В автомобилях используются различные типы стояночных тормозных систем, основными из которых являются следующие.
1. Система с использованием элементов рабочей тормозной системы барабанного типа (рис. 13.28, а). В этом случае используются тормозные барабаны как элемент для удержания автомобиля неподвижным. Этот тип стояночного тормоза широко используется на автомобилях с барабанными тормозными механизмами задних колес 60…90-х годов выпуска.

Привод состоит из рычага 1, переднего троса 2 и задних тросов 5 и 8, соединенных между собой уравнителем 9 и закрепленных на кронштейне 4, приваренном к поперечине рамы. Задние тросы воздействуют на рычаги 7 и разжимные звенья 6, расположенные в тормозных механизмах задних колес.
При воздействии на рычаг 1 через систему тросов 2, 5, 8 и рычагов 7 колодки тормозных механизмов прижимаются к барабанам, затормаживая автомобиль. Рычаг 1 фиксируется при помощи храпового механизма, состоящего из собачки и зубчатого сектора. При этом выключатель, расположенный на кронштейне крепления рычага в кабине, включает на комбинации приборов красную лампу.
При растормаживании рычаг следует возвратить в исходное положение. Для этого необходимо утопить кнопку на торце рукоятки рычага. Тяга, соединяющая кнопку с «собачкой», выведет «собачку» из зацепления с сектором. Под действием усилия руки, пружин тормозных механизмов и задних тросов стояночная тормозная система растормаживается. На комбинации приборов гаснет контрольная лампа.
2. Дискового типа (рис. 13.29). В этом случае используются тормозные диски задних колес, характерные для конструкций тормозных систем современных легковых автомобилей. Наиболее распространены тормозные механизмы для стояночного тормоза применяются в ряде современных автомобилей.
При подъеме рычага стояночного (ручного) тормоза трос перемещается относительно оплетки, опирающейся на кронштейн 9 (рис. 13.29, а) и за рычаг 8 поворачивает вокруг оси вал 7, на другом конце которого расположена пластина 6 с тремя коническими гнездами переменной глубины. В каждом гнезде находится шарик 11. Вместе с кольцом 10 эти детали образуют механизм, который при проворачивании заставляет вал 7 перемещаться в осевом направлении. Конические гнезда выполнены так, что первоначально большое, по отношению к вращательному, осевое перемещение, становится малым тем самым увеличивая передаваемое усилие. Осевое перемещение вала 7 передается на головку винта 5, который, сживая пружину 12, через гайку 4 передает усилие поршню 3, смонтированному в плавающей скобе 13, и вместе со скобой, действуя через тормозные колодки 2, зажимает тормозной диск 1.
Эффект саморегулирования стояночного тормоза происходит за счет того, что по мере износа пары «тормозные колодки — тормозной диск» появляется увеличенный зазор и, не встречая сопротивления, вал 7 проворачивает винт 5 относительно гайки 4, что приводит к уменьшению зазора между тормозными колодками и диском. Пара «винт-гайка» (поз. 5 и 4) имеет люфт в резьбовом соединении, что позволяет тормозному механизму освободить тормозной диск, когда стояночный тормоз не задействован.

В случае привода серьга-толкатель (рис. 13.29. б) при натяжении торса 17 поворачивается рычаг 16 с серьгой 15. Последняя, передвигает толкатель 14 сжимающий тормозную жидкость, вследствие чего поршень 3 и плавающая скоба сдвигают колодки.
3. Интегрального типа (рис. а). Этот тип стояночного тормозного механизма применяется в том случае, когда в центральной части тормозных дисков задних колес предусмотрены барабаны небольшого диаметра, которые при воздействии на них тормозных колодок стояночного тормоза удерживают автомобиль неподвижным. Такой тип стояночного тормоза используется на сравнительно больших легковых автомобилях с дисковыми тормозными механизмами задних колес.
4. Стояночный тормоз центрального типа (рис. 13.30, б). В этом случае конструкция стояночного тормоза содержит барабанный тормоз, установленный между коробкой передач и карданной передачей. Тормозной механизм такого типа используется преимущественно на грузовых автомобилях и автобусах.

Привод стояночного тормоза осуществляется обычно через трос его натяжением рукой от рукоятки рычага, однако некоторые автомобили могут иметь ножное педальное управление стояночным тормозом. Примером может служить автомобиль Фаэтон фирмы Фольксваген.
Привод троса педального управления (рис. 13.31) состоит из педали, барабана, тросов торможения и растормаживания, петлевой пружины.
Прилагаемая к педали сила передается тросом на уравнитель, расположенный под днищем автомобиля. Уравнитель распределяет приводное усилие между двумя тросами, приводящими в действие задние тормозные механизмы.

При нажатии на педаль тормоза петлевая пружина прижимается к барабану, увеличивая силы трения о него и противодействуя перемещению педали в обратной затяжке тормоза направлении (рис. 13.31, а). В результате производится практически бесступенчатое и бесшумное фиксирование педали. Нажатие на тормозную педаль вызывает поворот барабана и натяжение троса торможения.
Чтобы разблокировать стояночный тормоз, необходимо рукой нажать на специальный рычаг. При нажатии на рычаг устройства растормаживания наконечник его троса подтягивается вверх. В результате петлевая пружина разжимается, освобождая при этом барабан, и педаль возвращается в исходное положение (рис. 13.31, б). Этот принцип позволяет производить растормаживание с минимальными усилиями.

Педальное управление может быть и сегментного типа (рис. 13.32). Педаль 1стояночного тормоза соединена с тросом через зубчатую рейку 9. Одна сторона зубчатой рейки жестко связана с тросом 13. Зубчатая рейка ходит в направляющем рычаге 8, который шарнирно соединен с зубчатым сегментом 3. Направляющий рычаг прижимается к зубчатой рейке под действием нажимной пружины 7 и стопорит рейку на педали стояночного тормоза. Этим обеспечивается жесткая связь между педалью и тросом.
При нажатии педаль приводит трос стояночного тормоза 13. В нажатом состоянии педаль фиксируется храповиком 4, который входит в зацепление с зубчатым сегментом 3, неподвижно соединенным с педалью. Храповик подвижно закреплен на кронштейне педали и прижимается к зубчатому сегменту пружиной. При зафиксированной педали приводной трос остается натянутым. Через разжимной механизм натянутый трос прижимает обе колодки стояночного тормоза к тормозному барабану и автомобиль удерживается стояночным тормозом.
При нажатии на рукоятку разблокировки 1 подпружиненный храповик 4 фиксации педали отжимается рычагом разблокировки 18. При этом он выходит из зацепления с зубчатым сегментом, разблокируя педаль. Благодаря демпфирующему действию газового упорного амортизатора, педаль плавно возвращается в исходное положение. Приводной трос ослабляется и выключает стояночный тормоз.

Постепенное растяжение троса и износ шарнирных соединений вызывают прогрессирующий люфт в приводе стояночного тормоза. Поэтому для нормальной работы привод нуждается в регулировке. В данной конструкции стояночного тормоза предусмотрена автоматическая регулировка. Механизм регулировки неподвижно закреплен между педалью стояночного тормоза и тросом. Принцип регулировки заключается в следующем. При отжимании рычага разблокировки 18 педаль стояночного тормоза 17 возвращается в исходное положение. При этом направляющий рычаг 8 прижимается к упору 12. Двигаясь дальше, направляющий рычаг преодолевает сопротивление нажимной пружины 7, отжимается вверх и освобождает зубчатую рейку 9. Под действием регулировочной пружины 6 зубчатая рейка поднимается вверх ровно настолько, насколько это необходимо для того, чтобы компенсировать люфт. При очередном нажатии на педаль стояночного тормоза нажимная пружина 7 снова прижимает направляющий рычаг 8 к зубчатой рейке 9, и она стопорится.
В современных автомобилях все более широкое распространение находят стояночные тормоза с электроприводом.
Общая компоновка стояночного тормоза с электроприводом показана на рис. 13.33.

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) или планетарным редуктором. 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. 13.34). 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.

Kачающаяся шестерня 4 имеет 51 зуб, а на ведомой шестерне предусмотрено 50 зубьев. 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.
При вращении ведущего вала редуктора постоянно находятся в зацеплении два зуба качающейся шестерни с двумя зубьями ведомой шестерни (рис. 13.35, а). При повороте ведущего вала на пол-оборота входит в зацепление другая пара зубьев (рис., 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.

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. 13.36). 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 вращение ходового винта 3 преобразуется в поступательное движение нажимной гайки связанной с цилиндром 6, который упирается в поршень тормозного механизма и прижимает через него колодки к тормозному диску (рис. 13.36, а). При этом происходит деформация уплотнительного кольца поршня 7 в направлении к колодкам. По мере повышения усилия прижима колодок к тормозному диску возрастает потребления тока электродвигателем. Блок управления электромеханическим стояночным тормозом контролирует в течение всего процесса затяжки тормоза величину потребляемого тока и при достижении этим током определенной величины выключает электродвигатели.
Резьба винта является самотормозящей. Благодаря этому после сведения тормозных колодок и прекращения подачи напряжения на электромотор тормоз остается затянутым.
При снятии с тормоза (рис. 13.36, б) гайка перемещается по ходовому винту назад вследствие вращения ходового винта в обратном направлении. 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.

В качестве редуктора в стояночном тормозном механизме с электроприводом может использоваться планетарный редуктор. Использование такого редуктора снижает уровень шума и экономит компоновочное пространство. Общее передаточное отношение 1:150 реализуется тремя ступенями: первая – при помощи зубчатого ремня от двигателя на вход редуктора (1:3); вторая – при помощи планетарного редуктора (1:50); третья – при помощи винтового привода(1:1,25) Большое передаточное число технически достигается за счёт двух последовательно включённых планетарных редукторов.
Приводимая в движение зубчатым ремнём первичная шестерня редуктора 1 (рис. 13.37) вращает жестко закрепленную с ней солнечную шестерню 9 первого планетарного ряда, с которой в зацеплении находятся сателлиты 2 первого планетарного ряда. Вращаясь, сателлиты 2 обкатываются по внутренним зубьям коронной шестерни 3 меньшего диаметра, которая жестко закреплена на корпусе. Водило первого планетарного ряда 8 при этом также вращается, приводя во вращение другую солнечную шестерню с наружной стороны водила, связанную с ним (на рис. не показана). Вокруг этой шестерни и внутренних зубьев коронной шестерни 3 большего диаметра обкатываются сателлиты 4 второго планетарного ряда, которые приводят во вращение водило 7 второго планетарного ряда.
В водиле 7 на ступице 5 жестко закреплена выходная шестерня 6 редуктора, соединенная непосредственно с винтовым приводом.

Некоторые производители для электромеханических стояночных тормозов применяют редуктор червячного типа (рис. 13.38)
Преобразование вращательного движения вала электродвигателя в поступательное движение в редукторе червячного типа происходит в несколько этапов: этап 1– от вала электродвигателя к шестерне 1; этап 2 – от червяка к шестерне 2; этап 3 – через шестерню на ходовой винт, преобразующий вращательное движение в поступательное.

В электроприводном стояночном тормозном механизме с барабанным тормозным механизмом задних колес привод с редуктором встроен в тормозные диски задних колёс. Барабанные тормоза при включении стояночного тормоза приводятся с помощью двух электроприводов, по одному в каждом из колёс (рис. 13.39).

При включении стояночного тормоза на электродвигатель электропривода тормоза подаётся напряжение. Вращательное движение вала двигателя преобразуется многоступенчатым редуктором и ходовым винтом в поступательное движение вилок тормозных колодок. Выдвигающиеся вилки, преодолевая сопротивление обоих пружин, разжимают тормозные колодки в стороны, прижимая их к внутренней стороне тормозного барабана.
При выключении на электродвигатель электропривода тормоза подаётся напряжение. Вилки тормозных колодок смещаются в обратном направлении и перестают прилагать усилие на тормозные колодки. Пружины сжимают тормозные колодки до отрегулированного положения. Это положение зависит от регулировочного винта и электропривода, и определяет величину зазора между тормозными колодками и тормозным барабаном.
Отдельные производители, например, FORD, AUDI предусматривают автоматическое дотягивание стояночного тормоза. Если при включении стояночного тормоза температура тормозного механизма превышает 300 °C, то через 3 минуты автоматически производится дотягивание стояночного тормоза. Этим предотвращается возможное ослабление тормозного усилия в результате уменьшения толщины тормозных колодок/накладок и тормозного диска при их охлаждении. Температура тормозного механизма оценивается модулем управления стояночного тормоза на основании ряда параметров. К ним относятся скорость в начале и при завершении торможения, величина замедления автомобиля и степень охлаждения тормозного механизма, зависящая от скорости автомобиля.
Действие стояночного тормоза прекращается автоматически, если водитель закрыл дверь, пристегнул ремень безопасности, запустил двигатель и нажал на педаль акселератора, чтобы привести автомобиль в движение. При этом момент выключения тормоза зависит от угла продольного наклона автомобиля и крутящего момента двигателя.
Применение стояночного тормозного механизма с электроприводом позволяет осуществлять плавное трогание с места и скатывание автомобиля назад на уклоне при неумелых действиях водителя.
На момент выключения стояночного тормоза влияют следующие параметры:
— угол наклона автомобиля, определяемый с помощью датчика продольного ускорения, встроенного в блок управления стояночным тормозом;
— крутящий момент двигателя;
— положение педали акселератора;
— степень выключения сцепления, определяемая у автомобилей с механической коробкой передач по сигналу датчика положения педали сцепления;
— желаемое направление движения автомобиля, определяемое по положению селектора АКП или по сигналу, получаемому с выключателя фонарей заднего хода.
Скатывание автомобиля назад при этом исключается, так как стояночный тормоз отпускается только при условии, если передаваемый на колеса крутящий момент превышает его расчетное значение, соответствующее углу подъема дороги. Если крутящий момент двигателя превышает расчетное значение, блок управления включает электромеханические приводы обеих задних тормозных механизмов
Использование стояночного тормозного механизма с электроприводом позволяет отказаться от частого включения его, например, при остановках на светофорах.
В случае неисправности привода служебного тормоза автомобиль можно затормозить посредством системы динамического управления тормозами. Функция аварийного торможения действует как при включенном, так и выключенном зажигании. Если нажать и удерживать клавишу выключателя электромеханического стояночного тормоза придвижении автомобиля, он будет заторможен с замедлением приблизительно 6 м/с2.При этом раздается звуковой сигнал и зажигаются сигналы торможения. При скорости автомобиля свыше 7 км/ч система динамического управления производит торможение повышением давления тормозной жидкости во всех четырех рабочих цилиндрах. При этом подключается система ABS/ESP, которая обеспечивает торможение автомобиля без заноса. Если скорость автомобиля не превышает 7 км/ч, нажим и удерживание клавиши выключателя стояночного тормоза вызывает торможение автомобиля посредством электромеханических приводов тормозных механизмов (подобно затягиванию стояночного тормоза на стоянке). Если необходимо прервать аварийное торможение при движении автомобиля со скоростью более 7 км/ч, достаточно отпустить клавишу выключателя стояночного тормоза или нажать педаль акселератора.
Зазоры в приводе стояночного тормоза определяются периодически при стоянке автомобиля. Они регулируются автоматически, если при пробеге очередных 1000 км стояночный тормоз не приводился в действие ни одного раза. Для этого тормозные колодки перемещаются из их исходного положения до упора в тормозной диск. Блок управления стояночным тормозом определяет величину хода колодок по величине тока, потребляемого электромотором, и производит компенсацию износа колодок.
В состав системы управления электромеханическим стояночным тормозом входят:
блок управления ABS;
блок управления электромеханическим стояночным тормозом;
приводы задних тормозных механизмов;
клавиша выключателя;
датчик положения педали сцепления.
Датчик положения педали сцепления установлена главном цилиндре гидравлического привода сцепления (рис. 13.40). Он сигнализирует о воздействии на педаль сцепления.
Сигнал этого датчика используется:
● при пуске двигателя,
● при отключении круиз-контроля,
● для кратковременного уменьшения подачи топлива, чтобы исключить «дерганье» при переключении передач, и
● для реализации функции «Динамический режим троганья» посредством электромеханического стояночного тормоза.
Главный цилиндр гидравлического привода сцепления закреплен на кронштейне педального узла посредством штыкового замка.

Перемещение педали сцепления передается через толкатель на поршень главного цилиндра. При нажиме педали сцепления толкатель перемещается вместе с поршнем в направлении к датчику положения сцепления. На поршне закреплен постоянный магнит, который взаимодействует с тремя элементами Холла, установленными на общей печатной плате.
При прохождении магнита вблизи элементов Холла в них генерируются сигналы, которые обрабатываются электронной схемой и направляются в соответствующие блоки управления автомобиля.
Элемент Холла 1 относится к категории цифровых датчиков. Вырабатываемый им сигнал направляется в блок управления двигателем. По этому сигналу производится отключение регулятора скорости автомобиля.
Элемент Холла 2 является аналоговым. Он вырабатывает сигнал широтно импульсной модуляции (ШИМ), который направляется в блок управления электромеханическим стояночным тормозом. По этому сигналу определяется точное положение педали сцепления, которое используется в блоке управления при расчете момента выключения стояночного тормоза в режиме динамического управления автомобилем при троганье с места.
Элемент Холла 3 является цифровым. Вырабатываемый им сигнал направляется в блок управления бортовой сетью, по которому последний «узнает» о выключении сцепления и разрешает пуск двигателя.