вакуумний клапан; 7 – діафрагма клапана керування; 8 – повітряний фільтр; 9 – циліндр підсилювача; 10 – поршень підсилювача; 11 – поршень клапана керування; 12 – штовхач; 13 - колісний гальмівний циліндр; 14 – головний гальмівний циліндр; А та Б – порожнини силової камери
Гідровакуумний підсилювач працює наступним чином. При відпущеній педалі гальма повітряний клапан керування закритий, а вакуумний клапан відкритий і через нього порожнини А і силової камери Б повідомляються між собою. Отже, у порожнинах А та Б встановлюється однаковий тиск.
При натисканні на педаль гальма 1 гальма рідина з головного гальмівного циліндра через відкритий кульковий клапан поршня 10 підсилювача надходить до колісних гальм, приводячи їх в дію. У міру збільшення тиску на гальмо педаль поршень 11 і діафрагма 7 клапана управління переміщаються вгору. При цьому вакуумний клапан 6 закривається, роз'єднуючи між собою порожнини А і Б, а повітряний 5 відкривається. У порожнині Б створюється розрідження, оскільки вона з'єднана з впускнимтрубопроводом двигуна. Внаслідок різниці тисків у порожнинах А і Б силової камери діафрагма, штовхач і поршень 10 підсилювача переміщуються вправо, кульковий клапан закривається, і тиск гальмівної рідини перед поршнем збільшиться завдяки додатковому тиску, що створюється гідровакуумним підсилювачем. Чим більше зусилля, що прикладається водієм на педаль гальма, тим більший тиск повітря на діафрагму гідровакуумного підсилювача і відповідно збільшується тиск рідини в гальмівних колісних циліндрах.
Між силовою камерою та впускним трубопроводом встановлений запірний клапан 3, що автоматично роз'єднує їх при зупинці двигуна. Оскільки в момент зупинки двигуна в порожнині Б є запас вакууму, то забезпечуються одне-два гальмування з посиленням при двигуні, що не працює.