Технология ремонта рабочей тормозной системы ГАЗ-3307

Тормозной системой автомобиля называется совокупность устройств, приборов и деталей, предназначенных для замедления скорости движения автомобиля, полной его остановки и удержания на месте. Тормозная система помогает поддерживать постоянную скорость при движении на затяжных спусках. Хорошие тормозные качества автомобиля имеют большое значение для обеспечения безопасности движения в любых дорожных условиях и для достижения хороших эксплуатационных показателей. Наличие надежных тормозов позволяет автомобилю двигаться на больших скоростях.

К тормозным системам предъявляются следующие требования:

быстрое срабатывание после приведения тормозов в работу;

равномерное распределение тормозного усилия на все мосты и колеса автомобиля;

обеспечение пропорциональности распределения тормозного усилия на педали тормоза с тормозным усилием на всех колесах;

обеспечение необходимой плавности торможения;

обеспечение устойчивого, без заносов, движения автомобиля при торможении;

высокая стабильность регулировки тормозных механизмов и их привода;

хороший отвод тепла от тормозных механизмов.

Тормозная система состоит из тормозных механизмов, которые обеспечивают затормаживание силовой передачи, и тормозного привода, обеспечивающего работу тормозных механизмов. На автомобилях чаще всего имеются следующие виды тормозных систем:

рабочая, предназначенная для регулирования скорости движения автомобиля и его остановки с необходимой эффективностью;

стояночная, служащая для удержания автомобиля на месте после остановки. В стояночных тормозных системах используются тормозные механизмы рабочей тормозной системы или трансмиссионные;

вспомогательная, предназначенная для длительного поддержания постоянной скорости движения или для ее регулирования. На тяжелых автомобилях в качестве вспомогательной тормозной системы обычно применяется моторный тормоз, действующий как противодавление на поршни при перекрытой выпускной системе. На автобусах и карьерных самосвалах в качестве вспомогательного тормоза могут использоваться специальные гидравлические и электрические механизмы;

запасная, используемая для остановки автомобиля с необходимой эффективностью при выходе из строя рабочей тормозной системы. Запасные тормозные системы обычно являются частью рабочих тормозных систем и используют общие с ними тормозные механизмы и тормозные приводы.

Применяют два способа торможения:

• торможение только тормозами. В этом случае тормозная система сама замедляет скорость движения автомобиля;

• торможение с помощью тормозной системы и двигателя при отсутствии подачи топлива.

Работа сил трения в тормозном механизме при торможении расходуется на замедление движения автомобиля или его полную остановку, а кинетическая энергия, приобретенная в процессе разгона, превращается в тепло, которое рассеивается в окружающее пространство.

При торможении двигателем последний остается соединенным с трансмиссией, и его коленчатый вал приводится во вращение от ведущих колес. Такое торможение может быть в паре с тормозами или без них. Торможение двигателем используется для замедления скорости движения на затяжных спусках, а также при движении в городских условиях для кратковременных торможений. Такой способ торможения уменьшает нагрузки и износ тормозной системы.

Интенсивность торможения двигателем зависит от включенной передачи, степени открытия дроссельных заслонок и включения зажигания.

Тормозные механизмы подразделяются:

•        по расположению — на колесные и трансмиссионные;

• по форме вращающихся деталей — на барабанные, дисковые и шкивные;

• по форме трущихся поверхностей — на колодочные и ленточные.

Наибольшее распространение получили фрикционные тормоза, осуществляющие торможение за счет сил трения между неподвижными и подвижными вращающимися деталями. В дисковом тормозе силы трения создаются на боковых поверхностях вращающегося диска, в барабанном — на внутренней поверхности вращающего цилиндра, а в шкивном — на наружной поверхности вращающегося цилиндра (тормоз лебедки).

Наиболее полно предъявляемым к тормозам требованиям отвечают барабанные и дисковые тормоза. Они применяются на большинстве легковых и грузовых автомобилей, а также на автобусах. В последние годы все чаще стали применяться дисковые тормоза, которые хорошо охлаждаются при движении автомобиля.

Тормозной привод может быть механическим, гидравлическим и пневматическим.

Механический привод прост в устройстве, стоимость его не высока, но для получения необходимого тормозного эффекта от водителя требуются большие затраты мускульной энергии. Тормозной путь у такого привода очень большой. В настоящее время механический привод применяется только для стояночных тормозных систем.

Гидравлический привод имеет более сложное устройство, и он дороже. Основным недостатком привода является потребность больших затрат мускульной энергии для получения необходимого тормозного эффекта, поэтому применять его можно только на легковых автомобилях и на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Вторым крупным недостатком является его «воздухобоязнь». Попадание даже небольшого количества воздуха в привод выводит тормоза из строя полностью.

Для облегчения управления тормозами с гидравлическим приводом применяются усилители. Наибольшее распространение получили гидровакуумные, вакуумные и пневматические усилители.

Пневматический привод имеет самое сложное устройство. Он намного сложнее и дороже гидравлического привода, но не требует затрат мускульной энергии для получения необходимого тормозного эффекта. Недостатком такого привода является большое время срабатывания тормозов по сравнению с гидравлическим приводом.

1. Анализ конструкции рабочей тормозной системы ГАЗ-3307

1.1 Назначение рабочей тормозной системы ГАЗ-3307 и ее особенности

Назначение тормозной системы — обеспечить быструю остановку и достаточное замедление скорости автомобиля, что является обязательным условием безопасности движения. Кроме того, в тормозной системе должно быть предусмотрено устройство для надежного удержания автомобиля на месте во время стоянки. Торможение автомобиля происходит в результате создания искусственного сопротивления вращению колес. С этой целью тормозной момент прикладывается или непосредственно к барабанам на самих колесах (колесные тормоза), или к барабану, установленному на трансмиссии (центральный тормоз). Центральный тормоз может действовать только на ведущие колеса.

Для быстрого торможения автомобиля необходимо использовать сцепной вес, приходящийся на все колеса. В связи с этим наиболее часто употребляемыми (рабочими) являются колесные тормозы, приводимые одновременно от педали тормоза. У современных автомобилей применяют приводы (от педали тормоза к колесным тормозам) двух типов — гидравлический и пневматический.

Общее устройство тормозов

Тормоза служат для быстрого снижения скорости или для полной остановки движущегося автомобиля, а также для удержания его на месте при стоянке.

Действие тормозов основано на трении между колодками и вращающимся барабаном или диском, связанным с колесами, а это создает силу трения между колесами и дорогой и вызывает замедление и остановку автомобиля. В простейших тормозах источником усилия, необходимого для создания трения, является физическая сила водителя, передаваемая через систему рычагов и тяг.

Рисунок 1.1-Тормозной механизм колеса.

Водитель, нажимая ногой на педаль 4 через тягу 3 и рычаг 2, поворачивает разжимной кулак 10. При этом раздвигаются две колодки с фрикционными накладками 1, укрепленные на неподвижном диске 6 на оси 7. Колодки прижимаются к вращающемуся вместе с колесом 6 тормозному барабану 5 и останавливают его. Растормаживаиие осуществляется пружиной S, стягивающей колодки при освобождении педали.

Тормоза, установленные на автомобилях, различаются по форме трущихся поверхностей, расположению на автомобиле и типу привода. По форме трущихся поверхностей тормоза подразделяются на колодочные, ленточные и дисковые. В колодочных тормозах трущиеся поверхности изготовляются в виде барабана и прилегающих к нему колодок. В ленточных трение происходит между барабаном и лентой. У дисковых тормозов трущимися поверхностями служат вращающийся диск и прилегающий к нему башмак или колодки.

По расположению на автомобиле различают тормоза, действующие на колеса и на силовую передачу. Основными являются первые. Вторые же предназначены для удержания автомобиля на месте и лишь в крайних случаях для торможения при движении.

Если торможение одного и того же барабана или диска осуществляется двумя независимо действующими системами колодок или лент, то такие тормоза называются двойными.

Устройство Тормозной системы ГАЗ-3307

Автомобиль оборудован рабочей и стояночной тормозными системами. Рабочая тормозная система состоит из четырех тормозных механизмов и гидравлического привода, который имеет диагональное разделение контуров. Один контур гидропривода обеспечивает работу правого переднего и левого заднего тормозных механизмов, другой — левого переднего и правого заднего. Это значительно повышает безопасность вождения автомобиля. В гидравлический привод включены вакуумный усилитель и двухконтурный регулятор давления задних тормозов. Первый снижает усилие на тормозной педали, второй повышает безопасность движения автомобиля. Помимо гидравлического привода, тормозные механизмы задних колес имеют механический привод от рычага стояночного тормоза, установленного на полу кузова.

1.2 Особенности работы рабочей тормозной системы ГАЗ-3307

Тормозные механизмы передних и задних колес одинаковы по конструкции и отличаются размерностью отдельных входящих деталей. Тормозные механизмы передних колес имеют цилиндры с поршнями 35 мм и накладки шириной 80 мм. Тормозные механизмы задних колес имеют цилиндры с поршнями 38 мм и накладки шириной 100 мм.

Тормозной механизм колеса (рис. 1.3) с одной заклинивающей и одной отжимной колодками состоит из тормозного щита 6, колесного цилиндра 2 с экраном 3. Положение колодок 1 в механизме регулируется с помощью латунных эксцентриков 10 опорных пальцевой регулировочными эксцентриками 16.

Рисунок 1.2- Схема привода тормозного механизма

1,9 — соответственно передний в задний тормозные механизмы; 2 — впускная труба двигателя; 3 — запорный клапан; 4 — лампа сигнализатора; 5 — сигнализатор неисправности гидропривода; б — главный цилиндр; 7 -дополнительный бачок; 8 — воздушный фильтр; 10, П — соответственно гидровакуумные усилители задних и передних тормозов

Рисунок 1.3- Тормозной механизм колеса 1 — тормозная колодка; 2 — Колесный цилиндр; 3 — экран колесного цилиндра; 4 — возвратная пружина ко-.гадок; 5 — направляющая скоба колодок; 6 — тормозной щит; 7 — пружинная шайба; в — гайка; 9 — стопорный палец тормозной колодки; 10 — эксцентрики опорных пальцев; 11 — пластина опорных пальцев; 12 — метки; 1.1 — болт регулировочного эксцентрика; 14 — шайба; /5 — смотровой люк; 16 - регулировочный эксцентрик

Колодки прижимаются к регулировочным эксцентрикам стяжной пружиной 4. Каждая колодка центрируется независимо одна от другой. На наружном торце каждого опорного пальца сделана метка 12 (углубление 2 мм), показывающая положение наибольшего эксцентриситета эксцентрика опорного пальца. При правильной установке колодок метки 12 должны быть обращены одна к другой, как показано на рис. 1.3. Допускается отклонение поворота меток от указанного положения в пределах40°.

Главный тормозной цилиндр (рис. 1.4) снабжен двумя последовательно расположенными поршнями 3 и 8 с прозрачным двухсекционным бачком для тормозной жидкости, который установлен под капотом автомобиля. На первичном 8 и вторичном 3 поршнях установлены подвижные головки 6 с уплотнительными торцовыми кольцами 7 и манжетами 11. Головки удерживаются на поршнях с помощью упорных стержней 5, которые впрессовываются в поршни. Головки поджимаются к поршням пружинами 15, а поршни в сборе с головками и уплотнителями прижимаются к упорным болтам 10 возвратными пружинами 4. Суммарный рабочий ход поршней 38 мм. При этом ход первичного поршня 21 мм, ход вторичного поршня 17 мм. В верхних частях первичного 12 и вторичного 2 картеров установлены клапаны избыточного давления 1 с пружинами 16.

Главный цилиндр через толкатель 9 соединяется с тормозной педалью. В расторможенном положении поршни 3 и 8 главного цилиндра через головки упираются в упорные болты 10, в результате чего между поршнем и головкой образуется зазор для прохода жидкости из бачка в рабочие полости цилиндра.

При торможении толкатель 9 перемещает первичный поршень 5. При этом головка под действием пружины 15 прижимается через уплотнитель 7 к поршню, разобщая жидкость в бачке от жидкости первичной рабочей полости цилиндра. При движении поршня жидкость из рабочей полости цилиндра проходит через отверстия в пластине клапана избыточного давления 1 и, обжимая резиновый поясок клапана от пластины, поступает в трубопровод, идущий к колесным цилиндрам задних тормозных механизмов. Одновременно жидкость, находящаяся в первичной рабочей полости цилиндра, действует на вторичный поршень3, который в свою очередь вытесняет жидкость в трубопровод, идущий к передним тормозным механизмам.

При растормаживании поршни 3 и 8 под действием возвратных пружине перемещаются к исходному положению до упора головок 6 в болты 10, Если педаль тормоза освобождается резко, поршни главного цилиндра возвращаются быстрее, чем жидкость из колесных цилиндров. В этом случае в рабочих полостях главного цилиндра создается разрежение, под действием которого головки отходят от поршней, образуя торцовый зазор, и жидкость из бачка заполняет рабочие полости цилиндров. При упоре поршней в болты 10 избыток жидкости через торцовый зазор возвращается обратно в бачок главного цилиндра. Система расторможена и готова к последующему торможению.

Выход из строя одного из контуров тормозного привода сопровождается увеличением хода тормозной педали.

Однако запаса хода педали при этом достаточно для создания в исправном контуре давления тормозной жидкости, необходимого для торможения.

Гидровакуумный усилитель диафрагменного типа служит для увеличения давления в тормозном приводе, чем снижает усилие на тормозной педали.

При выходе из строя гидровакуумного усилителя или нарушении герметичности вакуумного трубопровода резко снижается эффективность торможения.

Принцип действия усилителя заключается в использовании разрежения во впускной трубе двигателя для создания дополнительного давления в системе гидравлического привода рабочей тормозной системы.

Гидровакуумный усилитель (рис. 1.5) состоит из камеры усилителя, гидравлического цилиндра и клапана управления. Камера усилителя образуется из двух корпусов. Передний корпус через вакуумный трубопровод и запорный клапан соединен с впускной трубой двигателя, а задний корпус с помощью резинового шланга — с корпусом клапана управления. Между корпусами установлена резиновая диафрагма 2, которая удерживается между ними с помощью двух хомутов. Внутренней частью диафрагма крепится на толкателе (штоке) с помощью тарелки, шайбы и гайки. На тарелку действует возвратная пружина.

В корпусе гидравлического цилиндра находится поршень, который через штифт соединен с толкателем штока. Между поршнем и штоком расположен пластинчатый толкатель клапана, который воздействует на шарик клапана. На поршне установлена уплотнительная резиновая манжета. Поршень упирается в упорную шайбу. В цилиндре имеется корпус уплотнителей с резиновыми манжетами, в котором перемещается шток.

Клапан управления усилителя состоит из корпуса, крышки, поршня с манжетами и диафрагмой, которая крепится на клапане с помощью плоской зубчатой шайбы. В корпусе расположены возвратная пружина клапана, вакуумный и атмосферный клапаны, посаженные на общий стержень. Атмосферный клапан прижимается к седлу пружиной. Крышка клапана через воздушный трубопровод соединена с воздушным фильтром (см. рис. 1.2) усилителя.

При работе двигателя во впускной трубе создается разрежение, которое через вакуумный трубопровод и запорный клапан передается в полость первичной камеры усилителя и затем через Г-образное отверстие в цилиндре—в полость V клапана управления. Далее разрежение распространяется через центральное отверстие в клапане в полость IV, откуда через шланг — в полость /// вторичной камеры усилителя.

Таким образом, во всех полостях камеры усилителя и клапана управления создается одинаковое разрежение, а детали усилителя занимают положение, показанное на рис. 1.5.

При нажатии на тормозную педаль из полостей главного цилиндра тормозная жидкость под давлением поступает в усилители. Давлением жидкости перемещается поршень клапана управления. При этом клапан управления в начале хода садится седлом на резиновый вакуумный клапан, разобщая в гидровакуумном усилителе полости / и V от полостей // и IV. При дальнейшем движении поршня клапана управления отходит от своего седла атмосферный клапан. В результате воздух из полости /// крышки клапана управления поступает в полость IV клапана управления и далее через шланг в полость / камеры гидровакуумного усилителя тормозов. Под действием разности давлений (атмосферного воздуха и разрежения) диафрагма перемещает толкатель поршня с поршнем силового цилиндра усилителя. В поршень под действием пружинки шарик садится в седло поршня, отсоединяя гидравлическую полость высокого давления от полости низкого давления. В результате этого на поршень со стороны полости низкого давления действуют давление от главного цилиндра и силы от штока. Давление передается в колесные цилиндры тормозных механизмов.

Пропорционально усилию нажатия на тормозную педаль создается давление в тормозной системе. Пропорциональность достигается за счет работы клапана управления. На поршень клапана управления действует жидкость под давлением, созданным в

главном цилиндре. Величина давления пропорциональна усилию нажатия на тормозную педаль. Поскольку под действием давления жидкости клапан управления открывает атмосферный клапан, в полость / V клапана управления и полость/ камеры усилителя будет поступать воздух до тех пор, пока сила, полученная от давления воздуха на диафрагму клапана управления, не уравновесит силу от давления жидкости на поршень. В этом случае оба клапана (атмосферный и вакуумный) сядут на свои седла.

Таким образом, в полостях / и /V создается вполне определенное давление, пропорциональное усилию нажатия на тормозную педаль.

В случае увеличения нажатия на педаль откроется атмосферный клапан, и часть воздуха поступит в полости IV и I, чем увеличит давление жидкости в системе. Приуменьшении усилия нажатия на педаль под действием находящегося воздуха над диафрагмой клапан управления переместится вниз. При этом откроется вакуумный клапан, и часть воздуха из полостей IV над диафрагмой и из полости / камеры поступит в двигатель.

Давление воздуха в камере уменьшится, а следовательно, уменьшится и гидравлическое давление в системе. В клапане управления создается равенство сил от давления жидкости на поршень и воздуха на диафрагму клапана управления.

При снятии усилия с тормозной педали гидравлическое давление под поршнем клапана управления надает, и клапан управления под действием давления воздуха и пружины возвращается в исходное положение. Атмосферный клапан закрывается, а вакуумный открывается, в результате чего воздух из клапана управления и камер усилителя поступит в двигатель. Во всех полостях усилителя устанавливается разрежение (вакуум). Система расторможена и готова к последующему торможению.

Воздушный фильтр 8 (см. рис. 1.2) установлен на поле кабины и соединен трубопроводами с гидровакуумными усилителями тормозов. Фильтр состоит из корпуса, крышки и фильтрующего элемента в виде капроновой путанки. Забор воздуха из кабины и прохождение его через воздушный фильтр обеспечивают качественную его очистку.

Запорный клапан (рис. 1.6) состоит из корпуса 1, штуцера 5, резинового клапана 3 и пружины 2. Под действием разрежения, возникающего во впускном коллекторе двигателя, резиновый клапан отходит от седла и разрежение поступает в гидровакуумные усилители. В случае снижения разрежения в двигателе резиновый клапан под действием пружины прижимается к седлу и обеспечивает сохранение наибольшего разрежения в гидровакуумных усилителях.

Рисунок 1.7-Сигнализатор неисправности гидропривода

Сигнализатор неисправности гидропривода (рис. 1.7) соединен с полостями главного тормозного цилиндра. Он состоит из корпуса 5, поршней 1 и 2 с уплотнительными резиновыми кольцами, шарика 3 и датчика 4. В случае выхода из строя одного из контуров раздельного привода тормозов под действием разности давления при первом же нажатии на тормозную педаль поршни перемещаются в сторону меньшего давления. Шарик 3 выходит из канавки, и контакты датчика 4 замыкаются. На панели приборов при этом загорается красная контрольная лампа. После обнаружения и устранения неисправности прокачивают поврежденный контур.

2.Анализ характерных неисправностей рабочей тормозной системы ГАЗ-3307

2.1 Анализ условий работы рабочей тормозной системы ГАЗ-3307

Элементы всех систем автомобиля, в том числе и тормозной, работают в довольно тяжелых условиях окружающей среды. Для европейской территории России характерен значительный перепад температур в течение года – от минус 30..35 градусов зимой до плюс 35..37 градусов в летние месяцы на солнце, так же возможен и значительный перепад среднесуточных температур. А в зимнее время условия работы осложняются еще и наличием на дорогах агрессивной, которая содержит талый снег, так же на дорогах находятся нефтепродукты, дорожная соль или другие реагенты, которыми могут обрабатываться дороги для предупреждения их обледенения, и механические элементы – грязь, камни – все это негативно сказывается на надежности агрегатов автомобилей.

И в таких условиях работают все элементы тормозной системы – гидровакуумный усилитель, главный тормозной цилиндр, трубопроводы с переходниками и штуцерами и тормозные механизмы – расположены в нижней части автомобилей и не защищены от непосредственного воздействия внешней среды или защищены только отчасти алюминиевой защитой картера. Отсюда и возникает большинство неисправностей: механическое воздействие приводит к вмятинам, разрушению трубопроводов, дорожная пыль засоряет фильтры вакуумного усилителя и может попадать через бачки в саму тормозную жидкость, что приводит к ускоренному износу деталей главного и рабочих тормозных цилиндров; грязь, вода и нефтепродукты вызывают окисление и разрушение трубопроводов и уплотнений и, соответственно, утечки тормозной жидкости, так же возможно их попадание непосредственно в тормозные механизмы, приводящее к выходу их из строя – поломке возвратных пружин, замасливанию или заклиниванию тормозных колодок.

К сожалению, бороться с таким воздействием внешней среды не представляется возможным, поэтому остается только модернизировать саму тормозную систему, делая ее более защищенной от внешних воздействий или менее к ним чувствительной. В такие меры входит антикоррозионная обработка открытых элементов, установка механической защиты – экранов, отражателей, и использование вместо барабанных тормозных механизмов дисковые, которые зарекомендовали себя как более надежными в любых условиях.

2.2 Основные неисправности рабочей тормозной системы и порядок их устранения

Таблица 2.1- Основные неисправности рабочей тормозной системы и порядок их устранения.