Методическая разработка Тормозные механизмы и тормозные приводы автомобилей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методическая разработка

по МДК.01.01 Устройство автомобилей

на тему

 «Тормозные механизмы и тормозные приводы»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2020

ВИД ЗАНЯТИЯ: Урок

МЕТОДЫ: устное изложение, показ-демонстрация.

УЧЕБНЫЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ:

Изучить назначение тормозной системы, ее общее устройство, назначение и устройство тормозного механизма, типы тормозных приводов и их общее устройство.

Воспитывать у обучающихся чувство ответственности за исправное состояние автомобильной техники.

Развивать  интерес к изучению автомобильной техни­ки, память, целеустремленность.

 

ВРЕМЯ:  2 часа

 

МЕСТО:  Класс устройства  автомобиля

УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:

 

1.                 Наглядные пособия: плакаты «Тормозная система  автомобиля ЗиЛ-131», «Тормозной механизм автомобиля КамАЗ-4310».

2.                  Материальная часть: Тормозной механизм автомобиля ЗиЛ-131, Ручной тормоз автомобиля ЗиЛ-131.

 

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ЗАНЯТИЯ:

I. Вступительная часть………………………………………………. -   10  мин

II. Основная часть……………………………………………………  -   75  мин

III. Заключительная часть…………………………………………...   -   5   мин

 

 

 

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:  

1. Назначение тормозной системы и общее устройство. Принципиальная схема тормозной системы…………………………………………………..….…..- 20 мин

2. Назначение, устройство и работа тормозного механизма……….…..…- 20 мин

3. Назначение, типы тормозных приводов их общее устройство и принцип действия…………………………………………………………………...….- 15 мин

4. Устройство и работа тормозной системы с гидравлическим приводом- 20 мин

 

ХОД ЗАНЯТИЯ

ВСТУПИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

-      принять рапорт дежурного по группе;

-      проверить наличие обучающихся и их готовность к занятию;

-      ответить на вопросы, которые возникли при подготовке к занятию на самостоятельной работе;

-      Провести опрос по ранее изученному материалу:

Опрос рекомендуется провести устно, задавая вопросы и вызывая одного-двух обучающихся для ответа, или с использованием подготовленных карточек.

 

Методические рекомендации:

При подготовке к занятию изучить учебные вопросы, содержание методической разработки, ознакомиться с методическими рекомендациями. По завершению личной теоретической подготовки составить и утвердить план проведения занятия.

Накануне занятия подготовить к показу электронный демонстрационный материал, приобрести навыки его использования с компьютером и проектором или подготовить ассистента, который будет управлять компьютером.

При изложении учебного материала использовать слайды, приводить примеры из практической деятельности и жизни. Для активизации обучающихся задавать вопросы, направленные на воспоминание ранее изученного материала, самостоятельное уяснение устройства тормозных механизмов и тормозных приводов.

–             при рассмотрении первого вопроса целесообразно использовать плакаты или слайды, демонстрируя при этом принципиальную схему тормозной системы. Особое внимание обратить на место установки деталей. Для активизации, попросить их самостоятельно дать состав и назначение тормозной системы. Уделить внимание особенностям компоновки тормозной системы автомобиля, используя макеты деталей находящихся в классе.

–             при рассмотрении второго вопроса необходимо обратить внимание обучающихся на принцип работы тормозной системы.

–             при рассмотрении третьего  вопроса необходимо обратить внимание на то, что на современных автомобилях устанавливаются и работают тормозные механизмы как с пневматическим, так и с гидравлическим  приводами.

–             при рассмотрении четвёртого  вопроса необходимо обратить внимание на принцип работы тормозной системы с гидравлическим приводом

Подводя итоги по каждому учебному вопросу необходимо выделить главное, подчеркнув необходимость изучения данного вопроса, напомнив о необходимости своевременного и качественного  технического обслуживания.

В заключении представить перспективные направления развития и конструирования автомобильной техники, подвести итоги занятия, сделать вывод о достижении учебных целей, дать задание на самостоятельную работу.

 

 

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

 

1. Назначение тормозной системы и общее устройство.

Принципиальная схема тормозной системы.

 

Современные автомобили оборудуются рабочей, запасной, стояночной и вспомогательной автономными тормозными системами.

Рабочая тормозная система служит для снижения скорости ав­томобиля с желаемой интенсивностью вплоть до полной остановки вне зависимости от его скорости, нагрузки и величины уклонов дорог, для которых он предназначен.

Запасная тормозная система предназначена для плавного сниже­ния скорости движения или остановки автомобиля в случае полного или частичного выхода из строя рабочей тормозной системы.

Эффективность рабочей и запасной тормозных систем автомо­билей с полной массой свыше 12 т оценивается величиной тормозно­го пути или установившегося замедления при начальной скорости торможения 40 км/ч на прямом и горизонтальном участке сухой дороги с твердым покрытием, обеспечивающим хорошее сцепление колес с дорогой.

Стояночная тормозная система служит для удержания непо­движного автомобиля на горизонтальном участке пути или уклоне даже при отсутствии водителя.

Эффективность стояночной тормозной системы должна обеспе­чивать удержание автомобиля на уклоне такой крутизны, который он сможет преодолеть на низшей передаче.

Вспомогательная тормозная система предназначена для поддер­жания постоянной скорости автомобиля при движении его на затяж­ных спусках горных дорог и регулирования ее самостоятельно или одновременно с рабочей тормозной системой с целью разгрузки тор­мозных механизмов последней.

Эффективность вспомогательной тормозной системы должна обеспечивать без применения иных тормозных систем спуск автомобиля со скоростью 30 км/ч по уклону 7 % протяженностью 6 км.

Каждая тормозная система состоит из тормозных механизмов (тормозов) и тормозного привода.

Приводы от педали тормоза к тормозным механизмам бывают двух типов: гидравлический и пневматический. Механический привод применяют только для стояночных тормозов. Гидравлический привод отличается простотой конструкции и высокой надежностью. Однако для остановки автомобиля с гидравлическим приводом тормозов водитель должен приложить большое усилие, поэтому гидравлический привод применяют на легковых автомобилях или на грузовых автомобилях и автобусах, полная масса которых не превышает 5-6 тонн. На грузовых автомобилях и автобусах с полной массой более 8 т. устанавливают пневматический привод тормозов, который сложнее и дороже гидравлического, но лишен указанного недостатка. На некоторых моделях автомобилей применяют разновидность пневматического привода – пневмогидравлический привод.

 

Вывод.  Ввиду того, что современные автомобили оборудуются несколькими автономными тормозными системами это обеспечивает дополнительную гарантию исключения вероятности попадания в ДТП ввиду отказа тормозов.

 

Ответить на вопросы, привести примеры.

 

 

 

2.Назначение, устройство и работа тормозного механизма.

 

Тормозные механизмы служат для создания искусственного сопротивления вращению колес автомобиля. Эффективность торможения зависит от конструкции тормозов. Наи­большее распространение на автомобилях получили барабанные тор­мозные механизмы с внутренним расположением колодок.

Перспективным типом являются дисковые тормоза, которые имеют преимущество перед барабанными из-за быстрой отдачи тепла, работоспособности при больших скоро­стях и стабильности торможения.

Барабанный тормозной механизм (рис. 1, а) с механическим при­водом состоит из двух колодок 7 с фрикционными накладками. Ко­лодки надеты на оси 8, закреплен­ные на неподвижном тормозном дис­ке 9. Между собой они стягиваются пружиной 5. Все детали тормоза расположены внутри тормозного ба­рабана 6, прикрепленного к ступице колеса или полуоси. Между колод­ками находится разжимное устрой­ство — кулак 4 и рычаг 3, закреплен­ные на одном валике Рычаг через тягу 2 связан с педалью 1 тормоза.

При нажатии на тормозную пе­даль 1 (рис. 1, б) тяга 2 пере­мещается влево, рычаг 3 поворачи­вает кулак 4 (см. рис. 1, а), ко­торый разводит колодки 7, прижи­мая их к вращающемуся тормоз­ному барабану 6. За счет сил тре­ния, возникающих между наклад­ками колодок 7 и барабаном 6, ско­рость вращения барабана, а следо­вательно, и колеса уменьшается. При отпускании педали 1 тормоза пружина педали возвращает ее в ис­ходное положение, а пружина 5 отводит колодки 7 от тормозного барабана 6. Между колодками и барабаном образуется зазор, и коле­со может свободно вращаться.

Рис. 1. Схема барабанного тормозного ме­ханизма с механическим приводом:

а — при свободном вращении; б — при торможе­нии

 

В дисковом тормозном механизме  с гидравлическим при­водом (Рис. 2.) торможение происходит от сил трения, возникающих между за­крепленным на ступице колеса чу­гунным тормозным диском  и при­жимаемыми к нему с двух сторон тормозными фрикционными наклад­ками установленными в гнезде суппорта. Для защиты трущихся поверхностей диска и колодок от механических повреждений и за­грязнения с внутренней стороны тормоз закрыт стальным штампованным кожухом, а с внешней – диском колеса.

Рис. 2. Схема дискового тормоза:

1 — наружный колесный цилиндр; 2 — наружный поршень; 3 — тормозные колодки; 4 — внутренний поршень; 5 — внутренний колесный цилиндр; 6 — соединительная трубка; 7 — тормозной диск;         — движение жидкости;          — давление жид­кости

 

Тормозной механизм автомобиля ЗиЛ-131 включает тормозной барабан 3 (рис. 3) опорный диск 1, две колодки 2 с фрикционными накладками,  оси колодок, стяжную пружину, разжимной кулак с валом.

Тормозной барабан чугунный, литой, крепится к ступице колеса шпильками. Опорный диск штампованный, крепится вместе с цапфой к балке моста (для среднего и заднего мостов) или к корпусу поворотного кулака (для переднего моста). Колодки литые, чугунные, установлены на осях с эксцентриковыми шейками. В отверстиях колодок запрессованы бронзовые втулки. Разжимной кулак имеет специальный профиль, изготовлен заодно с валом, на наруж­ном конце которого установлен регулировочный рычаг 5. К рычагу присоединяется шток 9 тормозной камеры. Внутри рычага расположена червячная пара. Червяк 7 стопорится от самопроизволь­ного вращения фиксатором. Червячная шестерня 6 установлена на шлицах вала разжимного кулака. При вращении червяка шестерня   поворачивает вал кулака, что ведет к изменению зазора между колодками и  барабаном.

Рис 3. Тормозной механизм автомобиля ЗиЛ-131.

 

Тормозной механизм автомобиля КамАЗ-4310 (рис. 4) состоит из суппорта 6, двух коло­док 3, осей колодок 14, разжимного кулака 7, рычага 9 с регулиро­вочным механизмом и барабана 2.

Основные узлы тормозного механизма смонтированы на суппорте 6, жестко связанном с фланцем 12 моста. На эксцентриковые оси 14, закрепленные в суппорте, свободно опираются две тормозные колодки 3 с прикрепленными к ним фрикционными накладками 15. Последние выполнены по серповидному профилю в соответствии с ха­рактером их износа. Эксцентриковые оси колодок позволяют при сборке тормоза правильно сцентрировать колодки с тормозным ба­рабаном.

При торможении колодки раздвигаются S-образным кулаком и прижимаются к внутренней поверхности барабана, создавая искусственное сопротивление вращению колеса. Для повышения эффективности торможения и снижения трения между разжимным кулаком и колодками установлены ролики 4. В исходное положение колодки возвращаются четырьмя стяжными пружинами 16.

Вал разжимного кулака 7 вращается в кронштейне, на котором установлена тормозная камера 10. На конце вала разжимного кула­ка крепится рычаг с регулировочным механизмом червячного типа, соединенный со штоком тормозной камеры.

Тормозные механизмы передних колес отличаются от тормозных механизмов задних конструкцией суппорта, корпуса разжимного кулака и разжимного кулака.

Колесные колодочные тормозные механизмы рассмотренной кон­струкции получили самое широкое распространение в рабочих тор­мозных системах из-за высокой их стабильности в сохранении тор­мозных качеств при многократном торможении.

Рис. 4. Тормозной механизм переднего колеса

Вывод. Эффективность торможения зависит от конструкции тормозного механизма. Перспективным типом являются дисковые тормоза, которые имеют преимущество перед барабанными из-за быстрой отдачи тепла, работоспособности при больших скоро­стях и стабильности торможения.

 

Ответить на вопросы, привести примеры.

 

 

 

 

 

3.Назначение, типы тормозных приводов, их общее устройство и принцип действия.

 

Приводом тормозов называется совокупность устройств, предназначенных для передачи усилия, созда­ваемого водителем на педали или рычаге, к тормозным механизмам.

По конструкции тормозные приводы подразделяются на механические , гидравлические, пневматические и пневмогидравлические. Для облегчения работы водителя ножной привод может быть оборудован усилителем.

К тормозному приводу предъявляют следующие требования:

-         малое время срабатывания;

-         одновременность включения всех тормозных механизмов;

-         соблюдение пропорциональности между усилием на  педали и тормозной силы на колесах;

-         минимальное усилие на педали при обеспечении заданной тормозной силы на колесах;

-         распределение тормозного усилия по колесам пропорционально приходящемуся на них весу автомобиля;

-         удобство и легкость управления.

Механический привод тормозов (Рис. 1.) представляет собой систему тяг и рычагов, соединяющую ножную педаль или ручной рычаг с тормозными механизмами. На современных автомобилях этот вид привода используется только для стояночных тормозов. Стояночный тормоз может иметь колодочный или ленточный тормозной механизм.

    На автомобилях ЗиЛ, ГАЗ и др. установлен центральный стояночный тормоз барабанного типа, а на автомобилях «Волга», «Москвич» и др. – стояночный тормоз действует на, те же колодки задних колес, что и ножной.

     Недостатками механического привода в случае использования его в качестве привода ножного тормоза является необходимость приложения большого усилия к педали для интенсивного торможения, деформация деталей в процессе торможения, частое обслуживание привода.

 

Рабочий тормоз с гидравлическим приводом (Рис. 5) состоит из главного тормозного цилиндра, созда­ющего давление жидкости в гидравлической системе привода и со­общающегося с резервуаром  для тормозной жидкости; колесных тор­мозных цилиндров, передающих давление тормозной жидкости на тормозные колодки; соединительных трубопроводов и шлангов. В от­дельных случаях в гидропривод мо­жет быть включен разделитель тор­мозных механизмов, регулятор дав­ления, усилитель.

 На автомобилях семейства ГАЗ, ВАЗ, АЗЛК и др. устанавливают гидровакуумный усилитель, в котором разрежение во впускном трубопро­воде двигателя используется для создания дополнительного давления жидкости в гидравлическом приводе тормозов.

Пневматический тормозной при­вод применяют на автомобилях большой грузоподъемности, автобусах большой вместимости и колесных тягачах, работающих с прицепами и полуприцепами.

Схемы пневматического тормозно­го привода различаются между со­бой по числу трубопроводов (одно- или двухпроводные), связывающих автомобиль-тягач с прицепом. В ос­тальном между ними много общего.

В него входят компрессор, регулятор  давления, предохранительный клапан , балло­ны , тормозной кран , колесные тормозные камеры , педаль  тор­мозов, соединительная головка  и разобщительный кран , кран  от­бора воздуха, сливной кран и манометр .

Компрессор  нагнетает воздух в баллоны  и обеспечивает систему сжатым воздухом. Давление воздуха в системе контролируется по мано­метру. При нажатии на педаль  тормозной кран  открывает доступ сжатого воздуха из баллонов  в тормозные камеры  передних и задних колес, механизмы которых раздвигают тормозные колодки. Растормаживание происходит при по­мощи стяжных пружин колодок. От воздушной системы тормозов при по­мощи головки  крана управления приводится в действие механизм  стеклоочистителя.

         

Пневмогидравлический привод тормозов применяют на грузовых автомобилях Урал. В этот привод входят приборы пневматического тормозного привода: компрессор с регулятором давления, баллоны, манометр, тормозной кран и приборы гидравлического тормозного привода – главный тормозной цилиндр, бачок для жидкости и колесные тормозные цилиндры. Такой привод сочетает достоинства пневматического привода – необходимое усилие в системе создается сжатым воздухом – с достоинствами гидравлического привода. Кроме того, пневмогидравлический привод позволяет сравнительно просто осуществлять раздельное управление тормозами колес различных осей.

На автомобилях Урал один привод управляет тормозами передней и средней оси, а другой – тормозами задней оси. Для раздельного управления тормозами в системе установлено два одинаковых пневмогидравлических цилиндра. Каждый цилиндр состоит из двух пневматических цилиндров (усилители) и одного гидравлического.

Два пневматических цилиндра соединяются болтами. Перегородка между цилиндрами служит направляющей для пустотелого штока, на концах которого закреплены поршни. Шток соединен с толкателем, который упирается в поршень главного гидравлического цилиндра.

Поршни и перегородка разделяют цилиндр на четыре полости. Две полости «А» и «В» постоянно соединены с атмосферой посредством трубки, а полости «Б» и «Г» соединены с тормозным краном.

При торможении сжатый воздух из тормозного крана по трубопроводу поступает в полости «Б» и «Г» пневматических цилиндров: в полость «Г» – непосредственно, а в полость «Б» – через осевой и радиальный каналы в штоке. Давлением воздуха поршни перемещаются влево и через толкатель передвигают поршень гидроцилиндра и жидкость вытесняется в тормозные цилиндры колес.

Когда водитель прекращает торможение, трубопровод от пневмоцилиндра через тормозной кран соединяется с атмосферой и пружина пневмоцилиндра возвращает поршни в исходное положение.

 

Вывод.  По конструкции тормозные приводы подразделяются на механические, гидравлические, пневматические и пневмо-гидравлические. В зависимости от конструкции автомобиля, его полной массы и назначения на нем установлен соответствующий тормозной привод.

 

Ответить на вопросы, привести примеры.

 

4.Устройство и работа тормозной системы с гидравлическим приводом

 

Гидравлический привод тормозов (рис. 5) включа­ет в себя главный тормозной цилиндр 4 с резервуаром (бачком), колесные цилиндры 7 и 8 и соединяющие их трубопроводы. В главном тормозном цилиндре установлен поршень 3, соединенный через шток с педалью 2 тормоза. При отпущенной педали между колод­ками 1 и дисками 5 передних колес, а также между колодками 9 и барабанами задних колес имеются зазоры, благодаря которым ко­леса автомобиля могут свободно вращаться. Полости цилиндров и трубопроводов заполнены тормозной жидкостью.

Рис 6. Схема работы гидравлического привода тормозов:

1 — поршни с тормозными колодками; 2 — педаль тормоза; 3 — поршень главного
тормозного цилиндра; 4 — главный тормозной цилиндр; 5 — диск переднего колеса;
6 — скоба; 7 и 8 — колесные цилиндры; 9 — тормозная колодка; 10 - рабочий поршень; 11 — регулятор давления жидкости в задних тормозных механизмах; А и Б —
дисковые тормоза передних колес с фиксированной и плавающей скобами; В — барабанный тормоз заднего колеса;        — движение жидкости;        — движение деталей

При торможении замедление вращения передних колес проис­ходит с некоторым опережением относительно задних. Это сдела­но с целью предотвращения заноса автомобиля. Устройство, обес­печивающее это опережение, называется регулятором давления 11 (см. рис. 6) в приводе задних тормозов. Степень опережения зави­сит от загрузки автомобиля, поэтому регулятор жестко связан с одним из элементов задней подвески. При выходе из строя одного из тормозных механизмов или утеч­ке жидкости из гидропривода тормоза автомобиля не отказывают полностью. Предусмотрено разделение их на два контура, напри­мер «правый передний — левый задний тормоз» и «левый перед­ний — правый задний тормоз». Такое разделение контуров назы­вается диагональным. При параллельном разделении контуры де­лятся на передний и задний (такая схема применяется редко). При выходе из строя одного из контуров второй обеспечит торможение автомобиля, хотя и с меньшей эффективностью.

Внимание! Любые неисправности тормозной системы — утеч­ка жидкости из гидропривода тормозов, неэффективность замед­ления автомобиля при нажатии на педаль тормоза, занос или увод автомобиля в сторону при торможении, износ тормозных колодок, проявляющийся скрипом и «визгом» при торможении — должны быть немедленно устранены во избежание аварии.

Для снижения усилия при нажатии на педаль тормоза применя­ется вакуумный усилитель (рис. 7). Он состоит из корпуса 2 и диафрагмы 3. Диафрагма разделяет корпус на две полости: ва­куумную А и атмосферную Б. Вакуумная полость соединена шлан­гом с впускным трубопроводом двигателя. При отпускании педали тормоза обе полости усилителя находятся под воздействием разре­жения, создаваемого во впускном трубопроводе при работающем двигателе, и центральная пружина 4 прижимает клапан с диафраг­мой вправо (по рисунку), закрывая отверстие трубки связи с атмо­сферой. При нажатии на педаль тормоза 5 через шток 6 диафрагма перемещается влево, полость Б сообщается с атмосферой, а разре­жение в полости А помогает водителю осуществлять торможение автомобиля, снижая усилие на педали тормоза.

Рис. 7. Схема вакуумного усилителя:

1 — главный тормозной цилиндр; 2 — корпус; 3 — диафрагма; 4 — пружина; 5 — пе­даль тормоза; 6 — шток; А — вакуумная полость; Б — атмосферная полость;    

— движение жидкости;            — движение педали

 

Внимание! При неработающем двигателе вакуумный усилитель также находится в нерабочем состоянии, и усилие на педали тор­моза резко возрастает.

Гидравлический привод тормозов применяется на легковых отечественных автомобилях семейства ВАЗ.

     

Вывод.  Гидравлический привод тормозов достаточно эффективен, имеет два независимых контура, но не может быть применен на автомобилях и автобусах с полной массой более 8 т.

 

Ответить на вопросы, привести примеры.

 

 

 

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

-      подвести итоги занятия;

-      напомнить тему, цели и учебные вопросы;

-      объявить оценки;

-      ответить на вопросы;

-      отметить активность и дисциплину на занятии;

-      дать задание на самоподготовку.

 

Используемая литература при составлении методической разработки:

В.П.Полосков и др. «Устройство и эксплуатация автомобилей» издательство «ДОСААФ», Москва, 1987 стр. 286-269.

В.Л.Роговцев и др. «Устройство и эксплуатация автотранспортных средств». Изд. «Транспорт», Москва, 1998 г. стр. 276-279, 287, 293-294, 297-298.