Тормозной механизм заднего колеса ЗИЛ 431410 (130)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тормозной механизм заднего колеса ЗИЛ 431410 (130)



1.Выбор конструкции тормозных механизмов рабочего и стояночного тормозов и их привода автомобиля ЗИЛ-130

На современных грузовых автомобилях наибольшее распространение получили барабанные тормоза с внутренним расположением колодок, помещенные непосредственно в колесах.

К их преимуществам относятся: достаточно благоприятные условия отвода тепла от поверхностей трения; возможность хорошей защиты тормозного механизма от повреждений и попадания пыли и грязи; хорошая технологичность деталей тормозного механизма, обеспечивающая необходимую точность и качество изготовления, что, в свою очередь, влияет на надежность и эффективность работы механизма; удобное размещение привода к тормозному механизму внутри тормоза, обусловливающее наиболее полное использование пространства внутри колеса для установки тормозного механизма; наличие достаточно большого количества хорошо зарекомендовавших себя конструкций тормозных механизмов барабанного типа, что позволяет остановиться на наиболее подходящей для каждого конкретного случая конструкции.

Для автомобилей семейства ЗИЛ-130 выбраны шины размером 260--508.

При этих шинах и соответствующих им размерах обода, подшипников и ступицы наиболее целесообразным является барабан с внутренним диаметром (диаметром поверхности трения) 420 мм.

Барабаны такого размера уже применялись на выпускавшихся ранее моделях (ЗИЛ-150, ЗИЛ-164).

Кроме того, барабаны диаметром 420 мм входят в нормальный ряд диаметров тормозных барабанов, рекомендованный для применения на отечественных автомобилях, и этот размер является предпочтительным для класса автомобилей, в который входит автомобиль ЗИЛ-130.

Выбор конкретной конструктивной схемы колесного тормозного механизма в значительной степени зависит от типа привода, выбор которого, в свою очередь, зависит от массы автомобиля, его максимальной скорости, необходимого замедления при торможении, тормозного пути, наличия или отсутствия прицепа.

С увеличением массы автомобилей, их максимальной скорости, плотности автомобильных потоков на дорогах предъявляются все более высокие требования к тормозным качествам автомобилей.

Это влечет за собой необходимость все большего увеличения мощности тормозов и, следовательно, соответствующего увеличения силы, прикладываемой к приводному механизму.

Водитель может приложить к тормозной педали усилие, достигающее 100--120 кгс.

Однако частое пользование тормозами при таком усилии превратилось бы в утомительную работу.

В предписаниях Европейской экономической комиссии (ЕЭК) ООН максимальное усилие на тормозной педали ограничено 70 кгс, но и это все-таки довольно большое усилие, желательно, чтобы оно было меньше.

Вследствие этого на автомобилях общей массой более 6 т необходимо вводить в привод тормозов какой-либо усилитель.

Существуют следующие основные типы тормозных приводов с усиливающими механизмами: гидравлический; гидравлический с насосом, гидравлический с вакуумным усилителем; гидравлический с пневматическим усилителем и пневматический.

Пневматические системы отличаются простотой конструкции н обслуживания, невысокой стоимостью, а также надежностью. Они позволяют сравнительно просто осуществлять связь тормозной системы тягача и прицепа.

Воздух, необходимый для их действия, есть везде и в любых количествах. Пневматические системы обеспечивают для тормозов практически неограниченное приводное усилие.

Кроме того, сжатый воздух можно использовать для других вспомогательных (не тормозных) устройств н механизмов: для накачки шин, для пневматических сигналов и др.

К недостаткам пневматической системы следует отнести сравнительно большую массу ее узлов н агрегатов.

Однако этот недостаток для грузовых автомобилей большой грузоподъемности по сравнению с преимуществами пневматической системы несущественен.

По быстроте срабатывания приводного механизма современные пневматические системы успешно конкурируют с гидравлическими.

Ранее выпускавшиеся заводом им. И. А. Лихачева автомобили (ЗИЛ-150, ЗИЛ-164, ЗИЛ-151, ЗИЛ-157) снабжались пневматической тормозной системой.

Завод располагает хорошо отработанными в конструктивном и технологическом отношении узлами пневматической системы и имеет достаточный опыт их изготовления.

Пневматическая система имела положительные отзывы при эксплуатации автомобилей ЗИЛ.

По указанным причинам для семейства автомобилей ЗИЛ-130 был выбран пневматический привод тормозов.

Перечисленные выше модели автомобилей имели колесные тормозные механизмы с разжимными кулаками, отличающиеся простотой устройства и обслуживания и высокой надежностью, хорошо себя зарекомендовали, что особенно важно, если учесть широкий диапазон климатических и дорожных условий нашей страны.

Для автомобилей ЗИЛ-130 был выбран тормозной механизм такого же типа.

На автомобилях ЗИЛ-150, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-151 применялся дисковый стояночный тормоз, устанавливавшийся на карданном валу за коробкой передач.\\\\\\\\\ В дальнейшем на автомобиле ЗИЛ-164А этот тормоз был заменен более эффективным и надежным в эксплуатации барабанным тормозом.

Барабанный стояночный тормоз был принят и для автомобилей ЗИЛ-130.

2.Конструкция рабочих и стояночного тормозов и пневматических аппаратов привода автомобиля ЗИЛ-130

На рис. 84 (см. приложение)показан тормоз заднего колеса автомобиля ЗИЛ-130.

К фланцу кожуха полуоси на заклепках крепится литой чугунный суппорт 6, на котором установлены оси 5 колодок.

На диаметрально противоположной стороне суппорта крепится опора 8 вала разжимного кулака 9, снабженная бронзовой втулкой и масленкой.

Каждая из двух тормозных колодок 2 опирается одним концом на среднюю шейку оси 5, эксцентричную по отношению к крайним опорным шейкам.

Фрикционные накладки переменного профиля приклепываются к колодкам восемью латунными заклепками пистонного типа.

На каждой колодке имеется по две фрикционных накладки. Толщина накладок в месте наибольшего износа, т. е. в средней части колодки, больше, чем у ее концов. Ширина фрикционных накладок заднего тормоза 140 мм.

На другом конце каждой колодки двумя винтами укреплена стальная опора 15 ролика И. Между роликами размещен разжимной кулак 9, имеющий S-образную форму. Колодки стягиваются двумя оттяжными пружинами 7.

Вал разжимного кулака 9 другим концом установлен в подшипнике с бронзовой втулкой, находящемся в кронштейне 13 тормозной камеры 14, закрепленном на картере заднего моста. На шлицевом конце вала разжимного кулака 9 устанавливается регулировочный рычаг 12, имеющий внутри червячный механизм с фиксатором, позволяющий регулировать зазор между тормозным барабаном 1 и фрикционными накладками, не снимая рычага.

Устройство тормоза передних колес показано на рис. 85. В переднем тормозе опорные оси 6 колодок 8 и опора 4 вала разжимного кулака крепятся на штампованном из стального листа щите 3, который болтами 9 притянут к поворотному кулаку 5 передней осн. Оттяжная пружина 7 стягивает колодки и прижимает их к разжимному кулаку 1. Вал разжимного кулака

1 переднего тормоза расположен в бронзовых втулках опоры 4, на фланце которой крепится тормозная камера 10.

Стояночный тормоз автомобиля ЗИЛ-130 изображен на рис. 86. Симметричные, отлитые из алюминиевого сплава колодки 1 и 10 с фрикционными накладками опираются на ось 6, закрепленную в кронштейне 3 тормоза. Кронштейн одновремен-но служит крышкой подшипника вторичного вала коробки передач. На концах колодок, соприкасающихся с разжимным кулаком 13, винтами закреплены стальные сухари 12. Пружины 5 и

11 прижимают колодки к разжимному кулаку 13 и оси 6.

На шлицевом конце вала разжимного кулака 13 имеется регулировочный рычаг 15, который тягой 16 с вилкой соединен

с нижним концом рычага 20 привода стояночного тормоза, установленного на картере коробки передач. Барабан 2 стояночного тормоза с фланцем 8 сидит на шлицевом конце вторичного вала коробки передач и закреплен на нем гайкой 7. К барабану крепится передний шарнир карданного вала.

Для предохранения тормоза от попадания в него масла из коробки передач на кронштейне 3 установлен резиновый сальник

4, а на фланце 8 -- маслоотражательное кольцо. Штампованный из тонкой листовой стали щит 14, прикрепленный к кронштейну

3, защищает тормоз от попадания в него грязи.

Схема пневматического тормозного привода автомобиля ЗИЛ-130 приведена на рис. 87. Компрессор 1, установленный на

двигателе и приводимый в действие клиновидным ремнем от коленчатого вала двигателя, накачнвает сжатый воздух в воздушные ресиверы 6. Давление сжатого воздуха в диапазоне 6,0-- 7,7 кгс/см2 ограничивается регулятором 2 давления, установленным непосредственно на компрессоре. Предохранительный клапан 7 предотвращает повышение давления сжатого воздуха в системе более 10 кгс/см2.

Комбинированный тормозной кран 10 соединен с помощью тяг и передаточного рычага с педалью 9 тормоза. При нажатии на педаль тормозной кран подает сжатый воздух из ресиверов в тормозные камеры 12, приводящие в действие колесные тормозные механизмы.

К соединительной головке 14, установленной на автомобиле-тягаче, может быть присоединена соединительная головка (типа Б по ГОСТу 4365--67) пневматической тормозной системы прицепа или полуприцепа. При приведении в действие тормозной системы автомобиля-тягача приводятся в действие также тормоза прицепа. Интенсивность действия тормозов автомобиля или автопоезда находится в прямой зависимости от величины усилия, приложенного к педали тормоза, и регулируется тормозным краном.

Па автомобилях ЗИЛ-130 установлен поршневой двухцилиндровый непрямоточный воздушный компрессор (рис. 88) одноступенчатого сжатия. Поршни компрессора алюминиевые, с плавающими поршневыми пальцами. От осевого перемещения в бобышках поршня пальцы фиксируются стопорными кольцами.

Блок цилиндров 6 компрессора и головка 10 блока охлаждаются жидкостью из системы охлаждения двигателя. Воздух из воздухоочистителя двигателя поступает в цилиндры компрессора через стальные пластинчатые впускные клапаны 19. Сжатый поршнями воздух вытесняется в пневматическую систему через расположенные в головке блока пластинчатые нагнетательные клапаны 13.

При достижении в пневматической системе давления воздуха 7,3--7,7 кгс/см2 регулятор давления подает сжатый воздух по каналу 23 в блоке цилиндров компрессора под плунжеры 24 разгрузочного устройства, которые, поднимаясь, открывают одновременно оба впускных клапана 19 цилиндров компрессора. В этом случае при вращении коленчатого вала компрессора поршни не подают воздух в систему, а перекачивают его из одного цилиндра в другой.

Когда давление воздуха в пневматической системе снизится до 6,0--6,4 кгс/см2, регулятор давления выпускает воздух из-под плунжеров 24 в атмосферу, они под действием пружины 21 опускаются, впускные клапаны садятся на седла и компрессор снова начинает нагнетать воздух в пневматическую систему.

Регулятор (рис. 89) работает следующим образом. При достижении верхнего предела давления воздух, преодолевая сопротивление пружины 2, поднимает впускной клапан 13 и прижимает выпускной клапан 14 к его седлу. По зазору между клапаном 13 и корпусом сжатый воздух поступает в канал разгрузочного устройства компрессора. Когда давление в системе упадет до нижнего предела, пружина 2, воздействуя на шток 5, возвращает клапаны 13 и 14 на прежние места. Поступление воздуха из системы в разгрузочное устройство компрессора прекращается, и воздух из этого устройства выпускается в атмосферу.

Регулятор давления, который расположен на блоке цилиндров компрессора, трубопроводами соединяется с воздушным ресивером. Для увеличения надежности и предотвращения загрязнения клапанов регулятор имеет фильтры 7 и 8 для очистки воздуха, установленные на входе и на выходе.

Для предохранения пневматической системы от чрезмерного повышения давления в случае выхода из строя автоматического регулятора давления или разгрузочного устройства компрессора на одном из ресиверов установлен предохранительный клапан (рис. 60).

На автомобили-тягачи, предназначенные для работы в составе автопоезда с прицепами или полуприцепами, устанавливается комбинированный тормозной кран (рис. 61). Этот кран состоит из двух секций, объединенных общим приводом. Одна секция управляет тормозами автомобиля-тягача, другая -- тормозами прицепа или полуприцепа.

Комбинированный тормозной кран работает следующим образом

В расторможенном положении конический резиновый впускной клапан 15 секции, управляющей тормозами прицепа, открыт под действием пружины 5 и седла 10, и сжатый воздух из ресиверов проходит в магистраль прицепа (стрелка А). Давление поступающего воздуха регулируется натяжением пружины 5. При достижении давления 4,8--5,3 кгс/см2, воздействующего на следящую диафрагму 9, пружина 5 сжимается и впускной клапан

15 перекрывает седло 14, прекращая дальнейшее поступление сжатого воздуха и увеличение давления в магистрали прицепа.

Впускной клапан секции, управляющей тормозами тягача, закрыт, а выпускной -- (Тгкрыт. Тормозные камеры автомобиля через открытый выпускной клапан секции, управляющей тормозами тягача, и через выпускное окно тормозного крана сообщаются с атмосферой.

При торможении усилие от тормозной педали через систему привода передается на рычаг 4, который перемещает шток 7, сжимая пружину 5. Седло 10 отходит от выпускного клапана 12 секции управления тормозами прицепа. Воздух из магистрали прицепа выходит в атмосферу через открытый выпускной клапан и выпускное окно тормозного крана (стрелка Г). При понижении давления в магистрали прицепа срабатывает воздухораспределительный клапан, установленный на прицепе, и приводит в действие его тормоза. Нижний конец рычага 4 нажимает на рычаг 27, который перемещает стакан 26 с помещенной внутри него пружиной 25. Эта пружина осуществляет упругую связь между стаканом 26 и седлом выпускного клапана, закрепленным на следящей диафрагме. Седло прижимается к выпускному клапану секции, управляющей тормозами тягача, затем при дальнейшем перемещении седла и клапана открывается впускной клапан этой секции. Воздух, подведенный из ресиверов через открытый впускной клапан, поступает по трубопроводам в тормозные камеры автомобиля, приводящие в действие колесные тормоза.

При растормаживании нагрузка с рычага 4 снимается; это позволяет пружине 5 переместить шток 7 в крайнее правое положение, прижать седло 10 к выпускному клапану 12 секции, управляющей тормозами прицепа, и открыть ее впускной клапан 15. В магистраль прицепа вновь поступает сжатый воздух и воздухораспределительный клапан прицепа производит расторма-живание прицепа. Одновременно закрывается впускной клапан и открывается выпускной клапан секции, управляющей тормозами автомобиля. Сжатый воздух из тормозных камер автомобиля через открытый выпускной клапан и выпускное окно тормозного крана выходит в атмосферу. Тормоза автомобиля растормаживаются.

Комбинированный тормозной кран имеет рычаг 17, соединенный с рычагом привода стояночного тормоза тягой с упругим звеном. При затормаживании тягача стояночным тормозом рычаг 17 поворачивает валик 29. Кулачок валика давит на вырез штока 7 и перемещает его, приводя в действие только секцию, управляющую тормозами прицепа. Таким образом, при затормаживании тягача стояночным тормозом происходит одновременное затормаживание колесных тормозов прицепа (при наличии сжатого воздуха в ресиверах прицепа).

Тормозные камеры (рис. 92) предназначены для преобразования энергии сжатого воздуха в механическую. Между корпусом / и крышкой 4 тормозной камеры зажата упругая резиновая диафрагма 2. При подаче сжатого воздуха через отверстие в крышке 4 диафрагма 2 прогибается и давит на расположенный за ней шток 3, соединенный с помощью вилки 7 с регулировочным рычагом разжимного кулака.

На соединительной магистрали прицепа расположен разобщительный кран (рис. 93), служащий для перекрывания магистрали прицепа в том случае, если автомобиль работает без прицепа. При повороте рукоятки 9 крана ее толкатель 8 перемещается по наклонным направляющим в верхней крышке крана и перемещает шток 6, открывающий и закрывающий клапан 4. При установке рукоятки 9 в поперечное положение клапан 4 закрыт, трубопровод, идущий от тормозного крана, перекрыт, а трубопровод от соединительной головки сообщается с атмосферой.

Соединительная головка (рис. 94) служит для соединения пневматических систем тягача и прицепа. Соединительная головка типа А, устанавливаемая на автомобиле-тягаче, выполняется в соответствии с ГОСТом 4365--67 и имеет клапан 3, находящийся в закрытом положении под действием пружины 2. Головка прицепа снабжена нажимным штифтом, который при соединении ее с го-ловкой, установленной на тягаче, нажимает на клапан 3, открывая проход сжатому воздуху в магистраль прицепа.

4.Особенности технологии изготовления деталей и узлов тормозной системы и материалы автомобиля ЗИЛ-130

Тормозные барабаны со ступицами в сборе подвергаются балансировке. Дисбаланс устраняется путем приварки балансировочных грузов к барабану. Допустимый дисбаланс для барабана переднего тормоза 300 гс-см, для заднего 700 гс-см.

Биение рабочей поверхности тормозного барабана, собранного со ступицей колеса, при установке по наружным кольцам конических роликоподшипников ступицы должно быть не более 0,25 мм.

Рабочий профиль разжимного кулака подвергается чеканке. Чистота поверхности --V6- Профили кулаков показаны на рис. 95.

После сборки колесных тормозов их регулируют. После регулировки щуп толщиной 0,1 мм не должен проходить по всей ширине накладки в зазор между накладкой и барабаном. Колодка при этом должна быть прижата к барабану под действием давления в тормозной системе, равного 1--1,5 кгс/см2.

В отторможенном положении зазоры должны быть 0,4 мм в зоне разжимного кулака и 0,2 мм в зоне осей колодок.

Рабочая поверхность фрикционных накладок колесного тормоза обрабатывается после приклепывания к колодке. Рабочая поверхность фрикционных накладок стояночного тормоза обра-батывается после приклепывания к колодке (рис. 96); колодки при этом устанавливают на кронштейн тормоза, который базируют на станке по поверхностям Д и Т. Между опорными площадками колодок и разжимным кулаком помещают две пластины 1 толщиной 1 мм.

Обработка и балансировка барабана стояночного тормоза производится в сборе с фланцем. Биение рабочей поверхности барабана относительно наружного диаметра шлицев фланца допускается не более 0,25 мм. Наибольший допускаемый дисбаланс в сборе с фланцем 50 гс-см. Балансировка осуществляется путем высверливания отверстий диаметром 14 мм на специальном буртике снаружи барабана.

Из узлов пневматического привода тормозов наиболее сложным и требующим высокой точности изготовления является компрессор. Неперпендикулярность осей цилиндров к нижней плос-кости блока цилиндров, примыкающей к картеру компрессора, допускается не более 0,03 на длине 100 мм. Допускаемая неплос-костность нижней плоскости блока 0,05 мм.

Поршневые кольца проходят специальный контроль, при котором проверяется соответствие чертежу эпюры распределения давлений при сжатии кольца.

Нецилиндричность отверстия поршня под палец допускается не более 0,003 мм. Непер пендикул яр ность оси отверстий под палец относительно оси поршня не более 0,06 мм на длине 100 мм. Для селективной сборки с пальцами поршни сортируют на четыре группы через 0,003 мм по наибольшему диаметру отверстия. Пальцы также сортируют на четыре группы. Перед установкой в компрессор поршни отбирают таким образом, чтобы поршни одного комплекта по массе различались не более чем на

5 г. Шатуны сортируют на четыре группы по наименьшему диаметру под палец через 0,003 мм для селективной сборки с пальцами. Нецилиндричность отверстия под палец не более 0,003 мм. Сборка поршня с шатуном и пальцем производится с предварительным нагревом поршня до 55° С.

Непараллельность осей головок шатуна не более 0,07 мм на длине 100 мм и отклонение осей от их положения в одной плоскости не более 0,1 мм на длине 100 мм. Нецилиндричность отверстия шатуна под вкладыш шатунной шейки коленчатого вала не более 0,08 мм.

Вкладыши изготовляют из двухслойной сталебаббитовой ленты толщиной 1,75 мм. Ремонтные вкладыши имеют толщину, увеличенную на 0,15 и 0,3 мм. Нецилиндричность шатунных шеек коленчатого вала не более 0,01 мм. Непараллельность образующих шатунных шеек при установке коленчатого вала на коренные шейки с учетом нецилиндричности коренных и шатунных шеек должна быть не более 0,02 мм. Непараллельность верхней плоскости картера, на которую устанавливают блок цилиндров, относительно оси отверстий под подшипники не более 0,03 мм на длине 100 мм, неплоскостность этой плоскости не более 0,05 мм. Неплоскостность торца головки компрессора, прилегающего к блоку цилиндров, не более 0,15 мм, чистота поверхности V6.

Герметичность нагнетательной полости головки компрессора проверяется сжатым воздухом под давлением 15 кгс/см2; герметичность полости водяной рубашки головки --* под давлением 4 кгс/см2.

После сборки все компрессоры подвергают тщательному контролю. При этом проверяют работу разгрузочного устройства, нет ли течи масла, перегрева подшипников и чрезмерного шума при работе (стук поршней, пальцев, вибрация клапанов), производительность (соответствие эталонному графику), выброс масла со сжатым воздухом, герметичность выпускных клапанов.

Крутящий момент, необходимый для проворачивания коленчатого вала, не должен превышать 0,8 кгс-м. Плунжеры разгрузочного устройства должны перемещаться в своих гнездах свободно, без заедания при действии усилия не более 0,5 кгс.

У комбинированного тормозного крана регулируют на специальном стенде растормаживающее давление секции прицепа (в пределах 4,8--5,3 кгс/см2). Регулировку производят путем затягивания или ослабления следящей пружины. Регулируют также предварительное натяжение следящей пружины секции тягача. Добавляя или удаляя прокладки, регулируют ход впускных клапанов в пределах 2,5--3 мм. На стенде определяют статическую характеристику (рис. 97) тормозного крана. Кроме того, проверяют герметичность его уплотнений и деталей, обмазывая возможные места утечки воздуха мыльной эмульсией. Таким же образом проверяют герметичность тормозных камер, разобщительного крана и соединительной головки. Все эти узлы подвергаются проверке на работоспособность.

Негерметичность сварных ресиверов тормозной системы обнаруживают с помощью воды под давлением 12 кгс/см2, а трубопроводов (сварных) -- с помощью сжатого воздуха под давлением 4 кгс/см2 после их гибки.

Вся пневматическая система привода тормозов проходит проверку на автомобиле. Проверяют давление воздуха в ресиверах и пределы работы регулятора давления, следящее действие привода, т. е. соответствие давления в тормозных камерах ходу педали тормоза и усилию на педали, которое не должно превышать 30 кгс. При полном ходе педаль не должна доходить до пола кабины на 10--30 мм, а свободный ход педали должен быть не более 60 мм. Проверяют также герметичность всей пневматической системы; падение давления в течение 15 мин не должно превышать 0,5 кгс/см2.

Регулируют ход штоков тормозных камер, который для переднего тормоза составляет 25 мм, а для заднего -- 30 мм. Давление воздуха, подаваемого в соединительную головку, должно быть в пределах 4,8--5,3 кгс/см2.

Для обеспечения герметичности пневматической системы конические резьбовые соединения допускается уплотнять резиловой смолой № 80 (МХП 1856--48).

В табл. 63 приведены материалы, применяемые для изготовления деталей тормозной системы, а в табл. 64 -- основные размеры наиболее ответственных деталей.

5.Расчет эффективности тормозов автомобиля ЗИЛ-130

Основными показателями, характеризующими эффективность и совершенство тормозной системы, являются замедление и тормозной путь, измеренные при резком так называемом аварийном торможении автомобиля.

В транспортном законодательстве разных стран приняты различные нормы, регламентирующие замедление и тормозной путь для автомобилей разных типов. Кроме того, существуют нормы на эффективность тормозных систем, рекомендуемые автомобильным подкомитетом ЕЭК ООН.

В табл. 65 приведены нормы разных стран для грузовых автомобилей и автопоездов (для класса автомобилей, к которому относятся семейство автомобилей ЗИЛ-130). Эти нормы предписывают допускаемый минимум эффективности тормозной системы. Практически все автомобили и автопоезда, выпускаемые в этих странах, снабжены тормозными системами, эффективность которых превышает приведенные нормы на 20--50%. Это обстоятельство, а также возможное в дальнейшем ужесточение норм следует учитывать при проектировании тормозной системы нового автомобиля.

Определить тормозной путь будущего автомобиля расчетным путем весьма затруднительно. Зависимость же между тормозным моментом и замедлением известна. Таким образом, задаваясь необходимой величиной замедления, можно рассчитать тормозной момент, обеспечивающий такое замедление.

Из табл. 65 следует, что среднее замедление для рабочего тормоза колеблется в пределах 4,0--4,5 м/с2. Ужесточив эту норму на 50%, получим замедление 6,0--6,75 м/с2. Автомобиль с тормозами, обусловливающими такое замедление, будет соответствовать любой из приведенных в табл. 65 норм и сможет успешно конкурировать по эффективности тормозной системы с зарубежными автомобилями.

Параметры автомобилей и автопоездов, необходимые для расчета эффективности тормозной системы, приведены в табл. 66 и 67.

Принимая замедление, которое должны обеспечивать рабочие тормоза = 6 м/с2, можно определить требуемый для этого суммарный тормозной момент всех колесных тормозов автомобиля или автопоезда (в кгс-м)

Наличие сжимающих сил в сцепке может нарушить продольную устойчивость автопоезда и привести к его складыванию, вследствие чего возможна авария. Силы растяжения в сцепке не вызывают складывания автопоезда.

Ниже приведены определенные по формуле (14) тормозные моменты, обусловливающие замедление 6 м/с2 для разных модификаций автомобиля ЗИЛ-130, прицепов и автопоездов (в кгс-м):

Автомобиль ЗИЛ-130 ........................3210

Прицеп к автомобилю ЗИЛ-130 ..............2450

Автопоезд с тягачом ЗИЛ-130 ................5660

Автопоезд с седельным тягачом ЗИЛ-130В1 5690

Автомобиль ЗИЛ-130Г...........3310

Прицеп к автомобилю ЗИЛ-130Г............2450

Автопоезд с тягачом ЗИЛ-130Г..............5760

Автомобиль-самосвал ЗИЛ-ММЗ-555 ..........2850

Прицеп к автомобилю-самосвалу ЗИЛ-ММЗ-555 2300 Самосвальный автопоезд...........5100

Далее необходимо распределить суммарный тормозной момент по осям автомобиля в зависимости от возможностей реализации его.

На рис. 98 показаны силы, действующие на автомобиль при торможении (без учета сил сопротивления воздуха и сопротивления качению).

Расчетные параметры эффективности тормозной системы семейства грузовых автомобилей ЗИЛ-130 приведены в табл. 72.

Как следует из табл. 72, замедления у автомобилей ЗИЛ-130, ЗИЛ-130Г и ЗИЛ-ММЗ-555 близки к заданному, а у тягачей ЗИЛ-130В1 несколько меньше, однако в допустимой степени и не приведут к значительному увеличению тормозного пути. Применение одинаковых тормозных механизмов и одинаковых тормозных камер на автомобилях одного семейства очень важно для унификации деталей как в производстве, так и в эксплуатации.

До недавнего времени единственным критерием эффективности тормозных систем автомобилей служил тормозной путь автомобиля при резком (аварийном) торможении со скорости 30 км/ч. Однако с увеличением массы автомобилей, скоростей движения, плотности транспортного потока на дорогах и распространения автопоездов одной этой характеристики для контроля эффективности тормозных систем стало недостаточно. В разных странах разрабатываются и действуют свои, нередко отличающиеся друг от друга нормы эффективности тормозных систем автомобилей и автомобильных поездов. В международном масштабе вопросами нормирования эффективности тормозов занимаются Автомобильный Комитет (ТС-22) Международной Организации по Стандартизации (ISO) и Комитет по внутреннему транспорту ЕЭК ООН. В рекомендациях и предписаниях этих организаций определены виды испытаний тормозных систем грузовых автомобилей и условия, при которых они должны проводиться.

Эффективность тормозного устройства определяется путем измерения тормозного пути или времени срабатывания тормозного устройства и среднего замедления автомобиля или автопоезда.

Испытание типа 0 -- обыкновенное испытание на эффективность торможения на горизонтальном участке дороги, заключающееся в определении тормозного пути и замедления при резком интенсивном торможении с заданной скорости. Тормоза транспортного средства должны быть «холодными» (температура наружной поверхности тормозного барабана пли диска менее 100°С), а транспортное средство должно быть нагружено так, чтобы распределение нагрузки на его оси соответствовало техническим условиям; передача в коробке передач выключена.

Испытание повторяют на порожнем транспортном средстве, иа котором находится только водитель и иногда испытатель.

Испытание типа 0 проводят также с включенной передачей при нескольких скоростях движения. При этом самая низкая и самая высокая скорости равны соответственно 30 и 80% максимальной скорости транспортного средства.

Испытание типа I - испытание на потерю эффективности тормозов в результате их нагрева после многократных повторных торможений или одного длительного. Транспортное средство испытывается в груженом состоянии.

а. При многократных торможениях условия испытаний для грузовых автомобилей общим весом 3,5--12 тс следующие: скорость в начале каждого торможения равна 80% максимальной скорости, но не более 60 км/ч; скорость в конце каждого торможения составляет 50% скорости в начале торможения; время, прошедшее от начала одного торможения до начала следующего торможения (продолжительность одного цикла), 60 с; количество торможений (циклов) равно 20.

При этих испытаниях интенсивность торможений должна быть такой, чтобы при первом торможении достигалось замедление 3 м/с2. При всех последующих торможениях давление на привод (педаль тормоза) должно быть таким же, как и при первом торможении. Во время торможений включена высшая (но не ускоряющая) передача в коробке передач.

б. При непрерывном торможении испытания производятся

таким образом, чтобы количество поглощаемой тормозами энер-гии было равно количеству энергии, выделяемой ими за тот же промежуток времени, который необходим для прохождения груженым транспортным средством расстояния 1,7 км с постоянной скоростью 40 км/ч по дороге с уклоном 7% (по спуску).

В конце испытаний обоих видов (при нагревшихся тормозах) определяют эффективность рабочею тормоза (по условиям испытания типа 0 с выключенной передачей). Эта остаточная эффективность не должна быть ниже 80% предписанной эффективности и не ниже 60% величины, полученной в действительности для этого транспортного средства при испытании типа 0 с выключенной передачей. Таким образом, контрольный тормозной путь, полученный при испытании типа I:

Испытания типа II -- испытания на потерю эффективности тормозов в результате торможения при затяжном спуске.

Испытания груженых транспортных средств должны производиться таким образом, чтобы количество поглощаемой тормозами энергии было равно количеству энергии, выделяемой за тот же промежуток времени, который необходим для прохождения груженым транспортным средством расстояния 6 км со средней скоростью 30 км/ч по дороге с уклоном 6%. Допускается использование тормоза-замедлителя, если транспортное средство обо-рудовано им. Должна быть включена такая передача, при которой частота вращения коленчатого вала двигателя не превышает максимальной величины, предписанной техническими условиями.

В конце испытания в тех же условиях, в которых было произведено испытание типа 0 с выключенной передачей, измеряют остаточную эффективность рабочего тормоза. Она не долж-на быть ниже 75% эффективности, предписанной для испытания типа 0 с выключенной передачей.

В табл. 73 приведены нормы эффективности рабочих тормозных систем, предписываемые правилами № 13 ЕЭК ООН. При разработке методики и программ испытаний тормозных систем завод им. И. А. Лихачева ориентировался на эти нормы *.

Для проведения испытаний типа 1а на автомобиле ЗИЛ-130 с прицепом требуется достаточно ровный, без уклонов и подъемов, без крутых поворотов и без интенсивного движения транспорта участок дороги длиной около 30 км. Найти такой участок не удалось. Поэтому было решено проводить испытания способом непрерывного торможения на спуске. Для испытаний типа 16 и II был выбран участок дороги, имеющий средний уклон 6,2% и переходящий далее в участок дороги с уклоном 3%.

Для того чтобы тормоза испытуемого автомобиля или автопоезда на данном реальном спуске поглотили и рассеяли то же количество энергии, что и в заданных Правилами условиях, необходимо выдержать предписанную протяженность спуска, скорость движения и силу, движущую автомобиль по этому спуску. Обеспечение предписанных скорости и длины спуска на выбранном участке дороги затруднений не представляет. Сила, необходимая для движения автомобиля, может быть получена изменением его веса пропорционально отношению предписанного уклона к уклону реального участка дороги.

Так как при испытаниях 16 контрольное торможение после спуска будет проходить не на горизонтальном участке, а на дороге с уклоном 3% и при этом вес автомобиля будет больше предписанного, то уменьшится замедление и увеличится тормозной путь. Поэтому потребуется корректировка полученных результатов контрольного торможения. В общем виде выражение расстояния, соответствующего тормозному пути на горизонтальном участке (в м), имеет вид.

Практическая проверка корректировочных формул путем сопоставления тормозных путей и замедлений, замеренных при торможении холодными тормозами на горизонтальном участке дороги н на участках с различным уклоном, показала, что ошибка составляет не более 1,5%. Таким образом, очевидно, что выбранные участки дороги могут быть использованы для проведения испытаний типа I и II.

Тормозной путь автомобиля ЗИЛ-130 при испытании типа 0 составлял 24 м (при норме 29,2 м).

При испытании типа I тормозной путь автомобиля ЗИЛ-130, скорректированный по формуле (24), составляет 35,6 м, тогда как в соответствии с предписаниями он не должен превышать: по формуле (22)

Полученные результаты свидетельствуют о том, что эффективность тормозной системы автомобиля ЗИЛ-130 достаточна и удовлетворяет международным нормам.

6.Доводка конструкции тормозной системы автомобиля ЗИЛ-130 и пути ее совершенствования

Первоначально грузоподъемность автомобиля ЗИЛ-130 была определена в 4 т. В соответствии с этим конструкция тормоза заднего колеса была аналогична конструкции тормоза переднего колеса. Опорные оси колодок и опора вала разжимного кулака крепились на штампованном из стального листа щите. Тормозные колодки отливались из чугуна. Фрикционные накладки приклепывались четырьмя алюминиевыми заклепками, высота головок которых была больше, чем у применяемых в настоящее время латунных заклепок. Ширина накладок составляла 100 мм. Между разжимным кулаком и концами тормозных колодок ролики не устанавливались.

В дальнейшем грузоподъемность автомобиля ЗИЛ-130 была повышена. В связи с этим потребовалось увеличение мощности и износостойкости колесных тормозных механизмов и в первую очередь механизмов задних колес.

Принятая в настоящее время конструкция тормоза заднего колеса описана выше и показана на рис. 84.

Вследствие конструктивных изменений тормозного механизма задних колес повысился к. п. д. механизма разжима колодок, увеличился на 10--12% развиваемый тормозом момент и в 2 раза возросла износостойкость тормозных накладок.

В связи с увеличением мощности тормозных механизмов задней оси необходимо было пересмотреть крепление суппорта 6 (рис. 84) тормоза к балке заднего моста. Сначала суппорт крепился к балке восемью заклепками диаметром 12 мм. При повышении тормозного момента и неблагоприятных условиях работы заклепок (динамические ударные нагрузки на колесо, резкое ударное нарастание тормозного момента, ослабление затяжки подшипников ступицы колеса) в заклепках могут возникнуть напряжения свыше 60 кгс/см2, которые приводят к их разрушению. В настоящее время соединение уснлено -- оно собирается на шестнадцати заклепках диаметром 12 мм.

Учитывая опыт эксплуатации и возможность улучшения технологичности конструкции был изменен способ натяжения ремня привода компрессора. Первоначально оно регулировалось путем изменения ширины клиновидного ручья на шкиве компрессора. Этот шкив изготовлялся из двух штампованных половин, которые могли перемещаться одна относительно другой по соприкасающимся наклонным винтовым поверхностям. Однако сложность изготовления штампов для этих деталей очень затрудняла точное соблюдение регулировочных размеров. Другой вариант конструкции предусматривал соединение половин шкива с помощью резьбы с последующей фиксацией их стопорным болтом. Такой способ регулировки натяжения ремня привода оказался очень трудоемким и ненадежным. В окончательном варианте был применен кронштейн для крепления компрессора к двигателю, позволяющий перемещать весь компрессор относительно шкива двигателя и изменять тем самым натяжение ремня привода. Этот вариант оказался наиболее удачным и приемлемым в отношении технологии изготовления и удобства регулировки.

С самого начала испытаний была выявлена низкая стойкость О-образных колец уплотнения плунжеров разгрузочного устройства компрессора. Эти кольца, изготовлявшиеся из резины ИРП-1005, очень быстро (после пробега 10--12 тыс. км) разрушались. В результате этого не работало разгрузочное устройство и выходил из строя регулятор давления. После длительных экспериментальных исследований удалось устранить этот дефект путем замены резины ИРП-1005 резиной ИРП-1345, которая не разрушается при повышенной температуре (100--130°С). Кольца из этой резины выдерживают пробег 100--120 тыс. км.

По мере накопления опыта эксплуатации, а также в результате специально проведенной экспериментально-исследовательской работы выяснилось, что тормозная система прицепов была недостаточно приспособлена для совместной работы с системой тормозов автомобилей-тягачей ЗИЛ-130. Из-за низкой чувствительности воздухораспределительного клапана, установленного на прицепах, тормоза прицепа при неполном торможении были недостаточно эффективны. Тормоза тягача, а особенно его задней оси в результате этого работали с большой перегрузкой и быстро выходили из строя. Помимо этого плохое торможение прицепа нарушало устойчивость автопоезда и могло привести к аварии. Для устранения указанного недостатка была изменена конструкция тормозного крана и увеличена степень опережения (по статической характеристике, см. рис. 97) секции прицепа относительно секции тягача. Если в первоначальном варианте секция тягача вступала в работу после падения давления в секции прицепа на 0,2--0,3 кгс/см2, то в модернизированном тормозном кране опережение составляет 1,0--1,2 кгс/см2. Это достигнуто путем изменения соотношения плеч рычагов 4 и 27 (см. рис. 91) тормозного крана, а также соотношения жесткости пружин 5 и 25 и увеличения жесткости возвратной пружины диафрагмы секции тягача.

В дальнейшем выявился еще один недостаток тормозного крана: вибрация следящего элемента в диапазоне звуковых частот колебаний, вызывавшая появление побочного звукового эффекта (рёва) при работе тормозного крана. Чтобы устранить этот звуковой эффект, в крышках 18 тормозного крана была сделана перегородка с калиброванным отверстием диаметром 1,5 мм и введено уплотнительное кольцо 11, препятствующие резкому ударному воздействию сжатого воздуха на следящую диафрагму тормозного крана, вызывавшему звуковые колебания диафрагмы со следящей пружиной.

Необходимость улучшения тормозных систем существующих автомобилей является актуальной задачей. Особенно это касается тормозных приводов автопоездов, так как степень совершенства привода существенно влияет на устойчивость автопоезда при торможении.

При торможении автопоезда весьма важна правильная последовательность вступления в действие тормозных механизмов прицепа и автомобиля-тягача, а также интенсивность их затормаживания. Во избежание возникновения в шарнирных звеньях сцепки сил. вызывающих сжатие и, как следствие, складывание автопоезда, желательно, чтобы тормоза прицепов срабатывали быстрее тормозов тягача и тормозили бы прицеп несколько интенсивнее, чем тормозится тягач.

Решение этих задач в значительной степени зависит от совершенства привода тормозов. Для автопоездов большое значение имеет тли системы пневматического привода тормозов и быстрота его срабатывания.

В настоящее время известны две принципиально различные системы пневматического привода тормозов автопоездов -- однопроводная и двухпроводная (рис. 1).



Рис. 1. Принципиальные схемы пневматического привода тормозов автопоезда: а -- двухпроводная система; б -- однопроводная система; 1 -- компрессор; 2 -- регулятор давления; 3 -- предохранительный клапан; 4 -- ресивер тягача; 5 -- выключатель защитного клапана; 6 -- ускорительно-аварийный клапан; 7 -- ресивер прицепа; 8 -- манометр; 9 -- двухсекционный тормозной кран; 10 -- тормозная камера тягача; 11 -- защитный клапан тягача; 12 -- соединительные головки; 13 -- тормозные камеры прицепа; 14 -- двухсекционный комбинированный тормозной кран; 15 -- разобщительный кран; 16 -- воздухораспределительный клапан прицепа

Однопроводная система имеет распространение в СССР, Польше, Венгрии, Болгарии, ГДР, отчасти в Чехословакии и ФРГ. Двухпроводная система применяется практически во всех остальных странах Европы, Америки, Азии и в Астралин и начинает распространяться в Чехословакии, Венгрии, Польше и

ФРГ. Рекомендациями ISO и правилами ЕЭК ООН двухпроводная система принята в качестве международной.

Однопроводная система имеет только одну соединительную магистраль между тягачом и прицепом. Подача командного импульса на торможение прицепа осуществляется путем выпуска сжатого воздуха из соединительной магистрали (таким образом на время торможения питание ресиверов прицепа прерывается). Давление сжатого воздуха в ресиверах прицепа (4,8-- 5,3 кгс/см2) меньше, чем давление в ресиверах тягача (6--8 кгс/см2). Такой перепад давления необходим для того, чтобы в случае повышенного расхода воздуха на тягаче не происходило самопроизвольного затормаживания прицепа. Однако этот перепад ухудшает чувствительность системы, синхронность торможения тягача и прицепа и увеличивает время срабатывания тормозного привода прицепа. При однопроводной системе, особенно при частых повторных торможениях, всегда существует опасность самопроизвольного затормаживания прицепа или неполного его растормаживания.

Рис. 2. Принципиальная схема комбинированного пневматического привода тормозов автомобиля-тягача: 1 -- компрессор; 2 -- автоматическое устройство для удаления конденсата; 3 -- регулятор давления с предохранительным клапаном; 4 -- ограничительный клапан; 5 -- выключатель моторного тормоза-замедлителя; 6 -- выключатель сигнала торможения; 7 -- рабочий цилиндр привода моторного тормоза; 8 -- рабочий цилиндр выключения подачи топлива; 9 -- двухмагистральный защитный клапан; 10 -- клапан слива конденсата; II -- ресивер стояночного и запасного тормозов; 12 -- ресивер аварийного растормаживания; 13 -- ресивер тормозов задней и средней осей; 14 -- ресивер тормозов передней оси; /5 -- датчик падения давления; 16 -- клапан аварийного растормажива-ння; 17 -- тормозной кран (ручной) стояночного и запасного тормозов; 18 -- двухстрелочный манометр; 19 -- двухсекционный тормозной кран; 20 -- передние тормозные камеры; 21 -- ограничительный клапан; 22 -- контрольный штуцер; 23 -- клапан автоматического регулятора тормозных сил; 24 -- ускорительный клапан; 25 -- тормозные камеры {с пружинным тормозом) задней и средней осей; 26 -- двухмагнстральнын клапан; 27 -- инверсионный клапан; 28 -- клапан управления тормозами прицепа; 29 -- разобщительный кран; 30 -- соединительная головка однопроводной системы; 3{ -- соединительные головки двухпроводной системы

Двухпроводная система имеет две соединительные магистрали между тягачом и прицепом. Одна магистраль является питающей и постоянно находится под давлением. Давление в ресиверах тягача и прицепа одинаковое (6--8 кгс/см2). Другая магистраль -- командная и служит только для управления торможением прицепа.

Сравнение однопроводной и двухпроводной систем проводилось исследователями Чехословакии, ФРГ и специалистами ISO. В результате было установлено, что двухпроводная система функционально лучше, чем однопроводная, и имеет более широкие возможности для дальнейшего совершенствования. Подобные работы производились и на заводе им. И. А. Лихачева.

Для обеспечения возможности взаимодействия автомобилей* оборудованных двухпроводной системой, с прицепами, имеющими однопроводную систему, на какое-то время необходимо будет оборудовать эти автомобили так называемой комбинированной системой привода, включающей в себя как однопроводную* так и двухпроводную системы. На рис. 107 показана принципиальная схема подобного пневматического комбинированного тормозного привода трехосного автомобиля-тягача.

Совершенствование и повышение надежности всей тормозной системы, включая и тормозные механизмы, влечет за собой существенное усложнение пневматического привода; это видно из сравнения схем на рис. 107 и 106.

Тормозной привод, выполненный по схеме на рис. 107, обеспечивает приведение в действие следующих систем: рабочего тормоза с двумя раздельными контурами для передней и двух задних осей; запасного и стояночного тормозов с использованием пружинных тормозных цилиндров; торможения прицепа (с помощью инверсионного клапана, связанного с каждой из названных выше систем); моторного тормоза-замедлителя.

В контуре, управляющем торможением задних осей, установлен специальный клапан, автоматически, в зависимости от нагрузки на эти оси, регулирующий давление сжатого воздуха, подводимого к тормозным камерам, и, следовательно, тормозные моменты, развиваемые тормозами этих осей.

В связи с таким усложнением схемы возникла необходимость увеличения количества ресиверов, разделения контуров защитными клапанами, обеспечивающими работоспособность каждого контура при выходе из строя любого из них, а также применения специальных сигнализирующих устройств, предупреждающих водителя о недостаточности давления воздуха в каждом из контуров.



Приложение

тормозной колесо привод

Рис.3



Рис.4

Рис.5



Рис.6

Размещено на Allbest.ru

...