Презентация на тему тормозная система автомобиля

Фрикционный тормоз

Фрикционный тормоз является наиболее простым типом тормозной установки. Конструкциям ленточных, колодочных, дисковых и других типов фрикционных тормозов, а также условиям их применения посвящено большое количество различных исследований и поэтому в настоящей работе остановимся на них очень кратко.
 

Фрикционный тормоз служит для ограничения выбега выходного вала механизма. Тормозной момент зависит от силы давления пружины на тормозной диск, соприкасающийся с фрикционным кольцом, приклеенным к корпусу. Тормозной диск связан с червяком; при этом имеется возможность его перемещения вдоль оси червяка.
 

Конический фрикционный тормоз Тк служит для быстрой остановки стайка.
 

К фрикционным тормозам относится также магнитно-рельсовый тормоз, у которого торможение осуществляется прижатием спе циальных башмаков к рельсам под действием электромагнит ного поля.
 

В механических фрикционных тормозах энергия, подлежащая рассеиванию при спуске инструмента в скважину, превращается на поверхности тормозной колодки в теплоту. Возникающая при движении с трением теплота должна рассеиваться, но надо иметь в виду, что способность обычных механических фрикционных тормозов рассеивать энергию не беспредельна, она лимитируется максимальной температурой нагрева ( около 200 — 260), допустимой для материала тормозных колодок.
 

Основным видом фрикционного тормоза, применяющегося на подвижном составе наших дорог, является пневматический тормоз. Действие такого тормоза основано на создании разности давлений сжатого воздуха в камерах соответствующих приборов. Пневматические тормоза в свою очередь подразделяются на неавтоматические прямодействующие, автоматические непрямодействующие и автоматические прямодействующие. Неавтоматический прямо-действующий тормоз обеспечивает непосредственную подачу сжатого воздуха в процессе торможения от источника ( главного резервуара) в тормозной цилиндр. Для отпуска тормоза цилиндр сообщается с атмосферой. Прямодействующий тормоз применяется в качестве вспомогательного для торможения только локомотива при маневровой работе и в отдельных случаях при-ведении поезда по неблагоприятному профилю пути. Вспомогательный пневматический прямодействующий тормоз является неавтоматическим, так как при разъединении магистрали поезда он не срабатывает.
 

Применительно к фрикционным тормозам принимают допущение, что температура на контакте пары трения складывается из средней поверхностной температуры от равномерно распределенного по номинальной поверхности контакта теплового потока и температуры вспышки на фактическом пятне контакта. Такое допущение избавляет от необходимости учитывать фактическое распределение тепловых потоков по поверхности контакта и сводит определение контактной температуры к двум задачам: 1) к определению температуры вспышки на фактическом пятне контакта и 2) к определению средней поверхностной температуры при условии равномерного распределения теплового потока на поверхности контакта.
 

ГРУЗОУПОРНЫЙ ТОРМОЗ — фрикционный тормоз, управляемый автоматически в зависимости от вращающего момента на входном звене.
 

Приведенная выше схема фрикционного тормоза позволяет повысить допустимую длительную мощность тормоза, однако не исключает его основной недостаток — нестабильность развиваемого тормозного момента, связанную с колебаниями коэффициента трения. Из-за указанного недостатка фрикционные тормоза не применяются при стендовых испытаниях для снятия внешних характеристик, испытаниях при заданной программе нагруже-ния и других подобных испытаниях. При заводских контрольных испытаниях иногда используют фрикционные тормоза, однако и для этой цели применять их не рекомендуется.
 

Вода для охлаждения фрикционного тормоза подъемного барабана нагнетается через канал в валу вспомогательного тормоза. Независимая система циркуляции обеспечивает постоянный поток холодной воды во вспомогательный тормоз, предохраняя его от перегрева.
 

Как на практике ведет себя система автоматического экстренного торможения

Наличие системы автоматического торможения, разумеется, не является гарантией того, что вы сможете избежать дорожно-транспортных происшествий

Более того, она не обладает скоростью человеческой реакции и не может принять во внимание все факторы, которые может учесть водитель. Так насколько же надежны автоматические системы торможения?

Начнем с того, что первые автоматические системы были установлены на автомобили компании Volvo. Еще 10 лет назад их машины могли автоматически тормозить перед препятствиями, а также могли отличить транспорт от пешехода.

Практически в то же время функция круиз-контроля трансформировалась в настоящий автопилот, наличие которого позволяет не держать руки на руле и просто наслаждаться поездкой. Однако стоит отметить, что полноценная работа данной функции возможна только при соблюдении ряда условий.

Так, дорожная разметка должна быть четко прорисованной, знаки должны быть хорошо видны, а все дорожное пространство должно быть обустроено по международным нормам и правилам. В противном случае машина просто не поймет, в каком направлении ей нужно двигаться. С учетом того, что большинство дорог в нашей стране не отвечает вышеперечисленным критериям, владельцы дорогих автомобилей практически не пользуются автопилотными функциями по назначению.

Однако в контексте данной статьи мы разбираем не автопилот в целом, а только говорим о функции автоматического торможения. Основной целью создания подобных систем было повышение безопасности. Всем известно, что самыми частыми причинами возникновения аварийных ситуаций являются невнимательность участников дорожного движения и отсутствие своевременной реакции водителя.

В теории, наличие системы автоматического торможения должно позволить хотя бы частично ослабить контроль над происходящим на дороге. Но это не совсем так.

Практика показывает, что технологии, осуществляющие автоматическое торможение, не отличаются высокой надежностью. Не в любой ситуации система может затормозить так, чтобы сохранить целостность автомобиля. Предлагаем подробнее остановиться на специфике работы, достоинствах и недостатках современных устройств автоматического торможения.

Видео о том, как работает AEB на автомобиле Volvo XC90:

Виды электрического торможения

Существует три вида электрического торможения:

· рекуперативное электрическая энергия, выработанная тяговым двигателем локомотива, поступает обратно в электросеть. Используется в электровозах постоянного тока;

· реостатное торможение электрическая энергия поглощается реостатами и преобразуется в тепловую. Используется на тепловозах и отдельных типах электровозов и моторвагонного подвижного состава;

· рекуперативно ̶ реостатное при высокой скорости движения применяется рекуперативное торможение, а при более низкой реостатное. Такая система используется на электропоездах ЭР22, ЭР2Р, ЭР2Т и др.

Ручные тормоза являются запасным вариантом торможения , если отказали автоматические тормоза в пути , а также для удержания состава на путях станции. Этими тормозами оборудованы локомотивы, моторвагонный подвижной состав, пассажирские и частично грузовые вагоны. Привод ручного тормоза соединен с рычажной тормозной передачей автоматического тормоза. На грузовых вагонах ручной тормоз расположена на переходных площадках, а на вагонах, безпереходных площадок, стояночный тормоз находится сбоку вагона.

Тормоза классифицируют по способу создания тормозной силы, свойствам системы управления и назначению.

• По способу создания тормозной силы различают фрикционные тормоза (колодочные и дисковые) и динамические (электродинамические, гидродинамические и реверсивные).
• По свойствам системы управления различают тормоза автоматические (прямо- и непрямодействующие) и неавтоматические (прямодействующие). Тормоза этих двух типов подразделяются на пневматические, электропневматические и электрические. Принципиальное отличие пневматического тормоза от электропневматического состоит только в способе управления: управление пневматическим тормозом осуществляется изменением давления сжатого воздуха в специальном воздухопроводе (тормозная магистраль), проложенном вдоль каждого локомотива и вагона, а управление электропневматическим тормозом осуществляется электрическим током. В качестве рабочего тела в обоих случаях используется энергия сжатого воздуха.

Автоматические тормоза должны автоматически приходить в действие (затормаживать) при определенном темпе снижения давления в тормозной магистрали. Прямо- или непрямодействие автоматического тормоза определяется конструкцией воздухораспределителя.

Прямодействующий автоматический тормоз — это тормоз грузовых вагонов, оборудованный воздухораспределителем усл. № 483, который способен поддерживать установленное давление в тормозном цилиндре независимо от плотности последнего.

Непрямодействующий автоматический тормоз — это тормоз пассажирских вагонов, оборудованный воздухораспределителем усл. № 292, который не восполняет утечки сжатого воздуха из тормозного цилиндра.

Примером прямодействующего неавтоматического тормоза служит вспомогательный локомотивный тормоз. В случае приведения его в действие воздух из главных резервуаров поступает в тормозные цилиндры.

По назначению различают тормоза грузовые, пассажирские и скоростные. За характеристику их работы принимают время наполнения и опорожнения тормозного цилиндра.

На каких машинах устанавливают помощники торможения

Системами экстренного торможения оснащаются почти все современные автомобили. Самыми популярными моделями на российском рынке являются: автомобили Volvo, Land Rover, некоторые комплектации Mazda, Subaru, Volkswagen, Skoda Kodiaq. Подобные устройства каждой марки имеют свою специфику. Перечислим несколько особенностей, которые характерны для всех AEB:

• функционирование устройства возможно благодаря наличию активных датчиков, которые измеряют расстояние между автомобилем и приближающимися объектами;
• в случае увеличения скорости и стремительного приближения к препятствию, система уведомляет водителя посредством подачи звукового сигнала и визуального сообщения;
• системы датчиков в автомобилях Volvo могут контактировать между собой, поэтому аварии между двумя транспортными средствами шведской марки встречаются крайне редко;
• в некоторых автомобилях устройство автоматического торможения можно отключить, однако все больше автопроизводителей лишают пользователей авто такой возможности в целях повышения безопасности;
• самые эффективные системы торможения являются разработкой японских производителей, поскольку они реагируют на возникновение экстренной ситуации быстрее аналогов.

Представляется, что установка подобных технологий при производстве автомобилей в самое ближайшее время станет стандартной процедурой. Однако сегодня большинство систем автоматического торможения еще нуждается в доработке, а их применение не дает стопроцентной гарантии безопасности.

Электронный ручник против механического: кто кого?

Электрический стояночный тормоз (ручник) в последние годы начинает эффективно заменять классический механический тормоз, который обычно активируется с помощью рычага. Благодаря этому в современных автомобилях появилось множество полезных функций, а их эксплуатация стала проще. Однако электрический ручник не лишен недостатков. Причем они довольно существенны. 

Электрический стояночный тормоз (EPB) – это решение, в котором вместо традиционного рычага, расположенного рядом с сиденьем водителя или педалью для левой ноги, появляется небольшая кнопка, активирующая сложный тормозной механизм. Такая технология имеет несколько преимуществ:

• больше дополнительного места для хранения вещей между передними сиденьями
• эстетика салона автомобиля
• более эффективное торможение в аварийных ситуациях
• автоматическое удержание автомобиля на подъеме (функции помощи при подъеме)

Давайте посмотрим на последние два преимущества электронного ручника, потому что первые два и так очевидны. Оказывается, эта современная система стояночного тормоза не всегда безопаснее механического ручника. Однако чтобы хорошо понять суть предмета, нужно сначала узнать хотя бы общую структуру системы.

Классификация тормозов подвижного состава

Исходя из физического принципа создания тормозного усилия все железнодорожные тормоза можно разделить на два основных типа: фрикционные, использующие силу трения, и динамические, использующие тяговый привод для создания тормозящего момента.

К фрикционным тормозам относятся колодочные тормоза всех конструкций, в том числе и дисковые, а также магниторельсовый тормоз, который применяется на высокоскоростном магистральном транспорте, в основном в Западной Европе. На колее 1520 этот вид тормоза применялся исключительно на электропоезде ЭР200. Что касается того же «Сапсана», РЖД отказались от использования магниторельсового тормоза на нем, хотя прототип этого электропоезда, немецкий ICE3 таким тормозом оснащен.

Тележка поезда ICE3 с магниторельсовым тормозом

Тележка поезда «Сапсан»

К динамическим, а точнее электродинамическим тормозам относятся все тормоза, действие которых основано на переводе тяговых электродвигателей в генераторный режим (рекуперативный и реостатный тормоз), а так же торможение противовключением

С рекуперативным и реостатным тормозом все относительно понятно — двигатели тем или иным способом переводятся в генераторный режим, и в случае с рекуперацией отдают энергию в контактную сеть, а в случае с реостатом, выработанная энергия сжигается на специальных резисторах. И тот и другой тормоз применяется как на поездах с локомотивной тягой, так и на моторвагонном подвижном составе, где электродинамический тормоз является основным рабочим тормозом, в виду большого количества тяговых электродвигателей, распределенных по всему поезду. Единственным недостатком электродинамического торможения (ЭДТ) является невозможность торможения до полной остановки. При снижении эффективности ЭДТ выполняется его автоматические замещение пневматическим фрикционным тормозом.

Что касается торможения противовключением, то оно обеспечивает торможение до полной остановки, так как заключается оно в реверсировании тягового двигателя на ходу. Однако этот режим, в большинстве случаев является аварийным — его штатное применение чревато повреждением тягового привода. Если взять, для примера, коллекторный двигатель, то при изменении полярности напряжения, подаваемого на него, противо-ЭДС, возникающая во вращающемся двигателе, не вычитается из питающего напряжения а складывается с ним — колеса как вращались так и вращаются в туже сторону что и в тяговом режиме! Это приводит к лавинообразному нарастанию тока, и самое лучшее что может случится — сработают электрические аппараты защиты.

По этой причине на локомотивах и электропоездах принимаются все меры к недопущению реверсирования двигателей на ходу. Реверсивная рукоятка блокируется механически при нахождении контроллера машиниста на ходовых положениях. А на тех же «Сапсанах» и «Ласточках» поворот реверсивного переключателя при скорости выше 5 км/ч приведет к немедленному экстренному торможению.

Однако, некоторые отечественные локомотивы, например электровоз ВЛ65, используют реверсивное торможение как штатный режим на малых скоростях движения.

Реверсивное торможение — штатный, обеспечиваемый системой управления режим торможения на электровозе ВЛ65

Надо сказать, что несмотря на высокую эффективность электродинамического торможения, любой поезд, всегда, подчеркиваю — всегда оснащается пневматическим тормозом автоматического действия, то есть срабатывающего за счет выпуска воздуха из тормозной магистрали. Как в России, так и во всем мире старые-добрые колодочные фрикционные тормоза стоят на страже безопасности движения.

По функциональному назначению тормоза фрикционного типа подразделяются на

1. Стояночные, ручные или автоматические
2. Поездные — пневматические (ПТ) или электропневматические (ЭПТ) тормоза, устанавливаемые на каждую единицу подвижного состава в поезде и управляемые централизовано из кабины машиниста
3. Локомотивные — пневматические прямодейтсвующие тормоза, предназначенные для затормаживания локомотива, без затормаживания состава. Управляются они отдельно от поездных.

Критика системы автоматического торможения

Эксперты считают, что автоматические системы торможения в современных авто нельзя назвать надежными. Дело в том, что стабильность работы датчиков зависит от нескольких факторов. Казалось бы, дорогое авто оснащено суперсовременной технологией, которая должна помочь избежать столкновения. Но, как показывает практика, автоматизированная система может подвести в любой момент хотя бы из-за того, что работа всей технологии основана на электрических соединениях.

Недостатков и недоработок у систем автоматического торможения достаточно много, но мы перечислим лишь основные из них:

• по результатам испытаний было установлено, что даже самые прогрессивные системы автоматического торможения на автомобилях Volvo срабатывают лишь в 70 % случаев;
• результаты тестов, проводимых при участии автомобилей Land Rover еще хуже, чем в предыдущем случае, и, кроме того, машины этой марки слишком тяжелые для безопасного торможения на большой скорости;
• работа системы будет эффективной только в том случае, если скорость движущегося автомобиля не превышает 30 км/ч;
• наибольшую пользу из применения данной технологии можно извлечь находясь в пробке, поскольку автомобиль с такой системой может легко снять с водителя обязанность постоянно нажимать на педали газа и тормоза;
• в условиях стандартной эксплуатации автомобиля эффективность системы автоматического торможения оставляет желать лучшего, поскольку более точных и дальнобойных датчиков пока, к сожалению, просто не существует.

Если разработчики смогут создать более точные блоки, которые будут контролировать изменения окружающей обстановки в диапазоне 100 или 200 метров, работа системы будет близка к идеалу. В настоящее время технология является не более, чем приятным бонусом, и ее наличие не дает никаких оснований для ослабления контроля за ситуацией на дороге.

Общий принцип действия тормозной пневмосистемы.

Упрощенно принцип действия можно описать так. воздушный насос – компрессор который имеет привод от двигателя накачивает в систему воздух из атмосферы. Благодаря регулятору давления, в системе создается и поддерживается предусмотренное характеристиками давление воздуха. Запас воздуха, сжатого компрессором, накапливается в специальных баллонах – ресиверах, крепящихся к раме транспортного средства. При надавливании педали тормоза водителем, воздух из ресиверов по трубкам и шлангам заполняет тормозные камеры. Своими штоками камеры приводят в действие механизмы тормозных колодок. Тормозные колодки передают энергию сжатого воздуха тормозным барабанам (дискам) колес. Движение транспорта замедляется. При отпускании водителем педали тормоза, воздух из тормозных камер возвращается в атмосферу. Механические детали системы с помощью встроенных пружин принимают исходное положение. Машина вновь набирает скорость.

Назначение тормозов и их классификация

Горьковской железной дороги – филиала ОАО «РЖД»

Конспект лекций по дисциплине:

«Автоматические тормоза подвижного состава»

Профессия: Машинист электропоезда

Преподаватель: Шенк В.В.

Назначение тормозов и их классификация

Тормоза подвижного состава служат для регулирования скорости, остановки поезда и удержания подвижного состава на месте.

В зависимости от способа управления и приведения в действие тормоза подвижного состава подразделяются на:

1) Ручные – управляются и приводятся в действие мускульной силой человека. Ручными тормозами оборудован весь подвижной состав, за исключением небольшого процента вагонов грузового парка. Используются только для удержания подвижного состава на месте. Согласно инструкции 277(Прил.2п7)единое наименьшее количество ручных тормозов на каждые 100 тонн веса состава грузового, хозяйственного, рефрижераторного поезда принимается 0,6 ручной оси.

2) Пневматические – управляются изменением давления сжатого воздуха и приводятся в действие сжатым воздухом, который поступает в ТЦ.

3) Электропневматические (ЭПТ) – управляются электричеством, а в действие приводятся сжатым воздухом. Согласно требованию ПТЭ пассажирские поезда должны быть оборудованы ЭПТ.

4) Электрические– управляются и приводятся в действие электричеством. Такое торможение подразделяется: реостатное (вырабатываемая тяговыми двигателями энергия гасится на тормозных резисторах) и рекуперативное (вырабатываемая тяговыми двигателями энергия отдается обратно в сеть). Электрический тормоз применяется на отдельных сериях электровозов, тепловозов и электропоездах.

5) Электромагнитный (магниторельсовый) – управляется электричеством, а в действие приводится электромагнитной силой. Применяется на отдельных скоростных электропоездах.

В зависимости от того к чему прижимаются колодки (накладки) тормоза подвижного состава подразделяются на:

1) Колодочные – колодки прижимаются к поверхностям катания колес. Такие тормоза применяются на основной массе подвижного состава, их недостаток при торможении нагрев бандажа (обода) колеса, что увеличивает возможность появления дефектов на поверхности катания, а так же сложная конструкция ТРП и невозможно получить большое тормозное нажатие.

2) Дисковые – накладки прижимаются к специальным дискам, которые закреплены на средней части оси колесной пары. Применяются на электропоездах, пассажирских вагонах скоростного движения, обеспечивают возможность получения большого тормозного нажатия, но при дисковых тормозах обязательное применение противоюзных устройств.

В зависимости от свойств пневматические тормоза подразделяются:

1) Неавтоматические прямодействующие.

2) Автоматические прямодействующие.

3) Автоматические не прямодействующие.

-Автоматические тормоза приходят в действие без участия человека при саморасцепе вследствие падения давления в ТМ.

-Неавтоматические тормоза приходят в действие (срабатывают на торможение) при повышении давления в трубопроводе, а при выпуске воздуха из трубопровода производят отпуск тормоза.

-Тормоз считается прямодействующим, когда в процессе торможения поддерживается установленное давление в тормозных цилиндрах.

Устройство дисковых тормозов

Дисковые тормоза – устройства, работающие за счет силы трения (фрикционное действие). В современных авто применяются наряду с барабанными.

Механизм состоит из следующих элементов:

1. Суппорт. Деталь изогнутой формы, изготовленная из чугуна либо алюминия. Крепится к поворотному кулаку и выполняет несколько функций: удерживает тормозные колодки, является местом размещения тормозного цилиндра.
2. Цилиндр. Подвижная часть этой детали – поршень, необходим для механического воздействия на тормозные колодки.
3. Колодки. 2 колодки размещаются с внешней и внутренней стороны дисков и представляют собой пластины со специальной прослойкой из материала с большим коэффициентом трения (фрикционный материал). Сдвигаемый поршнем элемент ложится на поверхность тормозного диска, замедляя его движение.
4. Скоба. Удерживает колодки в таком положении, чтобы обе прилегали к диску равномерно.
5. Диск тормоза (ротор). Крепится к ступице, образуя жесткое соединение, так что диск вращается вместе с колесом. От материала, из которого изготовлен диск, и его конструкции в большей мере зависит эффективность работы всей системы.
6. Защита (кожух). Препятствует загрязнению элементов.

Материалы тормозных дисков

При производстве роторов используются различные материалы, характеристики которых влияют на качество, долговечность и работоспособность изделий.

Чугун – наиболее распространенный и доступный материал. Его свойства обеспечивают высокую износостойкость расходников. Но перепады температур и влага могут привести к его порче, а при продолжительном простое деталь быстро ржавеет

Важно отметить и большой вес тормозного элемента, но в любом случае основная масса реализуемых комплектующих чугунная

Детали, сделанные из нержавейки, не подвержены коррозии, выносят резкие изменения температуры, но фрикционные качества несколько снижены.

Карбон легче чугуна, имеет хороший коэффициент трения, увеличенную рабочую площадь, но требует дополнительного ухода (прогрева перед началом работы) и при этом достаточно дорогой.

Керамическими дисками оснащают спорткары, что оправдано, ведь такие расходники долговечны, легки, прочны, устойчивы к износу, не ржавеют и выдерживают высокие температуры. Но слишком дороги для тюнинга обычных автолюбителей.

Система замедления задних колес

Упрощенно систему замедления задних колес (Hinterachsvollverzögerung, HVV) можно представить себе как функцию, противоположную электронному распределению тормозных усилий EBV. Если EBV преследует цель не допустить избыточного торможения задних колес, то HVV обеспечивает такое увеличение тормозного давления задней оси, что на задних колесах происходит срабатывание ABS.

При торможении сильно нагруженного автомобиля из-за его большой массы и, соответственно, инертности, необходимы большие тормозные усилия. Цель системы HVV состоит в том, чтобы обеспечить оптимальное использование всего потенциала сцепления колес с дорогой для полностью нагруженного автомобиля.

Оптимальное торможение достигается в режиме работы ABS. Когда водитель нажимает педаль тормоза, в режим работы ABS сначала выводятся передние колеса, в то время как задние колеса все еще находятся вне зоны срабатывания ABS.

Система ABS срабатывает, когда колеса склонны к блокированию, но вследствие полной загрузки автомобиля колеса позже начинают проявлять эту склонность, так как из-за высокой нагрузки на заднюю ось увеличивается максимальная сила сцепления задних колес с дорогой и они могут воспринимать большие тормозящие усилия, чем передние. Поэтому на полностью загруженном автомобиле задние колеса сами по себе не реализуют максимальный тормозной потенциал до конца.

Для полного задействования этого потенциала и применяется функция HVV, которая самостоятельно повышает тормозное давление задних колес настолько, что и на них срабатывает ABS.

Принцип работы системы замедления задних колес (рис. 2) аналогичен принципу работы системы распределения тормозных усилий.

Рис. 2. Схема действия системы замедления задних колес

Просмотров: 952