Принцип работы дисковых тормозов автомобиля – устройство и принцип работы, плюсы и минусы

Как работают тормоза в автомобиле: Объяснение

Что такое тормозная система в машине.

 

Наверное, многим водителям знакома ситуация, когда, например, на дорогу неожиданно выбегает собака, кошка или любое другое животное. Согласитесь очень неприятный момент. Ведь у нас есть всего доля секунды, чтобы отреагировать на ситуацию. В этот момент большинство из нас, наверное, нажмут педаль тормоза, и мы будем уверенные в том, что машина мгновенно начнет останавливаться. Но почему мы уверены в тормозах? Как работает тормозная система в автомобиле? Давайте узнаем, как тормоза, используя науку, останавливает тяжелую машину. 

 

Наука останавливаться

 

 Перед вами парашютный тормоз снижает скорость и кинетическую энергию, для того чтобы катапультировавшийся летчик благополучно приземлился на землю. 

 

Смотрите также: Основные принципы работы тормозного механизма автомобиля [Принцип работы и элементы тормозной системы]

 

Если вы двигаетесь у вас есть энергия — кинетическая энергия, если быть точным. Кинетическая энергия — это просто энергия, которой обладает объект, поскольку он имеет массу и скорость (скорость в определенном направлении). Чем больше у вас массы (чем тяжелее) и чем быстрее вы двигаетесь, тем больше у вас есть кинетической энергии. 

 

 

Все это конечно хорошо. Но что делать, если вам вдруг нужно остановиться? Как же перейти от быстрого движения к тому, чтобы не двигаться вообще. Для этого вам необходимо избавиться от своей кинетической энергии. 

Например, если вы прыгаете с высоты из летящего самолета, то лучший способ потерять энергию — это парашют. Благодаря гигантскому мешку ткани, который летит за вами, замедляет вас, уменьшая скорость и следовательно парашют помогает избавиться от вашей кинетической энергии. 

В результате парашют позволяет вам спокойно приземлиться на землю целым и невредимым. 

 

Кстати, мощные драгстер автомобили, которые являются рекордсменами по разгону с места, а также спорткары умеющие разгонятся до рекордных скоростей, также используют для остановки парашюты. Но большинство обычных автомобилей, как вы знаете, используют для остановки и снижения скорости традиционную гидравлическую тормозную систему, которая была изобретена еще в начале 20 века.

 

Разные тормоза для различных видов транспорта 

В автомобилях, грузовиках, самолетах и поездах тормоза в целом работают в принципе одинаково. Также в мире существует множество других видов транспорта, которые также имеют похожий принцип торможения. Тормоза даже есть в ветровых турбинах. Вот краткое сравнение некоторых распространенных тормозных систем.

 

Велосипед

 

Если вы катаетесь на велосипеде вы знаете, что, разогнавшись, вам нечего бояться, так как когда вы захотите остановиться, вы воспользуетесь тормозом, предусмотренном в любом велотранспорте. Обычно для этого вы зажимаете тормозной рычаг на руле и велосипед начинает снижать скорость за счет того, что металлический трос, идущий от тормозного рычага, тянет небольшие суппорты, расположенные на колесе, заставляя толстые резиновые блоки прижиматься к колесу. В этот момент создается трение между тормозными резиновыми блоками и металлическим ободом колеса. В результате трения создается тепло и уменьшается кинетическая энергия вашего велосипеда. В итоге вы безопасно останавливаетесь. 

 

Паровоз

 

Тормоза на паровозе работают, так же как и в автомобиле. На фотографии вы можете видеть тормоз. Он зажимает ведущие колеса локомотива, чтобы замедлить их. Но как же поезд останавливается, если на колесах нет шин? Ведь для остановки необходимо трение, в том числе и дорожной поверхностью?

 

Все просто. Так как локомотив имеет огромную массу, а его колеса не имеют резины трение создается именно из-за огромного веса, который давит на колеса, прижатые к металлическим рельсам. В результате трения металлических колес с металлическими рельсами также образуется большое количество тепла, которое и снижает кинетическую энергию двоящегося локомотива.

 

Мотоцикл

 

Мотоциклы обычно имеют дисковые тормоза, которые содержат тормозные диски, суппорт и тормозные колодки. Тормозной диск, как правило, имеет отверстия (или пазы). Принцип работы тормозов в мотоцикле прост: тормозная колодка, зажимается с помощью тросика, который, как и в велосипеде, может идти на рулевое колесо или на ножную педаль. Как только мотоциклист зажимает педаль тормоза или тормозной рычаг тросик прижимает колодки к тормозному диску. Отверстия в тормозном диске помогают рассеивать выделяемое тепло при трении. 

 

Самолет

 

Самолеты имеют тормоза внутри своих колес. Это помогает остановить самолет на взлетно-посадочной полосе. Также в авиатехнике могут использоваться воздушные тормоза, которые увеличивают сопротивление воздуха, что в итоге и замедляет самолет во время полета.  В том числе самолет может тормозить и за счет обратной тяги двигателей, если пилот включит реверс.

 

Ветровая турбина

 

Как мы уже сказали ветровые турбины также имеют тормозную систему. Она необходима, чтобы предотвращать слишком быстрое вращение роторов (пропеллеров). У большинства ветровых турбин есть анемометр, который измеряет скорость ветра. Если скорость ветра поднимается выше безопасного уровня, автоматически активируется тормоз, который и приводит к замедлению вращения пропеллеров, либо к их полной остановке. 

 

К сожалению, высокие скорости ветра означают, что можно было бы получить больше энергии. Но безопасность всегда главнее.

 

Более детальный взгляд на автомобильные тормозные системы

 

Ранние автомобильные тормоза были удивительно примитивны по сегодняшним меркам. Вот простая система с трением 1910 года, изобретенная американцем Джоном Ставарцем. 

 

Когда вы нажимаете на рычаг тормоза (обозначен на картинке желтым цветом), под заднее колесо (обозначено коричневым цветом) заезжает огромная тормозная колодка (синего цвета). 

По сути, автомобиль садится на колодку-башмак, зубья которого сцепляются с дорожной поверхностью, в результате чего машина начинает замедляться и в конечном итоге остановится. 

 

Большинство автомобилей имеют два или три разных типа тормозных систем. Обратите внимание на передние колеса вашей машины. За колесным диском вы увидите тормозные диски. Когда водитель нажимает педаль тормоза, с двух сторон тормозного диска зажимаются тормозные колодки из износостойкого материала.

 

В результате трения колодок с тормозными дисками образуется тепло, также снижается кинетическая энергия автомобиля, который в итоге начинает замедление. Как видите, тот же принцип, как и в мотоциклах и даже в велосипедных тормозах.

 

Смотрите также: Вот как работает Антиблокировочная система, противобуксовочная система и электронная система контроля устойчивости

 

У некоторых автомобилей дисковые тормоза есть и на задних колесах. Но у многих автомобилей до сих пор на задних колесах установлены барабанные тормоза, которые работают несколько иначе. Вместо диска в таких тормозах используется тормозной барабан, внутри которого в полой области установлены также тормозные колодки, которые с помощью пружин и тормозных цилиндров при нажатии водителем педали тормоза прижимаются к поверхности барабана. 

 

Ручной тормоз автомобиля тормозит задние колеса. Ручной тормоз активируется с помощью ручника расположенного внутри машины. Правда, по сравнению с нажатием педали тормоза, ручной тормоз менее эффективный и менее сильный.

 

У ускоряющего автомобиля есть масса энергии и когда вы активируете тормоза (неважно какие — барабанные, дисковые или ручной тормоз), то эта энергия превращается в тепло в результате трения тормозных колодок с барабанами или тормозными дисками.

 

Естественно из-за сильного трения барабаны и тормозные диски могут нагреваться до 500 °C и более! Вот почему барабаны или диски должны быть сделаны из таких материалов, которые не будут плавиться при высоких температурах. Например,для изготовления тормозных дисков, барабанов и тормозных колодок идеально подходят дорогие сплавы металлов, композиты или керамика.

 

Как работают тормоза в автомобиле

 

Картинка описание: Когда ваша нога нажимает педаль тормоза, тормозная жидкость в тормозной системе выжимается из узкого цилиндра в более широкий цилиндр. Эта система известна как гидравлическая система. Это позволяет значительно увеличить силу тормозного вашего усилия. 

 

Теория…

 

Представьте себе, сколько вам нужно сил, чтобы остановить быстроходную машину. Простое нажатие педали тормоза не создало бы достаточной силы, чтобы активировать все четыре тормоза так, чтобы быстро остановить ваш автомобиль. Вот почему тормоза используют гидравлику: систему заполненных тормозной жидкостью трубок, которые и увеличивают ваше тормозное усилие. Также благодаря гидравлике тормозные усилия могут передаваться легко из одного места в другое за короткий срок. 

 

Когда вы нажимаете на педаль тормоза, ваша нога, по сути, перемещает рычаг, который заставляет сдвинуть поршень в длинном узком тормозном цилиндре (главный тормозной цилиндр), который в свою очередь начинает двигать гидравлическую жидкость (тормозная жидкость) в сторону узкой трубки расположенной на конце тормозного цилиндра.

 

К этой трубке, как правило, подключены такого же диаметра трубки, идущие на каждый тормоз автомобиля. Далее тормозная жидкость по узким трубкам попадает в более объемные цилиндры, расположенные на колесах.

 

Поскольку тормозные цилиндры, расположенные на каждом колесе, намного больше, чем цилиндр, расположенный в тормозной системе сразу после педали тормоза, сила, которую вы изначально применили к педали тормоза, значительно увеличивается. В результате эта сила и сжимает тормозные колодки в каждом тормозе колеса. 

 

На практике…

 

1. 1. Ваша нога нажимает на педаль тормоза.

 

2. 2. Когда педаль движется вниз, она толкает рычаг, который соединен с поршнем главного тормозного цилиндра.

 

3. 3. Рычаг толкает поршень (синий на картинке) в узкий цилиндр, который заполнен гидравлической тормозной жидкостью (обозначена красным цветом). Когда поршень перемещается в цилиндре, он сжимает тормозную жидкость и толкает ее в узкое отверстие, расположенное в конце цилиндра, к которому подсоединена трубка. Это происходит примерно так же, как ручной насос выжимает воздух из цилиндра в тонкий шланг. 

 

4. 4. В результате образовавшегося давления тормозная жидкость попадает в длинную тормозную магистраль, состоящую из тормозных трубок, которые подходят к каждому колесу. В результате нагнетенного давления главным тормозным цилиндром, тормозная жидкость в итоге достигает каждого колеса. 

 

5. 5. Далее жидкость под давлением попадает в тормозные цилиндры, расположенные в колесах, которые имеют больший размер, чем главный тормозной цилиндр (цилиндр в колесе обозначен, синим цветом). 

 

6. 6. Когда жидкость попадает в тормозной цилиндр, имеющий больший объем по сравнению с главным тормозным цилиндром, то сильно увеличивается тормозное усилие из-за разницы объемов цилиндров в тормозной системе.

 

7. 7. В результате увеличенного давления жидкости поршень в тормозном цилиндре колеса зажимает тормозную колодку, прижимая ее к тормозному диску / барабану.

 

8. 8. В результате трения тормозной колодки и тормозного диска начинается замедление колесного диска, что в конечном итоге и останавливает машину.

 

Наш простой пример показывает основной принцип работы гидравлической тормозной системы; на практике все немного сложнее.

 

На самом деле педаль тормоза фактически управляет четырьмя отдельными гидравлическими тормозными линиями, идущие на все четыре колеса. В нашем же примере мы показываем принцип работы тормозов на одном колесе автомобиля.

 

Для безопасности, как правило, во всех автомобилях используется два отдельных контура гидравлических тормозов. Это необходимо на тот случай, если вдруг из-за каких-то неисправностей вышел из строя один тормозной контур. В этом случае второй контур всей тормозной системы будет по-прежнему функционировать.  

 

Кто изобрел гидравлические тормоза?

 

Гидравлические тормоза изобрел Малькольм Лугхед из Детройта, штат Мичиган, США в 1919 году. Выше вы можете видеть его улучшенную конструкцию гидравлической тормозной системы — середина 1920-х годов.

 

Смотрите также: Эксперимент с тормозами автомобиля закончился взрывом: Видео

 

Эта система использует импульс (движущую силу) транспортного средства, чтобы обеспечить необходимое тормозное усилие для остановки машины. Эта сила толкает гидравлический поршень в цилиндре. Это первый в мире тормоз с электроприводом. То есть при нажатии педали тормоза поршень в цилиндре двигался не только за счет силы нажатия педали, но и благодаря движущейся силе транспорта. 

Лугхэд и его брат Аллан были пионерами в авиастроении. Они основали компанию «Лугхед», известную как авиационное производственное предприятие.

1gai.ru

Дисковый тормоз — Энциклопедия журнала «За рулем»

Дисковый тормозной механизм:
1 — колодки;
2 — суппорт;
3 — диск

Дисковый тормозной механизм состоит из вращающегося диска, двух неподвижных колодок, установленных с обеих сторон диска внутри суппорта, закрепленного на кронштейне цапфы. По сравнению с колодочными тормозами барабанного типа дисковые тормозные механизмы обладают лучшими эксплуатационными свойствами, а поскольку передние колеса требуют при торможении приложения более значительных тормозных усилий, то установка передних колес этими дисковыми тормозами улучшает эксплуатационные качества автомобиля.
Если тормозной привод гидравлический, то внутри суппорта находится один или несколько гидравлических цилиндров с поршнями. Если привод пневматический, то суппорт имеет клиновое или иное прижимное устройство. При торможении неподвижные колодки прижимаются к вращающемуся диску, появляются сила трения и тормозной момент. Дисковый тормозной механизм хорошо вписывается в колесо, имеет небольшое число элементов и малую массу.
Этот тормозной механизм обладает высокой стабильностью своих характеристик.
Дисковые тормоза получают все большее распространение в рабочих тормозных системах. Чугунный диск установлен на ступице колеса. С внутренней стороны диск охватывается суппортом, укрепленным на кронштейне поворотной цапфы. В пазах суппорта установлены рабочие цилиндры. В обработанных с высокой точностью отверстиях цилиндров размещены поршни. Тыльные части цилиндров соединены трубкой между собой и с главным тормозным цилиндром. Суппорты бывают с односторонними или двусторонними поршнями. Если суппорт имеет односторонние поршни, они располагаются с внутренней стороны, где обеспечивается лучшее охлаждение.

Тормозной механизм с вентилируемым диском
При торможениях тормозной диск, колодки и суппорт сильно нагреваются, что может привести к снижению тормозной эффективности. Охлаждение осуществляется набегающим потоком воздуха. Для лучшего отвода тепла в диске колеса иногда делают отверстия, а диск тормозного механизма выполняют с вентилируемой внутренней поверхностью

Тормозной механизм с керамическим диском
У скоростных автомобилей для интенсивного обдува тормозного механизма выполняют специальные аэродинамические устройства в виде воздухозаборников. На гоночных автомобилях применяют керамические диски, стойкие к перегреву, обеспечивающие хорошую эффективность торможения и высокую долговечность. В последнее время керамические тормозные диски начали применять и на некоторых автомобилях серийного производства.

Поршни обоих цилиндров соприкасаются с тормозными колодками, надетыми своими отверстиями на специальные направляющие пальцы суппорта, или вставленными в направляющие пазы. Для предотвращения дребезжания колодок, они прижимаются к суппорту пружинными элементами различных конструкций.
К колодкам приклеены фрикционные накладки. На внутренней поверхности каждого цилиндра проточены канавки, в которых установлены резиновые уплотнительные кольца. Эти кольца не только предотвращают утечку тормозной жидкости из цилиндров, но и обеспечивают (за счет упругости) после торможения отвод поршней от колодок, автоматически поддерживая в необходимых пределах (0,05–0,08 мм) зазор между диском и колодками.
Цилиндры закрыты резиновыми пылезащитными чехлами. С внутренней стороны тормоз закрыт кожухом. Некоторые колодки укомплектованы датчиком износа, который при минимально допустимом износе колодки замыкает цепь сигнального устройства, информирующего водителя о необходимости замены колодок.

Дисковый тормозной механизм с пневматическим приводом
На рисунке показан дисковый тормозной механизм, который применяется на автомобилях и прицепах с пневматическим приводом тормозов.

Дисковый тормозной механизм с электрическим приводом:
1 — скоба;
2— обмотка;
3 — шток;
4 — тормозной диск

Известны конструкции барабанных тормозных механизмов, применявшихся совместно с электрическим тормозным приводом. Подробнее о них — в главе Электрический стояночный тормоз

wiki.zr.ru

Устройство дисковых тормозов

Эффективность тормозной системы автомобилей оттачивалась производителями с годами. Безопасность водителя и пассажиров обеспечивают эффективные тормоза способные при создании аварийной обстановки остановить машину и избежать тем самым столкновения. Всё чаще на современных автомобилях можно увидеть дисковые тормоза. Это неслучайно, ведь они смогли доказать свою надёжность и долговечность по сравнению с прочими системами.

Ещё сотни лет тому назад наши предки на телегах, бричках и повозках использовали прародителей современных дисковых тормозов. Для замедления хода колеса применялись специальные деревянные элементы. Они проводились в действие, извозчиком прижимая колесо, останавливали телегу или повозку. Понадобились десятки лет, прежде чем автопроизводители поняли, что эффективнее конструкций, чем дисковые тормоза просто не существует. Возможно, они в будущем появятся, но сегодня лучше, чем дисковые тормоза ещё не изобрели.

С развитием автомобилей в техническом плане менялись конструктивно тормоза. Глобальных изменений не произошло, но некоторые новшества появились. Они в первую очередь направлены на увеличение эффективности работы тормозов машины. Для многих водителей устройство дисковых тормозов является «тёмным лесом». Они очень туманно и отдалённо представляют принцип их работы.

Что собой представляют дисковые тормоза?

Составляющим элементом современной тормозной системы автомобиля являются дисковые тормоза. Их задача состоит в плавном или резком замедлении транспортного средства в зависимости от текущей дорожной ситуации. Принцип действия механизма прост но тем не менее, достаточно эффективен. Тормозные колодки с обеих сторон сжимают диск, жёстко зафиксированный на колесе. Возникающее трение уменьшает частоту вращения колеса, и автомобиль начинает терять скорость.

Дисковые тормоза всё активнее вытесняют менее эффективные барабанные механизмы. Последние стали менее востребованными в силу низкой эффективности и надёжности. Если ранее на старых моделях автомобилей дисковые тормоза устанавливались сугубо на передних колёсах, то в настоящее время ситуация кардинальным образом изменилась. Теперь практически невозможно найти новый автомобиль с барабанными тормозами.

Ещё одним преимуществом тормозов этого типа является их прекрасная совместимость с системами ABS и TCS. Это козырь в их борьбе с барабанными механизмами, который оказался решающим и определил выбор в их пользу. Отдельные виды дисковых тормозов для снижения отрицательного эффекта высокой температуры имеют специальные отверстия в диске. Они предназначены для отведения тепла, образующегося при трении диска и колодок. Подобный тип тормозов получил название вентилируемые дисковые механизмы.

При изготовлении дисковых тормозов используются только качественные материалы, обеспечивающие устойчивую работу механизма. Зачастую безопасность водителя и пассажиров автомобиля зависит от эффективности работы тормозной системы. Даже при самых неблагоприятных условиях эксплуатации дисковые тормоза зарекомендовали себя как надёжный и долговечный механизм.

Устройство дисковых тормозов

Активно внедряться в тормозную систему они начали ещё в 50-х годах прошлого века. Многих производителей подкупила простота и надёжность конструкции. Обыкновенный металлический диск, сжимаемый с обеих сторон колодками. Всё просто и доступно даже для дальнейшего ремонта и обслуживания.

Устройство дисковых тормозов следующее:

1.Диск.

Фиксируется на ступице колеса автомобиля при помощи болтов. В последнее время для эффективного отвода тепла и снижения нагрузки имеет специальные вентиляционные отверстия. Очистка диска от грязи и ржавчины происходит самопроизвольно за счёт работы тормозных колодок.

2.Суппорт.

Является чугунным корпусом из двух половинок. Одна из них крепиться жёстко, и полностью обездвижена. Вторая половинка свободно вращается. Для их фиксации используются направляющие втулки.

3.Цилиндры.

Тормозные цилиндры состоят из корпуса, внутри которого перемещается поршень. Приводится он в движение за счёт давления создаваемого тормозной жидкостью.

4. Колодки.

Главная задача тормозной колодки заключается в замедлении вращения диска. Представляет она собой металлическую пластину с фрикционными накладками. Их можно менять по мере стирания.

Как происходит процесс торможения автомобиля?

При движении автомобиля дисковые тормоза находятся в свободном положении и не создают сопротивления движению колеса.

Если дорожная обстановка вынуждает водителя применять торможение происходит следующий процесс:

1. Нога водителя выжимает тормозную педаль;
2. Главный тормозной цилиндр при помощи жидкости создаёт необходимое давление в системе;
3. Возросшее давление заставляет начать движение поршень тормозного цилиндра;
4. Поршень, перемещаясь, приводит в движение колодку, которая прижимается к вращающемуся диску;
5. С другой стороны диска вторая половина суппорта вместе с тормозной колодкой прижимается к его поверхности;
6. Диск оказывается зажат с обеих сторон;
7. Его вращение замедляется, и автомобиль начинает терять скорость.
8. Отпуская педаль тормоза, водитель возвращает все механизмы в исходное положение.

Преимущества дисковых тормозов

Наличие вентиляционных отверстий позволяет дисковым тормозам достаточно быстро отводить тепло, образующееся в процессе трения. Очень часто особенно в барабанных механизмах избыточная температура приводила к значительному снижению эффективности работы тормозов.

1. Высокая устойчивость механизма к высоким температурам.
2. Надёжность и удобность обслуживания;
3. Высокий уровень ремонтопригодности;
4. Устойчивость к возрастающей силе трения;
5. Применяются сменные тормозные накладки;
6. Отсутствие увеличенного хода педали при нагревании механизма.

Заключение

Сегодня дисковые тормоза являются самыми передовыми механизмами в тормозной системе. Они обеспечивают эффективное и безопасное торможение в любой ситуации и при неблагоприятных климатических условиях.

Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах. Читайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и интересные статьи сайта.

Это интересно

avtogide.ru

Тормозная система автомобиля: устройство и принцип работы

Исправная работа механизма торможения – одна из основных составляющих безопасного управления транспортным средством. Поэтому правилами дорожного движения категорически запрещена езда на автомобиле с неисправными тормозами. В этой статье речь пойдет о том, каково устройство и принцип работы тормозной системы.

Устройство механизма торможения

Тормозная система на современных авто может включать в себя 3 или 4 контура, выполняющих разные задачи. К ним следует отнести:

• Основной.
• Дублирующий.
• Стояночный (ручной, горный).
• Вспомогательный.

Рабочая система

Главную роль среди перечисленных систем играет основная (рабочая). Она используется непосредственно во время езды и предназначена для замедления ТС вплоть (при необходимости) до полной остановки. Существует два типа рабочих систем:

• Дисковая.
• Барабанная.

Специальные колодки в механизмах первого типа при нажатии педали сжимают диск с двух сторон, не давая ему вращаться и останавливая колесо. В системах второго типа колодки устанавливаются внутри колесного барабана. При надавливании на педаль они распирают его, препятствуя вращению колеса.

Дублирующий тормоз

Дублирующий механизм выполняет страховочную роль, вступая в работу при отказе основного. На одних моделях она полностью дублирует задние, а также передние тормоза, на других ее действие распределяется только на одну из частей (чаще всего на задние цилиндры). Иногда эта функция возлагается на ручной тормоз.

Стояночный механизм

Стояночный (горный, ручной) тормоз предназначен для обеспечения устойчивости машины на месте стоянки. Отпуская тормозную педаль, водитель отключает основную систему. Если площадка, выбранная для остановки, имеет даже незначительный уклон, авто может запросто покатиться, и не остановится, пока не упрется во что-либо на пути. «Чем-либо» может оказаться другой автомобиль, стенка здания или дерево, и тогда повреждения практически гарантированы. Дополнительной функцией ручника является удерживание машины на склоне, если она заглохла во время подъема. В этом случае для того, чтобы тронуться с места, водитель плавно отпускает сцепление, одновременно нажимая акселератор и опуская рычаг горного тормоза. При синхронном выполнении этих действий автомобиль назад не покатится.

Привод ручного тормоза ВАЗ 2106: 1 — чехол; 2 — передний трос; 3 — рычаг; 4 — кнопка; 5 — пружина тяги; 6 — тяга защелки; 7 — втулка; 8 — ролик; 9 — направляющая заднего троса; 10 — распорная втулка; 11 — оттяжная пружина; 12 — задний трос; 13 — кронштейн заднего троса

Вспомогательная система

Вспомогательные тормозные механизмы устанавливаются на крупногабаритные и тяжеловесные машины, используемые для перевозки различных грузов на дальние расстояния. Они позволяют частично разгрузить основную систему, когда автомобиль в течение достаточно длительного времени затормаживается на дорогах, проходящих по холмам или расположенным в горах.

Принцип работы гидравлической тормозной системы

Работа гидравлического механизма торможения происходит в таком порядке:

• При нажатии педали происходит передача механического усилия к поршню ГТЦ.
• При движении внутри главного цилиндра поршень создает увеличенное давление ТЖ в шлангах (трубках), перемещаясь внутри которых, жидкость поступает в колесные цилиндры.
• Поршни начинают двигаться, когда жидкость, поступая в цилиндры, оказывает на них давление. В свою очередь они воздействуют на колодки, в результате чего они в зависимости от типа системы сдвигаются, сжимая с двух сторон и блокируя тормозной диск, либо раздвигаются, распирая изнутри барабан.
• Тормозные планки, вступая в плотный контакт с поверхностью диска (барабана), замедляют движение колеса. Таким образом, автомобиль может снизить скорость до нужного предела или полностью остановиться.

1 — тормозной диск; 2 — скоба тормозного механизма передних колес; 3 — передний контур; 4 — главный тормозной цилиндр; 5 — бачок с датчиком аварийного падения уровня тормозной жидкости; 6 — вакуумный усилитель; 7 — толкатель; 8 — педаль тормоза; 9 — выключатель света торможения; 10 — тормозные колодки задних колес; 11 — тормозной цилиндр задних колес; 12 — задний контур; 13 — кожух полуоси заднего моста; 14 — нагрузочная пружина; 15 — регулятор давления; 16 — задние тросы; 17 — уравнитель; 18 — передний (центральный) трос; 19 — рычаг стояночного тормоза; 20 — сигнализатор аварийного падения уровня тормозной жидкости; 21 — выключатель сигнализатора стояночного тормоза; 22 — тормозная колодка передних колес

Все это происходит, когда водитель жмет на педаль, сообщая тормозу физическое усилие. Когда нога убирается с педали, происходит выравнивание давления жидкости внутри механизма, после чего поршень ГТЦ возвращается на свое место. Возвратные пружины, воздействуя на колодки, убирают их от поверхности диска (со стенок барабана).

В состав простейшего гидропривода входят:

• Тормозная педаль.
• Главный цилиндр (ГТЦ).
• Колесные цилиндры.
• Шланги и трубки.
• Регулятор давления (РД).
• Вакуумный усилитель (присутствует не во всех системах).

ГТЦ в различных машинах могут слегка отличаться по конструкции, но при этом принцип работы у них всегда одинаков. Бачок для тормозной жидкости соединен с основной магистралью, благодаря чему при работе тормозного механизма постоянно компенсируются:

• Утечка жидкого состава через уплотнения цилиндров.
• Увеличение объема колесных цилиндров при стирании фрикционных накладок на колодках.
• Расширение ТЖ в результате нагревания.

Контуры управления торможением могут быть диагональными или параллельными, они разделены с помощью ГТЦ. Благодаря этой схеме тормозная система не утрачивает работоспособности, даже если один из контуров выходит из строя. Это способствует надежной работе механизма и безопасному управлению транспортным средством.

Регулятор давления

Задача этой детали состоит в том, чтобы во время быстрого торможения уменьшить давление в задних колесных цилиндрах. Дело в том, что когда водитель интенсивно нажимает тормозную педаль, срабатывает сила инерции, за счет которой масса, а значит, и центр тяжести машины уходит вперед, а колеса, расположенные на задней оси, мгновенно разгружаются. Это может стать причиной заноса, и регулятор перераспределяет давление, чтобы задние колеса не потеряли контакт с дорожной поверхностью.

1 — корпус регулятора давления тормозов; 2 — поршень; 3 — защитный колпачок; 4, 8 — стопорные кольца; 5 — втулка поршня; 6 — пружина поршня; 7 — втулка корпуса; 9, 22 — опорные шайбы; 10 — уплотнительные кольца толкателя; 11 — опорная тарелка; 12 — пружина втулки толкателя; 13 — кольцо уплотнительное седла клапана; 14 — седло клапана; 15 — уплотнительная прокладка; 16 — пробка; 17 — пружина клапана; 18 — клапан; 19 — втулка толкателя; 20 — толкатель; 21 — уплотнитель головки поршня; 23 — уплотнитель штока поршня; 24 — заглушка; A, D — камеры, соединенные с главным цилиндром; В, С — камеры, соединенные с колесными цилиндрами задних тормозов; К, М, Н — зазоры; Е — дренажное отверстие

Вакуумный усилитель тормозов (ВУТ)

Этот элемент отвечает за повышение давления рабочей жидкости в механизме торможения. Как правило, он включается в общий модуль с ГТЦ. В состав ВУТ входит круговая камера, которая разделена внутри на 2 части посредством упругой диафрагмы. Одна из частей камеры соединена с впускным коллектором силового агрегата с помощью клапана. Там создается вакуум, в то время как вторая часть сообщается с атмосферой. Надавливание педали способствует повышению давления, которое передает вакуум на поршень ГТЦ. В результате значительно увеличивается сила, с которой планки система торможения прижимаются к поверхности диска (барабана).

Вакуумный усилитель: 1 – фланец крепления наконечника; 2 – шток; 3 – возвратная пружина диафрагмы; 4 – уплотнительное кольцо фланца главного цилиндра; 5 – главный цилиндр; 6 – шпилька усилителя; 7 – корпус усилителя; 8 – диафрагма; 9 – крышка корпуса усилителя; 10 – поршень; 11 – защитный чехол корпуса клапана; 12 – толкатель; 13 – возвратная пружина толкателя; 14 – пружина клапана; 15 – клапан; 16 – буфер штока; 17 – корпус клапана; А – вакуумная камера; В – атмосферная камера; С, D – каналы

Разновидности тормозных механизмов

Задача работающего механизма заключается в создании механического момента, который будет препятствовать движению колес. В основе его функции лежит сила трения соприкасающихся  поверхностей. Как было сказано выше, существуют следующие виды основных тормозов: барабанные и дисковые.

Барабанные тормоза

Оснащены тормозными колодками, которые имеют полукруглую форму. Наружные стороны этих элементов оборудуются фрикционными накладками. Верхние части деталей под воздействием поршней колесных тормозных цилиндров раздвигаются, в то время как нижние жестко зафиксированы на неподвижной оси. В обычном положении колодки, удерживаемые пружинами, плотно соприкасаются поверхностями. При надавливании педали поршни раздвигают планки, которые распирают изнутри вращающийся барабан. Взаимное трение элементов замедляет крутящееся колесо до нужной скорости или остановки.

Тормозной барабан: 1. Пробка для прокачки тормозной жидкости; 2. Рабочий тормозной цилиндр; 3. Пружина; 4. Основа тормозной колодки барабанного типа; 5. Материал тормозной колодки; 6. Тормозной барабан; 7. Шпилька; 8. Пружина; 9. Пружина

Дисковые тормоза

Дисковые механизмы оборудуются суппортом, который на разных моделях бывает подвижным или неподвижным. Если эта деталь подвижна, она обеспечивает равномерный износ накладок, а также одинаковый промежуток между колодками и поверхностью тормозного диска независимо от того, насколько сработался фрикционный материал. Крепление суппорта производится посредством кронштейна на подвеске. Рабочие цилиндры устанавливаются в имеющиеся на суппорте специальные пазы. Поверхность диска гладкая, для эффективного воздушного охлаждения на ней имеются отверстия. Деталь крепится на колесной ступице.

1 — тормозной диск; 2 —
направляющая колодок;
3 — суппорт;
4 — тормозные колодки;
5 — цилиндр;
6 — поршень;
7 — сигнализатор износа колодок;
8 — уплотнительное кольцо;
9 — защитный чехол направляющего пальца;
10 — направляющий палец;
11 — защитный кожух.

Фрикционные накладки планок в обычном положении посредством пружин прижимаются к суппорту. Поршень цилиндра колеса при надавливании на педаль прижимает колодки к диску, затормаживая его. Современные автомобили оснащаются механическими или электронными датчиками износа. Если фрикционный материал стерт до критического уровня, эти устройства оповещают водителя о неисправности: механический индикатор – свистом и скрипом при торможении, а электронный – загоранием значка на панели приборов.

Преимущества дисковых тормозов

В сравнении с барабанными тормозами дисковые обладают рядом достоинств:

• Поверхность элементов практически не меняется при нагревании благодаря высокой температурной устойчивости. Поэтому, если даже диск имеет достаточно высокую температуру, тормозной момент не ухудшается.
• Отверстия на диске способствуют высокой эффективности воздушного охлаждения.
• При торможении колодки прилегают к диску всей поверхностью накладки, что увеличивает чувствительность системы и уменьшает тормозной путь.
• Дисковый механизм более компактен и имеет меньшую массу.
• Дисковые тормоза быстрее срабатывают при надавливании на педаль, чем барабанные.
• Эффективное гашение инерции передними дисковыми тормозами (до 70%).

Помимо этого, замена колодок тормозных механизмов происходит проще и быстрее, поскольку накладки таких планок не нужно подгонять и обтачивать.

В этом материале мы рассмотрели, как работает тормозная система, разобрались с ее устройством и разновидностями. Подводя итоги, напомним, что за ее исправностью необходимо постоянно и тщательно следить, своевременно заменяя вышедшие из строя детали. Небрежное отношение может привести к серьезнейшим последствиям, поскольку от исправности механизма торможения напрямую зависит безопасность езды.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

---

Поделиться новостью в соцсетях     Метки: тормоза, тормозная система

bodyshop-info.ru

дисковые или барабанные, и чем они отличаются?

Хотя современные легковые автомобили оснащаются преимущественно одним типом тормозов – дисковыми, парк машин с задними барабанными тормозами всё ещё достаточно велик. Поэтому вопросы, связанные с устройством как барабанных, так и дисковых тормозов, их отличиями друг от друга, особенностями эксплуатации, обслуживания и ремонта остаются актуальными.

В необходимости содержать в исправном состоянии тормозную систему автомобиля давно уже не требуется убеждать даже далёких от техники водителей. Однако при техобслуживании машины многие автолюбители с удивлением обнаруживают, что конструктивно передние и задние тормозные устройства во многом отличаются, как разнятся и периодичность, и затраты на их обслуживание.

Общие принципы работы тормозных механизмов

Потребность в тормозах возникла, по-видимому, одновременно с изобретением наземного транспорта (неважно какого: велосипеда, конной повозки или автомобиля).

И принцип решения этой задачи был один и тот же: использование пары трения, в которой одна часть – колесо (или ступичная часть, жестко с колесом связанная), а другая, прилегающая по профилю к первой – накладка (башмак, колодка, планка – терминология значения не имеет). Такие тормоза стали называть колодочными. А если в качестве второй части использовалась замкнутая гибкая лента, то тормоза назывались ленточными.

Что же касается конструкции тормозного механизма и используемых материалов, то здесь на разных этапах развития технологии возникало множество интересных для практического применения вариантов.

Ленточные тормозные механизмы, появившиеся в начале прошлого века широкого распространения не получили (хотя в 30-х годах двадцатого столетия одно время даже превосходили по характеристикам колодочные). А вот колодочные тормоза приобрели широкое распространение в двух своих видах, получивших название по наименованию элемента, к которому прикладывается тормозное усилие: барабанные и дисковые тормоза.

Интересно, что вначале (1902 год) были изобретены дисковые тормоза, но при использовании пары трения металл-металл (других подходящих материалов тогда не было) возникал непереносимый скрип, к тому же попадание влаги и грязи резко снижало эффективность торможения. Поэтому практическое применение получили первыми именно барабанные тормоза.

Устройство и принцип работы барабанного тормоза

Конструкция барабанных тормозов упрощённо изображена на рисунке выше. Тормозной барабан (если быть точными – барабан без дна) жестко крепится к колесу (ступице), так, что имеет с колесом общую ось вращения.

Вдоль боковой внутренней стенки барабана расположены две тормозные накладки (колодки), выполненные в виде полуокружностей. А в промежутке между накладками установлен (закреплённый неподвижно по отношению к вращающемуся колесу) рабочий гидроцилиндр с двумя поршнями.

При поступлении тормозной жидкости под давлением в среднюю часть цилиндра рабочая часть поршней раздвигает накладки в месте установки цилиндра. Такое же перемещение через систему пружинных тяг создается в разрыве противоположном месту установки гидроцилиндра. В итоге накладки с усилием прижимаются к вращающемуся барабану.

Возврат элементов конструкции в исходное состояние по окончании торможения осуществляется за счет системы возвратных пружин. Регулировка зазора между накладками и внутренней поверхностью барабана производится также за счёт регулировки механических тяг.

В процессе торможения происходит интенсивное выделение тепла, которое влияет и на показатели надёжности и на функциональные показатели работающих тормозных механизмов. Схема теплообмена барабанных тормозов упрощённо представлена на следующем рисунке.

Тепловой поток, образующийся в паре трения, через внутреннюю боковую поверхность барабана (теплопроводность значительно выше, чем у накладки) рассеивается в окружающей среде. С учётом различных коэффициентов теплового расширения, накладка «выдавливает» боковую поверхность барабана в окружающую среду, постоянно стремясь увеличить зазор между накладкой и барабаном.

К материалам в паре трения барабанных тормозов предъявляются повышенные требования.

• Тормозной барабан изготавливается из высокопрочного чугуна – металла износостойкого и, к тому же, относительно дешёвого.
• В качестве материала накладки долгое время использовались смеси, содержащие вредный для окружающей среды асбест. После запрета асбеста широко используются композитные материалы, состав которых тщательно скрывается производителями.

Подробно о тормозных колодках мы писали в этой статье.

Устройство и принцип работы дисковых тормозов

Конструкция дисковых тормозов хорошо показана на рисунке выше. Так же, как и в барабанном тормозе, элемент к которому прикладывается тормозное усилие – диск, жёстко закреплён на ступице колеса и имеет с ним общую ось вращения. Но, в отличие от барабанного, в дисковом тормозе усилие прикладывается не к торцевой, а к боковым поверхностям тормозного диска.

На неподвижной относительно вращающегося колеса части закреплён суппорт – устройство для размещения рабочего гидроцилиндра и тормозных накладок, и перемещения последних по направляющим в заданном диапазоне.

unit-car.com

Тормозная система

Работа тормозной системы непосредственно влияет на безопасность движения, поэтому обслуживание тормозной системы автомобиля залог правильной эксплуатации транспортного средства.

Ремонт систем и узлов автомобиля всегда сопровождается планированием ремонта, который зависит от различных факторов. Тем более если вы хотите, чтобы ваш ремонт был экономически целесообразен, нужно понимать, что разборка стоит денег, поэтому важно заменить все узлы и детали системы, ресурс которых на подходе. В данный момент мы рассматриваем тормозную систему, поэтому при замене тормозных колодок мы обращаем внимание на тормозные диски.

Сроки замены тормозных дисков или протачивание тормозных дисков

Обычно, износ тормозных дисков сопоставим по времени с износом двух пар колодок, это если говорить образно, учитывая, что эксплуатация автомобиля имела постоянный характер. Если характер движения меняется, в процессе эксплуатации появляются элементы интенсивной езды, может наступить преждевременный износ дисков.

Некоторые умудряются «убить» тормозные диски при спокойной езде. Для этого достаточно попасть в лужу после интенсивного торможения. В этом случае вода и влага попадет на чугунный диск, соответственно перепад температур сделает свое дело, на рабочих поверхностях диска со временем появятся элементы коробления, что в итоге будет передаваться на рулевое колесо и педаль тормоза.

Материалы изготовления тормозных дисков

Самым распространенным материалом для изготовления тормозных дисков является чугун. У чугунных тормозных дисков есть свои недостатки: на чугун сильно влияют какие-либо перепады температур, что приводит к изменению внутренней структуры чугуна и характеристик материала (твердость).

На рынке есть альтернативные варианты, такие как тормозные диски из композитных или керамических материалов, но их стоимость существенно выше.

Как узнать, что надо менять тормозные диски?

Во время замены тормозных колодок нужно внимательно осмотреть поверхность тормозного диска на наличие повреждений и трещин. Следует визуально и если требуется приборным методом измерить толщину тормозного диска, которая должна быть не меньше 50 % от номинала. Выход износа тормозного диска за допустимые параметры является показанием к их замене.

Чтобы узнать, нужно ли менять тормозные диски, следует обратить внимание на лишние вибрации на рулевом колесе и педали тормоза. Если при торможении возникает какая-либо вибрация, проведите эксперимент – отпустите педаль тормоза, если вибрация уйдет, меняйте тормозные диски. Есть некая альтернатива замене дисков (в определенных случаях) – протачивание тормозных дисков.

Протачивание тормозных дисков: за и против

Если на поверхности тормозного диска образовалась выработка в виде местного коробления, альтернативой к замене тормозных дисков будет протачивание тормозных дисков. Протачивание тормозных дисков проводится при не сильном износе диска по толщине. Это объясняется тем, что слишком тонкий тормозной диск очень плохо переносит тепловую нагрузку, что может привести к полному его разрушению. Поэтому перед тем, как протачивать тормозные диски проводят замеры толщины диска, степени коррозии и величины биения тормозного диска.

Что лучше проточить или заменить тормозной диск

Конечно стоимость проточки тормозных дисков ниже, чем стоимость замены тормозных дисков. Главное, чтобы толщина диска позволяла проводить операцию по расточке. При этом, чтобы избежать тормозного дисбаланса, следует протачивать оба тормозных диска и не забудьте заменить тормозные колодки. Старые тормозные колодки будут негативно влиять на проточенные тормозные диски.

Проточка передних тормозных дисков с заменой колодок будет варьироваться от 30 до 50 долларов.

Стоимость оригинальных тормозных дисков от 60 до 120 долларов.

Чтобы определится, что лучше покупать новые тормозные диски или проточить оригинальные тормозные диски, следует понимать, что заводские тормозные диски намного надежнее. Поэтому лучше искать оригинальные запчасти, а если финансы не позволяют, лучше проточить заводские тормозные диски.

autoezda.com

Как работают дисковые тормоза (тормозные колодки и трос ручного тормоза)

У большинства современных автомобилей дисковые тормоза на передних колесах, а у некоторых — на всех четырех.

Disc brake

Дисковый тормоз — часть тормозной системы, которая фактически и помогает автомобилю остановиться. Самый распространенный тип дискового тормоза — однопоршневой плавающий суппорт. В этой статье мы расскажем об этом типе дискового тормоза.

Основное устройство дискового тормоза.

Местоположение дисковых тормозов в автомобиле.

Главные компоненты дискового тормоза:

-Тормозные колодки.

-Суппорт с поршнем.

-Ротор, крепящийся к ступице.

Дисковый тормоз очень похож на тормоза велосипеда, которые имеют суппорт, прижимающий тормозные колодки к колесу. Но тут тормозные колодки сжимают не само колесо, а ротор, и воздействие происходит гидравлическим путем, а не через кабель. Трение колодок и диска приводит к тому, что диск замедляет ход.

Движущийся автомобиль обладает определенным количеством кинетической энергии, и тормозам необходимо погасить ее, чтобы остановить автомобиль. Как же тормоза это делают? Каждый раз, как только Вы останавливаете автомобиль, тормоза преобразовывают кинетическую энергию в тепло от трения колодок и дисков. Естественно они нагреваются, и весьма ощутимо. Поэтому большинство тормозных дисков делаются вентилированными.

Вентилированные тормоза обладают лопастями, находящимися между двух сторон диска, они прогоняют воздух сквозь диск, обеспечивая охлаждение.

Саморегулирующиеся тормоза.

Однопоршневый дисковый тормоз с плавающей скобой является самоцентрирующимся и саморегулирующимся. Такой суппорт способен скользить из стороны в сторону, двигаясь таким образом к центру каждый раз, как только начинает работать тормоз. Так как нет никакой пружины, которая отталкивает колодки от диска, колодки постоянно соприкасаются с ротором (но резиновое уплотнение поршня, и любое колебание в роторе может отодвинуть колодки на небольшое расстояние от ротора). Это важно, поскольку поршни в тормозах намного больше в диаметре чем те, которые находятся в главном цилиндре. Если бы тормозные поршни уходили в цилиндры, то пришлось бы несколько раз нажать педаль тормоза, для того, чтобы впрыснуть достаточное количество жидкости в тормозной цилиндр с целью приведения тормозных колодок в действие.

Раньше автомобили обладали двух, а то и четырех поршневым суппортом . Поршень (или два) на каждой стороне ротора вымещал колодку со своей стороны. От этого отказались, т.к. одно-поршневые конструкции являются более дешевыми и надежными.

Ручной тормоз.

В случае полного отказа основной системы торможения в автомобилях с дисковыми тормозами на всех четырех колесах, ручной тормоз приводится в действие отдельной системой. В большинстве автомобилей, чтобы привести в действие ручной тормоз, используется специальный трос(кабель).

У некоторых автомобилей с дисковыми тормозами на всех четырех колесах есть отдельный барабанный тормоз, встроенный ступицу задних колес. Этот барабанный тормоз используется только аварийной тормозной системы, и приводится в действие только кабелем; он не имеет гидравлики. У других автомобилей есть рычаг, который поворачивает винт, или приводит в действие кулачок, который давит на поршень дискового тормоза.

Сервисное обслуживание тормозов.

Наиболее распространенный тип обслуживания тормозов — замена колодок. Обычно на тормозных колодках имеется металлический элемент — индикатор износа.

Когда фрикционный материал стирается, индикатор износа взаимодействует с диском, издавая резкий звук. Это означает, что пришло время менять колодки. В суппорте имеется смотровое отверстие, чтобы видеть, сколько фрикционного материала осталось на колодках.

Иногда, на тормозной поверхности ротора возникают повреждения, например канавки различной глубины. Это может случиться если изношенная колодка находится в автомобиле слишком долго. Тормозные роторы могут также деформироваться, то есть потерять свою плоскостность. Если это случается, тормоза могут дрожать или вибрировать, когда вы останавливаетесь. Обе проблемы могут быть устранены путем повторной чистовой обработки (так называемая механическая обработка) ротора. Некоторое количество материала удаляется с обеих сторон ротора, чтобы восстановить плоскую и гладкую поверхность.

Вам не нужно проводить повторную полировку всякий раз, когда происходит замена колодок, а только если они деформированы или повреждены. На самом деле, полировка роторов, производимая чаще, чем требуется может привести к уменьшию срока их службы. Поскольку данная операция стирает материал, с каждой последующей полировкой роторы тормоза становятся тоньше. У всех тормозных роторов есть требования по минимально допустимой толщине. Эти требования можно найти в заводской инструкции.

Источник: Авто Релиз.ру.

autorelease.ru