Зажмите диск. Пневматические тормозные механизмы.

текст: Михаил Ожерельев / фото: автора и фирм-производителей / 05.03.2018
Ранее «Автопарк» знакомил своих читателей с конструктивными особенностями тормозных колодок, теперь поговорим о современных механизмах, которые обеспечивают безопасность при движении и остановках, преобразуя кинетическую энергию движущегося автомобиля в тепло.

Колесные тормозные механизмы, являясь неотъемлемым звеном ходовой части автомобиля, должны обеспечивать стабильность заданных параметров эффективности торможения в процессе эксплуатации, иметь максимальную прочность и надежно функционировать в любых дорожных условиях. Помимо прочего необходимо обеспечить простоту обслуживания и ремонта важнейших с точки зрения безопасности деталей. В настоящее время на грузовиках и автобусах все шире стали использоваться дисковые тормозные механизмы, некогда ставшие символом прогресса в автомобилестроении.

Повышение надежности и снижение трудоемкости обслуживания — приоритеты в разработке дисковых тормозных механизмов для коммерческого транспорта.

Напомним, дисковый тормозной механизм по сравнению с барабанным имеет меньшую массу, более компактен и стабилен, легче охлаждается. Вдобавок ко всему меньшие зазоры между диском и колодками в расторможенном состоянии (0,05–0,1 мм) позволяют повысить быстродействие и передаточное число тормозного привода. Наконец, достигается более равномерное изнашивание фрикционных материалов в результате одинакового распределения давления по поверхности трения.

Облегченный тормозной механизм Haldex ModulT (DBT 22LT) рассчитан на использование в осях с посадочным диаметром шин 22,5”.

Конструктивно дисковый тормозной механизм обычно размещают в углублении обода колеса, что требует дополнительных средств для отвода тепла, например наличия внутренних вентиляционных каналов в тормозных дисках и отверстий в колесных. Такие меры обеспечивают оптимальное прохождение потока воздуха для уменьшения температуры тормозного механизма.

Корпуса (или скобы, как их называют специалисты) пневматических тормозных механизмов бывают неподвижные и подвижные (плавающие). В конструкции со скобой плавающего типа, применяемой в большинстве существующих конструкций дисковых тормозов для большегрузной техники, тормозная камера устанавливается на скобе с внутренней стороны диска. Скоба имеет возможность перемещаться совместно с тормозной колодкой в суппорте по направляющим штифтам. При подаче давления в тормозную камеру поршень прижимает к диску ближнюю, активную колодку. В свою очередь скоба, перемещаясь в противоположном направлении, прижимает к диску дальнюю, реактивную колодку. Для снижения вибрации подвижных деталей в механизме предусмотрены пластинчатые пружины. Именно поэтому производителями тормозных систем неоднократно делались попытки внедрения в среду коммерческого транспорта решений, ранее применимых только в легковых автомобилях. Речь идет о тормозных механизмах с фиксированной скобой, где поршни установлены по разные стороны от тормозного диска. Их основное преимущество — большая жесткость конструкции, а значит и высокая тормозная сила. Недостаток — худший теплоотвод.

Дисковые тормоза WABCO MAXX подходят для легких, средних и тяжелых грузовых автомобилей, автобусов и прицепной техники.

Проблему решают разными путями. Самый, пожалуй, необычный был реализован в тормозном механизме ModulD, разработанном компанией Haldex. Суть идеи заключалась в следующем. На ступицу с внешними шлицами монтируются два тормозных диска, возможность их взаимного перемещения достигается благодаря скользящей посадке. Внутренние рабочие поверхности дисков разделяет тормозная колодка. Еще две колодки размещены с внешних сторон дисков. За счет смещения дисков по шлицам происходит равномерное распределение усилия по поверхностям трения. Точно позиционированный пружинный механизм обеспечивает автоматическую регулировку зазора между колодкой и диском при компенсации износа. Максимальное значение тормозного момента составляет 27 кНм. В 2007 году такими механизмами оснащались некоторые модели прицепных осей Gigant. Планировалось распространить это решение на грузовые автомобили, однако этот проект так и не получил развития. Зато путь к совершенству продолжили дисковые тормозные механизмы с подвижной скобой. Далее о них и пойдет речь.

HALDEX MODULT

Сегодня приоритеты в разработке тормозных механизмов — это компактность, снижение массы тормозного механизма, повышение надежности и снижение трудоемкости обслуживания. В 2011 году компания Haldex представила новый тормоз для прицепных осей ModulT. Эта облегченная, но достаточно эффективная модель пришла на смену хорошо известному на рынке изделию ModulX. Полное наименование нового тормозного механизма, рассчитанного на использование в осях с посадочным диаметром шин 22,5”, — DBT 22LT.

Масса новинки в сборе с колодками составляет 31 кг. Это, как утверждает производитель, на 4,5 кг (или на 15 %) меньше, чем у аналогичных конструкций, предлагаемых сегодня конкурентами. Существенное снижение веса узла, однако, не ставит под сомнение показатели надежности и стабильности торможения: как и у представителя предыдущего поколения тормозных механизмов — изделия ModulX, значение максимального тормозного момента при диаметре тормозного диска 430 мм составляет 20 кНм.

Инженеры Haldex считают, что современные тормозные системы для коммерческого транспорта сейчас как никогда требуют специфических решений исходя из ужесточения критериев, предъявляемых к изделиям автопрома. И поскольку автопроизводители стремятся к сокращению расхода топлива, облегченные конструкции надолго останутся в тренде. Использование дискового тормоза ModulТ позволяет сэкономить по 12 кг на каждую ось. Это означает, что трехосный полуприцеп, оснащенный такими тормозными механизмами, сможет взять на борт дополнительные 36 кг полезного груза.

Оптимизация массогабаритных параметров нового изделия проводилась несколькими путями. Во-первых, все детали тормозного механизма были просчитаны методом конечных элементов. На основании этих расчетов изначально задуманный дизайн подвергся существенной переработке.

Во-вторых, внесены изменения в кинематическую схему, отвечающую за передачу усилия от тормозной камеры к колодкам. Вместо обычной для изделий Haldex двухпоршневой схемы (что означает применение двух резьбовых втулок-толкателей) решено использовать однопоршневую. Наконец, в подвижном суппорте ModulT используются всего два направляющих стальных штифта, а не четыре, как в предыдущей модели.

Примененный в ModulT однопоршневой механизм благодаря использованию специальной конструкции резьбового упора обеспечивает равномерное распределение усилия прижима тормозных колодок к тормозному диску и, следовательно, лучшую равномерность износа фрикционного материала. Помимо прочего это минимизирует риск теплового разрушения колодок и диска.

Среди других важных особенностей «тэшки» следует упомянуть усиленную герметизацию направляющих штифтов подвижной скобы, применение необслуживаемых подшипников и использование тефлонового покрытия для улучшения скольжения в паре трения. Особая конструкция гофрированного пыльника позволяет надежно защитить резьбовую втулку нажимного устройства от внешних загрязнений, что в целом способствует повышению долговечности узла.

Если говорить об особенностях техобслуживания, в данном случае все операции максимально упрощены. Взять, к примеру, работу по демонтажу изношенных тормозных колодок, для чего достаточно сдвинуть фиксирующую их зажимную скобу. При этом не требуется специнструмент, а прикладываемое усилие минимально. Опционно доступен измеритель износа, показывающий остаточный ресурс колодок в процентах. В базовом исполнении ModulT предназначен для прицепных осей с нагрузкой до 9 тонн. Имеется отдельная модификация, которая рассчитана на применение в грузовиках и автобусах с ограниченным монтажным пространством в пределах ходовой части.

WABCO MAXX

На выставке COMTRANS 2017 компания WABCO продемонстрировала ряд новых технологий, которые повышают безопасность и эффективность в работе коммерческого транспорта. В частности, гостям мероприятия был представлен однопоршневой пневматический дисковый тормоз MAXX — один из самых легких и эффективных тормозных механизмов для коммерческого транспорта. Устройство c подвижной скобой приводится в действие при помощи тормозной камеры, смонтированной на корпусе механизма. Для компенсации износа колодок и диска тормоз MAXX оборудован автоматическим регулятором зазора. В качестве опции предлагается система мониторинга остаточной толщины тормозных колодок. Посредством встроенного в плавающую скобу потенциометра это оборудование измеряет величину хода поршня в резьбовой втулке и высчитывает степень износа фрикционного материала. Вся информация поступает в систему бортовой диагностики автомобиля.

Монтаж диафрагменного механизма непосредственно на скобе позволяет получить очень компактный узел, а значит, оптимально использовать компоновочное пространство на транспортном средстве. Дисковые тормоза MAXX подходят к колесам с посадочным диаметром шин от 17,5 до 22,5” для легких, средних и тяжелых грузовых автомобилей, автобусов и прицепной техники. Таким образом, инновационные тормозные механизмы MAXX от компании WABCO могут быть применены совместно с колесными дисками практически всех размеров, используемых на коммерческом транспорте во всем мире.

В России WABCO поставляет тормозные механизмы MAXX на конвейер Горьковского автозавода, этими компонентами оснащаются новые модели грузовиков производства «Группы ГАЗ», в частности «ГАЗон NEXT», где используется пневматическая тормозная система.

ДМИТРИЙ МЕДВЕДЕВ, генеральный директор ООО «ВАБКО РУС»

Характеристики дискового тормоза превышают показатели барабанного. Основные преимущества нового тормоза MAXX — меньше компонентов, впечатляюще легкий вес, высокая надежность, повышенная производительность даже на плохих дорогах. MAXX оснащен новой моноблочной тормозной скобой и усиленным одно­поршневым зажимным механизмом, который обеспечивает повышенные тормозные моменты со значением до 30 кНм для обеспечения максимальной безопасности управления автомобилем. Запатентованный однопоршневой тормозной механизм равномерно передает усилие от толкателя к колодке. Сниженное в два раза количество деталей, по сравнению с двухпоршневой системой, позволило повысить надежность всего механизма и снизить вес. Балансировочная пластина дает преимущество, обеспечивая равномерный износ тормозных колодок.

К слову, по сложности обслуживания тормоз MAXX ничем не отличается от двухпоршневой системы. При этом меньше времени требуется для его проверки, а механизм отвода и подвода колодок работает четче.

Статьи по теме
Популярное