Асновы гідраўлічных тармазных сістэм у аўтамабілебудаванні
Тармазная сістэма з'яўляецца адным з найважнейшых кампанентаў аўтамабільнай тэхнікі, паколькі яна непасрэдна ўплывае на бяспеку кіроўцы, пасажыраў і іншых удзельнікаў дарожнага руху. З розных тыпаў тармазных сістэм, якія выкарыстоўваюцца ў сучасных аўтамабілях, гідраўлічныя тармазы з'яўляюцца найбольш распаўсюджанымі ў легкавых аўтамабілях і многіх лёгкіх камерцыйных аўтамабілях. Гідраўлічныя тармазы працуюць, выкарыстоўваючы ціск вадкасці для перадачы сілы ад педалі тормазу да тармазнога механізму ў колах. У гэтым артыкуле разглядаюцца асновы гідраўлічных тармазных сістэм, іх прынцыпы працы, асноўныя кампаненты, тыпы, а таксама распаўсюджаныя праблемы тэхнічнага абслугоўвання і ліквідацыі непаладак.
1. Разуменне і асноўныя прынцыпы гідраўлічных тармазоў
Гідраўлічныя тармазы — гэта тармазная сістэма, якая выкарыстоўвае тармазную вадкасць для перадачы ціску. Калі кіроўца націскае на педаль тормазу, механічная сіла ад нагі кіроўцы пераўтвараецца ў гідраўлічны ціск. Затым гэты ціск перадаецца праз тармазныя трубкі і шлангі на суппорт (на дыскавых тармазах) або колавы цыліндр (на барабанных тармазах), дзе тармазная накладка цісне на паверхню трэння (дыск або барабан), і транспартны сродак запавольваецца або спыняецца.
Асноўным прынцыпам з'яўляецца закон Паскаля, які сцвярджае, што ціск, які прыкладваецца да вадкасці ў абмежаванай прасторы, перадаецца аднолькава ва ўсіх напрамках. Гэта азначае, што нават калі пачатковая сіла, прыкладзеная да педалі, не вельмі вялікая, сістэма можа «памножыць» свой эфект, выкарыстоўваючы розніцу ў плошчы папярочнага сячэння поршня. Вось чаму гідраўлічныя тармазы здольныя ствараць моцную і раўнамерную тармазную сілу на кожным коле.
2. Асноўныя кампаненты гідраўлічнай тармазной сістэмы
Для аптымальнай працы гідраўлічная тармазная сістэма складаецца з некалькіх узаемазвязаных кампанентаў:
а. Педаль тормазу
Педаль тормазу — гэта пачатковая кропка ўмяшання кіроўцы. Пры націсканні педаль актывуе штурхач, які цісне на поршань у галоўным цыліндры. У многіх аўтамабілях педаль таксама злучана з узмацняльнікам/вакуумным серварухавіком для памяншэння неабходнага намаганні.
б. Узмацняльнік тармазоў (вадапрывад тармазоў)
Узмацняльнік тармазоў павялічвае сілу націскання на педаль, выкарыстоўваючы вакуум з упускнога калектара (на бензінавых рухавіках) або вакуумны помпа (звычайна на дызельных рухавіках). З узмацняльнікам кіроўцу не трэба так моцна націскаць на педаль, каб дасягнуць эфектыўнага тармажэння.
c. Галоўны цыліндр
Галоўны цыліндр — гэта сэрца гідраўлічнай сістэмы. У ім размешчаны поршань і рэзервуар тармазной вадкасці. Пры націсканні на педаль поршань сціскае вадкасць, ствараючы гідраўлічны ціск. У сучасных аўтамабілях звычайна выкарыстоўваецца тандэмны галоўны цыліндр (два контуры), таму, калі адзін контур працякае, другі ўсё яшчэ можа працаваць.
г. Рэзервуар тармазной вадкасці
Рэзервуар захоўвае тармазную вадкасць і забяспечвае рэзерв для падтрымання ўзроўню вадкасці ў сістэме. Падтрыманне ўзроўню вадкасці мае вырашальнае значэнне, бо падзенне ўзроўню можа сведчыць аб зносе тармазных калодак або ўцечцы ў сістэме.
е. Тармазныя трубкі і шлангі
Тармазныя трубкі (звычайна металічныя) і тармазныя шлангі (гнуткія гумовыя) перадаюць ціск ад галоўнага тармазнога цыліндру да колаў. Гнуткія шлангі патрэбныя ў вобласці колаў з-за руху падвескі і рулявога кіравання.
f. Дазацыйны клапан і размеркаванне ціску
У некаторых аўтамабілях ёсць клапан, які рэгулюе размеркаванне ціску паміж пярэднімі і заднімі коламі. Гэта важна, таму што пры тармажэнні вага аўтамабіля перамяшчаецца на пярэднюю частку, што патрабуе большай тармазной сілы ад пярэдніх колаў. Гэты клапан дапамагае прадухіліць заўчасную блакіроўку задніх колаў.
g. Суппорты і колавыя цыліндры
– Суппорт (дыскавы тормаз): суппорт змяшчае поршань, які прыціскае тармазныя калодкі да дыска.
– Колавы цыліндр (барабанны тормаз): поршань прыціскае тармазную калодку да сценкі барабана.
h. Тармазныя калодкі і паверхні трэння
Тармазныя калодкі (калодкі на дысках, накладкі на барабанах) — гэта кампаненты трэння, якія пераўтвараюць кінетычную энергію транспартнага сродку ў цяпло праз трэнне. Паверхняй трэння з'яўляецца альбо дыскавы ротар, альбо барабан.
3. Як працуюць гідраўлічныя тормазы простымі словамі
Паслядоўнасць працы гідраўлічных тармазоў можна растлумачыць наступным чынам:
1. Кіроўца націскае на педаль тормазу.
2. Бустэр дапамагае павялічыць сілу прыціскання (калі такая ёсць).
3. Штурхач штурхае поршань галоўнага цыліндру.
4. Тармазная вадкасць знаходзіцца пад ціскам і стварае гідраўлічны ціск.
5. Ціск паступае праз трубу/шланг да суппорта або колавага цыліндру.
6. Поршань у суппорте/колавым цыліндры рухаецца, прыціскаючы тармазную накладку да дыска/барабана.
7. Узнікае трэнне, якое зніжае хуткасць кручэння кола.
8. Пры адпусканні педалі спружына і зваротны ціск вяртаюць поршань назад, калодка злёгку адыходзіць ад паверхні трэння, і кола зноў свабодна круціцца.
4. Тыпы гідраўлічных тармазных сістэм у транспартных сродках
а. Дыскавыя тормазы
Дыскавыя тармазы звычайна выкарыстоўваюцца на пярэдніх колах і становяцца ўсё больш распаўсюджанымі на задніх. Іх перавагі:
– Лепшае астуджэнне (больш устойлівы да выцвітання).
– Стабільнае тармажэнне ў вільготных умовах.
– Абслугоўванне адносна простае.
Аднак дыскавыя тармазы могуць быць даражэйшымі, і некаторыя канструкцыі патрабуюць дадатковых кампанентаў для стаяначнага тормазу, калі яны выкарыстоўваюцца на задніх колах.
б. Барабанны тормаз
Барабанныя тармазы дагэтуль шырока выкарыстоўваюцца на задніх колах эканамічных аўтамабіляў і некаторых камерцыйных аўтамабіляў. Іх перавагі ўключаюць:
– Ніжэйшыя выдаткі на вытворчасць.
– Добрае счапленне са стаяначным тормазам.
– Кампаненты лепш абаронены ад пылу/вады (хаця яны могуць вытрымліваць спякоту).
Недахоп: дрэннае астуджэнне і большая схільнасць да згасання тармазоў пры працяглым рэзкім тармажэнні.
c. Двухконтурная сістэма
У сучасных сістэмах існуюць два асобныя гідраўлічныя контуры. Іх канфігурацыя можа быць:
– Спераду-назад, або
– Крыжаваны (дыяганальны) для ўстойлівасці ў выпадку выхаду з ладу аднаго з ланцугоў.
Асноўная мэта двухконтурнай сістэмы — бяспека: калі ў адной лініі ўзнікне ўцечка, другая лінія ўсё роўна зможа спыніць транспартны сродак, нават калі тармазная сіла знізіцца.
5. Роля тармазной вадкасці
Тармазная вадкасць павінна мець пэўныя характарыстыкі:
– Высокая тэмпература кіпення, таму не выпараецца лёгка пры награванні.
– Не лёгка сціскаецца, таму рэакцыя педалі застаецца стабільнай.
– Валодае змазвальнымі і антыкаразійнымі ўласцівасцямі для ўнутраных кампанентаў.
Большасць тармазных вадкасцей гіграскапічныя (паглынаюць ваду з паветра). У выніку ўтрыманне вады з часам павялічваецца і зніжае тэмпературу кіпення, павялічваючы рызыку ўтварэння паравых пробак (бурбалак пары), якія выклікаюць адчуванне педалі і страту тармазной магутнасці. Таму тармазную вадкасць варта перыядычна мяняць у адпаведнасці з рэкамендацыямі вытворцы.
6. Распаўсюджаныя праблемы з гідраўлічнымі тармазамі
Вось некаторыя часта сустракаемыя праблемы і іх сімптомы:
1. Уцечка тармазной вадкасці
Сімптомы: узровень вадкасці ў бачку падае, педаль тормазу мяккая, на колах або пад аўтамабілем ёсць сляды вадкасці.
2. Паветра трапляе ў сістэму (вецер)
Сімптомы: педаль адчуваецца млявай і патрабуе націскання для забеспячэння належнага тармажэння. Рашэнне: працёк.
3. Згасанне тармазоў (тармазная эфектыўнасць зніжаецца пры гарачым тормазе)
Сімптомы: тармазы губляюць счапленне з дарогай пасля шматразовага тармажэння/доўгага руху пад схілам. Прычыны: перагрэў, кіпячая тармазная вадкасць, перагрэтыя тармазныя калодкі.
4. Зношаны галоўны цыліндр або пашкоджанае ўшчыльненне
Сімптомы: педаль павольна апускаецца пры націсканні, нават калі няма знешняй уцечкі.
5. Суппорт захрас або колавы цыліндр працякае.
Сімптомы: пры тармажэнні аўтамабіль цягне ўбок, хутка зношваюцца тармазныя калодкі, награваюцца колы або тармазныя механізмы цягнуць.
7. Асноўнае тэхнічнае абслугоўванне гідраўлічнай тармазной сістэмы
У аўтамабільнай тэхніцы тэхнічнае абслугоўванне гідраўлічных тармазоў павінна праводзіцца перыядычна і сістэматычна:
– Праверце ўзровень і стан тармазной вадкасці: занадта цёмны колер можа сведчыць аб яе забруджванні.
– Мяняйце тармазную вадкасць праз адпаведныя прамежкі часу: звычайна кожныя 1–2 гады, у залежнасці ад спецыфікацый.
– Праверце таўшчыню тармазных калодак і стан дыска/барабана: тонкія тармазныя калодкі зніжаюць прадукцыйнасць і пашкоджваюць ротар/барабан.
– Праверце на наяўнасць уцечак у трубах, шлангах і злучэннях: асабліва ў раёне колаў і галоўнага цыліндру.
– Адвод паветра пасля абслугоўвання: калі была разборка або трапіла паветра.
– Дарожныя выпрабаванні і выпрабаванне тармажэння: пераканайцеся ў адсутнасці вібрацыі, шуму або цягі ў адзін бок.
Выснова
Гідраўлічныя тармазныя сістэмы з'яўляюцца найважнейшай тэхналогіяй у сучасных аўтамабілях, бо для эфектыўнай і раўнамернай перадачы тармазной сілы выкарыстоўваецца ціск вадкасці. Разумеючы прынцыпы закона Паскаля, функцыі такіх кампанентаў, як галоўныя цыліндры, ўзмацняльнікі, тармазныя магістралі, суппорты/колавыя цыліндры, і важнасць тармазной вадкасці, студэнты-інжынеры-аўтамабілісты могуць аналізаваць працу сістэмы, праводзіць тэхнічнае абслугоўванне і больш дакладна дыягнаставаць праблемы. Рэгулярнае тэхнічнае абслугоўванне, асабліва праверка на наяўнасць уцечак, стану калодак і замена тармазной вадкасці, з'яўляецца ключом да падтрымання бяспечнай, спагадлівай і надзейнай гідраўлічнай тармазной сістэмы ў розных умовах руху.
