Ось яким чином ви здатні одним натисканням на педаль гальма зупинити багатотонну машину

Якщо ви коли-небудь замислювалися про те, як ваша нога здатна одним легким натисканням зупинити багатотонний автомобіль, відповідь ви дізнаєтеся прямий тут і прямо зараз. Якщо говорити коротко, вся справа в «механічному переваги», а якщо більш розгорнуто…

Дане «механічне перевага»- це механізм за допомогою якого вхідна зусилля (наприклад, від натискання ноги людини) може бути багаторазово збільшено, створюючи набагато більш високу вихідну силу (наприклад, притискне зусилля на гальмівних колодках).

Виграшу в силі можна домогтися різними шляхами, один з найбільш поширених видів, це система шківів. Проте в гальмівних механізмах вона непридатна, тому тут використовується система, що поєднує важелі і властивість нестисливості рідини.

Основні принципи роботи гальмівного механізму автомобіля [Принцип роботи і елементи гальмівної системи]

І так, ваша педаль гальма підвішена на дуже великому важелі. З допомогою нього відбувається натискання на стрижень, який також приєднаний до цього ж важелю, але ближче до осі обертання (яка на фото позначається пунктирною рядком вгорі). Відповідно при натисканні, ваша нога буде проходити за більш довгій дузі, ніж кінець цього стрижня, при цьому сила з якою штовхач передасть на інші механізми гальмівної системи (він в остаточному підсумку допомагає стиснути колодки на гальмах) буде вище, ніж сила, яку вам доводиться прикладати до педалі.

Внесемо трохи ясності в сказане. Крутний момент дорівнює силі, помноженої на відстань. Нога, натискати на гальмівну педаль не буде докладати велике зусилля, за умови великого ходу педалі, хоча при цьому розвивається великий обертаючий момент.

Гальмівний шлях автомобіля: Все що потрібно знати

Сила, яку ваша нога відправляє до штовхальника дорівнює відношенню відстані наскільки ваша стопа далеко від осі обертання до відстані штовхача від осі обертання.

Основні принципи роботи гальмівного механізму автомобіля [Принцип роботи і елементи гальмівної системи]

Штовхач від педалі йде на підсилювач гальм (повна назва – вакуумний підсилювач гальм). Він складається з декількох основних елементів – діафрагми, пружини повернення, штовхача, декількох клапанів, штока і власне самого корпусу вакуумного підсилювача.

Цей елемент гальмівного механізму вкрай важливий для зниження зусилля на гальмовій педалі. Саме завдяки йому педаль гальма така податлива, але при цьому залишається вкрай інформативною.

Принцип дії підсилювача не дуже складний. Всередині розташовуються два загерметизированных резервуара. У тій частині яка розташована ближче до водія тиск залишається атмосферних, в іншій частині підсилювача, навпаки при роботі двигуна тиск розряджена, штучно створюється вакуум за допомогою спеціального клапана, який працює в парі з системою пониження тиску. Клапан з’єднаний з впускним колектором (у деяких конструкціях присутній додатковий вакуумний електромотор). Зміст роботи полягає в допомозі атмосферного тиску, який створюється завдяки системі, що змінює тиск між двома частинами підсилювача (більш низька в передній частині і звичайний атмосферний, в резервуарі, розташованому ближче до водія) зусиллю від натискання на педаль ноги водія. Тиск переміщує діафрагму вперед і створює більш високу вихідну силу, що допомагає водієві виробляти гальмування з набагато меншим зусиллям, яке повинно було б бути без цього механічного помічника.

Як працюють автомобільні півосі: Відео

Діафрагма рухає шток, який йде на головний гальмівний циліндр, змушуючи рухатися поршень або кілька поршнів в головному гальмівному циліндрі. Зусилля передається на наступну ланку в ланцюжку, гальмівну рідину.

Основні принципи роботи гальмівного механізму автомобіля [Принцип роботи і елементи гальмівної системи]

Гальмівна рідина знаходиться в жорстких металевих трубках, гальмівних магістралях, які прокладені під днищем автомобіля і розходяться по чотирьох кутах коліс автомобіля.

Основні принципи роботи гальмівного механізму автомобіля [Принцип роботи і елементи гальмівної системи]

Металеві трубки закінчуються еластичними, але міцними гумовими армованими шлангами, через які рідина подається безпосередньо на гальмівні супорта. Чому металеві магістралі не прокладають до коліс? З-за їх жорсткості, в русі колеса переміщуються вгору-вниз, передні ще направо і наліво, перша ж яма розірвала б жорсткі трубки і разгерметизировала б систему. А гальмівні шланги не можна застосовувати на всій довжині з-за їх еластичності, втрати тиску були б дуже великі. Тому було вирішено зробити такий симбіоз.

Далі рідина, що знаходиться в супортах, починає тиснути на поршень супорта, який в свою чергу притискає гальмівні колодки до дисків.

Основні принципи роботи гальмівного механізму автомобіля [Принцип роботи і елементи гальмівної системи]

При натисканні на гальмівну педаль, тиск гідравлічної рідини притискає до площини диска одну колодку, потім по напрямних штифтів на зустріч поршня починає переміщатися скоба, притискаючи зовнішню колодку до гальмівного диска. Автомобіль починає уповільнення.

Дивіться також: Як зупинити автомобіль на снігу з системою ABS

Розмір поршня гальмівного супорта значно більше, ніж в головному гальмівному циліндрі, а оскільки ми маємо справу з нестисливої рідини в замкнутій системі, тиск всієї гідравлічної системи постійно.

Оскільки тиск дорівнює силі, діленої на площу, сила, створювана на більшій площі поршня супорта буде більше, ніж в головному циліндрі. Це також зменшує зусилля, потрібне для натискання на гальмівну педаль.

Основні принципи роботи гальмівного механізму автомобіля [Принцип роботи і елементи гальмівної системи]

Таким чином відповідь на питання «Як може нога при натисканні розвинути таку силу?» зводиться до трьох основних компонентів гальмівної системи: педаль гальма, важіль, допомога вакууму від гальмівного підсилювача, різниця в розмірах поршня головного гальмівного циліндра і поршня супорта. Все геніальне просто.

Відео: