Тормозное управление особо малых и малых автобусов рассмотрено на примере автобусов ГАЗ-2217 «соболь», ГАЗ-3221 «газель» и ЗИЛ-3207.
На автобусах ГАЗ-2217 и ГАЗ-3221 применена тормозная система с гидравлическим приводом рабочих тормозов. Система включает дисковые передние и барабанные задние рабочие тормозные механизмы. Применен привод с двумя раздельными контурами тормозного привода передних и задних тормозов. В приводе задних колес установлен регулятор тормозных сил. Для уменьшения усилия водителя применен вакуумный усилитель в тормозном приводе. Общая схема тормозного привода автобуса ГАЗ-2217 «соболь» показана на рис. 4.42.
Рис. 4.42. Схема привода рабочей тормозной системы: 1 — передний тормозной механизм; 2 — главный тормозной цилиндр; 3 — сигнализатор аварийного падения уровня тормозной жидкости; 4 — вакуумный усилитель; 5 — задний тормозной механизм; 6 — регулятор давления; 7 — кожух полуоси заднего моста
Усилие водителя, приложенное к педали тормоза, через тягу прикладывается к штоку вакуумного усилителя 4. Толкатель вакуумного усилителя воздействует на поршни главного тормозного цилиндра 2. Главный тормозной цилиндр имеет две независимые полости, одна из которых связана с рабочими цилиндрами передних тормозов 1, а вторая — через регулятор тормозных сил б с рабочими цилиндрами задних тормозов 5. Регулятор 6 получает информацию о весовом состоянии автобуса за счет упругой связи регулятора с балкой заднего моста 7. Отличительной особенностью регулятора тормозных сил автобуса «соболь» является совмещение регулятора с отключающим механизмом. Отключающий механизм выключает из работы регулятор тормозных сил при выходе из строя контура передних тормозов.
Конструкция вакуумного усилителя показана на рис. 4.43. Он включает в себя два последовательно расположенных рабочих цилиндра с установленными внутри них поршнями 2 и 6, имеющими диафрагменные уплотнения 3 и 4. Первичный поршень 6 прикреплен шестью болтами к фланцу соединителя поршней 20, а вторичный поршень 2 закреплен на резьбовой втулке соединителя поршней гайкой. Поршень 2 с уплотнением 3 разделяет полости А6 и А5. Поршень 6 с уплотнением 4 разделяет полости А4 и A3. Полость А5 через отверстия А1 связана с полостью A3. К фланцу соединителя поршней 20 болтами крепления поршня 6 прикреплен также корпус 11 клапанов, между фланцем корпуса 11 клапанов и поршнем 6 установлена диафрагма 14 клапанов. Внутри корпуса клапанов установлен поршень 13, который одним торцем упирается в реактивную шайбу 16, установленную во внутреннем пространстве ступицы поршня 6. В проточку второго торца поршня входит шаровый наконечник толкателя 23. Второй конец толкателя 23 связан с тормозной педалью. Толкатель 23 и поршень 13 зафиксированы в корпусе клапанов двумя винтами 15. Между корпусом клапанов 11 и толкателем 23 установлен фильтр 10. Реактивная шайба 16 установлена между торцем поршня 13 и торцем толкателя 12. Толкатель 12 через регулировочный болт 24 воздействует на первичный поршень главного тормозного цилиндра. Для растормаживания системы между толкателем 12 и торцем первичного поршня главного тормозного цилиндра необходим гарантированный зазор. Этот зазор обеспечивают при помощи регулировочного болта 24, при этом головка болта должна быть утоплена относительно привалочной плоскости корпуса усилителя на 1,35…1,65 мм. В кожухе полости А6 на уплотнительной втулке 22 установлен обратный клапан 21, через который с помощью резинового шланга эта полость связана с впускным трубопроводом двигателя. Обратный клапан удерживает в полости наибольшее разряжение, создаваемое во впускном трубопроводе двигателя.
Рис. 4.43 Вакуумный усилитель: А1 — отверстия; А2…А6 — полости вакуумного усилителя; 1 — крышка; 2,6 — поршни; 3,4 — диафрагмы; 5 — упорное кольцо; 7 — корпус усилителя; 8,17 — направляющие кольца; 8,18 — уплотнительные манжеты;10 — фильтр;11 — корпус клапанов; 12,23 — толкатели; 13 — поршень; 14 — диафрагма клапанов; 15 — винт. 16 — реактивная шайба; 18 — пружина; 20 — соединитель поршней; 21 — обратный клапан; 22 — уплотнительная втулка; 24 — регулировочный болт
Работа вакуумного усилителя. При отпущенной педали тормоза поршни 2 и 6 под действием пружины 19 находятся в исходном положении. При этом полость А6 через внутреннее пространство соединителя поршней 20 и радиальные сверления во фланце соединителя связана с полостью А4. Внутреннее пространство разделителя через радиальные сверления в поршне 6 связано с полостью А2, а эта полость через кольцевой зазор между диафрагмой 14 и поршнем 13 через радиальные сверления в корпусе клапанов 11 связана с полостью A3, а следовательно и с полостью А2. Поскольку в полости А6 имеется разрежение, то соответственно это разрежение будет установлено в полостях А5, А4 и A3.
При нажатии на тормозную педаль поршень 13 под воздействием толкателя 23 перемещается до контакта с диафрагмой клапанов 14. При этом прерывается связь полостей А6, А4 и А2 с полостями А5 и A3. При дальнейшем перемещении поршня диафрагма клапанов 14 отходит от торцевой поверхности корпуса клапанов 13 и полость A3 через осевые каналы в корпусе клапанов соединяется С атмосферой. Через каналы А1 атмосферное давление подается также в полость А5. Разница давлений в полостях А6 и А5 и в полостях A3 и А4 вызывает усилие на поршнях 2 и 6. Это усилие суммируется с усилием водителя» приложенного через тормозную педаль к штоку 23 и через реактивную шайбу 16 передается на шток 12, а затем — на первичный поршень главного тормозного цилиндра. Перемещение поршней вызывает одновременное перемещение жестко связанного с ними корпуса клапанов 11, таким образом, при работе усилителя корпус клапанов как бы догоняет отодвинутую диафрагму. Атмосферный воздух поступает в полости А5 и A3 до тех пор, пока диафрагма клапанов 14 под .воздействием реактивной шайбы 16 не сядет одновременно на седла поршня 13 и корпуса 11, прекращая поступление воздуха. Таким образом, степень включения усилителя в работу зависит от степени деформации реактивной шайбы 16, то есть от усилия водителя, приложенного к штоку 23. Этим обеспечивается следящее действие системы. При увеличении усилия на педали поршень 13 сжимает реактивную шайбу 16, отодвигает диафрагму клапанов 14 от седла в корпусе клапанов 11 и допускает дополнительное количество воздуха в полости А5 и A3, увеличивая усилие на поршнях 2 и 6.
При отпускании педали тормоза поршень 13 отходит от диафрагмы 14, позволяя ей переместиться до посадки на седло в корпусе 11. Доступ атмосферного воздуха прекращается, а через кольцевой зазор между поршнем 13 и диафрагмой 14 в полости А5 и A3 будет поступать разрежение из полостей А6 и А4. Пружина 19 вернет поршни в исходное положение.В случае аварийной остановки двигателя разрежение, сохраняемое в усилителе, позволяет осуществить два—три эффективных торможений автобуса. При отсутствии вакуума в усилителе на толкатель 12 воздействует только усилие водителя, приложенное через тормозную педаль и толкатель 23.
Главный тормозной цилиндр. Конструкция главного тормозного цилиндра представлена на рис. 4.44. Он представляет собой цилиндр, выполненный в корпусе 1 и последовательно расположенные в нем поршни 10 и 17. Полость Е между поршнем 17 и пробкой 20 связана с рабочими тормозами передних колес, а полость Г между поршнем 17 и поршнем 10 — с рабочими тормозами задних колес. Поршень 17 уплотнен в цилиндре относительно полости Е передних тормозов манжетой 14, а относительно полости Г задних тормозов — двумя манжетами 16. Поршень 10 уплотнен в цилиндре относительно полости Г задних тормозов манжетой 14, а относительно окружающей среды — задней манжетой 8. В каждом поршне между уплотняющими манжетами образованы полости Д и В. Поршень 17 имеет конический выступ, расположенный внутри пружины 19. Расположенный над выступом цилиндрический поясок поршня имеет ряд осевых отверстий, соединяющих полости Е и Д. Эти отверстия закрыты со стороны полости Е шайбой 13, выполняющей роль пластинчатого клапана. На шайбу 13 опирается манжета 14, поджатая через шайбу 18 пружиной 19. В торцевую поверхность поршня 10 ввернут до упора болт держателя пружины 21. Головка болта расположена внутри держателя пружины 22. В цилиндрическом пояске поршня 10 также выполнен ряд осевых сверлений, соединяющих полости Г и В. Эти отверстия со стороны полости Г закрыты шайбой 13, выполняющей роль пластинчатого клапана. На шайбу 13 опирается манжета 14, поджатая через шайбу 15 пружиной 23. Над цилиндром расположен двухсекционный бачок 4, соединенный с цилиндром двумя соединительными втулками 3 с расположенными внутри втулок трубками 2. В бачке между двумя секциями расположена цилиндрическая полость, в которой установлен поплавок датчика сигнализатора аварийного падения уровня тормозной жидкости. Бачок заполнен тормозной жидкостью типа «Роса 3» или «Томь». Тормозная жидкость должна обладать устойчивостью против замерзания, смазывающими свойствами и устойчивостью против закипания при высоких температурах, характеризующих работу тормозных механизмов.
Рис. 4.44. Конструкция главного тормозного цилиндра: А1, А 2 — компенсационные отверстия; Б1, Б2 — перепускные отверстия; В, Г, Д, Е — полости; 1 — корпус; 2 — трубка; 3 — соединительная втулка; 4 — бачок; 5 — защитный колпачок; 6 — датчик сигнализатора аварийного падения уровня тормозной жидкости; 7 — упорное кольцо; 8 — наружная манжета; 9 —направляющая втулка; 10,17— поршни; 11 — стопорное кольцо; 12 — уплотнительное кольцо; 13 — шайба поршня; 14,16 — манжеты; 15,18 — упорные шайбы; 19 — пружина; 20 — пробка; 21 — болт держателя пружины; 22 —держатель пружины; 23 — пружина
При отсутствии усилия на штоке первичного поршня 10 он под воздействием пружины 23 и поршень 17 под воздействием пружины 19 находятся в исходном состоянии. При этом полость Е соединена с одной секцией бачка через калиброванное компенсационное отверстие А1, а полость Г — со второй секцией бачка через калиброванное компенсационное отверстие А2. Полости Д и В связаны с секциями бачка через перепускные отверстия Б1 и Б2. Поршень 10 имеет выступающую цилиндрическую часть, во внутреннее пространство которого входит толкатель усилителя 12 (см. рис. 4.43) с регулировочным болтом 24. Как указывалось выше, между головкой регулировочного болта и внутренней сферической поверхностью выступающей цилиндрической части поршня 6 необходим гарантированный зазор, обеспечивающий открытие компенсационных отверстий А1 и А2 при неработающих тормозах.
Работа главного тормозного цилиндра. При нажатии водителя на педаль тормоза толкатель 12 через регулировочный болт 24 выбирает гарантированный зазор и передает суммарное усилие водителя и вакуумного усилителя на поршень 6 (рис. 4.43). Перемещение поршня 6 вызывает перекрытие компенсационного отверстия А2. Поскольку пружина 23 жестче пружины 19, перемещение поршня 6 вызывает такое же перемещение поршня 17, и компенсационное отверстие А1 так же перекрывается. Дальнейшее увеличение усилия на поршнях 6 и 17 вызывает рост давления в полостях Е и Г. Соответственно, растет давление в рабочих механизмах передних и задних тормозов. Перемещение поршней обуславливает вытеснение тормозной жидкости из полостей главного тормозного цилиндра в полости рабочих цилиндров. При снятии усилия со штока 12 поршни 6 и 17 под действием пружин 19 и 23 возвращаются в исходное положение, компенсационные отверстия А1 и А2 открываются и в полостях Е и Г устанавливается атмосферное давление. При резком освобождении педали тормоза необходимо исключить возможность образования разрежения в полостях Е и Г. В этом случае жидкость из бачка через перепускные отверстия и осевые отверстия в поршнях 6 и 17 под воздействием перепада давлений открывает пластинчатые клапана и заполняет недостающий объем в полостях Е и Г. При возвращении поршней в исходное положение избыток жидкости через компенсационные отверстия перетекает в бачок.
При выходе из строя переднего контура тормозов при нажатии на тормозную педаль увеличение давления в полости Е будет невозможно. В этом случае оба поршня главного тормозного цилиндра будут свободно перемещаться до упора выступа поршня 17 в торец пробки 20. Дальнейшее перемещение поршня 6 приведет к росту давления в заднем контуре тормозов. Общий ход педали несколько увеличится, однако нормальная работа заднего контура тормозов обеспечит аварийную остановку автомобиля.
При выходе из строя заднего контура тормозов невозможно увеличение давления в полости Г. Поэтому при торможении поршень 6 упрется в торец держателя пружины 22 и дальнейшее перемещение поршня 6 приведет к росту давления в контуре передних тормозов. Тормозное усилие передних колес обеспечит аварийную остановку автобуса.
Регулятор тормозных сил. Полость Е главного тормозного цилиндра (см. рис. 4.44) связана трубопроводами с рабочими цилиндрами тормозных механизмов передних колес, а полость Г — с рабочими цилиндрами задних тормозов. Вместе с тем в трубопровод на пути от полости Г к рабочим тормозам задних колес встроен регулятор тормозных сил. Следует отметить, что у автобуса ГАЗ-2217 «соболь» регулятор тормозных сил конструктивной объединен с отключающим механизмом, поэтому к регулятору кроме трубопровода от полости Г подведен также трубопровод от полости Е. Как указывалось выше, назначение регулятора — исключение возможности опережающего юза задних колес. Дело в том, что при опережающем юзе задних колес автобус попадает в прогрессирующий занос, что в свою очередь ведет к потере курсовой устойчивости (нарушению прямолинейного движения). Для исключения возможности опережающего юза задних колес в трубопроводе тормозной жидкости от полости главного тормозного цилиндра к рабочим цилиндрам задних тормозов встраивается регулятор тормозных сил. Поскольку при работе регулятора тормозных сил несколько снижаются тормозные возможности задних колес, то при аварийном торможении с неработающим контуром привода передних тормозов общая тормозная эффективность автобуса будет снижена. Для повышения тормозной эффективности аварийного торможения с неработающим контуром привода передних тормозов предусмотрено отключение регулятора в этой аварийной ситуации. Отключение регулятора производится отключающим механизмом. Конструкция регулятора с отключающим механизмом представлена на рис. 4.45.
рис. 4.45. Конструкция регулятора тормозных сил автобуса «соболь»: I, III — входы; II — выход; 1 — поршень; 2 — стержень; 3 — отключающий поршень; 4 — пробка; 5 — уплотнительные прокладки; 6 — штуцер; 7 — уплотнительное кольцо; 8 — шланг клапана прокачки; 9 — пружина; 10,11 — кронштейны регулятора; 12 — лонжерон рамы; 13 — регулятор; 14 — клапан прокачки; 15 — нажимной рычаг; 16 — ось нажимного рычага; 17 — штифт; 18 — фиксирующий болт; 19 — стойка; 20 — кронштейн; 21 — ось; 22 — гайка; 23 — манжета большой ступени поршня; 24 — пружина клапана; 25 — клапан; 26 — седло клапана; 27 — замок клапана; 28 — нагрузочная пружина; 29 — контргайка; 30 — регулировочный болт; 31 — корпус регулятора; 32 — манжета малой ступени поршня; 33 — направляющая втулка; 34 — пробка; 35 — защитный чехол; В — 26…36 мм
В корпус регулятора 31 вставлен поршень 1. Жидкость, подводимая от главного тормозного цилиндра к рабочим тормозам задних колес (вход I), действует на малую площадь поршня, образованную разностью диаметров верхнего торца поршня и нижней направляющей части поршня. Выход II связан трубопроводом с тормозными механизмами задних колес. Жидкость, отводимая через выход II, действует на большую площадь поршня. К выходу III подсоединен трубопровод от полости Е главного тормозного Цилиндра, связанного с рабочими цилиндрами передних тормозов.
На поршень верхним коротким концом воздействует нагрузочная пружина 28, .длинный нижний конец которой шарнирно связан через стойку 19 с кронштейном 20 балки заднего моста.
В верхней части поршня 1 установлено седло клапана 26, зафиксированное замком 27. Поршень уплотнен в корпусе 31 манжетой большой ступени 23 и манжетой малой ступени 32. В поршень встроен клапан 25, поджатый к седлу клапана 26 пружиной 24. Клапан имеет запорную сферическую поверхность с цилиндрической направляющей частью. Цилиндрическая направляющая часть имеет меньший диаметр в сравнении с диаметром гнезда в поршне.. В верхней части клапана имеется выступающий цилиндрический хвостовик, упирающийся в стержень. Стержень имеет цилиндрическую форму с двумя продольными лысками для прохода жидкости. Верхняя часть стержня имеет сферическую головку, входящую в проточку отключающего поршня 3. Отключающий поршень 3 левым торцем прижат к пробке 4 пружиной 9 и давлением жидкости в контуре передних тормозов и уплотнен в корпусе 31 манжетой 7. В корпусе 31 имеется гнездо под штуцер шланга прокачки магистрали от главного тормозного цилиндра до входа III.
До вступления регулятора в работу (это имеет место при небольших давлениях в обеих полостях главного тормозного цилиндра) клапан 25 открыт. Это обусловлено тем, что поршень 1 под действием пружины 28 находится в верхнем (по рисунку) положении. При этом хвостовик клапана упирается в стержень 2, сферическая поверхность клапана отходит от седла 26 и вход I сообщается с входом II. Давления в исполнительных механизмах передних и задних рабочих тормозов одинаковы и соответственно одинаковое давление устанавливается на обеих ступенях поршня 1. При дальнейшем увеличении рабочего давления в исполнительных механизмах передних и задних тормозов увеличивается разница усилий на торцах поршня 1, так как площадь поршня со стороны магистрали задних тормозов больше площади поршня со стороны главного тормозного цилиндра. При расчетном давлении эта разница вызовет перемещение поршня вниз (по рисунку), поскольку усилие жидкости на поршень со стороны входа II станет больше суммарного усилия на поршень со стороны входа I и от пружины 28. При этом седло клапана 26 сядет на клапан 25, клапан закроется, входы I и II разобщатся. Дальнейшее увеличение давления в рабочих тормозах передних колес приведет к росту давления в контуре задних тормозов в меньшей пропорции, что и предотвратит опережающий юз задних колес. Расчетное давление, при котором регулятор вступает в работу, зависит от загрузки автобуса и должно корректироваться с изменением этой загрузки. Эта коррекция обеспечивается зависимостью усилия пружины 28 от степени деформации упругих элементов задней подвески, что и служит информацией о степени загрузки автобуса. При выходе из строя контура передних тормозов па-дает давление на входе III. При этом под действием давления в контуре задних тормозов отключающий поршень 3 переместится вправо (на чертеже), стержень 2 выйдет из проточки в отключающем поршне 3 и под действием цилиндрической части поршня опустится вниз. Это откроет клапан 25 и отключит регулятор.
На автобусе ГАЗ-3221 «газель» общая схема тормозной системы аналогична тормозной системе автобуса ГАЗ-2217 «соболь», однако на этом автобусе применен регулятор тормозных сил иной конструкции (рис. 4.46).
Рис. 4.46. Конструкция регулятора тормозных сил автобуса «газель»: 1 — нажимной рычаг; 2 — штифт; 3 — фиксирующий болт; 4 — ось нажимного рычага; 5 — гайка; 6 — ось; 7 — корпус; 8 , 9 — кронштейны регулятора; 10 — контргайка; 11 — регулировочный болт; 12 — нагрузочная пружина; 13 — пружина; 14 — гильза поршня; 15 — управляющий конус; 16 — прижимная пружина; 17 — шарик; 18 — упорная скоба; 19 — возвратная пружина; 20 — втулка; 21 — поршень; 22 — защитный чехол; 23 — кронштейн стойки; 24 — стойка; 25 — пружинная шайба
Регулятор представляет собой корпус 7, прикрепленный к лонжерону рамы через кронштейн 8. В корпусе 7 на резьбе установлена втулка поршня 20 и вставлена гильза поршня 14. В гильзе поршня установлен поршень 21, при этом его цилиндрическая часть меньшего диаметра выходит через отверстие во втулке и своим опорным концом контактирует с нажимным рычагом 1. На нажимной рычаг 1 воздействует короткое плечо пружины 12. Длинное плечо пружины 12 через стойку 24 связано с кронштейном 23, прикрепленного к балке заднего моста. Активная площадь поршня со стороны полости I меньше активной площади поршня со стороны полости II. Полость I связана с полостью главного тормозного цилиндра, а полость II — с полостями рабочих цилиндров задних тормозов. На поршне закреплен управляющий конус 15, а сам поршень через упорную скобу 18 поджат пружинами 19 и 12 в сторону полости II. В гильзе 14 имеется отверстие, в котором установлено седло шарикового клапана 17. Шарик 17 удерживается в отверстии гильзы пластинчатой пружиной 16. При неработающем регуляторе шарик 17 отжат управляющим конусом 15 и полость I сообщается с полостью II. При торможении с относительно небольшими давлениями поршень под действием пружин 19 и 12 находится в таком положении, при котором управляющий конус удерживает шариковый клапан 17 в открытом положении. Полость I связана с полостью II, давление в рабочих цилиндрах передних и задних тормозов одинаковое. При увеличении давления усилие жидкости на поршень со стороны полости II будет больше усилия жидкости на поршень со стороны полости I, поскольку площадь поршня со стороны полости II больше площади поршня со стороны полости I. При расчетной величине давления усилие жидкости на поршень со стороны полости II становится больше совместного усилия пружин 12 и 19 и усилия жидкости на поршень со стороны полости I. Поршень переместится в сторону полости I, управляющий конус 15 отойдет от шарика 17, шарик сядет в свое гнездо в гильзе поршня и полости I и II разобщатся. Дальнейшее увеличение давления в главном тормозном цилиндре (а следовательно в контуре передних тормозов) приведет к пропорционально меньшему росту давления в контуре задних тормозов. Этим предотвращается опережающий юз задних колес. Поскольку при изменении весового состояния автобуса необходимо изменить значение расчетного давления, при котором начинается работа регулятора, необходимо при изменении весового состояния автобуса изменять усилие пружин, воздействующих на поршень регулятора. Это достигается связью натяга пружины 12 с величиной деформации упругих элементов подвески заднего моста. Поскольку у автобуса ГАЗ-З221 «газель» задний мост воспринимает большую нагрузку, чем задний мост автобуса ГАЗ-2217 «соболь», то и при работе регулятора тормозное усилие заднего моста при аварийном выходе из строя переднего тормозного контура достаточно для аварийной остановки. Поэтому у автобусов ГАЗ-3221 «газель» в регуляторе тормозных сил отсутствует отключающий механизм.
Рабочие тормоза. На автобусах ГАЗ-2217 «соболь» и ГАЗ-3221 «газель» на передних колесах применены дисковые тормозные механизмы с плавающей скобой. Конструкция тормозного механизма показана на рис. 4.47. Вентилируемый тормозной диск 4 пятью болтами у автобуса «соболь» и шестью болтами у автобусов «газель» прикреплен к ступице переднего колеса. Сверху диск охвачен тормозной скобой 9. В приливах скобы болтами закреплены направляющие пальцы 12, закрытые защитными чехлами 13.
Рис. 4.47 Тормозные механизмы передних колес автобусов «соболь» и «газель»: 1 — колпак; 2 — гайка; 3 — ступица; 4 — тормозной диск; 5 — основание тормозной скобы; 6 — тормозные колодки; 7,13 — защитные чехлы; 8 — уплотнительное кольцо; 9 — корпус тормозной скобы; 10 — болт, 11 — шланг; 12 — направляющий палец; 14 — клапан прокачки с защитным колпачком; 15 — болт крепления направляющего пальца; 16 — поршень; 17 — стойка подвески
Направляющие пальцы 12 установлены в гнездах основания тормозной скобы 1. Основание тормозной скобы двумя болтами прикреплено к поворотному кулаку у автобуса «газель» и к стойке подвески у автобуса «соболь». В корпусе тормозной скобы расточен рабочий цилиндр, а в кольцевых проточках цилиндра установлено уплотнительное кольцо 8. В сечении уплотнительное кольцо представляет собой трапецию. В цилиндр устанавливается поршень 16, уплотняемый уплотнительным кольцом 8. Поршень представляет собой стакан, донышко которого обращено к цилиндру, а кольцевая цилиндрическая выступающая часть торцем упирается в колодку. Выходящая из цилиндра часть поршня защищена защитным чехлом 7. В цилиндре имеется сверление для крепления штуцера подводного шланга, соединяющего полость цилиндра с полостью передних тормозов главного тормозного цилиндра. Кроме этого, в цилиндре имеется сверление для установки клапана прокачки. В специальных пазах основания тормозной скобы установлены тормозные колодки 6, по одной с каждой стороны диска. Каждая из колодок представляет собой стальное основание, к которому приклеена фрикционная безасбестовая накладка. Стальные основания колодок имеют на верхней наружной поверхности выступ, в отверстии которого установлена ось пружины колодки. Выступ входит в осевой паз корпуса тормозной скобы и пружина колодки таким образом прижимает колодку к основанию тормозной скобы. Боковые торцы каждой колодки контактируют с внутренними боковыми поверхностями основания тормозной скобы 5. Таким образом, одна из колодок контактирует с поршнем, а вторая — с захватом скобы.
При торможении жидкость под давлением поступает в цилиндр. Давление жидкости воздействует на поршень и на цилиндр. Усилие, создаваемое жидкостью на поршне, прижимает поршень, а, следовательно, и колодку, к диску. Усилие жидкости, создаваемое на цилиндре, перемещает скобу вместе с направляющими пальцами в отверстиях основания скобы. Вместе со скобой перемещается и вторая колодка, прижимаемая захватом скобы к диску. При прижатии колодок к диску взаимное перемещение поршня и цилиндра при исправных тормозах должно иметь место в пределах упругой деформации уплотнительного кольца 8. Если зазор между колодками и диском превышает эту величину, то под давлением жидкости поршень переместится, выбирая имеющийся зазор на необходимую величину. Однако обратно он будет отведен только на величину упругой деформации уплотнительного кольца 8. Таким образом осуществляется автоматическая регулировка зазора между колодками и диском. Следует также отметить, что возникающая при контакте колодок и диска сила трения передается от колодки через боковые торцевые поверхности непосредственно на основание тормозной скобы. Таким образом, плавающая скоба разгружена от тормозного момента и нагружена только осевым усилием, создаваемым давлением жидкости. Это необходимо для исключения большого трения в месте контакта направляющих пальцев 12 с гнездами основания скобы.
Фрикционная накладка колодки сохраняет свою работоспособность примерно до 10… 15 тыс. км пробега. В дальнейшем требуется смена колодок. Для смены колодок необходимо при снятом колесе отвернуть один болт крепления направляющего пальца, повернуть скобу относительно второго пальца так, чтобы открылись колодки. Вынуть колодки из гнезд, вернуть определенным усилием поршень в исходное состояние, вставить новые колодки и собрать узел в работоспособное состояние.
Тормозные механизмы задних колес. На особо малых автобусах ГАЗ-2117 «соболь» и малых автобусах ГАЗ-3221 «газель» на задних колесах применены барабанные тормозные механизмы. Эти механизмы выполняют функции как рабочих, так и стояночных тормозов. Конструкция механизма показана на рис. 4.48. К ступице колеса болтами прикреплен тормозной барабан. К торцу балки заднего моста болтами прикреплен тормозной щит 4. На щите двумя болтами закреплен колесный тормозной цилиндр. Внутри цилиндра с каждой стороны установлены с определенным натягом пружинные упорные кольца 8. В каждом кольце выполнено фасонное отверстие. В цилиндры с обеих сторон вставлены поршни 7, имеющие кольцевые уплотнительные кольца. На внутреннем торце каждого поршня имеется фигурный хвостовик, входящий в фасонное отверстие упорного кольца 8. При сборке поршень поворачивается относительно упорного кольца на 90°. При этом поршень может перемещаться в осевом направлении относительно кольца на 1,7… 1,9 мм. На наружном торце каждого поршня имеется сверление, в которое вставлен упор колодки. В упоре колодки выполнен вертикальный шлиц, в который входит ребро колодки. С наружной стороны каждого цилиндра поршни закрыты защитным кольцом и защитным чехлом 6. На каждом цилиндре со стороны тормозного щита имеются два резьбовых отверстия. В одно из них ввернут штуцер подвода жидкости от регулятора тормозных сил, в другое — клапан прокачки. К тормозному щиту диаметрально противоположно относительно цилиндра приклепаны опоры колодок в виде пластины 13. В пазу между пластинами имеется наклонная опорная поверхность. Ребро колодки входит в паз между пластинами опоры и опирается на опорную поверхность между пластинами, таким образом колодка самоустанавливается относительно внутренней поверхности барабана. Для боковой фиксации каждой колодки относительно щита тормоза с сохранением возможности их прижатия к барабану применены подпружиненные стержни 29. Каждая из колодок представляет собой плоское ребро, наружная поверхность которого имеет форму окружности. К наружной поверхности ребра приварена стальная лента. На ленту наклеивается фрикционная накладка. Верхняя часть ребра колодки входит в вертикальный шлиц упора колодки, а нижняя часть ребра колодки входит в паз пластины крепления колодок 13 и опирается на ее опорную поверхность. Колодки стянуты двумя стяжными пружинами 9 и 14. Пружина 9 более жесткая, чем пружина 14, она возвращает колодки в исходное положение при прекращении процесса торможения. Пружина 14 обеспечивает постоянный контакт колодок с опорной поверхностью пластины крепления колодок. К задней по ходу автобуса колодке в верхней ее части шарнирно крепится приводной рычаг стояночного тормоза 12. В специальный паз рычага 12 входит разжимное звено 11. Вторым концом разжимное звено через эксцентриковую втулку шарнирно связано с передней по ходу автобуса колодкой. На нижнюю часть приводного рычага 12 одета вилка троса привода стояночного тормоза.
Рис. 4.48. Барабанные тормозные механизмы автобусов «соболь» и «газель»: 1 — болт крепления рабочего цилиндра; 2 — рабочий цилиндр; 3 — клапан прокачки; 4 — щит тормоза; 5 — колодка; 6 — защитный чехол; 7 — поршень; 8 — упорное кольцо; 8,10,14,28 — пружины; 11 — разжимное звено; 12 — приводной рычаг стояночного тормоза; 13 — пластина крепления колодок; 15 — шплинт; 16 — гайка; 17,18 — шайбы; 18 — болт; 20, 22 — заглушки; 21,23 — втулки эксцентрика; 24 — эксцентрик; 25 — ось эксцентрика; 26 — гайка; 27 — чашки; 28 — стержень
Работа тормозного механизма. При нажатии на педаль тормоза увеличивается давление в полостях главного тормозного цилиндра переднего и заднего тормозных контуров. Давление заднего тормозного контура это давление через регулятор тормозных сил подается в колесные тормозные цилиндры тормозных механизмов задних колес. Это давление создает усилия на поршнях колесного тормозного цилиндра и эти усилия разводят колодки, преодолевая сопротивление пружины 9. При этом выбирается зазор между поршнем 7 и пружинным кольцом 8, а колодки прижимаются поршнями к барабану. Если при этом хода колодок достаточно для создания необходимого тормозного момента, то при снятии усилия с тормозной педали давление в цилиндрах упадет до атмосферного. Усилие возвратной пружины 9 вернет колодки в исходное состояние, поскольку усилия пружины недостаточно для перемещения кольца 8 в цилиндре. Если же хода колодок в пределах зазора недостаточно для создания необходимого тормозного момента, то усилие жидкости на поршнях вызовет помимо перемещения поршней в пределах зазора между поршнем и кольцом также и перемещение самого кольца вместе с поршнем внутри цилиндра до создания этого тормозного момента. Однако обратное перемещение колодок возможно только в пределах зазора между поршнем и кольцом. Таким образом, осуществляется автоматическая регулировка зазора между колодками и барабаном.
Стояночные тормоза. Общая схема стояночной тормозной системы малого и особо малого автобусов ГАЗ-2217 «соболь» и ГАЗ-3221 «газель» показана на рис.4.49 Стояночный тормоз имеет механический привод, действующий на тормозные механизмы задних колес. Привод состоит из рычага 1, установленного на оси в кронштейнах. Ко второму плечу рычага металлическим штифтом крепится наконечник переднего гибкого троса 5, заключенного в гибкую металлическую оболочку. На втором конце переднего троса 5 закреплен уравнитель 8. Крепление оболочки на уравнителе выполнено с резьбовой втулкой, позволяющей регулировать натяг троса. Уравнитель задними тросами 6 и 10, также заключенными в гибкие металлические оболочки, связан с приводными рычагами стояночного тормоза левого и правого задних колес. Внутри рычага 1 установлена тяга 2. На передний конец тяги внутри рукоятки рычага 1 навернута кнопка. Между кнопкой и торцем рукоятки установлена пружина. Второй конец тяги соединен с собачкой 3. Собачка установлена на оси в рычаге 1 и второй ее конец входит в зубья зубчатого сектора 4, закрепленного на оси в кронштейнах. Храповой механизм допускает фиксацию рычага в любом поднятом состоянии.
Рис. 4.49. Стояночная тормозная система автобусов «соболь» и «газель»: I — к тормозным механизмам задних колес; 1 — рычаг; 2 — тяга собачки; 3 — собачка; 4 — сектор; 5 — передний трос; 6,10 — задние тросы; 7 — кронштейн; 8 — уравнитель; 9 — гайки; 11 — поперечина рамы
Наличие уравнителя 8 позволяет обеспечить равные усилия на обоих тросах привода стояночных тормозов задних колес.
При вертикальном перемещении водителем рычага 1 вытягивается передний трос 5. Это вызывает перемещение уравнителя, и соответственно, натяг с одинаковыми усилиями задних тросов 6 и 10. Вторые наконечники задних тросов одеты на специальные гнезда приводных рычагов 12 (см. рис. 4.48). Натяг задних тросов вызывает перемещение приводных рычагов относительно осей болтов. При этом перемещается разжимное звено 11, которое прижимает переднюю по ходу автобуса колодку к барабану. После упора передней колодки в барабан место контакта задней колодки с барабаном превращается в опору и задняя колодка поворачивается относительно этой опоры и прижимается к барабану. Пружина 9 при этом растягивается, а колодки создают необходимый тормозной момент. Наличие эксцентрикового соединения разжимного звена 11 с передней по ходу автобуса колодкой необходимо для эксплуатационной регулировки привода стояночного тормоза. Необходимость такой регулировки вызвана тем, что в рабочих тормозных механизмах производится автоматическая регулировка зазора между колодками и барабаном. Поскольку при этом автоматическая регулировка привода стояночного тормоза не предусмотрена, введена ручная эксплуатационная регулировка.
Тормозное управление малого автобуса ЗИЛ-3250. На автобусах семейства ЗИЛ-3250 установлен пневмогидравлический тормозной привод с двумя независимыми гидравлическими и двумя пневматическими контурами. Схема привода показана на рис. 4.50.
Рис. 4.50. Тормозное управление автобуса ЗИЛ-3250: 1 — сигнализатор АБС; 2 — рабочий тормозной цилиндр; 3 — датчик угловой скорости колеса; 4 — главный тормозной цилиндр; 5 — тормозная камера; 6 — электропневматический модулятор давления; 7 — тормозной кран; 8 — регулятор тормозных сил; 9 — ресиверы; 10 — защитные клапаны; 11— электронный блок управления и контроля
Пневматическая часть привода включает в себя одноцилиндровый компрессор, защитные клапаны 10, ресиверы 9, двухсекционный тормозной кран 7, пневматические модуляторы давления 6, тормозные камеры 5, регулятор тормозных сил 8. В тормозной системе автобуса установлена электронная система управления торможением — антиблокировочная система тормозов (АБС). Она включает в себя датчики 3, электронный блок управления 11, электропневматический модулятор давления 6, сигнализатор АБС 1. Гидравлический привод выполнен раздельно для передней оси и для задней оси. Гидравлический привод заднего моста разделен на левый и правый тормоз. В тормозном приводе установлены три главных цилиндра 4, каждый из которых имеет свой бачок с тормозной жидкостью и датчиком контроля уровня. Один бачок расположен под капотом, два других слева и справа за задним мостом. На передних колесах установлены по два рабочих цилиндра на каждом колесе. На задних колесах на каждом колесе стоит по одному рабочему цилиндру.
АБС предназначена для предотвращения блокирования колес автобуса при торможении на любом виде дорог и дает возможность при сохранении управляемости и устойчивости обеспечить достаточную эффективность торможения. При неисправности АБС рабочая тормозная система сохраняет работоспособность и позволяет дальнейшую эксплуатацию автобуса.
Тормозные механизмы передних колес автобуса — дисковые, с плавающей скобой. Принцип работы дисковых тормозных механизмов аналогичен принципу работы рассмотренных выше дисковых тормозов автобусов «соболь» и «газель».
Тормозные механизмы задних колес — барабанные, с двумя активными колодками с самоусилением. Следует заметить, что эффект самоусиления данного механизма сохраняется и при заднем ходе автобуса.
Антиблокировочная система тормозов работает в пневматической части привода управления тормозами. Датчик угловой скорости вращения колеса, от которого получает информацию блок управления АБС, крепится непосредственно на колесах автобуса. К тормозному щиту (рис. 4.51) болтами крепится кронштейн датчика 4.
Рис. 4.51 Датчик угловой скорости вращения колеса: 1 — провод; 2 — уплотнитель; 3 — датчик; 4 — кронштейн; 5 — возбудитель (ротор) датчика
В кронштейне установлен электромагнитный датчик 3 с выводным проводом 1. К ступице колеса болтами, крепящими тормозной барабан, крепится возбудитель датчика (ротор). Ротор представляет собой диск с нарезанными на его торцевой поверхности 70 зубьями. При прохождении мимо датчика последовательно меняющихся выступов и впадин в датчике индуктируется переменное напряжение, которое в электронном блоке управления преобразуется в сигнал, характеризующий скорость вращения и угловое ускорение колеса. По этим данным блок управления вырабатывает сигнал для модуляции управляющего тормозного давления. Принципиальная схема модулятора представлена рис. 4.52. В корпусе модулятора установлен следящий поршень 3. Надпоршневое пространство может соединяться электромагнитным клапаном 1 с выходом А тормозного крана или электромагнитным клапаном 2 с атмосферой (выход Б). Поршень поджат в верхнее положение пружиной 4. Снизу на следящем поршне закреплено седло атмосферного клапана 7. Атмосферный клапан выполнен в корпусе клапанов 5. Наружный торец корпуса клапанов представляет собой впускной клапан. Корпус клапанов поджат в верхнее положение пружиной 6. При этом впускной клапан закрыт, а атмосферный клапан открыт. Рабочие полости тормозных камер соединены с атмосферой. При отсутствии управляющего сигнала АБС электромагнитный клапан 1 открыт. При нажатии на педаль управления тормозами сжатый воздух из тормозного крана поступает в надпоршневое пространство модулятора и перемещает следящий поршень 3 вниз. Атмосферный клапан 7 закрывается, впускной клапан открывается. Сжатый воздух из ресивера поступает в тормозные камеры. В момент блокировки тормозного колеса блок управления АБС вырабатывает управляющий сигнал. При подаче сигнала от блока управления АБС электромагнитный клапан 1 закрывается, а электромагнитный клапан 2 открывается. Надпоршневое пространство модулятора сообщается с атмосферой, следящий поршень 3 пружиной 4 и сжатым воздухом, поступающим в тормозные камеры, поднимается вверх. Впускной клапан закрывается, а атмосферный клапан 7 — открывается. Давление в тормозных камерах уменьшается, блокировка колеса прекращается, блок управления подает сигнал на возобновление подачи сжатого воздуха в тормозные камеры. В процессе торможения при постоянном нажатии на педаль тормоза происходит циклическое увеличение и уменьшение тормозного давления, исключающее возможность постоянной блокировки тормозных колес.
Рис. 4.52. Принципиальная схема модулятора АБС автобуса ЗИЛ-5230: 1,2 — электромагнитные клапаны; 3 — следящий поршень; 4,6 — пружина; 5 — корпус впускного и атмосферного клапанов; 7 — седло атмосферного клапана; А — полость, соединяющая тормозной кран с модулятором; Б — полость, соединяющая модулятор с атмосферой; В — полость, соединяющая воздушный баллон с модулятором; Г — полость, соединяющая модулятор с рабочей полостью тормозной камеры; Д — полость, соединяющая тормозную камеру через модулятор с атмосферой
Конструкция узлов пневматического привода и принцип их работы аналогичен принципу работы и конструкции узлов пневматического привода большого городского автобуса АиАЗ-5256, которые рассмотрены ниже.