Зниження швидкості руху та зупинку автомобіля забезпечує робоча гальмівна система, утримання автомобіля на місці при стоянках – стоянкова.
Автомобіль обладнаний двома гальмівними системами: робочою та стоянковою. У разі пошкодження робочої системи зупинку автомобіля здійснює справна частина (контур гальмівного приводу передніх або задніх колісних гальм) робочої гальмівної системи Кожна гальмівна система складається з гальмівних механізмів (гальм) та гальмівного приводу.
Робоча гальмівна система
Робоча гальмівна система діє на всі колеса автомобіля і наводиться від педалі (Мал. 45) при натисканні на неї ногою. Робоча гальмівна система включає передні 1 та задні 12 гальмівні механізми та гідравлічний двоконтурний привід: первинний 4 (передніх гальм) та вторинний 5 (задніх гальм).
Мал. 45. Схема гальмівних систем:
1 – передній гальмівний механізм; 2 - гальмівний бачок: 3 - головний гальмівний циліндр; 4 – первинний контур; 5 – вторинний контур; 6 - вакуумний підсилювач: 7 - гальмівна педаль; 8 - важіль гальма стоянки; 9 - передній трос гальма стоянки; 10 - напрямна заднього троса; 11 - задній трос гальма стоянки; 12 - задній гальмівний механізм; 13 – важіль регулятора тиску; 14 – регулятор тиску.
Передні гальмівні механізми (Мал. 46) дискові. Вони розташовані у передніх колесах автомобіля. Деталі, що обертаються і труться, гальмівних механізмів є гальмівні диски.
Мал. 46. Передній гальмівний механізм:
а - у зборі; б – деталі;
1 - блок гальмівних циліндрів; 2 – гальмівні колодки; 3 - притискний важіль супорта; 4 – гальмівний щит; 5 - вісь притискного важеля; 6 - напрямна гальмівних колодок; 7 - супорт гальма; 8 - шпилька кріплення колеса та гальмівного диска; 9 - маточина колеса; 10 – гальмівний диск; 11 – захисний кожух супорта; 12 – поршень; 13 - напрямні скоси; 14 - пружина притискного важеля; 15 – захисний ковпачок; 16 - гумове кільце ущільнювача.
Чавунний гальмівний диск 10 прикріплений шпильками 8 до маточини 9 переднього колеса. З передньої сторони по ходу руху автомобіля гальмівний диск охоплюється супортом 7, що являє собою П-подібну скобу з спрямовуючими скосами 13, які затиснуті між направляючою 6 гальмівних колодок і притискними важелями 3, також мають напрямні скоси. Таке кріплення супорта забезпечує при гальмуванні переміщення його по спрямовуючим скосам важелів 3 і направляючої 6. Супорт має захисний кожух.
У напрямній 6, прикріпленої до поворотного кулака, розміщені гальмівні колодки 2 з фрикційними накладками. За допомогою осей 5 до направляючої гальмівних колодок шарнірно приєднані два притискних важеля 3 супорта. У супорті 7 гальма запресований блок гальмівних циліндрів 1. У блоці є три циліндри, з яких середній і нижній з'єднані між собою каналом і пов'язані з контуром передніх приводів гальм, а верхній циліндр пов'язаний з контуром приводу задніх гальм. У кожному циліндрі встановлений поршень 12 і в канавці циліндра - гумове кільце ущільнювача 16. Це кільце не тільки ущільнює поршень в циліндрі, але і забезпечує за рахунок своєї пружності відведення поршня від колодки після гальмування. Таким чином, гумові кільця ущільнювачів 16 забезпечують автоматичне регулювання зазору між гальмівним диском і гальмівними колодками. Поршні всіх циліндрів стикаються з внутрішньою гальмівною колодкою і з її боку закриті захисними гумовими ковпачками 15. З внутрішньої сторони передній гальмівний механізм закритий гальмівним щитом 4.
При гальмуванні під дією тиску рідини в гідравлічному приводі поршні переміщають внутрішню гальмівну колодку щодо напрямної 6 і супорта 7 і притискають її до гальмівного диска 10. Одночасно під дією тиску рідини переміщається блок циліндрів 1 разом з супортом 7 по скосам направляючої 6. При цьому супорт переміщає зовнішню гальмівну колодку щодо напрямної 6 і притискає її до гальмівного диска. Обидві гальмівні колодки притискаються до гальмівного диска з однаковим зусиллям, оскільки тиск рідини на поршні та днище блоку циліндрів однаково.
Після припинення гальмування тиск рідини на поршні та днище блоку циліндрів різко падає. За рахунок пружності гумових кілець поршні 16 відводяться від внутрішньої гальмівної колодки, яка при цьому відходить від гальмівного диска через його биття. Одночасно зовнішня гальмівна колодка разом із супортом 7 також відходить від гальмівного диска внаслідок його биття.
При зносі фрикційних накладок гальмівних колодок збільшується проміжок між накладками і гальмівним диском. При гальмуванні під дією тиску рідини поршні перемістяться щодо ущільнювальних кілець 16 і займуть нове положення в циліндрах, чим компенсуватиме знос фрикційних накладок. Після припинення гальмування гальмівні колодки відходитимуть від гальмівного диска на одну і ту ж величину, що визначається деформацією гумових кілець 16. Таким чином, автоматично підтримується постійний зазор між гальмівними колодками і диском. У зв'язку з цим під час експлуатації зазор між колодками та диском переднього гальмівного механізму не потребує регулювання.
При гальмуванні гальмівні колодки діють відносно малу частину поверхні гальмівного диска, залишаючи відкритої велику її частину, яка ефективно обдувається повітрям. Внаслідок цього відбувається дуже швидке охолодження гальмівного диска, що забезпечує високу ефективність гальмівного механізму навіть при частих гальмуваннях на великих швидкостях.
Задні гальмівні механізми (Мал. 47) барабанні, колодкові. Вони розміщені у задніх колесах автомобіля. Деталі, що обертаються, гальмівних механізмів є гальмівні барабани, що труться - гальмівні колодки, які при гальмуванні самовстановлюються щодо гальмівного барабана, що забезпечує найбільший гальмівний ефект і більш рівномірне знос фрикційних накладок.
Мал. 47. Задній гальмівний механізм:
1, 9 - нижня та верхня стяжні пружини; 2 - трос гальма стоянки; 3 - стопорна стійка колодки; 4 - гальмівна колодка; 5 - розтискний важіль; 6 - гальмівний щит; 7 - болт кріплення гальмівного щита; 8 - гальмівний циліндр; 10 - розпірна планка; 11 - регулювальний ексцентрик; 12 - опора колодок.
Сталевий штампований гальмівний щит 6 кріпиться болтами до фланця балки заднього моста. У нижній частині гальмівного щита встановлена опора 12, яку упираються нижніми кінцями гальмівні колодки 4 з фрикційними накладками. Верхні кінці колодок стикаються з поршнями колісного гальмівного циліндра 8. Нижні та верхні кінці гальмівних колодок стягуються пружинами 1 і 9. Бічний зсув колодок обмежується стійками 8 з пружинами, які притискають колодки до гальмівного щита. Таке кріплення гальмівних колодок на гальмівному щиті дозволяє їм вільно самовстановлюватися щодо гальмівного барабана під час гальмування. Гальмівні колодки своїми ребрами упираються в ексцентрики 11, закріплені на щиті гальмівному. За допомогою цих ексцентриків регулюється зазор між колодками та гальмівним барабаном. Гальмівний барабан кріпиться болтами до фланця півосі.
При гальмуванні під впливом тиску рідини в гальмівному приводі поршні колісного гальмівного циліндра притискають колодки до гальмівного барабана. При цьому стяжна пружина 9 колодок розтягується. Після припинення гальмування тиск рідини на поршні різко падає, і під дією пружини колодки 9 відходять від гальмівного барабана до упору в регулювальні ексцентрики 11.
Задні гальмівні механізми, будучи елементами робочої гальмівної системи, виконують одночасно функції гальмівних механізмів гальмівної системи стоянки. З цією метою вони обладнані додатковими пристроями, до яких відносяться: важіль розтискний 5, закріплений на осі на задній гальмівній колодці, і розпірна планка 10, встановлена між розтискними важелем і передньою гальмівною колодкою. При використанні гальмівної системи стоянки нижній кінець розтискного важеля 5 під дією троса 2 переміщається до передньої гальмівної колодки. При цьому розтискний важіль, повертаючись навколо осі, через розпірну планку 10 спочатку притискає передню колодку гальмівну до гальмівного барабана, а потім задню.
Гальмівний привід призначений для керування гальмівними механізмами. Робоча гальмівна система автомобіля має гідравлічний двоконтурний привід. У гідравлічному привід автомобіля (див. рис. 45) входять: гальмівна педаль 7, вакуумний підсилювач 6, головний гальмівний циліндр 3, гальмівні циліндри передніх 1 і 12 задніх гальмівних механізмів, трубопроводи первинного 4 і вторинного 5 контурів, гальмівний бачок 2 і регулятор тиску 14 задніх гальм.
Вакуумний підсилювач (Мал. 48) зменшує зусилля, що додається до гальмівної педалі при гальмуванні, та полегшує роботу водія. Підсилюючий ефект вакуумного підсилювача заснований на використанні розрідження у впускному трубопроводі двигуна, що працює.
Мал. 48. Вакуумний підсилювач гальм:
1 - фланець наконечника; 2 – корпус; 3 – легкий; 4 – кришка; 5 – поршень; 6 – болт кріплення підсилювача; 7 - дистанційне кільце; 8, 10, 11 - опорні чашки; 9, 30 – клапани; 12 – захисний чохол; 13 - обойма чохла; 14 – штовхач; 15 – повітряний фільтр; 16, 17, 24 - пружини; 18 - ущільнювач; 19 - стопорне кільце; 20 - наполеглива пластина; 21 - буфер; 22 – корпус клапана; 23 - діафрагма; 25 - ущільнювач штока; 26 - болт кріплення головного гальмівного циліндра; 27 - обойма ущільнювача; 28 - регулювальний болт; 29 - наконечник; I – вакуумна порожнина; II – атмосферна порожнина; III, IV – з'єднувальні канали.
Гумова діафрагма 23, встановлена між корпусом 2 і кришкою 4, поділяє вакуумний підсилювач на дві порожнини: вакуумну І та атмосферну II. Вакуумна порожнина з'єднана з впускним трубопрободом двигуна шлангом, в наконечнику 29 якого розташований клапан 30. При працюючому двигуні і відпущеної гальмівної педалі тиск у вакуумній і атмосферній порожнинах підсилювача однаковий, так як розрідження з впускного трубопроводу двигуна через шланг і наконечник 29 з неї порожнину II через канал III, зазор між клапаном 9, його сідлом на корпусі 22 і через канал IV. При гальмуванні штовхач 14 переміщає поршень 5 всередину корпусу підсилювача 2, а рухома частина клапана 9 пружиною 17 притискається до сідла на корпусі 22 і роз'єднує вакуумну I і атмосферну II порожнини. При подальшому переміщенні штовхача 14 поршень 5 відходить від клапана 9, і через зазор, що утворився, канал IV і повітряний фільтр 15 в порожнину II надходить повітря. І тут порожнини I зберігається розрідження, а порожнини II встановлюється атмосферний тиск. Різниця тисків у порожнинах підсилювача створює додаткову силу, яка спільно з силою натискання водієм на педаль гальм переміщає корпус 22 клапана з діафрагмою 23. При цьому через буфер 21 переміщається шток 3, який впливає на поршні головного гальмівного циліндра. При припиненні натискання на гальмівну педаль і зупинки її в загальмованому положенні корпус 22 разом з притиснутим до нього клапаном 9 під дією різниці тисків у порожнинах I і II будуть переміщатися, поки клапан 9 не упрється в торець поршня, що зупинився 5. Надходження повітря в порожнину II в цьому випадку припиниться, і корпус 22 займе певне положення. Якщо в цьому положенні відпустити гальмівну педаль, поршень 5 відсуне клапан 9 від корпусу 22, тиск у порожнині II зменшиться і під дією пружини 24 корпус 22 переміститься до зіткнення з клапаном 9.
При аварійному гальмуванні, коли прикладається велика сила до гальмівної педалі, між поршнем 5 і клапаном 9 зазор зберігається, повітря продовжує надходити в порожнину II підсилювача. Після припинення гальмування, коли гальмівна педаль буде відпущена, штовхач 14 з поршнем 5 повернуться у вихідне положення під дією зворотної пружини 24. У цьому випадку поршень 5 віджимає клапан 9 від корпусу 22 частина повітря з порожнини II надійде в порожнину I, і тиск в порожнину I порожнинах підсилювача вирівняється. При цьому корпус 22 з діафрагмою 23 і штоком 3 під дією пружини 24 перемістяться до кришки підсилювача 4 і займуть вихідне положення.
Головний гальмівний циліндр (Мал. 49) двокамерний і одночасно приводить у дію контури передніх та задніх гальм. Він кріпиться до вакуумного підсилювача гальм.
Мал. 49. Головний гальмівний циліндр:
1 – пробка; 2, 4, 19 - сполучні отвори; 3 – корпус; 5 - поршень приводу задніх гальм; 6 – шайба; 7 - поршень приводу передніх гальм; 8, 16 - кільця ущільнювачів; 9, 12 - обмежувальні гвинти поршнів; 10, 13, 15 - пружини; 11 – манжета; 14 – тарілка; 17 - зазори; 18 - розпірне кільце; I – камера приводу задніх гальм. II – камера приводу передніх гормонів.
У корпусі циліндра 3 знаходяться поршні 5 і 7, які приводять в дію різні контури гальм і по своєму пристрої незначно відрізняються один від одного. У поршень 7 упирається шток вакуумного підсилювача гальм. Поршні утворюють в циліндрі дві камери I і II, які через отвори 2 з'єднуються трубопроводами з колісними циліндрами гальмівними задніх і передніх гальмівних механізмів. Через отвори 4 головний гальмівний циліндр з'єднаний трубопроводами з бачком гальмівним. При відпущеній гальмівній педалі зворотна пружина 13 переміщує поршень 5 крайнє праве (вихідне) становище. При цьому поршень упирається в обмежувач 12, а поршень 7 під дією пружини 10 упирається в обмежувач 9. Камери I і II відокремлюються одна від одної манжетою 11, одягненою на поршень 5.
У кільцеві канавки поршнів вставлені гумові кільця ущільнювача 16 і розпірні кільця 18. У вихідному положенні пружина 15 притискає кільце ущільнювача до розпірного кільця, внаслідок чого утворюються зазори 17 між кільцем ущільнювача, розпірним. Через ці зазори і отвори 19 камери I і II повідомляються з бачком гальмівним, в результаті чого в контурах приводу передніх і задніх гальм гальмівна рідина не відчуває надлишкового тиску.
При гальмуванні поршень 7 переміщається, кільцевий зазор 17 усувається, і буртик поршня притискається до кільця ущільнювача 16. Після цього рідина з головного гальмівного циліндра витісняється в колісні гальмівні циліндри, і в контурі приводу передніх гальм створюється необхідне. Одночасно з поршнем 7 переміщається поршень 5 збільшуючи тиск рідини в контурі приводу задніх гальм. Тиск рідини, що виникає в камері II, передається через поршень рідини 5, що знаходиться в камері I. Тому при справному стані контурів приводу передніх задніх гальм тиск рідини в обох контурах однаково.
У разі пошкодження контуру приводу передніх гальм і витоку з нього рідини при гальмуванні поршень 7 упирається в поршень 5. В результаті в камері I буде створено тиск рідини, який приведе в дію задні гальмівні механізми. При витоку рідини з контуру приводу задніх гальм при гальмуванні поршень 5 упирається в пробку гальмівного циліндра, внаслідок чого створюється тиск рідини в камері II, що приводить в дію передні гальмівні механізми.
Задній колісний гальмівний циліндр кріпиться на гальмівному щиті заднього гальмівного механізму. У корпусі циліндра є два поршні, між якими встановлена розтискна пружина з опорними чашками. У поршні запресовані упори, пази яких входять верхні кінці гальмівних колодок. У циліндрі поршні ущільнені манжетами. Від забруднення циліндр захищений гумовими чохлами. У корпусі циліндра є два отвори. У нижній отвір вкручений штуцер трубопроводу, що підводить гальмівну рідину в циліндр, а у верхнє - перепускний клапан, призначений для видалення повітря з гальмівного приводу.
Регулятор тиску (Мал. 50) встановлює тиск рідини у приводі задніх гальмівних механізмів залежно від положення кузова автомобіля щодо заднього моста. Регулятор включений у контур приводу задніх гальм та працює як клапан, який автоматично перериває подачу рідини до задніх гальмівних механізмів. Внаслідок цього виключається занесення (юз) задніх коліс та підвищується безпека руху автомобіля.
Мал. 50. Регулятор тиску:
1 – корпус; 2 - ущільнювальне кільце; 3 - обойма; 4 – пружина; 5 – тарілка; 6 – гумовий ущільнювач; 7 – розпірна втулка; 8 – поршень; 9 – прокладка; 10 – пробка; 11 – торсіон приводу регулятора; I, II – порожнини регулятора.
Корпус 1 регулятора тиску жорстко закріплений на кузові автомобіля. У корпусі регулятора знаходиться поршень 5, шток якого спирається на торсіон приводу 11, з'єднаний із заднім мостом автомобіля. У корпусі є втулка 7, між нею та циліндричною головкою поршня утворюється кільцевий зазор. До втулки 7 притиснутий гумовий ущільнювач головки 6 поршня. Пружина 4, надіта на шток поршня, одним кінцем спирається на тарілку 5, а іншим - в гумове кільце 2 ущільнювача. Усередині корпусу регулятора є дві порожнини. Порожнина II з'єднана трубопроводом з головним гальмівним циліндром, а порожнина I - з колісними гальмівними циліндрами задніх гальмівних механізмів.
Регулятор тиску не працює, якщо гальмування автомобіля не провадиться. В цьому випадку поршень 8 під дією торсіону 11 і пружини 4 упирається в корок 10 регулятора. Порожнини I та II повідомляються між собою через зазори між поршнем, втулкою 7 та ущільнювачем 6.
Сила, що діє шток поршня з боку торсіону 11, залежить від взаємного положення кузова автомобіля і заднього моста. Вона збільшується при наближенні кузова до мосту та зменшується при віддаленні його від заднього моста.
При гальмуванні рідина з головного гальмівного циліндра надходить у колісні гальмівні циліндри передніх та задніх гальм. Причому в гальмівні циліндри задніх гальм вона потрапляє через регулятор тиску. У корпусі регулятора гальмівна рідина проходить через порожнину II, зазори між поршнем, ущільнювачем 6, втулкою 7 і через порожнину I. На початку гальмування, коли тиск на невелику рідину, рідина вільно проходить через регулятор, приводячи в дію задні гальмівні механізми. При зростанні тиску рідини, коли спрацьовують гальма, задня частина кузова автомобіля піднімається, і зменшується сила, що діє на шток поршня з боку торсіону 11. Внаслідок різниці тисків на поршень зверху і знизу він опускається до упору ущільнювач 6. У цьому випадку порожнини I і II будуть роз'єднані одна від одної, і надходження гальмівної рідини до задніх гальм припиниться. Причому кожному положенню кузова автомобіля щодо заднього моста відповідатиме певний граничний тиск рідини в задніх гальмівних механізмах.
Отже, кожному значення навантаження на задні колеса автомобіля при гальмуванні відповідає певний гальмівний момент. Це необхідно для зменшення ймовірності занесення задніх коліс при гальмуванні автомобіля.
Наприкінці гальмування, коли задня частина кузова автомобіля опуститься, сила, що діє шток поршня з боку торсіону 11, збільшиться. Поршень регулятора тиску займе своє вихідне положення, і через зазори порожнини I і II, що утворилися, з'єднаються одна з одною, а колісні гальмівні циліндри задніх гальм - з головним гальмівним циліндром.
Стоянкова гальмівна система
Стоянка гальмівна система діє на задні колеса автомобіля і наводиться від важеля зусиллям руки водія.
У стоянкову гальмівну систему входять задні гальмівні механізми та механічний привід.
Механічний привід (Мал. 51) включає: ручний важіль 3, передній трос 2, напрямну 9, задній трос 14, розтискні важелі 13 і розпірні планки 12.
Мал. 51. Механічний привід гальмівної системи стоянки:
1 – чохол; 2 – передній трос; 3 – ручний важіль; 4 – кнопка; 5 – пружина; 6 – тяга; 7 – кронштейн; 8 – важіль; 9 - напрямна заднього троса; 10 - розпірна втулка; 11 - відтяжна пружина; 12 - розпірна планка; 13 - розтискний важіль; 14 – задній трос.
Важіль 3 закріплений шарнірно на кронштейні 7, який встановлений на підлозі кузова автомобіля. При переміщенні важеля вгору зусилля від нього передається через важіль 8, передній трос 2, що направляє 9 і задній трос 14 на важелі розтискні 13 і розпірні планки 12 і від них - на гальмівні колодки задніх гальмівних механізмів. Важіль 3 фіксується в заданому положенні клямкою, яка постійно підтискається до зубчастого сектора пружиною 5 через тягу 6. Звільнення клямки здійснюється натисканням на кнопку 4. Пружина 11 забезпечує повернення переднього і заднього тросів у вихідне положення при відпусканні важеля 3 стоянки.