CC BY
7УДК 629.3.018
Кназбаев Е.Е.
магистрант технического факультета Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина (Казахстан, г. Нур-Султан)
ПРИЧИНЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ГЛАВНОГО ТОРМОЗНОГО ЦИЛИНДРА И МЕТОДИКА ИХ УСТРАНЕНИЯ
Аннотация: в статье представлена тема неисправностей главного тормозного цилиндра, с которой сталкивается практически каждый водитель. Актуальность исследования подтверждена жизнесохраняющей функцией исправной тормозной системы автомобиля. Прежде всего в статье рассмотрено устройство главного тормозного цилиндра. Описан принцип его работы. Выявлены наиболее частые неисправности в ГТЦ и определены их причины. Представлена методика их устранения.
Ключевые слова: тормозная система, главный тормозной цилиндр, манжета, поршень, фото-пластовые кольца.
Техническое состояние и исправность тормозной системы в устройстве автомобиля зачастую становится основой безопасности жизни участников дорожного движения. Несвоевременный отказ тормозной системы автомобиля может стать причиной аварии и более того, повлечь смерти людей. В связи с увеличением численности использующихся автомобилей исследование неисправностей ведущих к отказу тормозной системы является еще более актуальным.
Тормозные механизмы и их приводы являются базой тормозной системы. Тормозной механизм необходим для того, чтобы произошел тормозной момент, а именно торможение и остановка транспортного средства. Данный механизм устанавливают на ступицу колеса. Применение силы трения в таком случае является основой концепции его работы [1, а 56].
В качестве привода рабочей тормозной системы легковых автомобилей используется гидравлический привод. Чтобы облегчить торможение автомобиля, оборудованного гидравлическим тормозным приводом, применяют также усилители, а именно гидровакуумные усилители, использующие разрежение во впускном трубопроводе двигателя.
Главный тормозной цилиндр (ГТЦ) является неотъемлемым узлом гидравлического привода тормозной системы автомобиля. ГТЦ создает давление тормозной жидкости и нагнетает ее к колесным тормозным цилиндрам, обеспечивая затормаживание колес транспортного средства.
ГТЦ в конструктивном плане разделяют на: односекционные и двухсекционные, которые на сегодняшний день считаются наиболее эффективными по части торможения. Именно таковыми оборудуют большинство современных автомобилей, в том числе и модели ВАЗ (Lada Kalina, Priora, семейство «Десяток», «Samar», Granta, Vesta, Xray).
Тормозные цилиндры представляют собой пары трения с возвратно-поступательным движением элементов. Внутри цилиндров расположены поршни и уплотнительные манжеты, совершающие перемещение под действием давления тормозной жидкости и усилия со стороны стяжных пружин [2, c. 88].
На автомобилях семейства ВАЗ устанавливают дополнительно гидровакуумный усилитель, в котором разрежение во впускном трубопроводе двигателя используется для создания комплементарного давления жидкости в гидравлическом приводе тормозов.
Когда водитель жмет на педаль тормоза, тем самым появляется, которое направляется к вакуумному усилителю. Возростая в вакуумном усилителе оно направляется дальше в главный тормозной цилиндр. Поршень ГТЦ инжектирует рабочую жидкость к колесным цилиндрам через трубопроводы, в результате чего увеличивается давление в тормозном приводе, а поршни рабочих цилиндров перемещают тормозные колодки к дискам. При продолжающемся давлении на педаль давление жидкости также продолжает увеличиваться еще сильнее. За счет
этого включаются тормозные механизмы, которые вызывают замедление циркуляции колес. Таким образом, давление рабочей жидкости может возрости до 10-15 МПа [1, с. 60]. Чем оно больше, тем эффективнее происходит торможение. В ходе такового процесса на накладки дисковых тормозов происходит огромная нагрузка, и не только механическая, возрастает и температура накладок. Рассмотрим наиболее частые неисправности автомобилей, вызванных проблемами в главном тормозном цилиндре [3, с. 155]. Провалы педали это серьезная поломка, которая в большинстве своем происходит из-за неработающих поршней, которые не производят достаточного давления.
Разгерметизация цилиндра, которая характеризуется утечкой тормозной жидкость пропадает и как следствие снижается эффективность тормозов. К такой проблеме часто приводят неисправности манжет, резинок, реже трещины в корпусе.
Иногда случается так, что во время торможения ломается шток «вакуумника», при этом начинают заклинивать поршни, что в свою очередь создает проблему движения автомобиля. Как правило, причина такой неисправности заключается в неисправности уплотнителей либо же пружин. Они начинают пропускать жидкость, не возвращают поршни в исходное положение, как следствие снижается эффективность тормозов. Случается даже так, что в каналы под поршни попадают кусочки от резинок и блокируют их ход.
Зачастую в результате долгой эксплуатации и не своевременной замене манжет, на поршнях, а также в самом цилиндре образовывается выработка. Износ манжет распределен неравномерно, как по окружности, так и вдоль направления движения, большая величина износа наблюдается со стороны манжеты, обращенной к поршню тормозного цилиндра.
Таким образом, мы видим, что наиболее частой причиной неисправностей в ГТЦ является выход из строя в тормозном цилиндре манжет.
Повышение ресурса манжет возможно путем изменения их формы, материала, а также введения дополнительных уплотняющих элементов, например, фторопластовых колец. Фторопласт - материал с уникальными физико-механическими и химическими свойствами. Фторопластовые манжеты работают в условиях высоких и сверхнизких температур и в агрессивных средах, обеспечивая работоспособность оборудования, зачастую, в экстремальных условиях [4, с. 98]. Уплотнения из фторопласта имеют самый низкий, из известных материалов, коэффициент сопротивления скольжению и химическую стойкость на уровне благородных металлов.
Для оценки эффективности предлагаемой модернизации необходимо проведение соответствующих экспериментов, при этом необходимо использовать специальную конструкцию поршня ГТЦ так как обычная конструкция поршня не позволяет применить перспективные уплотнения, имеющие фторопластовые кольца [5, с. 208]. Таким образом, чтобы внедрить в конструкцию поршня данные кольца, была спроектирована разборная конструкция поршня, состоящая из двух частей.
Для приближения условий испытаний к наиболее реальным, необходимо также внедрение дополнительного гидроцилиндра, что поспособствует более точному воспроизведению процесса торможения, так как уплотнения в главном тормозном цилиндре совершают, помимо малых амплитуд, также большие, что характерно для работы ГТЦ на автомобиле, оснащенном системой АБС.
Методика проведения испытаний на долговечность уплотнительных манжет заключается в следующих параметрах с дополнительными циклами, имитирующими экстренное нажатие на педаль водителем:
- частота пульсаций давления - 10-15 Гц;
- амплитуда перемещения поршней ГТЦ - 1-3 мм.;
- изменение давления в системе - 0-12 МПа;
- температура - 35 ± 15 °С.
Таким образом мы выяснили, что отказ главных тормозных цилиндров автомобиля в основном обусловлен выходом из строя уплотнительных резиновых манжет.
Для уменьшения степени изнашивания манжеты главного тормозного цилиндра мы предложили сделать поршень главного тормозного цилиндра разборным, чтобы была возможность поместить фторопластовые кольца (вставки) с обеих сторон манжеты, так как именно вставки из фторопласта сочетают в себе низкий коэффициент сопротивления скольжению и высокую химическую стойкость. Эффективность такого способа требует дальнейшего экспериментального подтверждения с использованием методики проведения испытаний на долговечность уплотнительных манжет, которая также была представлена в данном исследовании.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Дыгало В. Г. Технологии испытания систем активной безопасности автотранспортных средств: монография / В. Г. Дыгало, А. А. Ревин. — М.: Машиностроение, 2012. — 387 с.
Радченко М. Г. Анализ условий работы тормозных цилиндров и параметров их испытаний / М. Г. Радченко, М. В. Полуэктов // Изв. ВолгГТУ. Серия «Наземные транспортные системы ". Вып. 5: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. — Волгоград, 2012. — № 2. — С. 88-90
Папаскуа А. А. Факторы снижения ресурса элементов тормозной системы с абс // Уникальные исследования XXI века. - 2015. - № 5 (5). - С.154-160 Баурова Н.И. Применение полимерных композиционных материалов при производстве и ремонте машин: учеб. пособие / Н.И. Баурова, В.А. Зорин. - М.: МАДИ, 2016. - 264 с.
Ревин А. А. Средства для испытания манжет главного тормозного цилиндра / А. А. Ревин М. С. Петросян. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 1 (105). — С. 207-209
Knazbaev E.E.
master's student of the technical faculty Kazakh Agrotechnical University named after S. Seifullina (Kazakhstan, Nur-Sultan)
CAUSES OF MALFUNCTIONS OF THE MAIN BRAKE CYLINDER AND THEIR ELIMINATION PROCEDURE
Abstract: the article presents the topic of brake master cylinder malfunctions, which almost every driver encounters. The relevance of the study is confirmed by the life-saving function of a working braking system of a car. First of all, the article discusses the device of the brake master cylinder. The principle of its operation is described. The most frequent malfunctions in the GTZ were identified and their causes were determined. The technique of their elimination is presented.
Keywords: brake system, brake master cylinder, cuff, piston, photo-plastic rings.
