Новости сайта Москвич 400 ...
История завода АЗЛК, автомобиля Москвич ... Книги и журналы про автомобиль Москвич 401 и другие автомобили ... Ремонт и реставрация автомобиля Москвич 401 ... Фотографии авто мото ретро ... Форум сайта Москвич 401 ... Полезные ссылки на авторетро ресурсы сети ...

Москвич 401 ... Литература ...


Выбор конструкции тормоза для легкового малолитражного автомобиля
И. В. НОВОСЕЛОВ
Московский завод малолитражных автомобилей

    ЗНАЧИТЕЛЬНОЕ расширение постройки и реконструкции автомобильных дорог, предусмотренное пятым пятилетним планом развития СССР, создает возможность увеличения средней скорости движения автомобилей и обусловливает в связи с этим повышенные требования к их тормозным системам.
    В вопросе выбора наиболее рациональной системы и конструкции тормозов при, проектировании новых моделей отечественных автомобилей и, в частности, малолитражного автомобиля нет достаточной ясности. Примером может служить последняя работа проф. Н. А. Бухарина, в которой не дается конкретных рекомендаций ни по выбору схемы, ни по конструкции тормозов, a общие принципиальные рекомендации по проектированию тормозов легковых малолитражных автомобилей не всегда соответствуют современным направлениям их развития, почти ничем не обосновываются и поэтому не могут быть использованы при проектировании.
    Тормозная система малолитражного автомобиля "Москвич" по ряду параметров не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к тормозам будущих малолитражных автомобилей. Существующий тормоз автомобиля "Москвич" имеет следующие недостатки.
1. Сравнительно большое усилие на тормозной педали, требуемое для получения необходимой по техническим условиям эффективности торможения.
2. Распределение тормозного момента между передними и задними колесами, не позволяющее полностью использовать сцепной вес передних колес при торможении и ведущее к увеличению тормозного пути и повышению при этом склонности автомобиля к заносу.
3. Применение шарнирной подвески колодок на качающихся звеньях (рис. 1), ухудшающее работу тормозов по сравнению с более распространенной схемой подвески колодок на неподвижной оси:
а) при одном и том же давлении на педаль и одинаковых размерах колодок тормоз развивает меньший тормозной момент (на 7% ири коэффициенте трения между тормозными накладками и барабаном ,а=0,35); при больших значениях a (рис. 3) изменение тормозного момента более значительное;
б) при одном и том же усилии на педали между тормозными моментами, развиваемыми ведущей (заклиниваемой) и ведомой колодками, наблюдается большая разница и удельное давление по длине колодки распределяется более неравномерно (рис. 2), следствием чего является повышенный и неравномерной износ накладок;
в) монтаж тормозных барабанов связан с трудностями из-за отсутствия фиксированных onqp колодок;
г) принятый метод регулировки тормозов (положения колодок) не позволяет применять резиновые чехлы, защищающие от грязи колесные цилиндры.
    К преимуществам тормозов автомобиля "Москвич" следует отнести наличие одного регулировочного приспособления для каждой колодки (вместо двух) у колодок другого типа) и меньшую чувствительность тормозов к точности изготовления колодок (хотя последнее соображение является теоретическим и нуждается в опытной проверке).
    Изучение направлений развития конструкций малолитражных автомобилей позволяет предположить, что эти автомобили будут обладать большей скоростью, большим процентом веса, приходящегося на переднюю ось (из-за размещения двигателя и сидений ближе к передней оси), я возможно несколько большим полным весом. В этом случае первые два недостатка тормозов, отмеченные вьюге, будут уже недопустимы.
    В тормозах новых автомобилей должен быть повышен тормозной момент передних колес относительно задних и одновременно увеличен общий тормозной момент. Это позволит снизить давление на педаль, уменьшить путь торможения и склонность автомобиля к заносу. При торможений автомобиля вес, приходящийся на передние и задние колеса, как известно, распределяется иначе, чем при неподвижном автомобиле. Чем больше замедление затормаживаемого автомобиля, чем выше расположен центр тяжести и чем меньше база автомобиля, тем большей оказывается часть вертикальной нагрузки, переносимая с задней оси на переднюю. У современных легковых автомобилей при резком торможении примерно 12% общего веса автомобиля переносится с задней оси на переднюю. Для автомобиля "Москвич", например, такое перераспределение веса получаются по расчету при торможении на дороге, имеющей коэффициент сцепления с шинами 0,7, и давлении на педаль 45 кг.
    Увеличение тормозного момента на передних колесах необходимо еще и для улучшения устойчивости автомобиля, так как в условиях торможения на скользкой дороге при блокировке (юзе) задних колес автомобиль делается склонным к заносу. Достаточно даже небольшой разницы между сопротивлениями движению одного и другого переднего колеса, чтобы начался занос задних колес. Блокировка же передних колес, как правило, не вызывает заноса задних колес автомобиля.
    Для "идеального" торможения с наивыгоднейшим использованием сцепного веса всех колес тормозные моменты передних и задних колес должны автоматически изменяться в зависимости от изменения замедления автомобиля. Однако подобные автоматические устройства, хотя принципиально и возможны, еще неизвестны в автомобилестроении и вряд ли вызываются необходимостью. Действительно, при малых величинах замедления сцепной вес бывает достаточен, а при больших величинах замедления можно подобрать наивыгоднейшее постоянное соотношение тормозных моментов передних и задних колес. Очевидно, рекомендация проф. Н. А. Бухарина (упомянутого труда) о желательности снабдить новые отечественные автомобили подобными автоматами пока преждевременна.
    Современные заграничные модели легковых автомобилей характеризуются постоянством тормозных моментов, развиваемых на колесах в процессе торможения; при этом на передних колесах тормозной момент всегда больше, чем на задних колесах.
    В таблице приведены данные о распределении тормозных моментов на передних и задних колесах американских" автомобилей выпуска 1952 г.

Марка автомобиля

Тормозной момент на передних колесах в % общего момента

Отношение тормозных моментов передних колес к тормозным моментам задних колес

Бюик, Кросслей ........
Кадиллак, Шевроле, Кайзер, Меркюрн ...........
Олдсмобил ............
Хадсон, Линкольн .......
Крайслер, Де-Сото, Додж, Нэш, Паккард, Плимут, Понтиак ..
Форд, Студебекер ........
Вилисс ..............

53

56
58
59

60
62
65

1,15

1,27
1,38
1,44

1,5
1,63
1,85

    Из таблицы следует, что свыше 55% американских автомобилей имеют отношение тормозных моментов передних колес к моменту задних колес 1,5 и более, 37% - 1,27 и только 8% имеют отношение моментов, близкое к таковому у автомобиля "Москвич".
    Английские легковые автомобили, большинство которых является малолитражными, снабжены передними тормозами с обеими ведущими колодками и двумя цилиндрами; лишь одна фирма, также имеющая отдельные цилиндры на каждую из колодок передних тормозов, использует обе колодки как ведомые.
    Можно считать, что тормозной момент передних колес почти всея легковых английских автомобилей из-за самозаклинивания обеих ведущих колодок, при условии одинакового диаметра тормозных цилиндров передних и задних колес, примерно в 1,5 раза больше тормозного момента задних колес, имеющих одну ведущую и одну ведомую колодку.
    У автомобиля "Москвич" из-за разности диаметров колесных цилиндров передних и задних тормозов (соответственно 27 и 25 мм) отношение моментов равно 1,167. Перераспределение веса этого автомобиля при резком торможении (принимая, как было отмечено выше, что 12% полного веса снимается с задней оси и переносится на переднюю) составляет 1,42, при максимальном расчетном замедлении оно получается еще большим и равно 1,7. Это показывает, что у автомобиля "Москвич" при ревком торможении не может быть полностью использован сцепной вес передних колес, т. е. эффективность передних тормозов недостаточна.
    Для будущего малолитражного автомобиля, если принять ориентировочно полный вес равным 1190 кг, нагрузку, приходящуюся на переднюю ось, равной 590 кг и соответственно на заднюю ось 600 кг, перераспределение веса при резком торможении составит 1,6. При максимальном замедлении соотношение весов равно 1,84, а при торможении с давлением на педаль 30 кг - 1,53.
    В свете изложенных соображений непонятно, почему в упомянутой выше работе проф. Н. А. Бухарина не рекомендуется применять для будущих малолитражных легковых автомобилей передние тормоза с обеими ведущими колодками, хотя таковые и рекомендуются для легковых автомобилей среднего и большого литража весом соответственно до 2000 и 3500 кг. Ведь у таких автомобилей перераспределение веса при торможении из-за большей базы может оказаться относительно меньшим, чем у малолитражных. Важный вопрос выбора рационального соотношения тормозных моментов передних и задних колес автомобиля проф. Бухариным совершенно не рассматривается.
    Расчет улучшенной конструкции тормозов показывает, что в будущем для малолитражных автомобилей, кроме усиления передних тормозов, необходимо повышение и общего тормозного момента с целью снижения давления на педаль и обеспечения требуемой эффективности торможения (рис. 4).
    По литературным данным, размеры тормозов должны выбираться так, чтобы не более 1,75 кг веса автомобиля приходилось на 1 см2 площади тормозных накладок. Проведенные на Московском заводе малолитражных автомобилей взвешивание и измерение шести современных иностранных малолитражных автомобилей показали, что у этих автомобилей удельная нагрузка на накладки находится в пределам 1,4-1,94 кг/см2 и составляет в среднем 1,65 кг/см2. На автомобиле "Москвич" эта нагрузка не превышает 1,53 кг/см2; таким образом, при проектировании новых моделей малолитражных автомобилей (вес которых не будет существенно отличаться от веса автомобиля "Москвич") увеличения размеров тормозов по сравнению с существующими не потребуется.
    Большое влияние на эффективность действия тормоза, особенно в случае применения обеих ведущих колодок, оказывает коэффициент трения по барабану. Из рис. 3 видно, что при увеличении коэффициента трения тормозных накладок по барабану с 0,35 до 0,45 (на 28,5%) общий тормозной момент для будущего автомобиля увеличивается на 108%.
    Согласно действующим техническим условиям поставляемые накладки тормозных колодок должны иметь коэффициент трения не менее 0,35. Заводы-поставщики выпускают накладки с коэффициентом трения 0,36-0,38. Для увеличения эффективности работы тормозов необходимо освоить и выпускать накладки с коэффициентом трения 0,4 и даже 0,45.
    На основании предыдущих рассуждений рекомендуются следующие схема и конструкция тормозов для малолитражного автомобиля.
    Передние тормоза выполняются с обеими ведущими колодками и двумя тормозными цилиндрами, задние - с одним цилиндром и одной ведущей и одной ведомой колодками.
    Тормозные цилиндры передних колес должны быть выполнены глухими, с одним поршнем, вопреки рекомендации проф. Н. А. Бухарина о применении двусторонних сквозных цилиндров с двумя поршнями на каждую колодку, что не оправдывается ни конструктивными, ни тем более экономическими соображениями. Передние и задние колесные тормозные цилиндры унифицируются по диаметру; при этом передние тормоза должны реализовать примерно 50% общего тормозного момента. Подвеска всех колодок тормоза к щитам выбирается с фиксированной осью или применяется конструкция плавающих колодок (рис. 5); при этом должна быть сохранена взаимозаменяемость колодок переднего и заднего тормозов. Основные размеры тормозов - диаметр тормозного барабана и ширина накладок колодок - сохраняются такими же, как и на стандартном автомобиле "Москвич".
    Конструктивными преимуществами передних тормозов с, обеими ведущими колодками являются увеличенный более чем на 50% тормозной момент вследствие самозаклинивания не одной, а обеих колодок; уравновешенность тормоза, обеспечиваемая одинаковым давлением обеих колодок на тормозной барабан; одинаковый износ передней и задней колодок (у автомобиля "Москвич" передняя колодка изнашивается значительно интенсивнее задней); отсутствие нагрузок на подшипники ступиц колес при торможении; уменьшение деформации тормозного барабана при торможении благодаря более равномерному распределению нагрузки по периферии и одинаковой рабочей температуре накладок обеих колодок.
    Увеличение диаметра колесного цилиндра заднего тормоза до размеров переднего вызывает увеличение общего тормозного момента при одновременной унификации размеров цилиндров переднего и заднего тормозов и сокращении номенклатуры деталей и запасных частей. Изменение конструкции подвески колодок к щиту устраняет некоторые конструктивные и эксплуатационные недостатки, присущие тормозам с подвеской колодок на звеньях, и повышает тормозной момент задних колес не менее чем на 7%.
    Окончательная конструкция подвески должна быть выбрана после изготовления и испытания опытных образцов.
    Плавающая тормозная колодка в последнее время вытесняет обычные колодки с подвеской на фиксированной оси. Преимуществом плавающих колодок является их способность самостоятельно центрироваться в барабане при торможении и относительная простота конструкции. В то же время при отпущенных тормозах колодка с фиксированной осью всегда становится в правильное положение, а плавающая колодка требует специального устройства для ее центрирования в отпущенном положении; в противном случае может возникнуть стук и даже задирание колодок. Конструкция оттяжного устройства на должна допускать соприкосновение колодок с барабаном под действием инерционны" сил.
    Регулировку зазоров следует производить эксцентриком в средней части колодки, а не у ее носка. Опыт эксплуатации некоторых современных иностранных малолитражных автомобилей с двумя цилиндрами и плавающими колодками показал, что плавающие колодки с регулировкой у носка (в месте приложения силы от поршня колесного цилиндра) конструктивно более сложны и менее удобны в эксплуатации.
    Ниже приведены расчетные данные по тормозам автомобиля "Москвич" и конструкции для будущего малолитражного автомобиля.
 

Автомобиль "Москвич"

Рекомендуемая конструкция тормозов

Общий тормозной момент в кгсм при давлении на педаль 30 кг

9230
(условно 1)

13850
(условно 1,5)

Тормозной момент передних колес

Менее 54

61

Отношение тормозного момента передних колес к моменту задних колес

1.167

1,56

Путь торможения автомобиля в м при давлении на педаль 10 кг: со скорости 30 км\час
со скорости 60 км/час

14,2
57

9,5
38

Максимальное замедление при коэффициенте трения 0,7 в м/сек

5,6

6,2

Давление на педаль в кг: при максимальном замедлении
при пути торможения 14 м со скорости 50 км/час

68
74

54
55

    Из этих данных следует, что по динамическим качествам легковой малолитражный автомобиль с тормозами рекомендуемой конструкции будет значительно превосходить автомобиль "Москвич".

ЛИТЕРАТУРА
1. Чудаков Е. А., Расчет автомобиля, Машгиз, 1947.
2. Хельдт П., Шасси автомобиля, Машгиз, 1947.
3. "Отомотив индастрио" 1953, 15/111, стр. 143.
4. "Отомобил инжинир" 1952. 27/XI, стр. 489.

В 1947 году, Московский завод малолитражных автомобилей (МЗМА)начал массовое производство советских малолитражных автомобилей, выпустив первую послевоенную модель автомобиля Москвич модели 400 с кузовом типа седан модели 420. И по настоящий момент их можно встретить на улицах городов. Данный проект создан для помощи любителям автомобилей Москвич моделей 400, 401, 402,403, 407 и их модификаций в деле сохранения данных автомобилей ...
Купите рекламу от 5 центов за клиента! Rambler's Top100 Покупаем рекламу. Дорого.