Устройство и принцип действия гидравлической тормозной системы скутера

Гидравлическая тормозная система

В состав этой системы входят главный цилиндр (закреплен на руле с левой стороны), приводимый в движение рукояткой; суппорт (закреплен на вилке колеса), тормозной диск и шланги. Рассмотрим назначение, устройство и принцип действия всех частей гидравлической тормозной системы, устанавливаемой на китайских четырехтактниках.

Принцип действия

Главный цилиндр используется для создания тормозного усилия, при помощи поршни воздействующего на жидкость тормозной системы. Жидкость передает усилие суппорту, в котором устанавливается один или несколько поршней (см, рис.). Эти поршни выдви­гаются наружу в соответствии с усилием, создаваемым поршнем главного цилиндра, воздействующим на жидкость. Поршни в суп­порте давят на тормозные колодки, которые, в свою очередь, прижимаются к диску для создания необходимого трения. Более под­робно главный цилиндр и суппорт описаны в далее.

Тормозная жидкость

Поскольку жидкость обладает свойством несжимаемости, она используется для передачи усилия и перемещения в гидравлических системах.

На данный момент существуют четыре вариан­та тормозной жидкости для мотоциклов и скутеров: DOT 3. DOT 4, DOT 5 и DOT 5.1.

DOT - это система классификации, предложенная Американским Департаментом Транспорта [Department of Transport], которая классифицирует тормоз­ные жидкости согласно температуре закипания и вязкости сухой и содержащей влагу жидкости. Жидкости DOT 3 и DOT 4 представляют собой минеральные масла, основанные на полигликопях. Основой жидкости DOT 5 является силикон, и она не может быть смешана с полигликолями. DОT 5.1 подобна DОT 3 и DOT 4 и поэтому совместима с ними, так как она основывается не на силиконе. DOT 5.1 была разработана для использования в антибло­кировочных тормозных системах и обладает меньшей вязкостью.

Жидкости DOT 3, DOT 4 и DOT 5.1 гигроско­пичны, это означает, что они поглощают влагу из воздуха. Присутствие в жидкости влаги снижает температуру ее закипания, рабочая температура тормозного диска и колодок обычно превышает ее. Именно поэтому указываются температуры закипания сухой и содержащей влагу жидкости. Температура закипания влажной жидкости измеряется при содержании в ней влаги в 3.5% Гигроскопич­ность является причиной необходимости замены тормозной жидкосги, по крайней мере, раз в два года. Фрикционный материал на тормозной колодке служит для изоляции суппорта от тепла, выделяемого диском, а это -очень весомое основание для замены колодок задолго до их окончательного износа. Жидкость DOT 5 не обладает свойством гигроскопичности и не смешивается с водой. При попадании в систему воды она опускается вниз и располагается вблизи самой горячей области системы. Это означает, что она будет очень легко и быстро закипать, образуя пузырьки газа, которые легко сжимаются, что, в свою очередь, придает тормозам ощущение упругости. Другая проблема с DOT 5 связана с тем, что сама жидкость становится сжима­емой при приближении к температуре кипения; это приводит к ощущению упругости тормозов при частом и продолжительном их использо­вании.

Шланги тормозной системы

Главный цилиндр и суппорт связаны спе­циальными усиленными гидравлическими шлангами, допускающими неограниченное перемещение подвески. Стандартные шланги изготовляются из сов­местимой с тормозной жидкостью резины. Однако резина утрачивает свои свойства с течением времени и может растрескаться; это означает, что под давлением шланг будет расширяться и поглощать тормозное усилие. Поэтому резиновые тормозные шланги необ­ходимо менять, по крайней мере, рез в четыре года. Для усиления некоторых шлангов по их длине в резине укладывается навивка из нейлона.

Гидравлические тормозные системы - главный цилиндр

Главный цилиндр состоит из цилиндра и поршня и содержит в себе бачок для тормозной жидкости. (см. рис.2).

Рис 2 Конструкция типичного главного цилиндра переднего тормоза

1. Крышка бачка главного цилиндра

2. Пластина диафрагмы

3. Резиновая диафрагма

4. Чехол

5. Хомут

6. Выключатель стопсигнала

7. Рычаг тормоза

8. Опорный болт рычага

9. Контрящая гайка опорного болта

10. Пылезащитный чехол

11. Стопорное кольцо

12. Поршень в сборе (первичная манжета, поршень и уплотнение)

13. Пружина

14. Резиновый чехол

15. Уплотнительная шайба

16. Болт типа "банджо"

Между внутренней поверхностью поршня и ципиндром устанавливается возвратная пружина, а пор­шень удерживается от выпадения при помощи стопорного кольца.

При нажатии на рукоятку тормоза поршень перемешается по цилиндру, вытесняя жидкость через управляющий выпускной клапан в шланг гидравлической тормозной системы (см. рис.). Когда отпускают рукоятку,

жидкость и поршень двигаются обратно, в их исходное состояние. Бачок с цилиндром сообщается посредством канала, открытого при нахождении поршня в исходном поло­жении, он позволяет постоянно подпитывать систему. В начале движения поршня канап перекрывается, исключая вытекение жидкости обратно в бачок под давлением в системе. Поршень главного цилиндра герметизируется специально разработанными уплотнениями из синтетического каучука, называемыми ман­жетами, которые предотвращают потерю жидкости и давления из системы и попадание а нее воздуха и воды. Внутреннее уплотнение, называемое первичной манжетой (по форме напоминает колпачок), устанавливается на внутреннем торце поршня и служит для нагнетания жидкости. Внешнее уплотнение называется вторичной уппотнитепьной ман­жетой и устанавливается снаружи поршня, уплотняя его по стенке цилиндра.

Рис. 3 Принцип действия главного цилиндра переднего тормоза

При торможении. Конец рычага тормоза (2) воздействует на поршень главного цилиндра (3), перемешая его внутрь цилиндра. После перекрытия первичной манжетой (4) возвратного канала (5) жидкость нагнетается через обратный кпапен (6) по шлангу к суппорту.

Окончание торможения. При отпускании рычага тормоза пружина (7) воздей­ствует на поршень, перемещая его обратно по направлению из цилиндра. До тех пор, пока давление в тормозном шланге существенно превышает дав­ление в главном цилиндре, обратный клапан остается закрытым и жидкость перетекает по первичной манжете через маленькие перепускные отвер­стия в поршне. После открытия обрат­ного клапана жидкость возвращается из суппорта в главный цилиндр до тех пор, пока давление не стабилизируется.

Завершение обратного хода. После возвращения поршня в исходное положе­ние жидкость продолжает перетекать через обратный клапан в бачок (1) главного тормозного цилиндра. Когда обратный клапан закроется под воздействием возвратной пружины, жидкость продолжает перетакать через небольшие выемки в торце корпуса до тех пор, пока давление в системе не стабилизируется. Вторичная манжета, или уплотнение (9), устанавливается снаружи поршня.

Суппорт

Исполнительным механизмом гидравлической системы является суппорт, состоящий из одного или нескольких поршней и цилиндров, в зависимости от типа применяемого суппорта. При нажатии на тормозную рукоятку поршень выдвигается из цилиндра и прижимает тормозную колодку к диску. В отличие от главного цилиндра, диаметр поршня больше, и именно эта разность в размерах образует эффект гидравлического усиления. Поршни суппорта герметизируются при по­мощи специально разработанных уплотнений из синтетического каучука, исключавших потери давления и жидкости из системы и предотвращающих попадание в нее воздуха. Обычно дпя каждого поршня используются два уплотнения. Внутреннее уплотнение называ­ется манжетой (уплотнением) поршня и предотвращает утечки жидкости. Внешнее уплотнение, пылезащитная манжета, предот­вращает попадание грязи внутрь. Уплотнительная манжета поршня выполняет очень важную второстепенную функцию. Ей придана специальная форма дпя того, чтобы при выдвижении поршня она немного скручивалась; этого достаточно дпя возврата поршня в суппорт при окончании торможения, тем самым жидкостъ возвращается по шлангу обратно в главный цилиндр, а фрикционный материал отходит от диска (см. рис.).

Рис. 4 Принцип действия уплотнительного кольца поршня

Уплотнение поршня спроектировано так, что при торможении оно незначительно деформируется и по окончании торможения возвращает поршень обратно в иилиндр. По мере износа тормозных накладок поршень смешается в уплотнительных кольцах для компенсации зазора, но он всегда возвращается в пределах заданного расстояния. Это означает, что суппорт обеспечивает автоматическую компенсацию износа тормозных накладок.

Фактически амплитуда перемещения колодок очень мала и достаточна только для гарантии того, что колодки освободили диск, когда рычаг не задействован. По мере износа фрикционного материала колодок поршень суппорта должен выдвигаться дальше для приведения их в контакт с поверхностью диска. Поршень деформирует манжету как прежде, но при достижении определенного износа он переме­шается в манжете и занимает новое поло­жение. Таким образом, система обладает автоматической регулировкой и может обеспечиватьавтоматическую компенсацию износа тормозной колодки.

Существуют два вида суппортов: неподвижного и плавающего типа. На рассматриваемом скутере установлен суппорт плавающего типа. Суппорты оцениваются с позиции жесткости, или способности проти­востоять изгибу при предельном тормозном давлении. Очевидно, что любая деформация суппорта снижает тормозное усилие.

Суппорты плавающего (подвижного) типа

Суппорт плавающего типа состоит из корпуса и кронштейна. Крон­штейн жестко закрепляется и содержит пальцы, допускающие некоторое поперечное переме­щение расположенного на них суппорта.

1 Корпус суппорта

3 Палец фиксатора тормозных колодок

3 Заглушка

4 Поршень (2)

5 Уплотнение поршня (2)

6 Пылезащитная манжета (2)

7 Противоскрипная прокладка

8 Противошумная пружина

9 Тормозные коподки

10 Резиновый чехол

11 Направляющий палец

12 Направляющий палеи

13 Резиновый чехоп

14 Кронштейн суппорта

15 Направляющая тормозных колодок

16 Болт крепления кронштейна суппорта

17 Гайка

18 Штуцер для удаления воздуха

19 Пылезащитный колпачок

Корпус суппорта содержит один или несколько поршней в цилиндрах (на скутере установлен один поршень), находящихся только с одной стороны суппорта и воздействующих на колодку. В выступе корпуса суппорта с другой стороны диска располагается противоположная колодка. При торможении поршень прижимает колодку к поверхности диска. При непрерывном давлении корпус суппорта смешается на пальцах до тех пор, пока другая колодка не прижмется к про­тивоположной стороне диска. Плавающая конструкция решает проблемы, свойственные неподвижной, где из-за коррозии заедает поршень на одной из сторон. Это приводит к неравномерному давлению, при­кладываемому к двум колодкам, и снижает эффективность торможения. Недостаток суппорта плавающего типа - коррозия или износ осей или пальцев. Это также может приводить к неравномерному тормозному усилию и вызы­вать вибрацию между кронштейном и суппор­том. Но вследствие того, что число поршней и цилиндров вдвое меньше, суппорт плавающего типа более дешевый и менее трудоемкий в производстве. Поэтому ему отдается предпочтение при выборе для использования в различных целях.

Материал для статьи подготовлен при использовании книги Мэтью Кумбс "Мотоциклы. Устройство и принцип действия".

Адрес статьи: http://www.china-scooter.ru/index.php/ustr/36-torm2.html