Дисковые тормоза известны давно. Они хорошо себя зарекомендовали и на сегодняшний день используются очень широко. Но обо всем по-порядку.
В настоящее время существует два типа тормозных систем – барабанные и дисковые. Впервые тормозные механизмы дискового типа применили в конце 40-х годов XX в., а с 70-х барабанные тормоза на передних колесах заменили на дисковые на всех автомобилях.
В данной статье будет дано подробное описание дисковых тормозов, их преимущество перед барабанными аналогами, а также приведено описание составных частей данной тормозной системы (суппорт, тормозной диск, защитный экран). Кроме того, описаны преимущества и недостатки разных типов дисковых тормозов.
К преимуществам дисковых тормозов по сравнению с барабанными можно отнести следующие их качества:
Рис. 1 Тепловое расширение барабанного и дискового тормоза
При нагревании тепловое расширение тормозного барабана - увеличение внутреннего диаметра - приводит к увеличению хода педали тормоза или к деформации барабана, которая может вызвать резкое снижение тормозного действия (рис. 1). Тормозной диск, в свою очередь, представляет собой плоскую деталь, его температурное расширение происходит в сторону фрикционного материала, поэтому сжатие диска не может вызвать деформации, достаточной для того, чтобы повлиять на тормозные характеристики. К тому же центробежная сила отбрасывает загрязняющие материалы от тормозного диска наружу.
На рисунке 2 показано, почему дисковый тормоз охлаждается лучше барабанного. Охлаждающий воздух начинает охлаждать тормозной барабан только после того, как теплота, выделяющаяся при торможении, проходит через его стенки, в то время как трущиеся поверхности дискового тормоза открыты для доступа воздуха. Теплопередача от тормозного диска к воздуху начинается сразу после применения тормозов.
Рис. 2 Принцип охлаждения барабанных и дисковых тормозов
Возможность регулировки дисковых тормозов является еще одним их преимуществом. Проекция дисковых тормозов такова, что после каждого применения они саморегулируются из-за малого зазора между колодками и тормозным диском.
1 - блок цилиндров;
2 - тормозные колодки;
3 - прижимной рычаг суппорта;
4 - защитный кожух;
5 - ось прижимного рычага;
7 - суппорт тормоза;
8 - тормозной диск;
9 - штуцеры для удаления воздуха;
10 - тормозные шланги.
Основными деталями дисковых тормозов являются суппорт, тормозной диск, колодки, защитный экран. Рассмотрим эти элементы тормозной системы подробнее.
Дисковые тормоза разделяют на одно- и многодисковые. Самая большая и тяжелая их часть - это тормозной диск. Механизм работы однодисковых тормозов сводится к тому, что тормозные колодки с фрикционным материалом при торможении зажимают один тормозной диск. Многодисковые тормоза, применяющиеся обычно в авиации, имеют несколько вращающихся тормозных дисков, разделенных неподвижными дисками (статорами). На тормозном щите многодисковых тормозов расположены гидравлические цилиндры и поршни, которые управляют тормозными колодками и при выдвижении зажимают тормозные диски и статоры. Многодисковые тормоза полностью состоят из металла, а состав однодисковых тормозов включает органический и металлический фрикционный материал.
Материалом тормозного диска, как и тормозного барабана, обычно является чугун. Чугун обладает хорошей износоустойчивостью и хорошими фрикционными свойствами, имеет высокую твердостью и прочность при высоких температурах; он легко поддается механической обработке, и его стоимость относительно низка.
Размер тормозного диска равен его наружному диаметру и общей толщине поперечного сечения между двумя рабочими поверхностями. Диаметр тормозного диска обычно ограничивается размерами колеса, а вентилируемый тормозной диск всегда толще сплошного. Для дискового тормоза это общая площадь контакта с двумя тормозными колодками при одном повороте диска.
Большое значение отношения площади охвата на тонну автомобиля в хорошо спроектированных тормозах означает высокую эффективность тормозной системы. Площадь охвата дискового тормоза - это площадь трения тормозных колодок на обеих сторонах тормозного диска. Таким образом, более точно использовать Rp вместо Rr, однако поскольку в большинстве тормозов оба радиуса практически равны, для удобства расчета используется Rr, который легче измерить.
Тормозной диск прикрепляется к проставке, а та, в свою очередь, - к ступице колеса или фланцу моста. Проставка обеспечивает более долгий путь для передачи тепла от трущейся поверхности тормозов к колесным подшипникам, что позволяет поддерживать их температуру достаточно низкой. Проставки серийных автомобилей обычно изготавливаются из чугуна как одно целое с тормозным диском, а проставки гоночных автомобилей делаются как отдельная деталь из алюминиевого сплава. Недостатком проставок из алюминиевого сплава является более высокая, чем у чугуна, теплопроводность, что приводит к большему нагреву колесных подшипников.
Тормозной диск может быть сплошным или с вентиляционными каналами внутри него. В легких автомобилях обычно используются сплошные тормозные диски. Вентилируемые тормозные диски с радиальными охлаждающими каналами применяют на тяжелых автомобилях, требующих установки дисков максимально возможных больших размеров.
Мощные гоночные автомобили оснащены вентилируемыми тормозными дисками, при этом могут иметь место различия в толщине их боковых стенок. Чтобы температура на каждой стороне тормозного диска была одинаковой, на многих тормозах болидов ближайшая к колесу сторона тормозного диска тоньше, чем противоположная. Колесо сопротивляется прохождению охлаждающего воздуха к наружной рабочей поверхности тормозного диска, что делает ее более горячей, чем внутренняя сторона, поэтому большая толщина плохо охлаждаемой наружной поверхности тормозного диска способствует выравниванию температур их нагрева.
Тормозные диски гоночных автомобилей зачастую имеют криволинейные охлаждающие каналы, которые повышают эффективность действия воздушного потока. Тормозные диски для левой и правой сторон авто не взаимозаменяемы из-за криволинейности вентиляционных каналов. Тормозной диск с криволинейными вентиляционными отверстиями или наклонными прорезями для эффективной работы должен вращаться в определенном направлении. Правильное направление вращения по отношению к вентиляционным отверстиям и прорезям показано на схеме.
Типичные значения удельной площади охвата тормозов представлены в таблице для типичных автомобилей 1981/82 годов выпуска.
| Модель автомобиля | Модель автомобиля | Удельная площадь охвата тормозов, кв. см/т | |
| Alfa Romeo Spyder | 1670,55 | Mitsubishi Lynx RS | 1212,6 |
| Audi 5000 Turbo | 1580,25 | Nissan Sentra | 1754,4 |
| Audi Quattro | 1638,3 | Peugeot 505 STi | 1735,05 |
| BMW 528e | 1670,55 | Pontiac J2000 | 1115,85 |
| Chevrolet Camaro Z28 | 1135,2 | Porsche 944 | 1954,35 |
| Chevrolet Corvette | 1841,8 | Renault Alliance | 1225,5 |
| Dodge Charger 2.2 | 1038,45 | Renault 5 Turbo | 1128,75 |
| Ferrari 308GTSi | 1038,45 | Renault 1,8i | 1219,05 |
| Ford Mustang GT 5.0 | 1044,9 | Subaru GL | 1090,05 |
| Honda Accord | 1141,65 | Toyota Celica Supra | 1444,8 |
| Honda Civic | 1102,95 | Toyota Starlet | 1264,2 |
| Lamborghini Jalpa | 1464,15 | Volkswagen Scirocco | 1277,1 |
| Mazda GLC | 1122,3 | Volkswagen Scirocco SCCA GT3 | 1960,8 |
| Mercedes-Benz 380SL | 1538,65 | Volvo GLT Turbo | 1560,9 |
Мощные автомобили имеют более высокие значения этого показателя по сравнению с экономичными седанами.
При частом интенсивном торможении на вентилируемых тормозных дисках появляются трещины. Причина этого — термические напряжения и давление тормозных колодок на тонкие металлические стенки в каждом охлаждающем канале. Термические напряжения в тормозном диске с литой или прикрепленной болтами проставкой вызываются в месте их соединения из-за того, что температура тормозного диска в этом месте выше, чем температура проставки.
Наружная часть тормозного диска при его нагреве расширяется сильнее, чем холодная проставка. Это приводит к тому, что тормозной диск деформируется и изгибается, появляется его конусность, которая приводит к неравномерному износу тормозных накладок. Постоянно повторяясь, расширение и стягивание тормозного диска вызывают появление трещин. Опора каждой стороны вентилируемого тормозного диска и эффективное его охлаждение снижают вероятность появления трещин на нем.
Тормозные барабаны и тормозные диски спроектированы таким образом, чтобы противостоять самому тяжелому варианту появления термического напряжения при каждом применении тормозов, но многократные применения тормозов могут вызвать усталостные трещины. Если тормоза используются в режиме резкого торможения, необходимо чаще их проверять.
Рассмотрим подробнее устройство суппортов. Суппорты дисковых тормозов включают тормозные колодки и гидравлические тормозные цилиндры с поршнями, которые прижимают колодки к тормозному диску. Принцип работы всех суппортов дисковых тормозов одинаков: когда водитель нажимает на педаль тормоза, под давлением тормозной жидкости поршни перемещают тормозные колодки, которые зажимают тормозной диск.
Суппорты легковых автомобилей обычно изготовлены из относительно дешевого высокопрочного серого чугуна с шаровым графитом. Однако они достаточно тяжелые. Гоночные или вообще мощные автомобили обычно оснащены суппортами из алюминиевого сплава, их масса почти в два раза меньше чугунных.
Существуют два основных типа суппортов - фиксированные и плавающие.
Рис. 4 Отличия суппортов разного типа
Фиксированные суппорты имеют большее число поршней (два или четыре), они больше по размеру и тяжелее плавающих суппортов. При работе в тяжелых условиях они допускают большее число экстренных торможений до наступления перегрева суппорта.
Плавающий суппорт перемещается в противоположном движению поршня направлении. Поскольку плавающий суппорт имеет поршень только на внутренней стороне тормозного диска, весь суппорт может смещаться внутрь, чтобы наружная тормозная колодка могла прижаться к тормозному диску. Плавающие суппорты меньше подвержены утечкам и износу, так имеют меньше движущихся деталей и уплотнений.
Фиксированные суппорты чаще всего применяют на гоночных автомобилях, а плавающие - на серийных.
Рис. 5 Тормозной диск с плавающим суппортом
Достоинством плавающих суппортов является легкость применения механического стояночного тормоза, так как в конструкции с одним тормозным цилиндром он легко управляется тросом, в то время как в фиксированных суппортах с поршнями на обеих сторонах тормозного диска это сделать сложнее. Недостатком плавающих суппортов является то, что они могут вызывать неравномерный износ тормозных колодок из-за перемещения самого суппорта.
Рис. 6 Варианты деформации
Рис. 7 Суппорты с одним и двумя поршнями
Для защиты внутренней рабочей стороны тормозного диска от попадания грязи и воды устанавливаются защитные экраны. Такое приспособление по своей конструкции напоминает тормозной щит барабанных тормозов. Защитные экраны оказывают сопротивление прохождению охлаждающего воздуха к тормозному диску, поэтому обычно не устанавливаются на дисковые тормоза гоночных автомобилей.
Что касается фрикционного материала дисковых тормозов, то он обычно приклеивается к боковой поверхности тормозных колодок, изготовленных из стального листа. Тормозные колодки продаются с уже прикрепленными тормозными накладками, повторно они не используются.
Нагрузка от тормозной колодки обычно не накладывается непосредственно на поршень в тормозном суппорте. На многих автомобилях между поршнем и тормозной колодкой устанавливаются противоскрипные шайбы, предназначенные для уменьшения шума, возникающего при вибрировании или дребезжании колодки по тормозному диску.
Мы рассмотрели устройство дисковых тормозных систем, особенности, преимущества, сильные и слабые стороны разных их типов. Из всего вышесказанного нетрудно сделать выводы о том, каким должна быть максимально эффективная тормозная система для гоночных автомобилей.
И помните, качественные дисковые тормоза - это в первую очередь ваша безопасность. Учитывайте это при выборе подходящего варианта тормозной системы для своего авто.
Фрикционы (фрикционные диски, пакеты фрикционов) — элементы сцепления между передачами в , необходимые для включения и . Фрикцион состоит из основы (стального диска). На указанный диск наклеена специальная фрикционная накладка.
Основной задачей фрикционов является смыкание (сжатие) и размыкание (разжатие) в строго определенный момент, благодаря чему нужная шестерня , которая соответствует той или иной передаче, останавливается или начинает вращаться. Фрикционы сжимаются и разжимаются под давлением трансмиссионной жидкости ATF.
Читайте в этой статье
Прежде всего, бывает два вида фрикционов:
Различные АКПП могут иметь разные типы фрикционов. Например, в автоматических коробках, произведенных в 20-м веке и которые сегодня устарели, фрикционные диски односторонние, без накладок. Фактически это означает, что диска два, причем один стальной, а другой картонный.
Более современные типы АКПП получили доработанные фрикционные диски с наладками, в результате чего увеличен ресурс фрикционов, улучшено теплоотведение и т.д. Набирают фрикционные диски так называемыми «пакетами» (пакет фрикционов), когда один диск из металла, а другой из мягкого материала. Указанные пары дублируются по нескольку раз, чтобы образовать готовый пакет. Например, простой 4-х ступенчатый автомат имеет 2 или 3 набора фрикционов.
Если говорить о принципах работы, нужно понимать, что в устройстве АКПП применяется так называемая планетарная передача. Итак, в двух словах, когда передача выключена, фрикционные диски вращаются без ограничений, то есть они не зажаты по причине отсутствия давления масла.
Однако в момент включения передачи трансмиссионная жидкость ATF под давлением проходит по каналам гидроблока, в результате чего диски сжимаются (фрикционы плотно прижаты друг к другу). В результате подключается нужная шестерня, при этом остальные шестерни в АКПП останавливаются.
Многие автолюбители хорошо знают, что наиболее распространенной неисправностью коробки — автомат является износ фрикционных дисков (износ фрикционов). При этом избежать такого износа невозможно, однако грамотное обслуживание и эксплуатация АКПП позволяет увеличить ресурс пакетов фрикционов до 250-400 тыс. км. пробега.
Для этого необходимо своевременно менять масло в коробке автомат (каждые 40-50 тыс. км.), следить за уровнем масла в коробке, не допускать перегревов, не буксовать на машине с АКПП и т.д. Если же фрикционные диски вышли из строя, как правило, можно услышать, что фрикционы сгорели. На практике это проявляется таким образом, что передачи АКПП не включаются, передачи пробуксовывают и т.д. Давайте разбираться.
Итак, сами фрикционные диски вполне могут служить долго (вполне реален показатель пробега около 500 тыс. км.), так как вращаются указанные диски в масле. Так вот, именно от состояния масла в значительной степени зависит их ресурс. Если не менять масло в автомате и масляный фильтр, и при этом подвергать трансмиссию серьезным нагрузкам, вполне реально, что фрикционы также выйдут из строя уже к 80-150 тыс. км.
Причина — потеря свойств масла АТФ и старение, снижение давления, загрязнение самой жидкости продуктами износа КПП, проблемы с каналами гидроблока, соленоидами и т.д. В совокупности давление масла на фрикционы упадет, сжатие не будет таким эффективным и фрикционные диски в этом случае буксуют.
Получается, от трения они нагреваются и «подгорают», происходит разрушение фрикционных пакетов. Зачастую запах гари можно также заметить при анализе жидкости ATF, когда масло в коробке автомат пахнет горелым именно по причине проскальзывания и подгорания фрикционов.
Как видно, фрикционные диски АКПП являются неким подобием сцепления в МКПП. При этом элемент достаточно надежен, однако только в том случае, если с давлением масла в коробке «автомат» все в порядке и сама жидкость чистая.
Снижение давления обычно происходит в случаях, когда:
При наличии подобных неполадок передачи могут переключаться рывками, . Как правило, если проблеме не уделить внимания, первыми из строя выходят фрикционные диски, фрикционы проскальзывают и горят. В результате масло ATF в АКПП пахнет горелым, меняется цвет масла в коробке автомат и т.д.
Для решения проблемы в одних случаях может быть достаточно промывки масляного радиатора, замены масла в коробке автомат, а также масляного фильтра. В других ситуациях может потребоваться разборка АКПП для замены пакетов фрикционов, промывки каналов гидроблока, проверки работоспособности соленоидов.
Так или иначе, при выявлении первых признаков проскальзывания фрикционов, необходимо прекратить эксплуатацию ТС и доставить автомобиль на СТО с целью проведения углубленной диагностики АКПП.
Читайте также
Как работает коробка-автомат: классическая гидромеханическая АКПП, составные элементы, управление, механическая часть. Плюсы, минусы данного типа КПП.
Дисковые тормоза давно вытеснили все остальные , и только редкие барабанные еще пытаются что-то им противопоставить . Но со временем сами дисковые тормоза стали разнообразнее: менялись материалы и устройство дисков и суппортов, равно как и размеры. Что же, попробуем разобраться в их эволюции. И в ее смысле.
Своим успехом дисковые тормозные механизмы обязаны двум факторам. Во-первых, простоте создания большого усилия – сжимать чугунный диск можно очень сильно, и он не согнется, не сломается и не потеряет своих характеристик. А раз усилие сжатия велико, то и тормозная мощность будет ограничена только прочностью суппорта и тепловой нагрузкой на сам диск.
Во-вторых, собственно, хорошей способностью к восприятию этой самой тепловой нагрузки, или, другими словами, хорошими способностями к охлаждению. Пока диск вращается, он создает непрерывный поток воздуха на своей поверхности, эффективно удаляющий тепло и продукты износа.
Помимо двух этих основных факторов, нашлось и множество второстепенных вроде простоты создания авторегулировки тормозов, точности и «прозрачности» усилий, малой массы тормозного механизма, удобства компоновки со ступицей, простоты обслуживания и прочих. Хотя без первых двух они были бы не столь важны.
А первые два фактора можно охарактеризовать в сумме одним словом – это «мощность». Именно мощность тормозных механизмов при малой массе стала тем, что сделало их успешными. Это способствовало созданию все более и более мощных тормозов, способных без ухудшения характеристик переносить многочисленные торможения с большой скорости.
На первом этапе усовершенствования дисковых тормозов постарались улучшить в первую очередь именно способность к охлаждению, чтобы дополнительно снизить риск перегрева при затяжных или частых торможениях. В дальнейшем именно желание увеличить тепловую мощность тормозов будет толкать конструкторов все к новым и новым решениям.
Диск нельзя нагревать бесконечно – материалы банально теряют прочность, колодки «горят», уплотнения суппорта разрушаются, в общем, греть диски ради большей теплоотдачи нельзя, нужно «держать» температуру и охлаждать.
Обеспечить лучшее охлаждение диску можно двумя путями: либо увеличивая его площадь (об этом чуть позже), либо введя вентиляцию. За счет создания внутренних радиальных каналов внутри диска площадь охлаждения увеличилась в пять-шесть раз, и во столько же раз увеличилась мощность.
Еще немного увеличить площадь охлаждения позволяет перфорация, и она же чуть улучшает очистку диска при прижатии колодок. К сожалению, усложнение конструкции диска дальше маловероятно и ограничено теплопроводностью чугуна. По сути, почти все современные тормозные механизмы выполнены именно по этой схеме: передние – практически всегда вентилируемые, но без перфорации – она ослабляет диск, снижает его ресурс и применяется нечасто.
Теперь вернемся к размерам. Увеличивая диаметр диска, мы решаем две проблемы. Во-первых, при этом возрастает площадь охлаждения, а во-вторых – тормозной момент и одновременно скорость вращения диска в зоне трения колодок. Тормозная мощность «размазывается» по площади, уменьшается нагрев. Появляется возможность уменьшить давление прижатия колодок, а значит, снижаются требования к фрикционным материалам и повышается удобство пользования тормозами.
Путь увеличения площади хороший, если бы не одна проблема: внешний диаметр диска всегда ограничен размером колеса. Примерно до 19 дюймов увеличение диаметра колесного диска еще может быть , но дальше гигантомания идет во вред. Прежде всего – из-за того, что критически вырастает неподрессоренная масса, страдает комфорт и, как ни странно, управляемость автомобиля. Да и слишком большой диск быстрее коробится. Эту проблему можно было бы решить утолщением диска, но тогда вырастет масса, а она, как мы поняли, и так уже велика... Но конструкторская мысль нашла выход из положения.
По сути, рабочей зоной тормозных колодок является только внешний край тормозного диска. Использовать всю его площадь просто не нужно – тормозное усилие зависит не от площади контакта колодок. При увеличении площади улучшается модуляция и уменьшается износ накладок, но площадь можно сохранить, увеличив только «длину» колодки, а не ее «высоту». Это значит, что вместо большого и тяжелого сплошного диска можно использовать лишь сравнительно тонкое кольцо максимального диаметра.
Конструктивно проблему можно было решить двумя способами. Традиционный заключается в том, что можно выполнить центральную часть тормозного диска из легкого сплава и прикрепить к ней чугунное кольцо, по которому будут работать колодки.
Второй вариант – прикрепить чугунное кольцо к легкосплавному колесному центру изнутри. Соответственно, и тормозной суппорт тогда будет охватывать тормозное кольцо изнутри, а не снаружи. Второе решение не очень-то прижилось, разве что владельцы ЗАЗ Таврия помнят сей конструктив, да знатоки железнодорожной техники вспомнят локомотивы с подобными тормозными механизмами.
А вот более классическая конструкция диска с легкосплавным центром завоевала мир гоночных и спортивных автомобилей. Составные тормозные диски позволяют экономить по несколько килограмм массы на каждом колесе и к тому же дешевле в эксплуатации – внутренняя сложная легкосплавная часть зачастую не требует замены, меняется лишь простое по конфигурации наружное кольцо из чугуна или другого материала с похожими свойствами.
Следующим логичным шагом по пути улучшения стало создание «плавающих» тормозных дисков. Не бойтесь, ни о каком водяном охлаждении речи не пойдет, впрыск воды остается для дисковых тормозов крайне экзотической технологией. Суть куда проще: крепление центральной части такого составного тормозного диска позволяет внешней чугунной части при расширении немного сдвигаться. Тем самым уменьшаются нагрузки, которые возникают из-за разницы в коэффициенте расширения у разных металлов и разнице температур между центральной частью и тормозным кольцом.
А раз нет риска коробления, то можно допустить прогрев диска до большей температуры без риска критического перегрева. Кроме того, улучшаются условия прилегания колодок, и тормоза заработают в полную силу при большей нагрузке. Такой диск может иметь мощность на все 20–30% выше, чем у «жесткой» конструкции, при незначительном, в общем-то, усложнении.
При создании составных дисков открылось еще одно направление в развитии тормозных механизмов. Увеличить теплоотдачу можно еще и повышением температуры тормозов, но тогда придется заменить на что-то, умеющее работать при температурах под тысячу градусов. Кандидаты нашлись быстро: в первую очередь это биметаллические диски, металлокерамика и углеволокно.
Биметаллические диски позволяли получить выигрыш в массе, но по совокупности характеристик не получили выигрыша в сравнении с поверхностно упрочненным чугуном, так что эта тюнинговая экзотика почти не встречается. А вот материалы на основе углерод-углеродной, керамической и метал-керамической матрицы прижились, несмотря на очень высокую цену относительно чугуна.
Причин сразу несколько. Во-первых, по сравнению с чугуном композитные материалы имеют в несколько раз меньшую плотность, а значит, на 50-75 % снижается масса диска. Рабочая температура выше 1 100 градусов для них не является проблемой, причем температура поверхности может доходить до 1 400 градусов, поэтому теплоотдача вырастает примерно в полтора-два раза в сравнении с чугуном.
Во-вторых, волокнистые композиты на основе SiC-матрицы обладают очень высокой износостойкостью – такие диски практически «вечные», даже если учитывать особенности эксплуатации в гоночных автомобилях. Чаще всего они выходят из строя не из-за износа поверхности, а из-за разрушения точек крепления и расслоений, свойственных композитам.
В-третьих, у композитных дисков полностью отсутствуют «прихватывания» – точки локального изменения поверхности диска под воздействием высокой температуры и материала колодок.
Именно такие диски можно сделать наибольшего размера, к тому же вдвое увеличив мощность тормозных механизмов. Так почему же композитные материалы до сих пор не вытеснили чугун? Минусы проявились тоже достаточно быстро. Высокая стоимость является очевидным недостатком, но по сути сильно зависит от технологии производства, при появлении массового спроса в автомобилестроении шансы на ее снижение довольно велики. Сами материалы, на самом деле, не столь дороги.
Но помимо цены есть еще два существенных минуса. Во-первых, это плохая модуляция работы тормозов – углерод более «скользкий» и колодки начинают эффективно работать по нему только при большой температуре и большом усилии. В «горячем» состоянии диск работает отлично, а вот пока температура диска и колодок низкая, эффективность тормозов тоже ниже, чем у чугунных. Соответственно, дозировать тормозное усилие сложнее.
Во-вторых, тормозное усилие на композитных дисках часто имеет склонность к небольшим колебаниям из-за неоднородности поверхности и ошибок мехобработки диска, которые не устраняются сами со временем, как это происходит с чугуном.
В-третьих, это низкая механическая прочность композита и уязвимость его торцевой части при ударах. А ведь именно торцевая поверхность оказывается нагружена тормозным моментом со стороны крепления диска. Стало быть, приходится применять сложные меры для предотвращения растрескивания и использовать неоптимальные размеры креплений.
Многодисковые тормозные механизмы в автомобилестроении не прижились – тут в почете строго однодисковые конструкции. Зато на самолетах многодисковые фрикционные тормоза используются давно и довольно успешно. Наличие дополнительных дисков позволяет увеличить площадь простого тормозного диска, не увеличивая размера колеса, которое он затормаживает. Зато сильно возрастает масса и трудоемкость обслуживания. Серьезным минусом для машин оказалась и склонность к неполному растормаживанию у таких механизмов. Если для самолета это мелочи, то на автомобиле на счету каждый лишний ватт.
Как известно, суппорт – это второй важнейший узел дискового тормозного механизма – при помощи своих цилиндров он прижимает колодки к дискам. Его история развития, как ни странно, оказалась гораздо менее насыщенной, чем у диска.
Изначальная конструкция дискового тормоза предусматривала два тормозных цилиндра, по одному на каждую колодку. Она была несколько массивна, но зато максимально проста в исполнении.
Очень быстро нашли способ упростить конструкцию: оставили один гидроцилиндр, а скобу сделали «плавающей». Опять же, термин не имеет никакого отношения к жидкостям, просто в такой конструкции тормозной цилиндр толкает «свою» колодку от себя и тянет в противоположную сторону скобу, в которой закреплен. К этой скобе, в свою очередь, прикреплена вторая тормозная колодка, и она просто прижимается к диску с другой стороны. Такая конструкция получается немного легче, но главное, она гораздо компактнее, что оставляет больше свободы конструкторам.
С ростом диаметра дисков проявился такой дефект, как перекос колодок относительно тормозного диска. Если колодка работает только одной стороной, то снижается эффективность торможения, возникают локальные перегревы диска, да и сами колодки изнашиваются значительно быстрее.
Точно уравнять усилие по всей поверхности двух колодок оказалось возможным с помощью усложнения гидравлики. Конструкторы просто увеличили количество цилиндров суппорта – теперь на колодку давил не один и не два цилиндра, а четыре или шесть. Разумеется, во всех цилиндрах давление одинаковое, а значит, никаких перекосов колодки просто не может возникнуть. И чем больше площадь колодки, ее «длина» и «высота», тем важнее обеспечить равномерный прижим. И тем сложнее приходится делать суппорт.
А вот увеличение числа суппортов на один тормозной диск ради повышения эффективности не пригодилось, зато такая конструкция приглянулась тем, кто больше всего на свете ценит надежность тормозов. На престижных лимузинах вроде Роллс-Ройсов или наших ЗиЛах каждый тормозной диск имеет два суппорта от двух независимых систем торможения. На всякий случай, вдруг чего…
Стальные диски наоборот: Размер указывается по внутреннему диаметру, тому, который без зубьев, чтоб не путаться: с зубом измерять или без зуба?
Когда меняют фрикционы?
Опытные мастера сначала разбирают коробку, определяют состояние фрикционных дисков и тормозных лент, проверяют зазоры в пакетах и после этого заказывают новые фрикционы.
Если износились фрикционы только одного пакета сцепления, масло при этом не пахло горелым и пробег авто относительно небольшой для данной семьи , то мастер может заменить только изношенные фрикционы. Тогда заказывают только 3-7 нужных фрикционов.
Остальные фрикционы проверяются на повреждения и толщину накладки. И если зазоры между фрикционами в допуске, то такой пакет может штатно работать еще долго. (Для мастера проще оставить старые фрикционы, которые продержатся гарантийные полгода. Владелец обычно недеется на совсем другие сроки. Изношенные фрикционы переключают передачи с толчками, а по мере износа и с ударами, если зазоры в пакетах больше )
Если же сгорели фрикционы нескольких пакетов, а с ними вместе и часть стальных дисков (об этом говорят разводы побежалости на стальной поверхности ) , то положено заменить весь Комплект фрикционов и тормозные ленты. В многих американских штатах мастера по закону штата обязаны заменить все фрикционные диски, тормозные ленты и расходники, если коробка пришла в капремонт, под угрозой лишения лицензии.
Накладки фрикционов, пропитанные горелым маслом гораздо хуже впитывают масло и плохо отводят тепло с поверхности при касании. А это очень скоро приводит к проблемам при переключении, проскальзыванию и сгоранию таких фрикционов. Может через несколько недель, а может и через несколько месяцев.
Фрикционы горят раньше срока (а рассчитаны они обычно на весь срок службы трансмиссии) не потому что «слабые» или «дешевые», а в основном из-за . Когда из-за потерь давления в линии поршни недожимают фрикционы друг к другу. Поэтому ставить "усиленные" фрикционы, не заменив всех прокладок и колец в линии - это гарантировать скорое сгорание "усиленных" фрикционов.
Еще одна причина для замены всех фрикционов это вибрации , которые неравномерно износили пакет сцепления. В Мэтом случае обязательно меняют не только все диски (фрикционные и стальные) пакетов этого узла, но и всех соседних узлов.
Комплектация . Сколько и каких фрикционов в комплекте?
Обычно все комплекты фрикционов универсальны и собраны производителями так, чтобы подойти для любой АКПП, указанной в наименовании комплекта, и такого качества, чтобы безупречно работать много лет.
Слева наименование Комплекта для Крайслера говорит, что этот набор подходит для всех коробок от А500 до 44RE и всех годов выпуска после 1988.
Накладки фрикционов
Фрикционы подбираются производителями с различной фрикционной накладкой в зависимости от особенностей коробки и истории ремонтов. Одни фрикционы - бежевые, целлюлозные, для тех пакетов, которые в основном работают на истирание. Другие - серые или серо-зеленые, для пакетов, которые чаще работают на проскальзывание, перегреваются и сгорают. В третьи могут ставить самые дорогие - серо-зеленые с основой из графитового волокна. У каждого материала есть свои преимущества и свои недостатки.
Первый - имеет более высокий порог передачи момента, Последний - лучше скользит и дольше сопротивляется перегреву. (ниже)
Фрикционные накладки могут иметь прорезанные канавки для движения масла. (ниже)
Для чего нужны в АКПП фрикционы, стальные диски и тормозные ленты?
Фрикционы работают в паре со стальными дисками по аналогии со сцеплением механических КП. Прижимаясь к стальным дискам, они соединяют два вращающихся вала АКПП. Фрикционы собраны в Барабан (который еще называют "Корзиной сцепления") и он имеет два состояния: "рабочее " - заблокированное, когда фрикционы сжаты со стальными дисками через поршень и "свободное " - когда между фрикционами остается рабочий зазор с маслом и сцепления нет. В разомкнутом состоянии фрикционы со стальными дисками вращаются с разными скоростями.
Таких барабанов с фрикционами в АКПП бывает от 3-х (плюс тормозная лента) до 7-ми и больше.
Работой барабанов управляет компьютер изменением давления масла, подаваемого гидроблоком\соленоидами в пакеты сцепления. , с помощью - электроклапанов гидравликой нажимает на поршни барабанов, сжимая фрикционы с стальными дисками одних пакетов и, сбрасывая давление в других, позволяет пружинам разжимать фрикционы в нерабочих пакетах.
Существуют Барабаны сцепления и торможения.
Барабан сцепления - соединяет между собой два вращающихся вала. Барабан торможения - замыкает барабан на корпус - тормозит один из элементов Планеты. Раньше функцию торможения элемента планеты для выбора нужной комбинации вращения выполняли тормозные ленты, похожие на те, что используются для тормозного барабана
задних
колес машин.(слева
)
Но сейчас простую (но громоздкую) конструкцию ленты почти перестали использовать, заменив тормозные ленты на фрикционы пакета торможения .
Унификация . Для разных (по мощности) трансмиссий можно регулировать мощность передаваемого момента количеством фрикционов и стальных дисков, меньше фрикционов для менее мощных двигателей и добавляя фрикционы - для более мощных. А главное: - более тонкая регуляция тормозного усилия с помощью .
Можно определить разницу так: Там где важна долговечность и неубиваемость и не обязательна "высоко-интеллектуальность" коробки - используют тормозную ленту. Фрикционы используются там, где надо соревноваться с ДСГ и вариатором за одобрение привередливых авто-журналистов.
Классификация фрикционов
Фрикционы и стальные диски описываются в наименовании детали например так:
Фрикционный Диск, TF60SN/09G/09K K3 (C3)- rev, 3rd, 5th (56Tx1,73x157)
описание - [ 56Tx1,73x157 ] - означает:
у этого диска 56Т :- 56 зубьев, 1,73: - толщина 1,73 мм, и 157 : - наружный диаметр 157 мм
Применяемость - для всех АКПП перечисленных в названии,
К3 - название пакета сцепления (К - Kupplung, C - Clutch) или торможения (B - Brake) по Каталогу деталей (европейская классификация).
rev, 3rd, ... - (американская классификация) функциональное предназначение пакета: включение Реверса, 3-й скорости...итд.
Какие бывают фрикционы?
1. Кроме обычных двусторонних фрикционов с внутренним зубом и стальных дисков с наружным зубом появились односторонние (комбинированные: сталь-фрикцион) .
- односторонние фрикционы имеют с одной стороны фрикционную накладку, с другой - голую стальную поверхность. Такие фрикционы первичного вала могут иметь внутренний зуб, а ответные односторонние фрикционы (вторичного вала) - наружный зуб. В № детали они имеют буквы по типу зуба: - BI (internal) или -BE (external).
В легендарных коробках и Мерседесовских , впервые массово стали использовать односторонние фрикционы. Только французы () сделали это скорее для удешевления и экономии, а немцы () - с удорожанием, из соображений компактности, управляемости и надежности.
Сейчас существует много коробок ( , 722.6, ...), где в один из часто сгорающих пакетов введены односторонние фрикционы в качестве более эффективно работающих и более устойчивых к сгоранию.
2. Материал фрикционной накладки в большинстве случаев
имеет целлюлозную основу, пропитанную специальными смолами, чтобы надежно схватываться со стальным диском и без проскальзывания передавать момент вращения.
В пакетах, где фрикционы часто перегреваются, фрикционные накладки могут иметь насечки для отвода масла. В наиболее важных пакетах насечки имеют спиралевидную форму, и устанавливаются строго по направлению движения (справа). Насечка здесь хотя и заметно уменьшает рабочую площадь, но выполняет функцию шестерни насоса масла, чтобы увеличить скорость прохождения масла через этот канал и лучше охлаждать поверхность. При износе глубины насечки поток масла уменьшается, что может привести летом к перегреву и ускоренному сгоранию фрикционов
Накладка фрикциона может изготавливаться также на графитовой или кевларовой основе. Но нужно сказать, что тот же Борг Ворнер, производящий фрикционы для конвейера для одной и той же коробки выпускает одновременно и фрикционы с целлюлозной основой и без насечек, а для других пакетов - на кевларовой основе, исходя из особенностей работы коробки в режимах. Эта особенность учтена в регулировках гидроблока.
Производители на раскрывают состав и тип материала накладки фрикциона и заказ на "кевларовые" фрикционы не может быть гарантирован. Фрикционы поставляются именно из того материала, который должен по расчетам Производителя использоваться в этом пакете . Это касается в основном автоматов 21 века.
Такие фрикционные накладки выдерживают без потери качества довольно длительную работу при температуре до 140º. Эти материалы дороже обычных и встречаются на рынке только для отдельных пакетов АКПП. Общее их количество не превышает 3-5% от всего количества продаваемых фрикционов. У таких комплектов в названии встречается аббревиатура: HEG
или "Power Pack
".
Стоит отметить, что за повышенную температурную стойкость приходится платить худшими характеристиками по скольжению и стабильности материала по мере износа .
3. Конструктив фрикционной накладки :
Фрикционы из отдельных сегментов , когда сегменты разделены швами глубиной до самого клеевого слоя
- с монолитной накладкой с нарезанными каналами для отвода масла. Каналы нарезаются только на фрикционах пакетов с повышенным риском сгорания. И монолитными без маслоотводящих каналов.
Сегментные накладки могут себе позволить производители, готовые вкладывать средства в сложные технологии расчета-нарезки-сочетания-вклеивания и высококвалифицированный персонал, чтобы затем экономить на материале накладок и конвейерном потоке производства.
Материалы фрикционных накладок производят всего несколько крупных производителей. Для работы трансмиссии несущественен тип накладки. Единственное преимущество сегментных накладок для владельца АКПП- это количество и глубина маслоотводящих каналов.
Клей фрикционов
Для наклейки накладки на поверхность стального диска сначала наносится «праймер» - клеевое лаковое покрытие , которое обычно состоит из смол, с температурой плавления 180-200º. Эта температура плавления (как и формула праймера) у всех производителей разная, но выбирается настолько высокой, чтобы при рабочем нагреве масла в АКПП клей не расплавился. И настолько низкой, чтобы сэкономить при наклеивании накладки на заводе.
Фрикционная н акладка напрессовывается на подготовленную стальную поверхность разогревом в токах высокой частоты, плавящими нанесенный праймер.
Эта клеевая основа и является «главным врагом» гидроблока и соленоидов.
Почему горят фрикционы? Что происходит в АКПП при работе сгоревших фрикционов?
Фрикционы теоретически созданы конструкторами "вечными" - на весь cрок службы автомобиля, но на практике - часто "горят".
Причины сгорания фрикционов:
Перегрев от недостатка силы прижимания и
От недостатка охлаждения маслом ATF, отводящим тепло с поверхности дисков.
В момент касания фрикциона и стали на их поверхности температура может одномоментно подниматься до 300-400 градусов. Но так как накладки фрикционов пропитаны маслом и само касание в обычных АКПП и "он-офф" сцеплениях занимает доли секунды, то накладка не успевает прогреться до критических температур. Если масла недостаточно или, что чаще - сцепление неплотное, возникает проскальзывание для "он-офф" фрикционов и они начинают нагреваться выше температуры вспышки масла.
При приближении температуры к 140-145º целлюлозная фрикционная накладка начинает обугливаться, при этом впитывает всё меньше масла и всё хуже охлаждается. Цепная реакция.
Нагрев увеличивается лавинообразно - плавится и стекленеет клеевой слой и фрикцион осыпается. Тогда же происходят изменения металла фрикциона и стального диска. В сильно запущенных случаях от перегрева сгорают не только стальные диски, но и соседние диски и даже сами барабаны с обрезиненными (справа). Это выражается в том, что машина "не тянет" на одной скорости или совсем не едет вперед.
Если сгорели фрикционы, то скорее всего в агрегате насос не справлялся с подачей масла на поршни. Потери давления обычно идут через изношенные , резиновые и сами поршни. Поменять фрикционы и не заменить кольца и прокладки - считается типичной ошибкой и приводит к скорому сгоранию новых фрикционов.
Упорный
(или опорный) диск
подобен обычному стальному диску, но толще и находится с края этого пакета из фрикционов и дисков. Именно на него давит поршень (или упирается ретейнер с обратной стороны пакета).
Фрикционные накладки различаются по функциональности:
1. - Теплопроводность . (способность впитывать масло и проводить тепло )
2. - Теплостойкость (выдерживать кратковременное нагревание («ожоги») при касании до 300-400 градусов без изменения свойств )
3. - Стабильность . (способность сохранять характеристики при износе и критическом состоянии масла на протяжении всей жизни)
4. - Фрикционные статические качества, (высокий "порог проскальзывания", способность передавать высокий крутящий момент до срыва в скольжение).
5. - Фрикционные динамические качества, (способность передавать момент вращения при "модулируемом проскальзывании". Аналогия регулируемого притормаживания педалью тормоза).
6. - Износоустойчивость , механическая прочность.
Различают 2 основные группы фрикционов:
1. Фрикционы on-off . Имеют максимальные значения по характеристикам - 3, 4, 6 . Минимальные по 1, 2, 5.
2. Фрикционы "проскальзывания" . Для них приоритетными являются характеристики 3, 1, 2, 5 .
Причины недостатка давления масла разнообразны :
Самая распространенная - предельная нагрузка при холодном масле. Чаще всего встречается зимой при выезде из сугроба или при агрессивных разгонах «нахолодную».
Поршни. Изношенные резиновые уплотнения, или поврежденные стружкой, или лопнувшие по корпусу, - пропускают масло,
Уплотнительные , стерты соседние поверхности "железа" (барабанов, суппортов...) масло уходит через щели и не доходит до поршней.
Общий недостаток масла. Иногда насосу не хватает масла из-за его низкого уровня в поддоне АКПП, забитого фильтра, протечек масла через сальники.
Насос. Часто бывает изношен сам насос, его узлы, втулки, сальники.
Гидроблок и соленоиды - "проеденные" и изношенные каналы " " масло, свой вклад дают и лопнувшие пружины, грязные, не открывающие канал золотники-клапаны.
Причин много, как звеньев в длинной цепочке. Где-то, да рвется. Вскрытие и диагностика нужны для того, чтобы определить места разрыва этой "гидравлической" цепочки.
Когда поршень недостаточно сильно сжимает фрикционы при разгоне, фрикционы проскальзывают и не тянут как обычно. Что заставляет водителя прибавить газу, чтобы "исправить" медленный разгон. От этого фрикционы еще сильнее нагружаются и нагреваются, что и приводит к необратимым и катастрофическим последствиям для всей трансмиссии.
Чем опасна эксплуатация АКПП с изношенными или сгоревшими фрикционами?
В статье про об этом написано подробнее.
Первая неприятность от работы с лысыми фрикционами - Перегрев соседних поршней, втулок и барабана. Как описано выше.
Следующая неприятность - в масло попадает клеевой слой, которым накладка крепится к стальному основанию, загрязнение масла осыпающимися фрагментами фрикционной накладки. Это ведет к цепной реакции проблем:
Грязь забивает каналы клапанов гидроблока с соленоидами, что ведет к окончательному падению давления.
Масло становится густым и абразивным, ухудшая трение втулок, прокладок и колец, истирая детали "железа" АКПП, что приводит к быстрому снижению ресурса АКПП. А густое масло труднее "перелопачивается" турбинами гидротрансформатора, что понижает мощность и энергия двигателя идет на дополнительный нагрев масла.
Масло истирает каналы гидроблока, что приводит к износу и концу его ресурса.
При недостатке масла в первую очередь страдают элементы находящиеся близко к осям (то есть - втулки) и насосу, высасывающему масло прямо из-под своей втулки. Изношенные болтающиеся втулки позволяют вибрирующему валу разбивать соседние поверхности трения. Что ведет к ускоренному износу насоса и другого "железа".
Все это может привести к остановке авто прямо посреди дороги.
Новая эпоха жизни "скользящих" фрикционов.
С тех пор как в конце 20-го века появились PWM соленоиды- , которые умеют закрывать-открывать канал гидроблока с множеством промежуточных значений (типа включателя света - реостата, которым можно сделать свет в комнате поярче и потише), это стали использовать сначала для принудительной блокировки гидротрансформатора () а затем и для более мягкого переключения скоростей пакетами сцепления.
Это дало возможность сделать переключения практически бесступенчатыми. Считается, что разрыв мощности при переключении скоростей меньше 0.25 - 0.20 секунды незаметен для водителя. А учитывая, что у 6-ти ступенчатых АКПП разница между передаточными числами сведена к минимуму, то фактически по комфортности 6-ти и 8-ми ступенчатые АКПП сравнялись со своими конструктивными конкурентами - Вариаторами и преселективными коробками ДСГ.
Но за это преимущество приходится платить ускоренным износом фрикционов. В первую очередь - фрикционов Гидротрансформатора.
Фрикционы работающие не в режиме "он-офф" а в режиме короткого (или длинного) проскальзывания теперь должны соответствовать совсем другим требованиям:
Если раньше фрикцион Он-Офф должен был моментально "склеиваться" со стальной поверхностью для быстрой блокировки, то в случае "управляемого проскальзывания" он наоборот должен как тормозная колодка колеса плавно притормаживать, не допуская резких блокировок колеса. Но в отличии от тормозной колодки между фрикционом и сталью корпуса здесь вместо несгораемого воздуха находится масло.
Разработано несколько типов карбоновых и кевларовых фрикционов (слева ) для ГДТ, под разные задачи и требования программистов. И современные "несменяемые" масла (синтетика) теперь имеют температуру вспышки гораздо выше, чем у традиционных "полусинтетических". Но это не решает проблему горелого масла, а лишь отдаляет.
Все равно на водителях остается ответственность следить за износом фрикционов через загрязнение масла. Если масло загрязняется слишком быстро, то это говорит о том, что самые быстро изнашиваемые фрикционы (обычно это в ГДТ) съедены и пора их менять, иначе... (читай выше ).
Лидеры Фрикционных модулей по заменам на рынке автоматических трансмиссий:
|
Самыми популярными в замене являются фрикционы большой немецкой семьи из двух поколений 01M - 01N и их предшественников 096-097 - . |
 |
|
В этой же паре рядом идут французские односторонние фрикционы DP0:
|
 |
|
айсиновской 09G - 134003 , (справа ). и ZF 6HP26-/28 182003 . (слева ) |
 |
7 юсесеезнлл
О П И С АЙГИ 4
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскик
Социалистическик
Государстееииык комитет до делам изобретеиий и открытий
В. М. Мурашов и С. М. Кириллов (7l) Заявитель (54) ФРИКЦИОННЫЙ ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ
Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в устройствах для точной регулировки величины тормозного момента при постоянных удельных давлениях на фрикционные элементы.
Известно тормозное устройство, содержащее тела качения, выполненные в виде металлических упругих колец, размещенных с натягом в кольцевом зазоре, образованном вращающимся валом и неподвижной обоймой (1) .
К недостаткам известного устройства относится невозможность регулирования тормозного момента. Нестабильность тормозного момента объясняется тем, что упругие кольца при качении могут разворачиваться в пределах зазоров между ними и внутренними стенками устройства, что может привести к заеданию качения (вместо качения появляется элемент скольжения, т. е. движение юзом), кроме того, упругие кольца при качении могут сместиться (скрутиться) в одну сторону относительно центра вращения вала, что приведет к трению скольжения между телами качения с удвоенной
2 скоростью между ними, и, таким образом, к нестабильности тормозного момента.
Известно тормозное устройство, содержащее вал и установленное на нем с определенным натягом тормозное кольцо из пьезокерамики, связанное с источником энергии управления — высокочастотным генератором (2) .
Однако в такой конструкции тормозное кольцо из пьезокерамики быстро изнашивается.
)0 Известен также фрикционный дисковый тормоз, содержащий опорный и нажимной диски, и также размещенные между ними тормозные элементы с фрикционными накладками, взаимодействующими с поворотным диском (3) .
В процессе регулировки тормозящего момента по мере прикладывания усилия к пальцу фрикционные накладки приходят в движение не сразу, сначала происходит упругая деформация пластин (за счет их значительной длины и малой жесткости), а затем скачкообразное перемещение накладок, так как трение покоя больше трения движения, следовательно, высокой точности регулировки тормозящего момента достигнуть невоз72
3 можно (особенно при значительных усилиях нажимного диска).
Кроме того, наличие постоянных изгибающих моментов на валу (т. к. к пальцу прикладываются постоянные, значительные усилия во время всего процесса торможения, направленные перпендикулярно к оси вала и отстоящие от нее на значительном расстоянии) является нежелательным в устройствах высокой точности; не исключена возможность заклинивания или заедания пластины в месте контакта ее прорези с пальцем-поводком.
Целью изобретения является повышение величины тормозного момента и точности его регулировки.
Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемом тормозе тормозные элементы выполнены в виде сухарей с фрикционными накладками с одной стороны и выступами с противоположной стороны, а на торце поворотного диска выполнены пазы по форме архимедовой спирали, в которых размещены выступы сухарей, при этом поворотный диск установлен с наружной стороны опорного диска и в последнем выполнены сквозные пазы для размещения сухарей с возможностью радиального перемещения.
На чертеже представлен предлагаемый фрикционный дисковый тормоз; продольный разрез.
Тормоз содержит установленный на валу 1 с помощью муфты 2 нажимной диск 3 и неподвижный опорный диск 4, на ступице опорного, диска 4 со свободой вращения установлен поворотный диск 5 со штырем 6, в опорном диске выполнены радиальные пазы 7, играющие роль направляющих для сухарей 8, взаимодействующих с нажимным диском 3, установлены фрикционные накладки 9, а на противоположном торце выполнены направляющие выступы 10, взаимодействующие с направляющими пазами 11, выполненными по форме архимедовой спирали на торце поворотного диска 5, при этом поджатие нажимного диска осуществляется пружиной 12.
Вращение через вал и муфту передается на диск 3, контактирующий с накладками 9.
Трение между нажимным диском и фрикционными накладками обеспечивает наличие тормозного момента. Величина тормозного момента зависит от среднего диаметра расположения накладок относительно центра вращения. Изменение величины тормозного момента осуществляется путем плавного изменения среднего диаметра расположения тормозных накладок, что достигается синхронным радиальным перемещением их относительно центра. Накладки, укрепленные на сухарях, перемещаются за счет поворота диска 5 за счет воздействия на штырь 6.
«Архимедова спираль», предусмотренная на
4 торце поворотного диска, взаимодействуя с сухарями 8, осуществляет плавное синхронное, радиальное перемещение сухарей с накладками по пазах 7 опорного диска 4, тем самым изменяя тормозной момент.
Предлагаемый тормоз по сравнению с известными конструкциями имеет следующие преимущества. поскольку взаимодействие поворотного диска и фрикционных элементов осуществляется посредством «архимедовой спирали», то усилия для перемещения фрикционных элементов нужно прикладывать значительно меньше, а значит тормоз сохранит работоспособность даже при очень высоких усилиях поджатия нажимного диска, т. е. расширится диапазон тормозных моментов в сторону его увеличения;
Взаимодействующие части поворотного диска и фрикционного элемента имеют большую жесткость и в конструкции отсутствует система рычагов, поэтому перемещение фрикционного элемента будет происходить плавно, а не скачками (что позволяет более точно выставить тормозный момент); при повороте на один и тот же угол поворотного диска, будет происходить перемещение фрикционного элемента на меньшую величину (за счет наличия «архимедовой спирали»), таким образом, можно более точно выставить величину тормозного момента; усилие к пальцу поворотного диска нужно прикладывать только в момент регулировки тормозного момента (за счет наличия направляющих радиальных пазов в опорном диске) . формула изобретения
Фрикционный дисковый тормоз, содержащий опорный и нажимной диски, а также размещенные между ними тормозные элементы с фрикционными накладками, взаимодействующими с поворотным диском, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения величины тормозного момента и точности его регулировки, тормозные элементы выполнены в виде сухарей с фрикционными накладками, с одной стороны и выступами с противоположной стороны, а на торце поворотного диска выполнены пазы по форме архимедовой спирали, в которых размещены выступы сухарей, при этом поворотный диск установлен с наружной стороны опорного диска и в последнем выполнены сквозные пазы для размещения сухарей с возможностью их радиального перемещения.
