CC BY
126
АНАЛИЗ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
© Юдина А.А.*
Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград
Проведен анализ неисправностей тормозных систем легковых автомобилей. Выявлены основные причины изменений структурных параметров тормозной системы легкового автомобиля и их примерный диапазон.
Ключевые слова легковой автомобиль, тормозная система, неисправность, торможение, недостаточная эффективность торможения, неодновременное торможение колес, неполное растормаживание колес.
Безотказная работа тормозов - один из главных факторов, обеспечивающих безопасность движения легковых автомобилей. С увеличением парка легковых автомобилей и ростом скоростей движений значение тормозных качеств повышается. Поэтому поддержание необходимой эффективности тормозной системы является первостепенной задачей технической службы АТП и владельцев автотранспортных средств.
Тормозная система легкового автомобиля, как и любая другая его система, подвержена отказам при эксплуатации. Эти отказы, во многих случаях приводящие к дорожно-транспортным происшествиям, могут быть вызваны рядом типичных неисправностей, на которые указывает экспертная практика.
Наиболее часто в эксплуатации встречается проявление неисправностей тормозной системы в виде недостаточной эффективности торможения, неодновременного торможения колес и неполное растормаживание всех колес.
Как видно из приведенного в ГОСТ Р 51709-2001 [1] перечня неисправностей, одни из них связаны с работой привода тормозов, другие - с работой колесного механизма тормозов. Ряд неисправностей тормозной системы обнаруживается сравнительно простыми способами, определение некоторых неисправностей требует частичной разборки системы или проверки работы тормозов при помощи приборов.
Основными деталями колесного тормозного механизма являются пары трения: тормозной барабан (диск) и колодки с фрикционными накладками. Наиболее частая причина неисправности трущихся пар - попадание на них смазки из картеров трансмиссии или из подшипников, либо тормозной жидкости. Смазка резко снижает трение между фрикционной накладкой и барабаном (диском), что может вызвать при торможении увод легкового автомобиля в сторону, противоположную расположению слабо действующего тормоза. Если же замаслены все колодки, увеличивается тормозной путь. К
* Магистрант кафедры «Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей» по направлению «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов».
таким же последствиям приводят разная величина зазоров между накладками и барабаном (диском), которая возникает в результате их изнашивания, появление на рабочих поверхностях рисок, задиров и обломов.
Проведенные Г.М. Косолаповым (д.т.н., ВолгГТУ) исследования показали, что появление неравномерности действия тормозных механизмов приводит к возникновению действующего в горизонтальной плоскости поворачивающего момента, который обуславливает появление боковых сил на колесах и, как следствие, занос легкового автомобиля при блокировании колес задней оси.
Наиболее характерной неисправностью тормозной системы в процесс эксплуатации легкового автомобиля является недостаточная эффективность торможения. Характерным признаком изменения технического состояния тормозов в процессе эксплуатации легкового автомобиля является увеличение зазора между барабаном (диском) и колодкой, что возникает в результате их неравномерного изнашивания, и, как указывалось выше, появление на рабочих поверхностях рисок, задиров, обломов и т.д.
Ухудшение тормозных качеств автомобиля при нарушении оптимальной регулировки зазора обусловлено как некоторым увеличением времени срабатывания тормозного привода, увеличением хода педали тормоза, так и уменьшением тормозного момента, т.е. значительным снижением максимального замедления легкового автомобиля. Поэтому приведение зазора к его номинальной величине путем регулировки должно осуществляться при выполнении технического обслуживания.
Если зазор между тормозным барабаном (диском) и накладками соответствует норме, а действие тормозного механизма слабое, скорее всего на накладки попало масло. Признаками замасливания является большой тормозной путь при резком торможении, скрип или визг тормозов, а также занос легкового автомобиля. Наличие на накладках смазки свидетельствует о протечке ее через уплотнение полуоси. Иногда замасливание тормозных накладок происходит и по причине попадания тормозной жидкости [2, с. 103].
Еде две причина недостаточной эффективности торможения являются повреждение деталей главного тормозного цилиндра и нарушение работоспособности вакуумного усилителя тормозов.
Весьма опасным дефектом технического состояния легкового автомобиля, представляющим серьезную угрозу для безопасности движения, является неравномерное движение колес. Существует несколько причин, каждая из которых может вызвать неравномерное торможение колес. Это, во-первых, - неодинаковая регулировка зазоров между тормозными колодками и барабаном. Принято считать эту причину чуть ли не единственно важной и поэтому практически во всех случаях неравномерность торможения стремятся устранить путем регулирования упомянутых зазоров. Следует иметь в виду, что влияние неодинаковости зазоров между колодками и тормозным
барабаном в разных колесах проявляется только в самом начале торможения, причем тем сильнее, чем резче производится нажатие на тормозную педаль. При сравнительно плавном нажатии педали, характерном для режима служебного торможения, этот дефект регулировки проявляется значительно слабее и практически малозаметен.
Второй причиной неравномерного торможения колес может явиться заедание колодок или поршней колесных цилиндров гидравлической тормозной системы. Такая неисправность возникает при попадании в полость цилиндра грязевых частиц с загрязненной тормозной жидкостью, а также при деформации колодок или их направляющих скоб. При таком дефекте снижается сила трения между колодками и барабаном и соответственно уменьшается эффект торможения одного из колес. Кроме того, колодки возвращаются в исходное состояние при уменьшении усилия на тормозной педали.
Третья причина, которая часто наблюдается в реальных условиях эксплуатации и имеет серьезное значение, состоит в уменьшении коэффициента трения между тормозными колодками и барабаном. Происходит это чаще всего из-за замасливания тормозных колодок при проникновении смазки через потерявшие упругость сальники ступиц колес, а также при протечке тормозной жидкости из рабочих цилиндров колес как указывалось ваше. Тормозная жидкость может попасть в полость барабанов при нарушении герметичности колесных цилиндров (из-за попадания в их полость твердых частиц, разбухания или сквозного повреждения манжет и т.п.), в результате ослабления плотности соединений трубопроводов, растрескивания корпусов колесных цилиндров при их монтаже и демонтаже и т.п. Причиной замасливания тормозных колодок может явиться перегрев ступиц с чрезмерно затянутыми подшипниками, переполнение ступиц смазкой, неисправности уплотнений. К колодкам колес ведущих мостов масло может проникнуть через неисправные сальники, особенно если будет засорен сапун картера ведущего моста.
Во всех перечисленных случаях смазка (тормозная жидкость), попадая на тормозной барабан, разносится по всей поверхности трения. Частично она впитывается фрикционными накладками, часть ее остается на поверхностях накладок и барабана, а часть удаляется при торможении путем выдавливания и выгорания. На поверхности колодки остается слой смазки, связанный с ней силами молекулярного воздействия, который уменьшает тормозной момент. Поскольку коэффициент трения между колодками и тормозным барабаном для всех типов легковых автомобилей практически одинаков, снижение тормозного момента колеса с такой неисправностью зависит, следовательно, только от степени замасливания колодок. Торможение легкового автомобиля при наличии смазочных веществ в зоне контакта колодка - барабан будет осуществляться с меньшим замедлением по сравнению с сухими колодками [3, с. 53].
Наличие масляной прослойки существенно (до 55 %) снижает трение между фрикционной накладкой и барабаном (диском), что в свою очередь вызывает неравномерное снижение эффективности тормозных механизмов и, как следствие, занос автомобиля при торможении из-за его движения на начальной фазе процесса с уводом в сторону, противоположную расположению слабо действующего тормоза [4, с. 66].
В случае одинаковой степени замасливания колодок обоих тормозов, что встречается крайне редко, происходит увеличение тормозного пути и снижение динамических показателей в целом.
Среди автомобилистов-эксплуатационников существует мнение, что при замасливании колодок колесо с такой неисправностью вообще не тормозится.
Исследования, проведенные сотрудниками ВНИИСЭ Ю.В. Емельяновым и М.М. Едвабным [3, с. 64], позволили установить, что независимо от сорта смазки и топлива легкового автомобиля торможение колеса все же происходит, но с некоторым уменьшением замедления. Снижение замедления не прогрессирует с увеличением количества смазки, а стабилизируется на значении 3-4 м/с2, причем меньшее значение замедления соответствует обильному замасливанию колодок (наличию слоя разжиженной смазки на поверхности колодок определялось визуально), а большее значение замедления - слабому замасливанию.
Таким образом, и в случае замасливания тормозных колодок колесо сохраняет до 55-65 % эффективности торможения на сухом покрытии дороги. На поверхности с низкими и средними сцепными свойствами степень ее влияния меньше - порядка 15-20 %, однако опасность увода легкового автомобиля в сторону при торможении сохраняется, поскольку вероятность блокирования колес заднего моста существенно возрастает.
Снижение коэффициента трения пары «накладка - барабан (диск)» происходит также при попадании на поверхности влаги при проезде мокрых участков дороги. Исследованиями Т.Е. Джейранашвили и А.Г. Рабакидзе установлено, что снижение эффективности торможения при этом естественно происходит, но до определенного предела 50-55 % от исходного состояния [4, с. 67]. Последнее, естественно, нельзя отнести к неисправности элементов тормозного механизма.
Встречаются также неисправности, которые непосредственно не отражаются на тормозном пути легкового автомобиля, но влияют на работоспособность и надежность тормозной системы. К ним относится такая неисправность как неполное растормаживание всех колес.
Первая причина - отсутствие свободного хода педали тормозов. Это влечет за собой увеличение времени срабатывания тормозов на 20-25 %. Тормозная сила остается практически неизменной. Надо учитывать, что при увеличении свободного хода тормозной педали водителю труднее ощущать момент начала рабочего хода педали.
Другие причины: заклинивание, заедание или неполное растормаживание тормозов может произойти при обрыве или ослаблении возвратных (стяжных) тормозных пружин, недостаточном зазоре между накладками тормозных колодок и барабаном или заедании поршней в рабочем тормозном цилиндре. А также засорение компенсационного отверстия в главном цилиндре.
Проведенный анализ позволил выявить основные причины изменения структурных параметров тормозной системы легкового автомобиля и их примерный диапазон. Результаты анализа сведены в табл. 1.
Таблица 1
Анализ неисправностей тормозных систем легковых автомобилей
Неисправности Причина неисправности Причина возникновения неисправности Изменения свойств элементов
Недостаточная эффективность торможения увеличение зазора между барабаном (диском) и колодкой неравномерность изнашивания запаздывание срабатывания тормоза, уменьшение тормозного момента
уменьшение коэффициента трения между тормозными колодками и барабаном замасливание тормозных колодок снижение эффективности торможения, большой тормозной путь
повреждение деталей главного тормозного цилиндра - снижение эффективности торможения, отказ работы системы
нарушение работоспособности вакуумного усилителя тормозов - прикладывание большого усилия к педали при торможении
Неодновременное торможение колес неодинаковая регулировка зазоров в паре «барабан (диск) - колодка» неравномерность изнашивания запаздывание срабатывания тормоза, уменьшение тормозного момента, возникновение заноса
заедание колодок или поршней колесных цилиндров попадание грязевых частиц с тормозной жидкостью, деформация колодок уменьшается эффект торможения одного из колес
уменьшение коэффициента трения между тормозными колодками и барабаном замасливание тормозных колодок снижение эффективности торможения, занос автомобиля
уменьшение коэффициента трения между тормозными колодками и барабаном попадание влаги на колодки снижение эффективности торможения, занос автомобиля
Неполное растормаживание всех колес отсутствие свободного хода педали тормоза - увеличение времени срабатывания тормозов
Заклинивание, заедание или неполное растормаживание тормозов обрыв или ослабление возвратных (стяжных) тормозных пружин заедание тормозов
заедание поршней в рабочем тормозном цилиндре - заедание тормозов
Список литературы:
1. ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. - М.: Изд-во стандартов, 2001. - 41 с.
2. Юрковский И.М. 300 возможных неисправностей легкового автомобиля / И.М. Юрковский. - М., 1993. - 223 с.
3. Гержодов В.И. Техническое состояние автомобилей и безопасность движения / В.И. Гержодов, И.С. Госяков, В.Д. Гардерман. - Киев: Техника, 1978. - 149 с.
4. Джейранашвили Т.Е. Восстановление эффективности тормозов колес после смачивания поверхности трения водой / Т.Е. Джейранашвили, А.Г. Ро-бакидзе, Г.В. Садрадзе // Сборник трудов Грузинского политех. ин-та. - Тбилиси, 1980. - № 3 (224). - С. 65-68.
