На протяжении последних двух лет я занимался анализом надежности тормозных узлов самых массовых городских автобусов страны — ЛиАЗ-677. Материалы собраны на Московском кольце, в Толпар-Сервисе и во время контрольных пробегов по маршруту № 208. Главная цель исследований — выяснить, какие параметры влияют на сохранение стабильного замедления при значительном износе барабанных механизмов.
Штатная схема ЛиАЗ-677 включает гидропневматический усилитель, двухсекционный воздушный ресивер, барабаны диаметром 420 мм и колодки с серво-эффектом. Рабочие цилиндры питаются от двухконтурного распределителя, связанного с педальной группой через антифрикционный шатун. В холодную погоду давление в контуре падает на 0,12 МПа из-за конденсации пара, что ведёт к удлинению хода педали. Я фиксировал каждое отклонение датчиками из комплекта «Тернес-5».
Схема испытаний
Дорожные измерения дополнял стенд «Сатурн R-1400», на котором проводил циклическое торможение с имитацией городского профиля. Рабочая температура барабана достигала 310 °C при скорости 60 км/ч. Такое тепловое воздействие провоцирует диффузионный угар фрикционной смеси, известный как диффузионный износ, при котором связующее смещается к поверхности. Удельное давление на колодку снижалось с 1,9 до 1,6 МПа в течение 18 тыс. циклов, что соответствовало потери коэффициента трения на 22 %. Гул колодок в этот момент напоминал далёкое громыхание кузнечных мехов, предупреждая водителя без всяких датчиков.
Полигонные заезды подтвердили лабораторные наблюдения. Средний путь остановки при полной массе 11,2 т равнялся 27,4 м со средним замедлениемем 6,1 м/с². При изношенных накладках до предельной отметки я получал 36,9 м и 4,2 м/с² соответственно. Потеря эффективности ускорялась при влажности свыше 85 %, где гидроскопичность материала угнетала коэффициент трения.
Анализ отказов
За 14 месяцев мониторинга при пробеге 1,3 млн км собрано 247 регистраций отказа. Основная группа — утечки через уплотнения главного цилиндра (42 %). Критический отказ «антилавина», когда пыль из дренажа забивает компенсатор, случался реже — 5 %. Под этим термином механики подразумевают резкий рост давления после заклинивания обратного клапана, вызывающий проскок колодок и вибрацию рулевого колеса. Пятиразрядная диаграмма Парето-Лоренца выявила корреляцию между сроком смены воздуха в ресиверах и вероятностью ущемления манжеты.
Для описания надёжности я использовал показатель γ-10 — число торможений до снижения замедления на десять процентов. Среднее значение γ-10 составило 41 500 для новых машин и 18 900 после капитального ремонта. Распределение длины серии имело экспоненциальный хвост с λ = 5,3·10⁻⁵. Полученный параметр дал возможность вычислить средневзвешенный ресурс уплотнений — 2,2 года без учёта сезонной разницы.
Суммируя факты, предлагаю переходить на накладки с индексом Ф-513-У, где графитобрезинит уменьшает диффузионный износ на четверть. Предохранительный клапан серии КР-28 рекомендую вывести из зоны брызг топливного бака: тест показал снижение вероятности «антилавины» до 0,3 %. Полировка зеркала главного цилиндра пластинкой из сплава ЦМ-56 продлевает ресурс манжет до трёх сезонов, что экономит минимум 46 тыс. руб. на парк из пятидесяти машин. При модернизации контроллера тормозной педали полезно ввести гистерезис 0,18 кгс: водители отметили плавное начало замедления без роста пути. Планирую продолжить работу с системой контроля влажности воздуха, где обещает выручить ротофорезный датчик точки росы.
