Тормозным управлением называется совокупность систем автомобиля, призванных уменьшать скорость движения вплоть до полной остановки и удерживать автомобиль на уклоне неограниченно длительное время.
Тормозная сила может иметь аэродинамическую природу, являться следствием использования сил трения, гидравлического сопротивления или электромагнитного поля. Для создания аэродинамической тормозной силы используется тормозной парашют или специальные «закрылки», выдвигаемые из кузова автомобиля. Такой способ торможения используется только на гоночных автомобилях, так как он эффективен только при высокой скорости.
Наиболее часто для замедления автомобиля или удержания его на уклоне при стоянке используют тормозную силу между колесом и дорогой. Эта сила возникает в результате того, что искусственно затрудняется свободное вращение колеса. Направление тормозной силы противоположно направлению движения автомобиля. Препятствие вращению колеса могут создавать колесный тормозной механизм, двигатель автомобиля или специальный гидравлический или электрический тормоз-замедлитель, установленный в трансмиссии.
Тормозная сила в пятне контакта шины с дорогой тем больше, чем больше оказывается сопротивление вращению колеса. Это сопротивление тем больше, чем сильнее водитель нажимает педаль тормоза. Однако не стоит думать, что, увеличивая усилие на педали, можно довести тормозную силу до бесконечности. Максимальное значение тормозной силы зависит еще и от сцепления колеса с дорогой. Чем лучше сцепление шины с дорогой, тем большая тормозная сила может быть получена. Сцепление зависит от вертикальной нагрузки, прижимающей колесо к дороге (вертикальная реакция), рисунка протектора шины и ее конструкции, состояния дорожного покрытия. Так, на асфальтовой сухой дороге торможение более эффективно, чем на той же дороге во время дождя или на льду. Максимальное сцепление колеса с дорогой при торможении обеспечивается при его качении с одновременным частичным проскальзыванием. Когда колесо полностью блокируется, то есть, скользит по дороге без проворачивания, то сцепление уменьшается на 20–30% от максимального значения. Желательно при торможении колесо не доводить до полной блокировки.
Для получения максимального значения тормозной силы все колеса автомобиля делаются тормозящими, т.е. используются все вертикальные реакции от дороги, действующие на колеса автомобиля.
Вертикальные реакции от дороги на передние и задние колеса автомобиля меняются при изменении его загрузки, особенно у грузовых автомобилей, прицепов (полуприцепов) и автобусов. Так, например, вертикальные нагрузки на задние колеса порожнего грузового автомобиля могут отличаться от нагрузок полностью груженного автомобиля в 3–4 раза. Кроме того, при торможении, по мере увеличения замедления автомобиля, меняется соотношение вертикальных реакций на передних и задних колесах. Происходит перераспределение реакций: возрастание на передних и уменьшение на задних колесах. Для повышения эффективности торможения тормозные силы также должны меняться пропорционально изменению вертикальных реакций на передних и задних колесах.
Каждое транспортное средство, от самых малых автомобилей весом 400–450 кг и до больших карьерных самосвалов или автопоездов весом 500–600 т, должно быть оборудовано рабочей, запасной и стояночной тормозными системами.
Рабочая (основная) тормозная система обеспечивает уменьшение скорости движения вплоть до полной остановки автомобиля, запасная тормозная система — остановку автомобиля в случае выхода из строя рабочей тормозной системы, а стояночная тормозная система — удержание остановленного автомобиля на месте, неограниченно длительное время. Помимо этих систем на грузовых автомобилях весом более 16 т и на больших междугородных автобусах обязательно применение четвертой тормозной системы — вспомогательной (противоизносной).
Совокупность всех тормозных систем называют системой тормозного управления. Допускается не оборудовать тормозным управлением прицепы весом менее 750 кг. На рис.5.2.1 показана схема системы тормозного управления автомобиля.
Рисунок 5.2.1 - Схема системы тормозного управления
К тормозному управлению предъявляются повышенные требования, так как оно является важнейшим средством обеспечения активной безопасности автомобиля.
В техническом плане требования к тормозным системам следующие:
— обеспечение минимального тормозного пути, максимального установившегося замедления или тормозной силы на колесах;
— удержание транспортного средства на уклоне определенной величины на стоянке;
— сохранение устойчивости при торможении (критериями устойчивости служат линейное отклонение, угловое отклонение, угол складывания автопоезда);
— стабильность тормозных свойств при неоднократных торможениях, при которых происходит разогрев тормозных механизмов;
— минимальное время срабатывания тормозного привода;
— следящее действие тормозного привода, т.е. пропорциональность между усилием на педали (рычаге) и тормозным моментом на колесе;
— малая работа управления тормозными системами (усилие на тормозной педали, в зависимости от назначения автотранспортного средства, должно быть не более 500–700 Н; ход тормозной педали 80–180 мм);
— поддержание установившейся скорости при движении на затяжном спуске (для вспомогательной тормозной системы);
— отсутствие полного блокирования (юза) колес;
— неравномерность действия тормозов левого и правого колес одной оси не должна превышать определенной величины;
— отсутствие раздражающих органолептических явлений при торможении (скрип, неприятный запах);
— повышенная надежность всех элементов тормозных систем, основные элементы которых не должны выходить из строя на протяжении гарантированного ресурса.
Должна быть также предусмотрена сигнализация, оповещающая водителя о неисправностях в системе тормозного управления.