Гідравлічні гальмівні системи: практичний посібник для професіоналів автомобільної промисловості

Якщо ви працюєте з гальмуванням транспортних засобів, ви знаєте, що сила зупинки – це не лише безпека – це контроль, передбачуваність і довговічність. Як інженер, який розробив і випробував незліченну кількість компонентів гідравлічних гальм, я бачив, як невеликі непорозуміння призводять до неправильного вибору деталей, передчасного зносу або навіть відмови гальм. У цьому посібнику викладено основні принципи гідравлічних барабанних гальмівних систем із чітким акцентом на компонентах, які ми постачаємо – головних циліндрах, колісних циліндрах та пов’язаному апаратному забезпеченні – та реальній логіці, що лежить в основі їх конструкції.

Глобальний ринок запчастин для гідравлічних гальм зростає завдяки старим автопаркам, ремонту своїми руками та комерційному технічному обслуговуванню парку. Покупці шукають такі терміни, як заміна головного гальмівного циліндра, симптоми витоку колісного циліндра або як відрегулювати барабанні гальма. Що ще важливіше, коли механік або майстерня довіряють вашому технічному вмісту, вони з більшою ймовірністю купуватимуть.

Дозвольте мені ознайомити вас із основною структурою гідравлічних гальмівних систем

Гальмівна система повинна виконувати чотири речі надійно, день за днем:

• Знизьте швидкість або зупинітьсятранспортний засіб, що рухається (робоче гальмо)
• Тримайте нерухомий автомобільна схилі (стоянкове гальмо)
• Забезпечити резервну зупинкуякщо робоче гальмо відмовляє (вторинне/аварійне гальмо)
• Контроль швидкостіна довгих спусках без перегріву (допоміжне гальмо – наприклад, вихлоп або ретардер)

Для більшості легкових і легких вантажівок робоче гальмо і стоянкове гальмо є обов’язковими. Наша увага приділяється гідравлічному робочому гальму – тому, яке ви використовуєте з педаллю.

Навіть із сучасною електронікою основний принцип залишається незмінним. Аголовний гальмівний циліндрперетворює механічне зусилля педалі в гідравлічний тиск. Цей тиск передається через гальмівну рідину (DOT 3, 4 або 5.1) усередині сталевих або гнучких шлангів до колісних циліндрів на кожному колесі. Усередині барабанного гальма колісний циліндр штовхає дві гальмівні колодки назовні проти обертового гальмівного барабана. Тертя уповільнює колесо. Коли ви відпускаєте педаль, зворотні пружини відтягують черевики назад, залишаючи невеликий зазор (зазвичай0,25–0,5 мм), щоб уникнути перетягування.

Тут живуть наші продукти – головний циліндр і кожен колісний циліндр. Їхні внутрішні ущільнення, поршні та оздоблення отворів безпосередньо визначають відчуття педалі, гальмівний баланс і термін служби без протікання.

Використання сучасних транспортних засобівдвоконтурні гідравлічні системидля безпеки. Якщо один контур втрачає тиск (наприклад, перерізаний шланг або витік колісного циліндра), інший контур все ще забезпечує гальмування – зазвичай близько 50% від нормальної продуктивності. Є три поширені макети:

• Передній-задній спліт– один контур обслуговує обидва передні гальма, інший – обидва задні гальма. Проста, але несправність переднього контуру залишає тільки задні гальма, що може викликати нестабільність.
• Діагональний розкол– кожен контур з’єднує одне переднє та одне протилежне по діагоналі заднє гальмо. Одна несправність все одно дає одне переднє гальмо (необхідне для керування кермом).
• Подвійні колісні циліндри на одній осі– кожен контур керує одним із двох колісних циліндрів на одному гальмі. Сьогодні це рідко, але забезпечує надійне резервування.

З точки зору продукту, розуміння компонування допоможе вам рекомендувати правильний головний циліндр (наприклад, тандемні головні циліндри з двома окремими камерами) і визначити, який колісний циліндр належить до якого контуру.

Theтандемний головний циліндр(дві камери в одному корпусі) є стандартною практично для всіх сучасних автомобілів. Його геніальність полягає в тому, як він справляється з невдачами:

1. Якщо задній контур протікає, задній поршень рухається вперед, доки механічно не штовхне передній поршень, тому передні гальма все ще працюють.
2. Якщо передній контур протікає, задній поршень створює тиск самостійно, а передній поршень виходить на дно без втрати тиску.

Загальні ознаки несправності: педаль гальма повільно опускається на підлогу (внутрішній витік) або видимий витік рідини під головним циліндром.

Колісні циліндри бувають двох основних форм:

• Двопоршневий– поршні штовхають обидві гальмівні колодки назовні. Часто зустрічається на задніх барабанних гальмах і деяких передніх барабанах.
• Однопоршневий– один поршень штовхає первинний башмак; вторинний башмак приводиться в дію за допомогою регулятора або ланки. частозустрічаються на легких комерційних автомобілях.

Всередині кожного колісного циліндра aпоршень, гумовий ущільнювач чашки, ірегулятор(іноді різьбовий штовхач або ексцентриковий кулачок) працюють разом. Регулятор компенсує знос підкладки. Частою скаргою є заїдання регулятора – гальма відчуваються низько або тягне вбік.

Завжди замінюйте колісні циліндри попарно на одній осі. Негерметичний циліндр з одного боку забруднює колодки та барабан, що призводить до нерівномірного гальмування.

Не всі барабанні гальма однакові. Розташування башмаків, точок повороту та колісних циліндрів різко змінює силу гальмування, стабільність та чутливість до фрикційного матеріалу.

• Duo‑servo (подвійний самопідживлення)– найвища сила зупинки вперед. Один черевик штовхає інший через плаваючу ланку, збільшуючи силу. Використовується в задніх гальмах багатьох азіатських і американських автомобілів. Погане гальмування заднім ходом.
• Одинарний з саможивленням– помірне посилення вперед, дуже погане назад. Лише для деяких застосувань переднього барабана.
• Подвійне провідне взуття– два провідні башмаки (обидві самозаряджувані) у напрямку вперед. Збалансований, але заднім ходом стає здвоєним. Знайдено на деяких європейських передніх барабанах.
• Попередньо-задні черевики– одна передня, одна кінцева. Рівне виконання вперед і назад. Простий, дешевий і все ще поширений на задніх осях маленьких автомобілів.
• Подвійні черевики– найнижчий вихід, але найбільш узгоджений зі змінами тертя. Рідкісний; використовується там, де стабільність переважає сиру потужність (наприклад, деякі причепи).

Для вторинного ринку,початок-закінченняідуо‑сервотипи домінують.

В апочаток-закінченнягальма, обидві колодки штовхають барабан з різною силою. Барабан відчуває чисте радіальне навантаження – тобтонезбалансованийдизайн. Це додає навантаження на підшипники коліс, але прийнятно для легкових автомобілів.

вблизнюк провідний, дуо‑серво, іблизнюк заднійгальма, колодки розташовані симетрично, тому їх радіальні сили компенсуються. Це єзбалансованийгальма. Вони бережливіші до підшипників і кращі для більш важких або високошвидкісних транспортних засобів.

Барабанні гальма потребують періодичного регулювання, щоб підтримувати правильний зазор між колодкою та барабаном (0,25–0,5 мм). Занадто малий зазор → опір, перегрів і передчасний знос накладок. Занадто великий просвіт → великий хід педалі, затримка гальмування та відчуття губчастості.

Більшість сучасних барабанних гальм маютьсамонастроювачі(храпові механізми активуються під час гальмування заднім ходом). Але саморегулювачі виходять з ладу через іржу, зламані пружини або зношені кулачки.

У результаті багаторічної обробки гарантійних повернень і дзвінків клієнтів, ось що насправді виходить з ладу в гідравлічних гальмівних системах:

• Головний циліндр– знос внутрішнього ущільнення (повзання педалі) або корозія отвору (помітна у вологому кліматі).
• Колісні циліндри– зовнішні витоки рідини повз гумовий пилозахисний черевик, часто через ямкові отвори старої рідини.
• Наладчики– затиснуті нитки або застряглі кулачки, особливо в областях соляного поясу.
• Гальмівні шланги– внутрішній колапс, що спричиняє затягування або тягу гальма, що часто помилково діагностується як проблема колісного циліндра.