ВходТормозной узел. Устройство и принцип работы тормозной системы автомобиля
Изобретение относится к области электротехники, в частности к тормозным устройствам, предназначенным для останова электрических машин с низкой частотой вращения вала. Тормозной узел содержит электромагнит, тормозную пружину, тормозные диски, один из которых жестко закреплен на валу, а другой - подвижен только в осевом направлении. Торможение и фиксация останова осуществляется посредством тормозных дисков, сопрягаемые поверхности которых выполнены в виде радиально расположенных зубцов. Профиль зубцов одного диска соответствует профилю пазов другого диска. Достигается снижение габаритных размеров и массы тормозного узла, снижение электрической мощности электромагнита, повышение надежности и срока службы тормозного узла. 3 ил.
Изобретение относится к области электротехники, в частности тормозным устройствам, предназначенным для останова электрических машин с низкой частотой вращения вала.
Известен самотормозящийся синхронный электродвигатель с аксиальным возбуждением (А.С. СССР №788279, Н02К 7/106, 29.01.79 г.), содержащий статор с обмоткой, ротор, корпус и подшипниковые щиты из магнитопроводного материала, на первом из которых, снабженном кольцевой диамагнитной вставкой, укреплен узел торможения в виде якоря, подпружиненного к тормозному блоку с фрикционной прокладкой, где для повышения быстродействия электродвигатель снабдили короткозамкнутым электропроводящим кольцом, установленным соосно ротору на втором подшипниковом щите.
Известен электродвигатель (патент RU №2321142, Н02K 19/24, Н02K 29/06, Н02K 37/10, приоритет 14.06.2006 г.). Близким является решение по второму пункту формулы этого патента. Электродвигатель для привода электрических исполнительных механизмов и устройств, содержащий зубчатые магнитомягкие ротор и статор, выполненный в виде магнитопровода с полюсами и сегментами и - чередующимися по окружности тангенциально намагниченными постоянными магнитами, на полюсах размещены катушки m-фазной обмотки, к каждому сегменту прилегают постоянные магниты одноименной полярности, число сегментов и полюсов кратно 2 m, зубцы на сегментах и роторе выполнены с равными шагами, оси зубцов смежных сегментов смещены на угол 360/2 m эл. градусов, обмотки каждой фазы выполнены из последовательного соединения катушек, размешенных на полюсах, отстоящих друг от друга на m-1 полюс, где согласно изобретению на статоре размещен электромагнитный тормоз с фрикционным элементом, подвижная часть которого связана с валом электродвигателя, обмотки тормоза включаются в работу одновременно с обмотками электродвигателя.
Известен электродвигатель с электромагнитным тормозом, выпускаемый ООО «ЭСКО», Республика Беларусь, http//www.esco-motors.ru/engines php. Электромагнитный тормоз, закрепленный на заднем подшипниковом щите электродвигателя, содержит корпус, электромагнитную катушку или набор электромагнитных катушек, тормозные пружины, якорь, представляющий собой антифрикционную поверхность для тормозного диска, тормозной диск с фрикционными безасбестными накладками. В состоянии покоя электродвигатель является заторможенным, нажим пружин на якорь, который, в свою очередь, оказывает нажим на тормозной диск, вызывает блокировку тормозного диска и создает тормозной момент. Отпуск тормоза происходит посредством подачи напряжения к катушке электромагнита и притягивания якоря возбужденным электромагнитом. Ликвидированный таким образом нажим якоря на тормозной диск вызывает его отпуск и свободное вращение с валом электрического двигателя или совместно работающего с тормозом устройства. Возможным является оснащение тормозов рычагом для ручного отпуска, обеспечивающего переключение привода в случае исчезновения напряжения, необходимого для отпуска тормозов.
Известен тормозной узел, встраиваемый в электродвигатель, выпускаемый ЗАО «Белробот», Республика Беларусь, http://www.belrobot.by/catalog.asp?sect=2&subsect=4. Тормозной узел, закрепленный на заднем подшипниковом щите электродвигателя, содержит корпус, электромагнит, пружины, якорь, установочный диск, тормозной диск с двухсторонними фрикционными накладками, винт регулировки тормозного момента. При отсутствии напряжения на электромагните пружина перемещает якорь и прижимает тормозной диск к установочному диску, связывая через поверхности трения ротор двигателя и его корпус. При подаче напряжения электромагнит перемещает якорь, сжимая пружины, и освобождает тормозной диск, а с ним и вал электродвигателя.
Общими недостатками описанных выше устройств является износ накладок тормозных дисков, достаточно большая потребляемая мощность электромагнита для преодоления прижимного усилия пружины и, как следствие, большие габаритные размеры и масса.
Целью заявляемого изобретения является снижение габаритных размеров и массы тормозного узла, снижение электрической мощности электромагнита, повышение надежности и срока службы тормозного узла.
Указанную цель достигают тем, что в тормозном узле, содержащем электромагнит, тормозную пружину, тормозные диски, один из которых жестко закреплен на валу, а другой подвижный только в осевом направлении, согласно изобретению торможение и фиксацию останова осуществляют посредством тормозных дисков, сопрягаемые поверхности которых выполнены в виде радиально расположенных зубцов, причем профиль зубцов одного диска соответствует профилю пазов другого диска.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
Фиг.1 - общая схема электрической машины с тормозным узлом.
Фиг.2 - вид жестко закрепленного диска тормозного узла.
Фиг.3 - вид подвижного в осевом направлении диска тормозного узла.
Тормозной узел содержит электромагнит 1, тормозную пружину 2, жестко закрепленный на валу тормозной диск (жесткий диск) 3, соосно которому расположен подвижный в осевом направлении тормозной диск (подвижный диск) 4 и закрепленные на подшипниковом щите направляющие 5, по которым перемещается подвижный диск 4. Сопрягаемые поверхности тормозных дисков выполнены в виде радиально расположенных зубцов. Количество, геометрические размеры и прочность зубцов тормозных дисков 3 и 4, а также прочность направляющих 5 рассчитывают так, чтобы выдержать усилия, возникающие при принудительном останове вращающегося вала. Для гарантированного зацепления при вращении вала с жестким диском возможно выполнение пазов жесткого диска шириной, значительно большей ширины зубцов подвижного диска, а сила пружины должна обеспечивать необходимую скорость вхождения зубцов в пазы. Следует отметить, что сопрягаемые поверхности могут быть выполнены в форме шлицов или подобных элементов, что существенным признаком не является, но профиль зубцов одного диска должен соответствовать профилю пазов другого диска для свободного входа в зацепление.
Для более удобного рассмотрения на фиг.2 и 3 показан частный случай расположения зубцов на сопрягаемых поверхностях тормозных дисков. На фиг.2 жесткий диск 3 имеет 36 зубцов 6, а на фиг.3 подвижный диск имеет 3 зубца 7. Профиль зубцов 7 подвижного диска 4 соответствует профилю пазов жесткого диска 3.
Тормозной узел работает следующим образом
При отсутствии напряжения на электромагните 1 пружина 2 удерживает подвижный диск 4 так, что его зубцы 7 находятся в пазах, расположенных между зубцами 6 жесткого диска 3, образуя зацепление, надежно фиксирующее вал.
При подаче напряжения на электромагнит 1 подвижный диск 4 под действием электромагнитных сил перемещается по направляющим 5 к электромагниту 1 и, сжимая пружину 2, освобождает вал.
При внезапном отключении напряжения питания исчезает электромагнитная связь между электромагнитом 1 и подвижным диском 4, пружина 2 перемещает подвижный диск 4 и его зубцы 7 входят в пазы жесткого диска 3, образуя зацепление, надежно фиксирующее вал.
Для специалистов в данной области очевидно, что торможение при помощи тормозных дисков, имеющих на сопрягаемых поверхностях радиально расположенные зубцы, по сравнению с торможением тормозными дисками с накладками, требует меньшего усилия пружины, которая в данном случае только перемещает подвижный диск, но не создает тормозного момента, затрачивая при этом существенно меньшую электрическую мощность, тем самым снижая габаритные размеры и массу тормозного узла. Зацепление тормозных дисков «зуб в паз» обеспечивает надежность фиксации останова, не давая возможности валу провернуться, а исключение накладок тормозных дисков увеличивает срок службы тормозного узла и всей электрической машины.
Тормозной узел, содержащий электромагнит, тормозную пружину, тормозные диски, один из которых жестко закреплен на валу, а другой подвижен только в осевом направлении, отличающийся тем, что торможение и фиксацию останова осуществляют посредством тормозных дисков, сопрягаемые поверхности которых выполнены в виде радиально расположенных зубцов, причем профиль зубцов одного диска соответствует профилю пазов другого диска.
Тормозная система автомобиля (англ. — brake system) относится к системам активной безопасности и предназначена для изменения скорости движения автомобиля вплоть до его полной остановки, в том числе экстренной, а также удержания машины на месте в течение длительного периода времени. Для реализации перечисленных функций применяются следующие виды тормозных систем: рабочая (или основная), запасная, стояночная, вспомогательная и антиблокировочная (система курсовой устойчивости). Совокупность всех тормозных систем автомобиля называется тормозным управлением.
Рабочая (основная) тормозная система
Главное предназначение рабочей тормозной системы заключается в регулировании скорости движения автомобиля вплоть до его полной остановки.
Основная тормозная система состоит из тормозного привода и тормозных механизмов. На легковых автомобилях применяется преимущественно гидравлический привод.
Схема тормозной системы автомобиля
Гидропривод состоит из:
- (при отсутствии АВS);
- (при наличии);
- рабочих тормозных цилиндров;
- рабочих контуров.
Главный тормозной цилиндр преобразует усилие, сообщаемое водителем педали тормоза, в давление рабочей жидкости в системе и распределяет его по рабочим контурам.
Для увеличения силы, создающей давление в тормозной системе, гидропривод оснащается .
Регулятор давления предназначен для уменьшения давления в приводе тормозных механизмов задних колес, что способствует более эффективному торможению.
Виды контуров тормозной системы Контуры тормозной системы, представляющие собой систему замкнутых трубопроводов, соединяют между собой главный тормозной цилиндр и тормозные механизмы колес.
Контуры могут дублировать друг друга или осуществлять только свои функции. Наиболее востребована двухконтурная схема тормозного привода, при которой пара контуров работает диагонально.
Запасная тормозная система
Запасная тормозная система служит для экстренного или аварийного торможения при отказе или неисправности основной. Она выполняет те же функции, что и рабочая тормозная система, и может функционировать и как часть рабочей системы, и как самостоятельный узел.
Стояночная тормозная система
Основными функциями и назначением являются:
- удержание транспортного средства на месте в течение длительного времени;
- исключение самопроизвольного движения автомобиля на уклоне;
- аварийное и экстренное торможение при выходе из строя рабочей тормозной системы.
Устройство тормозной системы автомобиля
Тормозная система Основой тормозной системы являются тормозные механизмы и их приводы.
Тормозной механизм служит для создания тормозного момента, необходимого для торможения и остановки транспортного средства. Механизм устанавливается на ступице колеса, а принцип его работы основан на использовании силы трения. Тормозные механизмы могут быть дисковыми или барабанными.
Конструктивно тормозной механизм состоит из статичной и вращающейся частей. Статичную часть у барабанного механизма представляет , а вращающуюся – тормозные колодки с накладками. В дисковом механизме вращающаяся часть представлена тормозным диском, неподвижная – суппортом с тормозными колодками.
Управляет тормозными механизмами привод.
Гидравлический привод не является единственным из применяемых в тормозной системе. Так в системе стояночного тормоза используется механический привод, представляющий собой совокупность тяг, рычагов и тросов. Устройство соединяет тормозные механизмы задних колес с . Также существует , в котором используется электропривод.
В состав тормозной системы с гидравлическим приводом могут быть включены разнообразные электронные системы: антиблокировочная, система курсовой устойчивости, усилитель экстренного торможения, .
Существуют и другие виды тормозного привода: пневматический, электрический и комбинированный. Последний может быть представлен как пневмогидравлический или гидропневматический.
Принцип работы тормозной системы
Работа тормозной системы строится следующим образом:
- При нажатии на педаль тормоза водитель создает усилие, которое передается к вакуумному усилителю.
- Далее оно увеличивается в вакуумном усилителе и передается в главный тормозной цилиндр.
- Поршень ГТЦ нагнетает рабочую жидкость к колесным цилиндрам через трубопроводы, за счет чего растет давление в тормозном приводе, а поршни рабочих цилиндров перемещают тормозные колодки к дискам.
- Дальнейшее нажатие на педаль еще больше увеличивает давление жидкости, за счет чего срабатывают тормозные механизмы, приводящие к замедлению вращения колес. Давление рабочей жидкости может приблизиться к 10-15 МПа. Чем оно больше, тем эффективнее происходит торможение.
- Опускание педали тормоза приводит к ее возврату в исходное положение под действием возвратной пружины. В нейтральное положение возвращается и поршень ГТЦ. Рабочая жидкость также перемещается в главный тормозной цилиндр. Колодки отпускают диски или барабаны. Давление в системе падает.
Важно! Рабочую жидкость в системе нужно периодически менять. Сколько потребуется на одну замену? Не более литра-полутора.
Основные неисправности тормозной системы
В таблице ниже приведены наиболее распространенные неисправности тормозной системы автомобиля и способы их устранения.
| Симптомы | Вероятная причина | Варианты устранения |
|---|---|---|
| Слышен свист или шум при торможении | Износ тормозных колодок, их низкое качество или брак; деформация тормозного диска или попадание на него постороннего предмета | Замена или очистка колодок и дисков |
| Увеличенный ход педали | Утечка рабочей жидкости из колесных цилиндров; попадание воздуха в тормозную систему; износ или повреждение резиновых шлангов и прокладок в ГТЦ | Замена неисправных деталей; прокачка тормозной системы |
| Увеличенное усилие на педаль при торможении | Отказ вакуумного усилителя; повреждение шлангов | Замена усилителя или шланга |
| Заторможенность всех колес | Заклинивание поршня в ГТЦ; отсутствие свободного хода педали | Замена ГТЦ; выставление правильного свободного хода |
Заключение
Тормозная система является основой безопасного движения автомобиля. Поэтому на нее всегда должно быть обращено пристальное внимание. При неисправности рабочей тормозной системы эксплуатация транспортного средства запрещается полностью.
Тормозной узел
Тормозной механизм переднего колеса:
1. тормозной диск;
3. суппорт;
4. тормозные колодки;
5. цилиндр;
6. поршень;
7. сигнализатор износа колодок;
8. уплотнительное кольцо;
9. защитный чехол направляющего пальца;
11. защитный кожух.
Тормозной механизм переднего колеса дисковой, с автоматической регулировкой зазора между колодками и диском, с плавающей скобой и сигнализатором износа тормозных колодок. Скоба образуется суппортом 3 и колесными цилиндрами 5, которые стянуты болтами. Подвижная скоба крепится болтами к пальцам 10, которые установлены в отверстиях направляющей 2 колодок. В эти отверстия закладываются смазка, между пальцами и направляющей колодок установлены резиновые чехлы 9. К пазам направляющей поджаты пружинами тормозные колодки 4, из которых внутренняя имеет сигнализатор 7 износа накладок.
В полости цилиндра 5 установлен поршень 6 с уплотнительным кольцом 8. За счет упругости этого кольца поддерживается оптимальный зазор между колодками и диском.
К тормозным механизмам предъявляют следующие требования:
· эффективность действия;
· стабильность эффективности торможения при изменение скорости, числа торможений, температуры трущихся поверхностей;
· высокий механический КПД;
· плавность действия;
· автоматическое восстановление номинального зазора между трущимися поверхностями;
· высокая долговечность.
Преимущество дисковых тормозных механизмов:
· меньше зазоры между дисками и колодками в незаторможенном состояние, а следовательно, выше быстродействие;
· выше стабильность при эксплуатационных коэффициента трения фрикционной пары;
· меньше масса и габаритные размеры;
· равномернее изнашивание фрикционных колодок;
· лучше условия теплоотвода.
К недостаткам дисковых тормозных механизмов относятся:
· трудность обеспечения герметизации;
· повышенная интенсивность изнашивания фрикционных колодок.
Диск переднего тормоза
Описание детали
В качестве задания был выдан чертеж детали 2110-3501070-77 “Диск переднего тормоза”. Деталь выполнена из чугун GH 190. Тип производства массовый. Деталь представляет из себя сочетание цилиндрических поверхностей: 2 наружных O137 +0,5 мм и O239,1±0,3 мм и 3 внутренних O58,45 мм, O127 мм, O154 max.
На внешней торцевой цилиндрической поверхности 137 +0,5 расположены 4 крепежных отверстия 13±0.2 мм и 2 крепежных отверстия 8,6±0.2 мм. Внутри цилиндрической поверхности 239.1±0,3 расположены 30 ребер жесткости, толщиной 5 +1 мм и расположенных по отношению друг к другу под углом 12 0 на расстояние 47 мм от общей оси диска. Ребра жесткости не одинаковы по длине: они чередуются находясь на расстояние 83.5 и 77 мм от общей оси диска.
Технические требования
Точность размеров
Степень точности размеров не велика. Большая часть размеров выполнена в пределах 12-14 квалитетов. Наиболее точные размеры выполнены по 10 квалитету: 58.45.
Точность формы
Точность формы определяется следующими условиями:
1. Допуск плоскостности равный 0.05: отклонение торцевых поверхностей 1 и 9 не более чем на 0.05 мм.
Точность взаимного расположения
Точность взаимного расположения регламентируются следующими допусками:
2. Допуск параллельности равный 0.05: отклонение от параллельности торцевой поверхности 3 относительно торцевой поверхности 11 не более чем на 0.05 мм.
3. Допуск параллельности равный 0,04: отклонение от параллельности торцевой поверхности 1 относительно торцевой поверхности 9 не более чем на 0,04 мм.
4. Зависимый позиционный допуск равный 0.2 мм на диаметр: отклонение положения оси цилиндрических поверхностей 13±0,2 и 8,6±0,2 относительно оси цилиндрической поверхности 58,45 не более чем 0,2мм;
5. Допуск соосности равный 0,35 на диаметр: несовпадение оси цилиндрической поверхности 239,1±0,3 мм с осью цилиндрической поверхности 58,45 мм не более чем 0,35 мм.
Суммарные допуски формы и взаимного расположения
· Торцевое биение равное 0,05: расстояние от точек реального профиля торцевой поверхности 9 до плоскости, перпендикулярной базовой поверхности 11 не более 0,05 мм.
Шероховатость поверхности
Наименьшей шероховатостью обладает торцевые поверхности 1 и 9 Ra1,6 с круговым и радиальным типами направления микронеровностей. Остальные показатели шероховатости находятся в пределах Rz 20- Rz 80.
Тормозные системы для спуска пострадавшего подручными средствами - При спасработах подручными средствами ресурсы снаряжения чаще всего ограничены. Поэтому очень важно умение использовать минимальное количество снаряжения с максимальной эффективностью. Подручные спусковые (тормозные) системы должны отвечать… … Энциклопедия туриста
ГОСТ Р 55057-2012: Транспорт железнодорожный. Состав подвижной. Термины и определения - Терминология ГОСТ Р 55057 2012: Транспорт железнодорожный. Состав подвижной. Термины и определения оригинал документа: 22 аварийная крэш система: Устройство железнодорожного подвижного состава, предназначенное для предотвращения или снижения… …
элемент - 02.01.14 элемент (знак символа или символ) : Отдельный штрих или пробел в символе штрихового кода либо одиночная многоугольная или круглая ячейка в матричном символе, формирующие знак символа в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Индевор STS-134 - п· Полётные данные корабля Название корабля STS 134 Орбитальный модуль «Индевор» Полёт шаттла № … Википедия
STS-134 - Эмблема Полётные данные корабля … Википедия
кран - 3.2 кран: Водоразборное устройство, обеспечивающее получение воды из системы водоснабжения и регулирование расхода воды потребителем. Источник: ГОСТ 19681 94: Арматура санитарно техническая водоразборная. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ВВГБТАТНВЦ-АЯ
- HEt BHiH С И С ГОД 4 U ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕГПНАН CIH TFMA III й*гл*. 4411^1. Jinn РИ"И рягцхш^чпт* dj ^LbH }