Гальмівна система — сукупність пристроїв, призначених для здійснення гальмування — поступового сповільнення чи зупинки транспортного засобу, обмеження його швидкості на спусках або для забезпечення його нерухомого стану під час стоянки.

За видами гальмівні системи поділяють на:

• Робочу: призначена для зниження швидкості руху, обмеження її на спуску та зупинки транспортного засобу із необхідними ефективністю та стійкістю у процесі гальмування. Застосовується у всіх режимах руху автомобіля.

• Запасну (аварійну): призначена для зупинки автомобіля у разі відмови робочої гальмівної системи. Сумарна гальмівна сила, що створюється системою, дещо менша, ніж у робочої. Як правило, функції запасної системи може виконувати справна частина робочої або стоянкової систем.

• Стоянкову: призначається для утримування автомобіля у нерухомому стані відносно опорної поверхні із необхідною ефективністю навіть за відсутності водія, підтримуючи стоянкові гальма у загальмованому стані за допомогою чисто механічних пристроїв.

• Допоміжну: призначена для зниження швидкості транспортного засобу та обмеження її на спусках. Використовується на автомобілях особливо великої вантажопідйомності та автобусах великої місткості для зменшення навантаження на робочу гальмівну систему в разі тривалого гальмування на затяжних спусках у гірській чи пагорбистій місцевості. 

Перераховані  гальма  повинні  працювати  незалежно,  хоча деякі з них з конструкційної точки зору можуть бути інтегровані й використовувати ті самі механізми. Системи робочих та аварійних гальм, а також аварійних і стоянкових  гальм  можуть  мати  спільне  управління,  проте  не допускається спільне управління робочого та стоянкового гальма.

Робочі  гальма  діють  на  всі  колеса  автомобіля  й  сконструйовані таким чином, що водій має можливість постійно регулювати ефективність їх роботи. Вони приводяться в дію за допомогою педалі й діють тільки під час натискання педалі. Робочі гальма пристосовані для гальмування з високою ефективністю, але протягом короткого проміжку часу.

Аварійні гальма приводяться в дію незалежно від робочого гальма й призначені для зупинки автомобіля при виході з ладу робочих гальм. Вони спрацьовують під час натискання на механізм, який приводить їх в дію. У двоконтурних гальмівних системах, які сьогодні застосовуються, за аварійне гальмо вважається кожен з контурів, на які поділена робоча гальмівна система. Кожна з частин, поділеної таким чином робочої гальмівної системи, повинна працювати незалежно й забезпечувати достатню ефективність гальмування при виході з ладу іншої частини.

Стоянкове гальмо служить для утримання автомобіля в нерухомому стані на рівній або похилій поверхні. Воно приводиться в дію водієм вручну (за винятком причепів і напівпричепів) незалежно від робочого гальма й працює без необхідності постійного впливу на орган керування (важіль, педаль, клавішу).

У  багатьох  вантажних  автомобілях  й  автобусах  застосовується додаткове гальмо (гальмо-сповільнювач, ретардер), тобто пристрої для довготривалої роботи, але вони гальмують з поміркованою ефективністю. Гальма-сповільнювачі (ретардери) застосовуються, наприклад,  під  час  з’їзду  по  довгому  відрізку похилої дороги, коли є ризик, що довготривале гальмування робочим гальмом могло б призвести до пошкодження гальм внаслідок перегріву.

Будь-яка гальмівна система складається із гальмівних механізмів та їх приводів. Конструкційні характеристики гальмівних механізмів і механізмів управління (приводів) являються основними ідентифікаційними критеріями гальмівних систем автомобіля.

Гальмівні механізми

Принцип дії гальмівних механізмів полягає у тому, що їх деталі не дають обертатися колесам, внаслідок чого автомобіль зменшує швидкість.

Типи гальмівних механізмів

За будовою гальмівні системи поділяються на барабанні та дискові.

В  барабанних  гальмах  гальмівний  момент  виникає  внаслідок тертя внутрішньої поверхні гальмівного барабана, що обертається разом з колесом, об колодки, що не обертаються і розміщені в середині барабану. Ці колодки притискаються до барабану пружинним елементом, який приводить у дію водій за допомогою відповідного механізму. В момент коли водій перестає натискати на педаль, пружинний елемент перестає тиснути на колодки й пружина відтягує колодки в положення, де вони перестають терти об барабан. Гальмівні колодки мають фрикційні накладки, які характеризуються високим коефіцієнтом тертя й значною стійкістю до стирання. Елементом, який передає гальмівний момент з колодок на несучі елементи автомобіля є гальмівний щиток. В сучасних автомобілях, як правило, застосовуються пристрої для автоматичного регулювання зазору між колодками й барабаном.

У дискових гальмах момент тертя виникає внаслідок притискання фрикційних  елементів  (тобто колодок) до плоскої поверхні диска, який обертається разом з колесом. Супорт з фрикційними елементами кріпиться до несучих елементів автомобіля. В гальмах з гідравлічним управлінням колодки притискаються за допомогою розміщеного в супорті гальмівного  циліндра  (одного  або  декількох)  у  вигляді  циліндра з поршнем.

В  останні  роки  дискові  гальма  все  частіше  застосовуються  також  у  вантажних  автомобілях  й  автобусах. Від гальм легкових автомобілів вони відрізняються конструкцією супорта, який має приводитись в дію пневматичним гальмівним циліндром (гальмівною камерою).

Сильні одиничні поверхневі натиски суттєво нагрівають дискові гальма і їм необхідне ефективне охолодження. При більшому навантаженні дискових гальм застосовуються так звані вентильовані диски.

У порівнянні з барабанними колодковими гальмами, дискові гальма мають наступні переваги:

• Ефективніший розподіл натиску на поверхні прилягання фрикційних елементів до диска (фрикційні колодки зношуються більш рівномірно),

• Можливість застосовувати сильніші одиничні натиски (більша ефективність гальм),

• Хороші умови для охолодження,

• Легше регулювання зазорів і заміна фрикційних елементів,

• Менший момент інерції обертових мас.

Гальмівні приводи

У сучасних автомобілях застосовуються наступні типи гальмівних приводів:

• Механічний

• Гідравлічний

• Пневматичний

• Електричний

• Змішаний (гідропневматичний, електропневматичний, електромеханічний)

Механічний привід на автомобілях був поширений до Другої Світової Війни та на деяких моделях перших повоєнних років. Привід на гальмівні механізми здійснювався з допомогою складної системи важелів, тросів, балансиров тощо.

Ця система має дуже великі втрати на тертя, крім того, вимагає постійного обслуговування та регулювання - підтягування тросів і так далі (на сучасних автомобілях використовується як тросовий привід стоянкового гальма).

Гідравлічні механізми управління гальмами застосовуються в робочих гальмівних системах легкових автомобілів, легкових позашляховиків, комерційних автомобілів й легких вантажних автомобілів. Сила натискання на педаль передається до гальмівних механізмів за допомогою гальмівної рідини. Основні елементи такого приводу – головний гальмівний  циліндр,  робочі гальмівні  циліндри  в  гальмівних механізмах коліс, гальмівні трубопроводи, які з’єднують головний гальмівний циліндр з робочими гальмівними циліндрами.

Натискання на педаль гальма викликає переміщення поршнів головного гальмівного циліндру, зростання тиску рідини в трубопроводах приводить в дію робочі гальмівні циліндри, які притискають колодки до дисків у дискових гальмах або колодки до барабанів в барабанних гальмах. Після звільнення педалі гальма  поршні  головного  гальмівного  циліндра  повертаються в початкове положення, тиск в системі спадає, через що зворотні пружини відводять колодки від барабанів (в барабанних гальмах), а еластичні ущільнюючі кільця – фрикційні колодки (в дискових гальмах). Виштовхана з гальмівних циліндрів гальмівна рідина повертається до головного гальмівного циліндра. Над головним гальмівним циліндром встановлено розширювальний бачок, необхідний для компенсації розширення гальмівної рідини при її нагріванні та для запобігання потраплянню повітря в систему гідропривода (для цього необхідно завжди стежити за рівнем гальмівної рідини в бачку і не допускати його падіння нижче позначки «MIN»).

В контурі гальм задніх коліс, як правило, знаходяться коректори гальмівної сили.

В автомобілях з гідравлічними гальмівними приводами  часто  застосовуються  підсилювачі, завдання яких – підвищити ефективність гальмування й зменшити зусилля водія.

Пневматичні механізми управління гальмами встановлюються на вантажних автомобілях середньої та великої вантажопідйомності, автобусах, причепах і напівпричепах – тобто  в  автомобілях,  яким  необхідні  значні  гальмівні  сили, що неможливо досягнути за допомогою гідравлічних механізмів.

У пневматичних системах зусилля, з яким водій натискає на  педаль  гальма,  служить  для  управління  стисненим  повітрям, яке, поступивши до гальмівних камер виконує функцію, необхідну для притискання фрикційних елементів. Сила, з якою водій натискає на педаль гальма, залежить від пружності пружини в клапані управління (гальмівному крані), проте сила в гальмівних механізмах  залежить  від  тиску в системі й розмірів гальмівних камер. Таке рішення дозволяє досягати великих гальмівних сил при малому зусиллі водія.

Пневматичні  механізми,  які  приводять  в  дію  гальма,  характеризуються меншою вразливістю до негерметичності й більшою надійністю в роботі. Також існує можливість застосування пневматичної системи високого тиску для приводу допоміжних систем. У випадку підключення допоміжних  систем,  їх  живлення  повинно здійснюватися від окремих резервуарів,  поєднаних  з  гальмівною  системою таким чином, щоб навіть в момент виходу з ладу це не вплинуло негативно на справність гальмівної системи.  Важливою  перевагою  пневматичних  систем  є  зручна  можливість  підключити  гальмівну  систему  причепу чи напівпричепу до гальмівної системи автомобіля-тягача. Їх недолік – досить тривалий час приведення в дію гальм  (час  реакції),  особливо  в  гальмівних  камерах,  більш  віддалених  від  головного  гальмівного  клапану (крану).

Електричний привід застосовується на гібридних автомобілях та електромобілях як допоміжний засіб для рекуперативного гальмування — замість витрати енергії на гальмування йде зворотний процес знімання енергії з коліс в акумулятор, тим самим уповільнюючи автомобіль.

Змішані гальмівні приводи є комбінацією декількох типів звичайних приводів. При розробці прагнуть максимально використовувати переваги окремих приводів і уникнути недоліків, властивих їм кожному окремо.

Так, гідропневматичний привід дозволяє отримати високу швидкодію, властиву гідравлічному приводу і великі зусилля, характерні для пневматичного приводу. Крім цього гідравлічна частина змішаного гальмівного приводу забезпечує одночасний початок гальмування всіх коліс автомобіля і має інші переваги, властиві гідравлічним гальмівним приводам, а пневматична частина - легкість управління і дозволяє створювати і керувати гальмівними зусиллями на причепі, що буксується.

Змішаний електропневматичний гальмівний привід (ЕПП) набув поширення порівняно недавно. Він є комбінацією електричного та пневматичного приводів. Якщо в пневмоприводі загальмовування коліс та керування апаратами здійснюється стисненим повітрям, то в ЕПП повітря використовують тільки в першому випадку. Управління всіма апаратами здійснюється електричним шляхом.

Важливим нововведенням останніх десятиліть став електромеханічний привід стоянкового гальма, що зазвичай являє собою розташовані у колісних гальмівних механізмах сервоприводи з електродвигунами і редукторами, що приводять в рух гальмівні колодки. Такий привід гальма стоянки, крім свого безпосереднього призначення, дозволяє також загальмовувати автомобіль по команді бортової електроніки без залучення основної гальмівної системи, наприклад – при спрацьовуванні системи безпеки City Stop, що запобігає зіткненню з автомобілем, що їде попереду при русі в транспортному заторі. Значно підвищується і ефективність використання стоянкового гальма в якості резервної гальмівної системи.

Гальмівні системи повинні вирізнятись надійністю, високою робочою ефективністю й забезпечувати такий розподіл гальмівних сил, щоб даний процес не призводив до втрати керованості. Крім того, гальмівна система повинна бути легкою в обслуговуванні, а зусилля водія, пов’язане з її приведенням в дію, повинне бути якнайменшим. Тому в гальмівних системах застосовуються допоміжні системи, автоматичні коректори гальмівної сили осей в залежності від їх завантаження, а також антиблокувальна система (ABS).

Антиблокува́льна система (АБС) – система активної безпеки, що запобігає блокуванню коліс транспортного засобу при гальмуванні. Основне призначення системи — забезпечення оптимальної гальмівної ефективності (мінімального гальмівного шляху) при збереженні стійкості і керованості автомобіля.

На сьогоднішній час АБС, як правило, є складною електронною системою гальмування, яка може бути основою антибуксувальної системи, системи електронного контролю стійкості, а також системи допомоги при екстреному гальмуванні.

Індикація несправностей гальмівної системи

Для контролю за станом гальмівної системи передбачені контрольні сигналізатори, які інформують про необхідність перевірки та несправності. Як правило, це електронні індикатори на панелі приладів. Серед параметрів, що контролюються:

Підготували:

студенти групи ОРЕАТ-22 1/9 Автотранспортного фахового коледжу КНУ 

Біндюков Михайло

Великанович Віталій

Рябікін Данило