Общая компоновка стояночного тормоза с электроприводом показана на рис. 9.22.
Рис. 9.22. Общая компоновка стояночного тормоза с электроприводом:
1 – тормозной диск; 2 – тормозная колодка; 3 – подвижная скоба; 4 – редуктор; 5 – электродвигатель; 6 – подвод электроэнергии; 7 – шестерня электродвигателя; 8 – электродвигатель; 9 – ведущая шестерня привода; 10 – качающаяся шестерня; 11 – ведомая шестерня электропривода
Включение и выключение стояночного тормоза производится посредством специального выключателя. Снятие с тормоза производится нажатием движка выключателя при одновременном воздействии на педаль тормоза или акселератора.
Стояночный тормоз можно привести в действие также при выключенном зажигании, если потянуть на себя движок его выключателя. Снятие автомобиля с тормоза осуществляется только при включенном зажигании.
Принцип действия. Для выполнения основной функции стояночного тормоза необходимо преобразовать вращение вала электродвигателя в небольшое поступательное движение поршня тормозного механизма. Это достигается применением редуктора 4 с качающейся шестерней в сочетании с винтовой передачей.
В приводе реализовано трехступенчатое снижение частоты вращения. Первая ступень образована передачей зубчатым ремнем, связывающей электродвигатель с редуктором (с передаточным отношением 1:3). Вторая ступень – с помощью редуктора с качающейся шестерней (с передаточным отношением 1:50). Вследствие применения двойного редуктора частота вращения выходного вала редуктора в 150 раз меньше частоты вращения вала электродвигателя.
На ведущем валу редуктора установлена жестко связанная с ним качающаяся коническая шестерня 4 (рис. 9.23). Ось вращения этой шестерни пересекает ось ведущего вала редуктора под углом, поэтому при вращении ведущего вала шестерня совершает круговое качательное движение. Качающаяся шестерня вращается на ступице ведущей шестерни привода и снабжена двумя поводками 2 и 5, которые входят в направляющие пазы корпуса редуктора, которые не допускают ее вращения относительно корпуса редуктора, поэтому она качается, не вращаясь.
Рис. 9.23. Редуктор с качающейся шестерней:
1 – ведомый вал; 2,5 – поводок; 3 – ведущая шестерня привода; 4 – качающаяся шестерня; 6 – ведомая шестерня
Kачающаяся шестерня имеет 51 зуб, а на ведомой шестерне предусмотрено 50 зубьев (рис. 9.24). Из-за этой так называемой «ошибки шага» зуб качающейся шестерни всегда прижимается к боковой поверхности зуба ведомой шестерни и никогда не попадает точно в проем между зубьями.
Рис. 9.24. Зацепление качающееся шестерни с ведомой шестерней
При вращении ведущего вала редуктора постоянно находятся в зацеплении два зуба качающейся шестерни с двумя зубьями ведомой шестерни (рис. 9.25, а). При повороте ведущего вала на пол-оборота входит в зацепление другая пара зубьев (рис. 9.25, б). В этом положении зуб качающейся шестерни входит в зацепление с зубом ведомой шестерни, взаимодействуя с его боковой поверхностью. В результате этого, при повороте ведущего вала на пол-оборота при каждом качании ведущей шестерни, ведомая шестерня и вместе с ней ходовой винт поворачиваются на очень маленький угол, соответствующий половине ширины зуба, что позволяет производить плавное торможение.
Рис. 9.25. Принцип работы редуктора с качающейся шестерней:
1,5 – ведомый вал; 2 – ступица; 3 – наклон ступицы; 4,6 – находящиеся в зацеплении зубья качающейся и ведомой шестерни
Преобразование вращательного движения в поступательное движение производится посредством ходового винта 3, связанного с поршнем тормозного механизма 5 (рис. 9.26). Ходовой винт приводится непосредственно от редуктора с качающейся шестерней. В полости поршня тормоза расположен цилиндр 6. В утолщение головной части цилиндра запрессована нажимная гайка 2. Нажимная гайка и связанный с ней цилиндр могут свободно скользить вдоль поршня тормозного механизма, не вращаясь относительно него. Вращение гайки невозможно ввиду специальной формы внутренней поверхности поршня, взаимодействующей с фигурной поверхностью нажимной гайки.
Число оборотов вала электродвигателя определяется посредством датчика Холла. Благодаря этому блок управления может вычислить ход поршня.
При затяжке стояночного тормоза гайка перемещается по винту вперед (рис. 9,26, а). В результате цилиндр 6 упирается в поршень 5. Дальнейшее перемещение цилиндра и поршня вызывают прижим колодок к тормозному диску. Резьба винта является самотормозящей. Благодаря этому после сведения тормозных колодок и прекращения подачи напряжения на электромотор тормоз остается затянутым.
При снятии с тормоза (рис. 9.26, б) гайка перемещается по ходовому винту назад. Давление на цилиндр прекращается. Поршень отходит от тормозного диска под действием упругих сил уплотнения уплотнительного кольца 7 стремящегося занять исходное положение и биения тормозного диска. При этом колодки также отходят от тормозного диска.
Рис. 9.26. Схема работы тормозного механизма с электроприводом:
1 – тормозной диск; 2 – нажимная гайка; 3 – ходовой винт; 4 – редуктор; 5 – поршень тормозного механизма; 6 – цилиндр; 7 – уплотнительное кольцо; а – затяжка тормоза; б – снятие с тормоза