​

        Гальмова система потрібна на автомобілі для зниження його швидкості, зупинки й утримування на місці.

Гальмівна сила виникає між колесом і дорогою та спрямована проти напряму обертання колеса, тобто перешкоджає його обертанню. Максимальне значення гальмівної сили на колесі залежить від можливостей механізму, який створює цю силу, від навантаження, що припадає на колесо, та від коефіцієнта зчеплення з дорогою. За умови однаковості всіх факторів, що визначають силу гальмування, ефективність гальмової системи залежатиме насамперед від особли востей конструкції механізмів,  які гальмують автомобіль.

       На сучасних автомобілях для підвищення безпеки руху повинні бути встановлені такі гальмові системи:

робоча гальмова система використовується в усіх режимах руху автомобіля для зниження його швидкості до повної зупинки.            Вона приводиться в дію зусиллям ноги водія, що докладається до педалі ножного гальма. Ефективність дії робочої гальмової системи найбільша порівняно з іншими типами гальмових систем;

запасна гальмова система призначається для зупинки автомобіля в разі відмови робочої гальмової системи. Вона справляє меншу гальмівну дію на автомобіль, ніж робоча система. Функції запасної системи може виконувати справна частина робочої гальмової системи (найчастіше) або стоянкова система;

         стоянкова гальмова система призначається для утримування зупиненого автомобіля на місці, щоб не допустити його самочинного рушання (наприклад, на схилі). Керує стоянковою гальмовою системою водій рукою за допомогою важеля ручного гальма.

         Окрім цих систем, на автомобілях установлюють:

допоміжну гальмову систему використовується у вигляді гальма-уповільнювача на автомобілях великої вантажопідйомності (МАЗ, КрАЗ, КамАЗ) для зменшення навантаження на робочу гальмову систему в разі тривалого гальмування, наприклад на довгому спуску в гірській або пагористій місцевості;

         гальмову систему причепа, який працює у складі автопоїзда. Вона служить як для зниження швидкості руху причепа, так і для автоматичного його гальмування у випадку обриву зчеплення з тягачем.

Узагалі гальмова система складається з гальмових механізмів та їхнього приводу (рис. 1).

Гальмові механізми під час роботи системи не дають обертатися колесам, унаслідок чого між колесами та дорогою виникає гальмівна сила, яка зупиняє автомобіль. Гальмові механізми 5 розміщуються безпосередньо на передніх і задніх колесах автомобіля.

 

          Гальмовий привод передає зусилля від ноги водія на гальмові механізми. Він складається з головного гальмового циліндра 1 з педаллю 2 гальма, гідровакуумного підсилювача і трубопроводів 3 та 4, заповнених рідиною.

Працює гальмова система так. У момент натискання на педаль гальма поршень головного циліндра тисне на рідину, яка перетікає до колісних гальмових механізмів. Оскільки рідина практично не стискається, то, перетікаючи трубами до гальмових механізмів, вона передає зусилля натискання. Гальмові механізми перетворюють це зусилля на опір обертанню коліс, і відбувається гальмування. Якщо педаль гальма відпустити, рідина перетече назад до головного гальмового циліндра, й колеса розгальмуються. Гідровакуумний підсилювач полегшує керування гальмовою системою, оскільки створює додаткове зусилля, що передається на гальмові механізми коліс.

​

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​

Рис. 1. Схема гальмової системи:

1 – головний гальмовий циліндр; 2 – педаль гальма; 3 – трубопроводи; 4 – гнучкі шланги; 5 – гальмові механізми

 

 

         Для підвищення надійності гальмових систем автомобілів у приводі застосовують різні пристрої, які дають змогу зберегти працездатність системи в разі її часткової відмови. Так, на автомобілі ГАЗ-24 «Волга» застосовують роздільник, який автоматично вимикає несправну частину гальмового приводу в момент виникнення відмови під час гальмування.

Тут розглянуто принцип дії гальмової системи гідравлічним приводом. Якщо у приводі гальмової системи використовується стиснене повітря, то такий привод називається пневматичним, а якщо жорсткі тяги або металеві троси — механічним. Принцип дії цих приводів інший і розглядатиметься нижче.

 

         Про ефективність дії гальмових систем судять за гальмовим шляхом автомобіля від початку натискання на педаль гальма до його повної зупинки при русі по горизонтальній ділянці сухої дороги з асфальтовим покриттям.

         Залежно від конструкції обертових робочих деталей гальмових механізмів розрізняють барабанні та дискові гальма. У перших сили тертя створюються на внутрішній поверхні циліндра, що обертається, у других – на бічних поверхнях диска, що обертається. Автомобілі, які ми тут розглянемо, мають робочі гальмові системи з колодковими гальмами.

         Колісний гальмовий механізм являє собою пару гальмових колодок 4 (рис. 2), змонтованих всередині гальмового барабана 3, що обертається разом з маточиною колеса. Колодки встановлені на нерухомому гальмовому диску, спираються на пальці 5 та стягнуті пружиною 7. До поверхні колодок, зверненої до гальмового барабана, прикріплені фрикційні накладки 6. При натисканні на педаль 1 колодки розсуваються кулаками 2 або поршнями гідроциліндра до дотикання з гальмовим барабаном 3. Тертя колодок об барабан викликає гальмування колеса. Після припинення тиску на педаль колодки пружиною 7 повертаються у вихідне положення.

​

​

​

​

​

                    Рис. 2. Схема гальмового механізму:

​

                                1 – педаль гальма;

                                2 – розтискний кулак;

                                3 – гальмовий барабан;

                                4 – гальмова колодка;

                                5 – пальці колодок;

                                6 – накладка колодки;

                                7 – стяжна пружина

​

 

Барабанне гальмо

 

         Колодкові гальма барабанного типу використовують як колісні, так і стоянкові гальмові механізми. Простота й легкість регулювання гальм, величина створюваного ними гальмового моменту й характер спрацювання гальмових накладок значною мірою залежать від способу кріплення колодок до опорного гальмового диска (рис. 3). Першу за напрямом обертання від розтискного кулака колодку називають первинною, а наступну – вторинною. У колодковому гальмі з шарнірним кріпленням двох симетричних колодок на одній спільній нерухомій опорі А (рис. 3, а) діють такі сили: сила P, що притискає колодки до барабана; реакції Y1 і Y2 колодок; сили тертя X1 і X2 між колодками й барабаном.

​

​

 

 

 

 

 

 

 

 

​

​

Рис. 3. Кріплення колодок барабанного гальма:

а – шарнірне на спільній нерухомій опорі; б – на окремих опорах; в – плаваючі колодки;

г – розміщення опор колодок на протилежних сторонах гальмового диска;

1, 2 – шарнірні ланки; А – опора

​

​

            Момент сили X1 відносно опори колодок діє в той же бік, що й момент сили P, і зменшує притискання первинної колодки. Момент сили X2 направлений у зворотний бік відносно сили P і, отже, ослаблює притискання до барабана вторинної колодки. Автомобіль гальмують майже завжди при його русі вперед. Отже, первинна колодка постійно перебуватиме під дією більшої сили тертя та швидше спрацюється, аніж вторинна. Тому для рівномірного спрацювання фрикційну накладку на первинній колодці роблять більшу за розміром, аніж на вторинній. У таких гальмах неможливе індивідуальне регулювання положення нижніх кінців колодок.

У гальмах з кріпленням колодок на окремих опорах (рис. 3, б) можливе більш точне регулювання. У гальмів з плаваючими колодками (рис. 3, в) останні за допомогою шарнірних ланок 1 і 2 зв’язані нижніми кінцями зі спільною опорою й автоматично встановлюються у потрібне положення. У цих гальмах регулюють тільки верхні кінці колодок. Такий спосіб кріплення колодок забезпечує рівномірніше їх спрацювання порівняно з колодками гальм, описаних вище.

         При розміщення опор колодок на протилежних сторонах гальмового диска (рис. 3, г) на обидві колодки діють однакові сили Р. тоді моменти сил тертя X1 і X2 будуть направлені у той же бік, що й моменти сил Р, і, отже, обидві колодки працюють як первинні. Це гальмо не створює додаткових навантажень  на підшипники коліс, оскільки сили, що діють на гальмовий барабан, рівні за величиною та урівноважені однаково. При інших однакових умовах гальмо цього типу дає більший гальмовий момент порявняно з моментом гальм, виконаних за першими трьома схемами. У процесі гальмування під час руху автомобіля заднім ходом обидві колодки працюють як вторинні, й гальмовий момент помітно зменшується.

         Автомобілі ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12, ЗИЛ-130 та КамАЗ-5320 мають барабанно-колодкові гальма, конструкція яких відповідає схемі, наведеній на рис. 4, б. гальмові механізми передніх і задніх коліс у цьому випадку мають однакову конструкцію та відрізняються тільки розмірами деталей.

         Гальмовий диск заднього гальмового механізму прикріплений до фланця кожуха напівосі ведучого мосту, а гальмовий диск переднього механізму – до фланця поворотного кулака переднього мосту. Пружина 4 (рис. 4, а) стягує сталеві гальмові колодки 1 і 5, вільно посаджені на опорних пальцях 15, які закріплені у гальмовому диску гайками. На зовнішніх кінцях пальців поставлені мітки для регулювання і зроблено головки під ключ. У верхній частині колодки спираються на ексцентрики 11, під які поставлено фіксуючі пружини 10. Зазор між колодками й барабаном регулюють за допомогою ексцентриків 11. До поверхонь колодок, які труться, прикріплено накладки з пресованого азбестового матеріалу, які мають різний кут обхвату накладки.

         Верхні кінці колодок упираються в поршні гідравлічного розтискного пристрою. Екран захищає цей пристрій від нагрівання теплотою гальмового барабана. Від бічного зміщення колодки утримуються скобами 7 з пластичними пружинами. Гальмовий барабан прикріплений до маточини колеса так, що його можна знімати для доступу до гальма, не знімаючи маточину.

         У колісному гальмі автомобіля ЗИЛ-130 (рис. 4, б) на ексцентрикових осях 17 укріплені дві литі чавунні колодки 1. Колодки можуть розтискатися кулаком 23, який приводиться в рух черв’ячним колесом 26, насадженим на шліцьову частину валика кулака. Черв’ячне колесо повертається черв’яком, який у цей момент не повертається і рухається разом з важелем 22, що отримує рух через шток 28 від гальмової камери 20. Черв’ячна передача служить для регулювання гальма.

​

​

 

​

 

 

 

 

 

 

​

 

 

 

​

 

 

​

 

​

​

 

 

 

Рис. 4. Гальмові механізми автомобілів:

а – ГАЗ-53А; б – ЗИЛ-130; 1, 5 – гальмові колодки; 2 – колісний циліндр; 3 – екран колісного циліндра; 4 – стяжна пружина; 6 – фрикційна накладка колодки; 7 – направляюча скоба колодки; 8 – болт регулювального ексцентрика; 9 – шайба; 10 – пружина ексцентрика; 11 - регулювальний ексцентрик; 12 – пластина опорних пальців; 13 – ексцентрик опорних пальців; 14 – пружинна шайба; 15 – опорний палець гальмової колодки; 16 – супорт; 17 – вісь; 18 – опора ролика; 19 – ролик; 20 – гальмова камера; 21 – кронштейн гальмової камери; 22 – регулювальний важіль; 23 –  розтискний кулак; 24 – гальмовий барабан; 25 – вал розтискного кулака; 26 – черв’ячне колесо; 27 – черв’як; 28 – шток

 

​

 

          У гальмовому механізмі автомобіля КамАЗ-5320 (рис. 5, а) гальмові колодки 7 спираються на ексцентрики осей 1, що закріплені в супорті. На гальмові колодки встановлено фрикційні накладки 9 . при гальмування колодки розсуваються кулаком 12 і притискаються до внутрішньої поверхні барабана. Ролики 13, встановлені між розтискним кулаком та колодками, покращують ефективність гальмування. Пружини 8 повертають при розгальмування колодки у початковий стан.

​

 

 

 

 

​

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​

​

​

​

​

​

 

 

 

 

 

 

​

 

Рис. 5. Гальмові механізми автомобілів КамАЗ-5320 і МАЗ-5335:

а – колісний гальмовий механізм автомобіля КамАЗ-5320; б – регулювальний важіль гальмового механізму автомобіля КамАЗ-5320; в – колісний гальмовий механізм автомобіля МАЗ-5335; 1 – вісь колодок; 2 – супорт; 3 – щиток; 4 – гайка осі; 5 – накладка осі колодок; 6 – чека осі колодки; 7 – колодка; 8 – пружина; 9 – фрикційна накладка; 10 – кронштей розтискного кулака; 11 – вісь ролика; 12 – розтискний кулак; 13 – ролик колодки; 14 – регулювальний важіль; 15 – вісь черв’яка; 16 – кулька фіксатора; 17 – черв’як; 18 – черв’ячне колесо; 19 – розпірна втулка; 20 – барабан; 21 – гальмова камера; 22 – вилка; 23 –  шток; 24 – мембрана

 

 

На кінці вала розтискного кулака за допомогою шліців черв’ячного колеса 18 (рис. 5, б) встановлено регулювальний важіль 14 черв’ячного типу, з’єднаний зі штоком гальмової камери і призначений для повороту розтискного кулака та зменшення зазору між колодками і гальмовим барабаном.

         У корпусі регулювального важеля встановлено черв’як 17 (рис. 5, б) з запресованою в нього віссю 15, що має квадратний хвостовик для здійснення повороту при регулюванні та лунки для фіксуючої кульки 16 з пружиною 8. При обертанні осі 15 черв’як повертає черв’ячне колесо і через шліцьове з’єднання вісь поворотного кулака. У процесі гальмування регулювальний важіль повертається штоком гальмової камери.

         У гальмового механізму автомобіля МАЗ-5335 (рис. 5, в) регулювання зазору між накладками колодок і внутрішньою поверхнею барабана здійснюють також за допомогою черв’ячної пари регулювального важеля.

        

Стоянкова гальмова система

 

         У барабанному гальмі стоянкової гальмової системи автомобіля ГАЗ-53 (рис. 6, а) до задньої стінки картера коробки передач прикріплено гальмовий щит 19. На ньому встановлені корпус 4 регулювального механізму і корпус 7 розтискного механізму. З регулювальним механізмом з’єднаний сухар 3, на який спираються опори 2 гальмових колодок 17 і 20. Верхні штовхачі 5 колодок спираються на дві кульки, встановлені в каналі розтискного стержня 8. Гальмовий барабан прикріплений до фланця вилки карданного шарніра.

         Важіль 9 керування стоянковим гальмовим механізмом нижнім кінцем з’єднаний тягою 12 з важелем 16. Якщо водій переміщує до себе верхній кінець важеля, то тяга 12, повертаючи важіль 16 відносно осі, примушує його натиснути на стержень 8, який, розсуваючи штовхачі 5, притискає колодки 17 і 20 до барабана. Спочатку притискається до барабана колодка 20. Сили тертя, що діють на первинну колодку 20, пердаються через сухар 3 вторинній колодці, сприяючи її притисненню до гальмового барабана. Пружини 18 і 21 притискають колодки до опорного й розтискного пальців. Первинна колодка притискається відносно слабкими пружинами, а вторинна – сильнішими пружинами.

         Засувка 11 дозволяє утримувати гальмо в загальмованому стані. Для цього на верхньому кінці важеля є кнопка, з’єднана тягою з засувкою. У замкненому стані засувка притиснута до зубців сектора 10 пружинами. При натисненні на кнопку пружина стискається, і засувка 11 звільняється, після чого можна вимкнути стоянковий гальмовий механізм.

         У колодковому гальмі барабанного типу стоянкової гальмової системи автомобіля ЗИЛ-130 з колодками, розташованими всередині гальмового барабана, кришка підшипника веденого вала коробки передач одночасно є корпусом приводу спідометра і кронштейном (рис. 6, б), на опорній осі 27 якого за допомогою чеки 26 вільно насаджені дві симетричні колодки 33 з фрикційними накладками 22 та сухарями 35. Колодки відтягуються від гальмового барабана 14 пружинами 25 і 34. Від бічних зміщень колодки утримуються шайбами 32, встановленими на втулках, затиснених болтами 31. З регулювальним важелем 37, який з’єднаний з розтискним кулаком 36, зв’язана тяга 38 приводу за допомогою пальця 40 та гайки 41. На цій тязі закріплено вилку 15, шарнірно з’єднану з важелем 9 стоянкового гальмового механізму.

​

 

 

 

 

​

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6. Стоянкові гальмові системи автомобілів:

а –ГАЗ-53А; б – ЗИЛ-130; 1 – вал регулювального механізму; 2 – опора колодок; 3 – сухар; 4 – корпус регулювального механізму; 5 – штовхач; 6 – кульки; 7 – корпус розтискного механізму; 8 – розтискний стержень; 9 – важіль керування; 10 – зубчастий сектор; 11 – засувка; 12 – тяга; 13 – контргайка; 14 – барабан; 15 – вилка; 16 – важіль; 17, 20 – гальмові колодки; 18, 21 – стяжні пружини; 19 – гальмовий щит; 22 – фрикційна накладка; 23 – кронштейн; 24 – сальник кронштейна; 25 – мала стяжна пружина; 26 – чека осі колодок; 27 – вісь колодок; 28 – гайка кріплення фланця; 29 – гвинт; 30 – фланець веденого вала; 31 – болт; 32 – шайба; 33 – колодка; 34 – велика стяжна пружина; 35 – сухар колодки; 36 – розтискний кулак; 37 – регулювальний важіль; 38 – тяга приводу; 39 – вушко тяги ручного комбінованого гальмового крана; 40 – палець тяги; 41 – гайка; 42 – пластина важеля

​

​

          У розгальмованому положенні колодки 33 відтяжними пружинами 25 і 34 притискаються до осі 27 і до розтискного кулака 36. При гальмуванні водій важелем 9, встановленим на пластині 42 з зубчастим сектором 10, через тягу 38 повертає важіль 37. Внаслідок цього розтискний кулак 36 притискає колодки 33 до гальмового барабана 14. Зазор між колодками і барабаном регулюють тягомю 38 та регулювальним важелем 37. Взаємне положення барабана 14 і фланця 30 веденого вала коробки передач, до якого прикріплений барабан, фіксується двома гвинтами 29. Від потрапляння оливи гальмо захищає сальник 24 і оливовідбивач на фланці 30, що скидає оливу, яка потрапила на нього, через отвір у кронштейні назовні. Від бруду гальмо закрите щитом 19.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7. Стоянковий гальмовий механізм автомобіля МАЗ-5335:

1 – барабан; 2 – супорт; 3 – приводний важіль; 4 – проміжний важіль; 5 – серга; 6 – важіль колодок; 7 – вісь опори колодок; 8 – штанка; 9, 13 – колодки; 10 – корпус регулювального пристрою; 11 – гайка-зірочка; 12 – регулювальний гвинт

​

​

​

         На автомобілі МАЗ-5335 стоянковий гальмовий механізм (рис. 7) з самопідсилюванням встановлений на задньому мості автомобіля, що забезпечує можливість гальмування навіть при поломках карданного вала.

         Гальмовий барабан 1 встановлений між фланцями карданного вала та хвостовика ведучого зубчастого колеса, центрується на їхніх буртиках і затягнутий з ними спільними болтами. Верхніми кінцями колодки 9 і 13 спираються на вісь 7, а нижніми – на плаваючу опору, що являє собою регулювальний пристрій.

         При гальмуванні приводний важіль 3 через проміжний важіль 4 та сергу 5 діє на фігурний важіль 6 колодок. Якщо барабан обертається за годинниковою стрілкою, то зусилля від важеля 6 через штангу 8 передається до правої колодки 9, і вона притискається до гальмового барабана. Колодка, що захоплюється барабаном, переміщується в напрямку обертання і через регулювальний пристрій тисне на ліву колодку 13, притискаючи її до барабана.

         При обертанні барабана проти годинникової стрілки зусилля сприймається лівою колодкою і через регулювальний пристрій передається на праву колодку.