Тормозные механизмы предназначены для торможения вращающихся колес автомобиля или одного из валов трансмиссии.
Фрикционные тормозные механизмы, получившие распространение в автомобильной промышленности, работают за счет трения вращающихся и неподвижных деталей.
Различают барабанные и дисковые тормоза, во первых, силы трения создаются с помощью прижимающихся неподвижных колодок на внутренней поверхности вращающегося цилиндра, во вторых, - на боковых поверхностях вращающегося диска.
Общая классификация тормозных механизмов дана на рис.17.1.
Барабанный тормозной механизм рабочей тормозной системы расположен в колесе и представляет собой пару тормозных колодок 1 (рис.17.2,а), смонтированных внутри тормозного барабана 3, вращающегося вместе со ступицей колеса. Тормозной диск и установленные на нем колодки опираются на один общий 6 или два отдельных (см.рис.17.2,б) пальца и стянуты пружиной 5 (см.рис.17.2,а). Фрикционные накладки 2 прикреплены к поверхности колодок, обращенной к тормозному барабану. При торможении колодки раздвигаются кулаками или поршнями гидроцилиндра до соприкосновения с тормозным барабаном. Трение колодок о барабан вызывает торможение колес. Пружина 5 возвращает колодки в исходное положение, когда воздействие на тормозную педаль прекращается.
Рис.17.1. Классификация тормозных механизмов
Характер действия приводных сил зависит от расположения опор колодок. Если поршни гидроцилиндра имеют одинаковые диаметры (см.рис.17.2,в), колодки раздвигаются равными приводными силами Р1 и Р2. Ry1 и Ry2 – реакции барабана на колодки, Rx1 и Rx2 – силы трения между колодками и барабаном. Колодка называется первичной, если момент силы Rx1 относительно опоры колодки действует в ту же сторону, что и момент силы Р1, и увеличивает прижатие колодки.
Колодка называется вторичной, если момент силы Rx2 направлен в обратную сторону по отношению силы Р2 и, следовательно, ослабляет прижатие колодки к барабану. При такой конструкции первичная колодка будет постоянно находиться под действием большей силы трения и быстрее износится, чем вторичная. Для равномерного изнашивания фрикционную накладку на первичной колодке делают больших размеров, чем на вторичной.
Рис.17.2. Схема расположения колодок барабанного тормозного механизма: а – на общей опоре; б и в – на отдельных опорах с раздвигающими усилиями соответственно от кулака и поршней гидроцилиндра; г – с размещением опор на противоположных сторонах тормозного диска; д – плавающих; е – с опорой на подвижный упор; 1 – колодка; 2 – фрикционная накладка колодки; 3 – тормозной барабан; 4 – разжимной кулак; 5 – стяжная пружина; 6 – пальцы колодок
При размещении опор колодок на противоположных сторонах тормозного диска (рис.17.2,г) на обе колодки действуют одинаковые силы Р1= Р2. Моменты сил трения Rx1 и Rx2 будут направлены в ту же сторону, что и моменты сил Р, и, следовательно, обе колодки работают как первичные. Тормозной механизм не создает дополнительных нагрузок на подшипники колес, так как силы, действующие на тормозной барабан, равны по величине и уравновешены в одинаковой степени. При прочих равных условиях он создает больший тормозной момент по сравнению с моментом тормозных механизмов, выполненных по первым схемам. В процессе торможения при движении автомобиля задним ходом обе колодки работают как вторичные, и тормозной момент заметно уменьшается.
По схеме рис.17.2,д нижние концы «плавающих» колодок пружиной прижимаются к трапециевидному упору, закрепленному на тормозном диске. Силы трения затягивают колодки в направлении вращения барабана, позволяя им самоустанавливаться по внутренней поверхности барабана.
Тормозной механизм с серводействием показан на рис.17.2,е. Разжимающее устройство действует на верхние концы колодок. В этом случае левая колодка, имеющая более слабые пружины, первой прижимается к барабану и через нижний подвижный упор передает усилие на правую колодку, прижимая ее к барабану. Обе колодки действуют как первичные.
Дисковые тормозные механизмы установлены на передних колесах большинства современных легковых автомобилей. По сравнению с барабанными они обладают более высокой эффективностью. Ими оснащают передние колеса автомобиля, так как именно на них приходится более значительная часть тормозных сил.
Вращающийся диск связанный со ступицей колеса, с двух сторон охвачен скобой, внутри которой имеются гидроцилиндры. Поршни гидроцилиндров прижимают к диску тормозные колодки, в результате чего происходит торможение. Скоба может быть неподвижной (рис.17.3,а) или имеет возможность совершать перемещения (рис.17.3,б) перпендикулярно плоскости тормозного диска.
Рис.17.3. Дисковые тормозные механизмы: а и б – схемы дисковых тормозных механизмов с неподвижной и подвижной скобой; 1 – диск; 2 и 5 – половинки
скобы; 3 – гидроцилиндры; 4 – каналы; 6 – тормозные колодки
При неподвижной скобе колодки под действием поршней одновременно с двух сторон прижимаются к диску, в этом случае получается более жесткая, однако чувствительная к перегреву конструкция. При подвижной плавающей скобе один из поршней (на рисунке левый поршень), прижимаясь к вращающему диску, заставляет перемещаться скобу, которая прижимает к диску вторую неподвижную колодку. При этом варианте получается более равномерное торможение.
По первому способу устроены тормозные механизмы передних колес автомобилей ВАЗ-2103, -2105, -2106, -21013, «Москвич-2140» и ГАЗ-3102 «Волга», по второму – тормозные механизмы передних колес автомобилей ВАЗ-2108 и АЗЛК-2141.