КОЛОДКА ДИСКОВОГО ТОРМОЗА

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к колодкам дисковых тормозов автомобилей.
Уровень техники.
Из уровня техники известно техническое решение по патенту РФ на изобретение №2658511, АО "ТИИР", F16D 65/092, F16D 69/02, опубл. 21.06.2018 г., в котором представлено описание колодки дискового тормоза, содержащей металлический каркас и зафиксированный на нем фрикционный элемент, при этом каркас снабжен двумя выступами с одинаковой высотой, размещенными в нижней части каркаса на линии, проходящей по нижней части каркаса, каркас снабжен дополнительным третьим выступом, при этом все три выступа размещены на одной линии в нижней части каркаса, а расстояние между выступами выбрано из соотношения: L=E1+E2, при этом Е1=0,9÷1,1Е2, где L - расстояние между двумя выступами, Е1 и Е2 - расстояния между третьим дополнительным выступом и каждым из двух выступов, а дополнительный третий выступ выполнен с высотой, не меньшей высоты двух выступов. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: колодка дискового тормоза, содержащая металлический каркас и зафиксированный на нем фрикционный элемент, каркас снабжен дополнительным выступом. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является техническое решение по патенту по патенту РФ на изобретение №2669766, АО "ТИИР", F16D 65/092, F16D 69/02, опубл. 15.10.2018 г., в котором представлено описание колодки дискового тормоза, содержащей металлический каркас и зафиксированный на нем фрикционный элемент, при этом каркас снабжен двумя выступами с одинаковой высотой, размещенными в нижней части каркаса на линии, проходящей по нижней части каркаса, каркас снабжен дополнительным третьим выступом, при этом все три выступа размещены на одной линии в нижней части каркаса, а расстояние между выступами выбрано из соотношения: L=E1+E2, при этом Е1=0,9÷1,1Е2, где L - расстояние между двумя выступами, Е1 и Е2 - расстояния между третьим дополнительным выступом и каждым из двух выступов, а дополнительный третий выступ выполнен с высотой, не меньшей высоты двух выступов. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: колодка дискового тормоза, содержащая металлический каркас и зафиксированный на нем фрикционный элемент, каркас снабжен дополнительным выступом. Общая техническая проблема, которая не могла быть решена при использовании аналога патента на изобретение RU2658511 и наиболее близкого аналога патента на изобретение RU2669766, заключается в отсутствии конструктивных элементов непосредственно в самой колодке, влияющих на снижение вероятности возникновения повышенного уровня шума при торможении автомобиля. Дополнительные выступы на металлическом каркасе в конструкциях тормозных колодок в вышеописанных аналогах самостоятельно не влияют на снижение вероятности возникновения повышенного уровня шума при торможении автомобиля, т.к. они предусмотрены для фиксации на поверхности каркаса противошумных пластин, являющихся дополнительными съемными элементами, влияющими на уровень шума. Имеющаяся форма каркаса при этом не обеспечивает полное прилегание тормозного цилиндра к металлическому каркасу тормозной колодки, что способствует возникновению шумов при торможении. Наличие изгибов на ушках крепления колодки (ушках каркаса в направлении оси тормозного цилиндра) ухудшает эксплуатационные характеристики колодки, т.к. возможно подклинивание металлического каркаса в направляющих суппорта, и, как следствие, происходит неэффективное торможение и возникновение шумов. Раскрытие сущности полезной модели.
Техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является снижение вероятности возникновения повышенного уровня шума при торможении автомобиля. Технический результат достигается за счет выполнения колодки дискового тормоза, содержащей металлический каркас с выступом, зафиксированный на каркасе фрикционный элемент, при этом выступ, находящийся в верхней части каркаса, выполнен в виде радиуса, а ушки крепления колодки имеют спрямленную форму.
Снижение вероятности возникновения повышенного уровня шума при торможении автомобиля обеспечивается наличием функционального выступа, находящегося в верхней части каркаса, выполненного в виде радиуса, что обеспечивает полное прилегание тормозного цилиндра по всей окружности к металлическому каркасу тормозной колодки, и выполнением ушек крепления колодки (ушек каркаса в направлении оси тормозного цилиндра), имеющих спрямленную форму, что уменьшает возможность подклинивания колодки в направляющих суппорта. Предлагаемая форма каркаса с радиальным выступом на верхнем крае и спрямленными ушками в направлении оси тормозного цилиндра позволяет изменить резонансные частоты колодки, влияющие на уменьшение вероятности возникновения повышенного уровня шума при торможении автомобиля. Краткое описание чертежей.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид колодки дискового тормоза спереди, на фиг. 2 представлен вид колодки дискового тормоза сверху.
Позициями на фигурах обозначены:
1 - каркас,
2 - фрикционный элемент,
3 - выступ,
4 - ушки крепления колодки,
5 - отверстия для фиксации фрикционного элемента,
6 - образующая радиуса верхнего края каркаса.
Осуществление полезной модели.
Конструкция колодки дискового тормоза включает в себя металлический каркас 1, зафиксированный на каркасе фрикционный элемент 2. Металлический каркас 1 имеет функциональный выступ 3 (выполненный в виде радиуса), расположенный на оси симметрии в верхней части каркаса, и ушки крепления колодки 4 (ушки на краях каркаса в направлении оси тормозного цилиндра (на чертеже не показан), имеющие спрямленную форму, отверстия для фиксации фрикционного элемента 5. Радиус функционального радиального выступа 4 может быть равным R=20÷30 мм (преимущественно 26,5 мм), при этом он соответственно выступает на расстояние от 1,5 до 10 мм (преимущественно 6,5 мм) от образующей радиуса верхнего края каркаса 6.
Заявляемая колодка дискового тормоза автомобиля, устанавливаемая, например, на автомобилях Lada Largus, Lada Vesta, Renault Logan, работает следующим образом.
При торможении автомобиля вершины неровностей фрикционного элемента тормозной колодки и диска цепляются друг за друга и создают трение. Появляются микровибрации, которые передаются на ходовую часть и кузов автомобиля. При совпадении частоты колебаний колодки с частотой колебания ходовой части и кузова, возникает резонанс, который провоцирует шум. Источником для его распространения служат тормозные диски, элементы ходовой части, кузов автомобиля. При увеличении усилия, с которым тормозной поршень давит на колодку, повышается и трение колодки о тормозной диск, что в свою очередь увеличивает вероятность возникновения шума.
При использовании в автомобиле предлагаемой колодки дискового тормоза, включающей в себя металлический каркас 1 с отверстиями для фиксации фрикционного элемента 5, с зафиксированным на каркасе фрикционным элементом 2, находящийся на оси в верхней части каркаса 1 функциональный выступ 3 (радиальный выступ), выполненный в виде радиуса размером, равным R=20÷30 мм, и выступающий на 1,5÷10 мм от образующей радиуса верхнего края каркаса 6, способствует полному по всей окружности прилеганию тормозного цилиндра к металлическому каркасу тормозной колодки, а спрямленные ушки крепления колодки 4 сохраняют толщину каркаса, равную от 4,5 до 6 мм, на всей площади каркаса 1, исключая подклинивание колодки в направляющих суппорта. В результате, чего резонансные частоты колодки, которые провоцируют шум при торможении, изменяются в сторону уменьшения, создаются условия для снижения вероятности возникновения повышенного уровня шума при торможении автомобиля.
Для исследования влияния наличия функционального радиального выступа 3 в верхней части каркаса и спрямленных ушек крепления колодки 4 (ушек каркаса в направлении оси тормозного цилиндра) на снижение вероятности возникновения повышенного уровня шума при торможении автомобиля предприятием-разработчиком был проведен эксперимент, в котором приняли участие группа автомобилистов в количестве 10 человек. Им было предложено установить на свой автомобиль колодки и эксплуатировать автомобиль в обычных условиях на протяжении 1000 км, затем дать оценку по следующим показателям уровня шума: «нет шума», «низкий», «средний», «высокий» в два этапа. На первом этапе в автомобиле была установлена колодка с каркасом без радиального выступа и с изгибами на ушках. На втором этапе была установлена заявляемая колодка с радиальным выступом и спрямленными ушками.
Результаты проведенного эксперимента, представленные в расположенной ниже таблице, показывают, что опытный образец колодки с каркасом, имеющим радиальный выступ и спрямленные ушки, установленный на автомобиле, по оценкам участников эксперимента, действительно влияет на снижение вероятности возникновения повышенного уровня шума при торможении автомобиля.
Преимуществом заявляемой колодки дискового тормоза является возможность обеспечить снижение вероятности возникновения повышенного шума при торможении автомобиля за счет изменения формы каркаса, не устанавливая на каркасе колодки дополнительных съемных элементов, например, противошумных пластин.