Тормоза будущего

ТОРМОЗА БУДУЩЕГО

]

ПОИСКИ, ИДЕИ, РАЗРАБОТКИ

ТОРМОЗА БУДУЩЕГО

Казалось бы, в нынешних тяжелых экономических условиях не до перспективных разработок — никто о них не думает. К счастью, не совсем так. Сегодня о своих исследованиях рассказывают профессор Валерий СЕЛИФОНОВ и кандидат технических наук Николай ВЛАДИМИРОВ.

Речь о дисковых тормозах, которые постепенно вытеснили барабанные — сначала с передних осей легковых машин, а на многих иномарках и с задних. Какие у них преимущества? Тормозной момент на колесах пропорционален усилию, создаваемому приводом. Время срабатывания невелико, механизмы тормозов компактны, по сравнению с барабанными масса их невелика, а изношенные колодки легко заменить. Очень важно, что при нагреве характеристики дисковых тормозов довольно стабильны. Температурная стойкость выше, в частности, из-за того, что диски лучше охлаждаются.

Вентилируемые дисковые позволили захватить новые плацдармы: такие тормоза справляются с большей нагрузкой. Их теперь можно увидеть и на грузовиках полной массой свыше 12 тонн, и на автобусах свыше 5 тонн. Правда, на этих машинах дисковый тормоз еще требует совершенствования.

Известно, что чем больше масса машины с грузом, тем сложнее спроектировать для нее тормоза. Основная причина — очень велика энергия, которую нужно превратить в тепло и рассеять, поэтому поверхность трения получается такой большой, что диск не умещается в колесе. Если его уменьшить, он растрескается из-за температурных напряжений. Нелегко и с фрикционным материалом для колодки — испытывая сильные тепловые воздействия, он должен сопротивляться износу, выдерживать соприкосновения с диском, который вращается с большой скоростью, и т. п. Кстати, с той же проблемой столкнулись конструкторы спортивных легковых машин — не случайно у них колеса больше, чем у иных грузовиков.

Теперь несколько слов о приводе. Здесь тоже конструкторам приходится преодолевать трудности. Например, его передаточное число подобрать непросто, поскольку необходимо создать большое усилие на колодке, хотя зазор между поверхностями трения мал. Следует также обеспечить автоматическую компенсацию износа колодок. Для гидравлического привода эти вопросы уже решены, но для тяжелых машин специалисты рекомендуют пневматический, тем более что многие его узлы давно освоены.

Дисковыми тормозами для большегрузных машин и автобусов уже несколько лет занимается кафедра «Автомобили» Московской государственной академии автомобильного и тракторного машиностроения. Не так давно найдено принципиально новое, можно сказать, нестандартное решение проблемы — дисковые тормоза с системой жидкостного охлаждения. На них получен патент РФ. В чем суть изобретения?

Фрикционный материал теперь расположен не на колодке, а на диске (в опытных образцах он приклепан). В колодке, сделанной из чугуна, выполнены каналы для жидкости, которые штуцерами соединены с системой охлаждения (рис. 1).

В обыкновенном дисковом тормозе максимальная температура пары трения 600–800°С, а площадь соприкосновения деталей мала, поэтому требуются термостойкие и долговечные фрикционные материалы. У новой конструкции эта площадь больше, а температура не превышает 200–250°С. Требования к материалам снижаются, причем износ становится меньше. Правда, необходима система охлаждения, которая не так уж проста по устройству (рис. 2). Однако на большом грузовике ее легко разместить.

Опытный образец создан в лаборатории академии и испытан на стенде в НИИАТИ (Ярославль). Исследования подтвердили, что у новой конструкции термонагруженность деталей, действительно, намного меньше. При циклических торможениях температура остается стабильной, что важно для безотказной работы тормозов. В общем, первые результаты обнадеживают.

Рис. 1. Дисковые тормоза: а — существующая конструкция; б — новая; 1 — диск; 2 — колодки;

3 — фрикционный материал.

Рис. 2. Система жидкостного охлаждения тормозов: 1 — сигнальная лампа; 2 — указатель температуры; 3 — выключатель; 4 — датчики температуры; 5 и 8 — обратные клапаны; 6 — двухдиафрагменный насос; 7 — охладитель; 9 — датчик сигнальной лампы; 10 — расширительный бак; 11 — электропневматический клапан; 12 — реле.

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Комментарии