Как работают тормоза в машине?

Как работает автомобильная тормозная система?

Тормозная система вашего автомобиля влияет на его безопасность и, поэтому, при необходимости ваш автомобиль должен уметь вовремя останавливаться. К тому же зная, что ваши тормоза работают эффективно, вы всегда будете чувствовать себя на дороге более уверенно.

Когда ваш автомобиль движется образуется кинетическая энергия. Эта энергия получается из массы и скорости автомобиля. У вас будет больше кинетической энергии, когда ваш автомобиль имеет большой вес и быстро движется. При этом если вам нужно внезапно остановиться, тормоза нужны как раз для того, чтобы остановить кинетическую энергию.

У большинства автомобилей стоят дисковые или барабанные тормоза, либо их комбинация. Многие автомобили имеют дисковые тормоза спереди и барабанные тормоза сзади. Дисковые тормоза работают благодаря наличию колодки, которая зажимает тормозной диск, чтобы замедлить движение. Барабанные тормоза работают при наличии колодок внутри ступицы колеса, которые выдвигаются наружу, создавая трение, которое замедляет автомобиль.

У автомобилей также есть ручные тормоза. Ручной тормоз предназначен для предотвращения движения автомобиля во время парковки.

Нажатие на тормоза преобразует кинетическую энергию автомобиля в тепловую на таком уровне, чтобы расплавить обычный металл. В тормозных системах используется керамика, сплавы и композиты, которые не плавятся при высоких температурах, создаваемых тормозами.

Тормозная система автомобиля управляется гидравликой. Гидравлический контур тормозов состоит из главного цилиндра, который заполнен жидкостью и сопровождается соединенными с трубой рабочими цилиндрами. Когда вы нажимаете на педаль тормоза, она нажимает на поршень, расположенный в главном цилиндре, который будет нагнетать жидкость вдоль трубы. Жидкость поступает в подчиненные цилиндры, расположенные на каждом колесе, заполняя их в процессе. Когда рабочий цилиндр заполнен жидкостью, поршни будут вытеснены для включения тормозов.

Жидкость в тормозной системе распределяется равномерно из-за давления. Тормозное усилие создается потому, что площадь толкания всех ведомых поршней вместе превышает площадь толкания поршня в главном цилиндре. При этом главный поршень перемещается на несколько см, чтобы переместить ведомые поршни на доли см, чтобы задействовать тормоза. Это позволяет тормозам оказывать большое усилие в ответ на нажатие на педаль тормоза.

Как работают тормоза?

Но что на самом деле происходит, глубоко внутри вашего автомобиля, грузовика или кроссовера, когда пришло время остановиться? Оказывается, нажатие на крайне важную педаль тормоза запускает несколько процессов, которые задействуют мощь гидравлики и трения для замедления вашего автомобиля.

Гидравлическое действие

Ваша педаль тормоза механически, с помощью металлического стержня, подключается к устройству, называемому главным цилиндром. Главный цилиндр представляет собой герметичную камеру, заполненную тормозной жидкостью, которая является формой гидравлического масла. Тормозные магистрали соединяют главный цилиндр с тормозными суппортами вашего автомобиля. Эти тормозные магистрали являются проходами, по которым течет тормозная жидкость.

Когда вы нажимаете педаль тормоза, прикрепленный к ней металлический шток воздействует на поршень внутри главного цилиндра. Этот поршень сжимает тормозную жидкость внутри главного цилиндра, что создает давление в тормозной системе. Это давление передается через тормозные магистрали и обеспечивает силу, необходимую для работы тормозов автомобиля. Большее усилие на педали означает большее давление, что означает большую тормозную силу.

Когда вы отпускаете педаль тормоза, действие пружины освобождает поршень в главном цилиндре, возвращая его в исходное положение и сбрасывая жидкость в системе. Это снижает давление, вызывая отпускание тормозов на каждом колесе.

Зажимное действие

Над каждым колесом на вашем автомобиле находится тормозная система, называемая суппортом, которая похожа на большой зажим. Тормозные суппорты создают усилие зажима при приложении давления через тормозную жидкость и тормозные магистрали. Именно это зажимное действие прижимает тормозные колодки к ротору и создает трение, необходимое для замедления или остановки автомобиля. Одним словом, когда вы нажимаете педаль, результируется увеличение гидравлического давления передается (через тормозную жидкость в тормозных магистралях) на суппорты. Это приводит к зажиму суппорта, что создает трение и останавливает автомобиль.

Примечание: некоторые транспортные средства, особенно старые, могут использовать тормозные барабаны вместо суппортов. И хотя тормозные барабаны и суппорты различаются, они оба выполняют одну и ту же работу: превращают гидравлическое давление в тормозящее трение автомобиля.

Итак, вы узнали, что нажатие на педаль тормоза вашего автомобиля создает гидравлическое давление. Также вы знаете, что это тормозное давление передается через герметичную систему тормозных магистралей, где оно воздействует на суппорт (или, в некоторых случаях, барабан) на каждом колесе. Наконец, мы поняли, что суппорт (или барабан) отвечает за превращение гидравлического усилия в трение, необходимого для остановки автомобиля.

Тормозные колодки и тормозные диски

Тормозные колодки представляют собой металлические пластины со специальной плитой из фрикционного материала, прикрепленной к ним. Каждый суппорт использует две тормозные колодки, по одной на каждой из двух противоположных сторон суппорта. Когда обе тормозные колодки установлены в суппорте, их поверхности фрикционного материала обращены друг к другу. Но между двумя плитами из фрикционного материала есть зазор, и именно в это место входит тормозной ротор.

Тормозной диск представляет собой круглый, плоский и идеально гладкий металлический диск, который крепится болтами к колесам вашего автомобиля и вращается с той же скоростью, что и они. Суппорт с установленными тормозными колодками скользит по части вращающегося тормозного ротора. Здесь гладкие поверхности тормозных колодок находятся чуть выше гладкой вращающейся поверхности тормозного ротора.

Когда гидравлическое давление, создаваемое педалью тормоза, достигает суппорта, начинается действие зажима. Это заставляет поверхности фрикционного материала тормозных колодок обращаться друг к другу, заставляя их прижиматься к вращающемуся тормозному ротору с обеих сторон. Это генерирует огромное количество тепла и трения для уменьшения скорости вращения тормозного ротора и, следовательно, вращающихся колес и, соответственно, транспортного средства. Более тяжелое нажатие на педаль тормоза создает большее гидравлическое давление, большее зажимание, большее трение и более быстрые остановки.

Примечание: если на вашем автомобиле установлены тормозные барабаны, процесс торможения будет таким же, но используемые компоненты разные. В тормозных барабанах гидравлическое давление прижимает фрикционный материал к части, называемой тормозной колодкой (в данном примере эквиваленту тормозной колодки), к вращающейся внутренней поверхности тормозного барабана (в этом примере эквиваленту тормозного ротора).

Выводы

Подводя итоги, скажу в двух словах: водитель создает гидравлическое давление, нажимая на педаль тормоза, и это давление распространяется на суппорт тормоза (или барабан) на каждом колесе, где оно используется для перемещения фрикционного материала во вращающейся стальной поверхности, которая соединена с каждым колесом. В результате трение замедляет ваш автомобиль.

Когда вы нажимаете педаль тормоза, сила, создаваемая вашей ногой, усиливается механическим рычагом внутри педали в сборе, а затем усиливается под действием тормозного усилителя. Механическая сила нажатия на педаль преобразуется в гидравлическую силу с помощью главного цилиндра. Это заставляет гидравлическую (тормозную) жидкость течь через сеть тормозных магистралей. Жидкость заставляет маленькие поршни внутри суппортов толкать колодки на тормозные диски, и это усилие зажима замедляет автомобиль.

Устройство тормозов, разновидности и особенности эксплуатации

Для эффективного управления движением любого механического средства – регулированием скорости на том или ином участке пути, замедлением её при выполнении маневров, наконец, для остановки в нужном месте – и в том числе экстренной – на всех грузовых и легковых автомобилях должна быть установлена соответствующая классу машины тормозная система. Для удержания машины на месте во время продолжительной стоянки, особенно на склоне, предусмотрен стояночный тормоз.

Для безопасной эксплуатации транспортного средства эта система должна быть надежна, как никакая другая. Не случайно в перечне неисправностей, при которых запрещено использование транспортного средства (приложение к Правилам дорожного движения РФ), неисправности тормозных систем вынесены на первое место.

  1. Классификация тормозных систем автомобиля
  2. Устройство системы и принцип действия
  3. Типы тормозных механизмов, применяемые в автомобилях
  4. Устройство и работа барабанного тормозного механизма
  5. Тормозной механизм дискового типа
  6. Сравнительные характеристики
  7. Принцип работы стояночного тормоза
  8. Уход за тормозной системой автомобиля

Классификация тормозных систем автомобиля

На современных автомобилях устанавливаются три-четыре вида тормозных систем:

  • рабочая;
  • стояночная;
  • вспомогательная;
  • запасная.

Основная и самая эффективная тормозная система автомобиля – рабочая. Она используется во всё время движения для регулирования скорости и полной остановки. Ее устройство довольно простое. Приводится она в действие нажатием на педаль тормоза правой ногой водителя. Такой порядок обеспечивает одновременный сброс оборотов двигателя, за счет снятия ноги с педали акселератора, и торможение.

Стояночная тормозная система, как следует из названия, предназначена для обеспечения неподвижности транспортного средства во время длительной стоянки. На практике опытные водители оставляют машину с включенной первой или задней передачей. Однако на больших склонах этого может оказаться недостаточно.
» alt=»»>
Ручной стояночный тормоз используют также при трогании с места на неровных участках дороги, когда правая нога должна быть на педали газа, а левая выжимает сцепление. Плавно отпуская рукой рычаг тормоза, включая одновременно сцепление и прибавляя газ, удается предотвратить произвольное скатывание автомобиля под уклон.

Запасная тормозная система призвана дублировать основную рабочую в случае её отказа. Это может быть полностью автономное устройство, или представлять собой часть, один из контуров тормозного привода. Как вариант, функции запасной может выполнять стояночная система.

Вспомогательная тормозная система устанавливается на большегрузных автомобилях, например, на отечественных КамАЗах, МАЗах, КрАЗах. Она предназначена для снижения нагрузки на основную рабочую систему во время длительного торможения – при движении в горах или по холмистой местности.

Устройство системы и принцип действия

Основное в тормозной системе любого автомобиля – это тормозные механизмы и их приводы. Гидравлический тормозной привод, применяемый на легковых автомобилях, состоит из:

  1. педали в салоне;
  2. рабочих тормозных цилиндров передних и задних колес;
  3. вакуумного усилителя;
  4. трубопровода (тормозных трубок);
  5. главного тормозного цилиндра с бачком.
Читайте также  Как работает главный тормозной цилиндр УАЗ?

Принцип работы таков — водитель нажимает на педаль тормоза, приводя в движение поршень главного тормозного цилиндра. Поршень выдавливает жидкость в трубопроводы к тормозным механизмам, которые тем или иным образом создают сопротивление вращению колес, и таким образом происходит торможение.

Отпущенная педаль тормоза посредством возвратной пружины возвращает поршень назад, и жидкость перетекает обратно в главный цилиндр – колеса растормаживаются.

На отечественных заднеприводных автомобилях схема тормозной системы предусматривает раздельную подачу жидкости из главного цилиндра на передние и задние колеса.

На иномарках и переднеприводных ВАЗах применяется схема контура трубопровода «левое переднее – правое заднее» и «правое переднее – левое заднее».

Типы тормозных механизмов, применяемые в автомобилях

На подавляющем большинстве авто установлены тормозные механизмы фрикционного типа, работающие по принципу сил трения. Устанавливаются они непосредственно в колесе и конструктивно подразделяются на:

  • барабанные;
  • дисковые.

Существовала традиция устанавливать барабанные механизмы на задние колеса, а дисковые на передние. Сегодня в зависимости от модели могут ставиться одинаковые типы на все четыре колеса – или барабанные, или дисковые.

Устройство и работа барабанного тормозного механизма

Устройство системы барабанного типа (барабанный механизм) состоит из двух колодок, тормозного цилиндра и стяжной пружины, размещенных на щите внутри тормозного барабана. На колодки наклепаны или приклеены фрикционные накладки.

Тормозные колодки своими нижними концами шарнирно закреплены на опорах, а верхними – под воздействием стяжной пружины – упираются в поршни колесного цилиндра. В незаторможенном положении между колодками и барабаном имеется зазор, обеспечивающий свободное вращение колеса.

Когда через тормозную трубку в цилиндр поступает жидкость, поршни, расходясь, раздвигают колодки. Они приходят в плотное соприкосновение с вращающимся на ступице тормозным барабаном, и сила трения вызывает торможение колеса.

Тормозной механизм дискового типа

Устройство дисковых тормозов состоит из:

  1. суппорта, закрепленного на подвеске, в теле которого размещены наружный и внутренний тормозные цилиндры (может быть один) и две тормозные колодки;
  2. диска, который закреплен на ступице колеса.


При торможении поршни рабочих цилиндров с помощью гидравлики прижимают тормозные колодки к вращающемуся диску, останавливая последний.

Сравнительные характеристики

Барабанные тормоза проще и дешевле в производстве. Они обладают свойством, называемым – эффект механического самоусиления. То есть, при продолжительном давлении ногой на педаль многократно увеличивается тормозящее действие. Это происходит за счет того, что колодки нижними частями связаны друг с другом, и трение передней о барабан усиливает давление на него задней колодки.

Однако механизм дисковых тормозов меньше и легче. Температурная стойкость выше, они быстрее и лучше охлаждаются за счет предусмотренных отверстий-окон. И замена изношенных дисковых колодок производится намного проще, чем барабанных, что важно, если производить ремонт самостоятельно.

Принцип работы стояночного тормоза

Он является чисто механическим устройством. Приводится в действие поднятием рычага «ручника» в вертикальное положение до момента щелчка фиксатора. При этом происходит натяжение двух металлических тросов, проходящих под днищем автомобиля, которые плотно прижимают тормозные колодки задних колес к барабанам.

Для снятия машины со стояночного тормоза надо пальцем утопить фиксирующую кнопку и опустить рычаг книзу, в первоначальное положение.

Не забывайте перед началом движения проверить положение ручника! Езда с не отпущенным ручным тормозом быстро выведет из строя тормозные колодки.

Уход за тормозной системой автомобиля

Как один из наиболее важных узлов, тормозная система автомобиля требует постоянного внимания и ухода. Здесь буквально любая неисправность может привести к непредсказуемым последствиям на дороге.

Некоторые диагнозы можно поставить, исходя из характера поведения тормозной педали. Так увеличенный ход или «мягкая» педаль свидетельствуют, скорее всего, о попадании воздуха в систему гидропривода в результате утечки тормозной жидкости. Поэтому необходимо периодически контролировать уровень жидкости в бачке.

Её повышенный расход может быть следствием повреждения гидрошлангов и трубок, а также обыкновенного испарения со временем. Это приводит к попаданию в систему воздуха и отказу тормозов.

Пришедшие в негодность детали необходимо заменить, а систему придется прокачивать, выпуская воздух из каждого рабочего цилиндра на колесах и доливая жидкость. Процесс длительный и нудный.
» alt=»»>
Уход автомобиля при торможении в сторону говорит о возможном выходе из строя одного из рабочих цилиндров или чрезмерном износе накладок на каком-то определенном колесе. При загрязнении тормозных механизмов может возникать характерный шум при нажатии на педаль.

Все эти неисправности легко устраняются самостоятельно или обращением в сервисный центр. А чтобы свести к минимуму вышеописанные неприятности, берегите тормоза, чаще используйте торможение двигателем, особенно на крутых и затяжных спусках. Продолжительное по времени включение основной рабочей системы ведет к перегреву деталей и служит причиной различных поломок.

Тормозные механизмы и системы автомобиля

Сообразно своему названию, тормозной механизм выполняет в автомобиле процесс торможения, то есть препятствует вращению колеса с целью понижения скорости или полной остановки. На сегодняшний день большинство автопроизводителей используют фрикционный тип тормозных устройств, принцип работы которого заключается в организации силы трения между вращающимися и стационарными элементами.

Обычно тормоза располагают во внутренней полости самого колеса, в этом случае такой механизм называют колесным. Если тормозное устройство включается в состав трансмиссии (за КПП), то механизм носит названием трансмиссионного.

Вне зависимости от места размещения и формы вращающихся деталей, любой тормозной механизм призван создавать максимально возможный тормозной момент, который не зависит от износа деталей, наличия конденсата на поверхности колодок или их степени нагрева во время трения. Обязательным условием для оперативного срабатывания механизма является конструкция устройства с минимальным зазором между двумя соприкасающимися поверхностями. В ходе длительной эксплуатации величина этого зазора неизменно будет увеличиваться за счет износа.

Три вида тормозных систем в автомобиле

На сегодняшний день все транспортные средства оснащаются тремя видами тормозных механизмов. Чтобы успешно и безопасно управлять автомобилем, требуется использовать следующие виды систем тормозов:

  • Рабочая. Именно эта система обеспечивает уменьшение скорости на участке движения и гарантирует полную остановку транспортного средства.
  • Запасная. Используется в том случае, если по каким-либо объективным причинам вышла из строя рабочая система. Функционально она работает так же, как и рабочая, то есть выполняет торможение и остановку автомобиля. Конструктивно может быть реализована как полностью автоматическая система или входить в состав рабочей.
  • Стояночная. Применяется для стабилизации положения транспортного средства во время стоянки на длительное время.

В современных автомобилях принято использовать не только три вида систем тормозов, но и различные вспомогательные механизмы, которые призваны усилить результативность торможения. Это усилитель тормозов, ABS, контроллер экстренного торможения, электроблокировка дифференциала и прочее. Практически во всех автомобилях, представленных в ГК Favorit Motors, присутствуют вспомогательные устройства для эффективности прохождения тормозного пути.

Устройство тормозного механизма

Конструктивно механизм соединяет два элемента — само устройство тормоза и его привод. Рассмотрим каждое из них по отдельности.

Устройство тормоза в современных автомобилях

Механизм характеризуется работой подвижной и неподвижной частей, между которыми происходит трение, что, в конечном итоге, и снижает скорость автомобиля.

В зависимости от того, какую форму имеют вращающиеся детали, различают два вида тормозных устройств: барабанные и дисковые. Основное различие между ними заключается в том, что подвижными элементами барабанных тормозов являются колодки и ленты, а у дисковых — только колодки.

В качестве неподвижной (вращающейся) части выступает сам барабанный механизм.

Традиционный дисковый тормозной механизм состоит из одного диска, который вращается, и двух колодок, которые неподвижны и размещены внутри суппорта с обеих сторон. Сам суппорт при этом надежно зафиксирован на кронштейне. В основании суппорта имеются рабочие цилиндры, которые в момент торможения соприкасают колодки к диску.

Работая на полную мощь, тормозной диск очень сильно нагревается от трения с колодкой. Чтобы его охладить, в механизме используются потоки свежего воздуха. Диск имеет на своей поверхности отверстия, через которые выводится лишнее тепло и поступает холодный воздух. Имеющий специальные отверстия тормозной диск носит название вентилируемого. На некоторых моделях автомобилей (преимущественно гоночного и скоростного назначения) используют керамические диски, которые имеют гораздо меньшую теплопроводность.

На сегодняшний день, чтобы обезопасить водителя, тормозные колодки оснащаются датчиками, показывающими уровень их износа. В нужный момент, когда на панели загорится соответствующий индикатор, потребуется просто приехать в автосервис и провести замену. Специалисты ГК Favorit Motors обладают большим опытом и всем необходимым современным оборудованием для демонтажа старых тормозных колодок и монтажа новых. Обращение в компанию не займет много времени, тогда как качество работы будет на той высоте, которая обеспечит действительно комфортное и безопасное управление автомобилем.

Основные типы тормозных приводов

Главное назначение этого привода состоит в предоставлении возможности управления тормозным механизмом. На сегодняшний день существует пять типов приводов, каждый из которых выполняет свои функции в автомобиле и позволяет оперативно и четко подать сигнал механизму для торможения:

  • Механический. Сфера применения — исключительно в стояночной системе. Механический тип привода объединяет несколько элементов (система тяги, рычаги, тросики, наконечники, уравнители и т.д.). Этот привод позволяет подать сигнал стояночному тормозу о фиксации транспортного средства на одном месте, даже в наклонной плоскости. Обычно применяется на парковках или во дворах, когда автовладелец оставляется машину на ночь.
  • Электрический. Сфера применения — также стояночная система. Привод в этом случае получает сигнал от ножной электрической педали.
  • Гидравлический. Основной и самый распространенный тип тормозного привода, который применяется в рабочей системе. Привод представляет собой объединение нескольких элементов (педаль тормоза, усилитель тормоза, цилиндр торможения, цилиндры на колесах, шланги и трубопроводы).
  • Вакуумный. Данный тип привода также часто встречается на современных авто. Суть его работы такая же, как и у гидравлического, однако характерное отличие состоит в том, что при нажатии на педаль создается дополнительное вакуумное усиление. То есть исключена роль гидравлического усилителя тормозов.
  • Комбинированный. Также применим только в рабочей тормозной системе. Специфика работы заключается в том, что тормозной цилиндр после нажатия на педаль давит на тормозную жидкость и заставляет ее поступать под высоким давлением к тормозным цилиндрам. Применение сдвоенного цилиндра позволяет разделять высокое давление на два контура. Таким образом, если один из контуров выйдет из строя, система всё равно будет полноценно функционировать.
Читайте также  Как заработать в такси на арендованной машине?

Принцип работы системы тормозов на автомобиле

В связи с тем, что сегодня распространены транспортные средства с разными типами рабочей тормозной системы, принцип работы тормозного механизма будет рассмотрен на примере самой часто употребляемой — гидравлической.

Как только водитель нажимает на тормозную педаль, нагрузка сразу же начинает передаваться к усилителю тормозов. Усилитель вырабатывает дополнительное давление и передает его на главный тормозной цилиндр. Поршень цилиндра тут же нагнетает жидкость через специальные шланги и подает ее к тем цилиндрам, которые установлены на самих колесах. При этом давление тормозной жидкости в шланге сильно повышается. Жидкость поступает на поршни колесных цилиндров, которые начинают вращать колодки к барабану.

Как только водитель сильнее нажимает на педаль или же повторяет нажатие, соответственно будет увеличиваться давление тормозной жидкости во всей системе. Сообразно повышению давления будет усиливаться трение между колодками и барабанным устройством, что замедлит скорость вращения колес. Таким образом, наблюдается прямая связь между силой нажатия на педаль и замедлением скорости автомобиля.

После того, как водитель отпускает педаль тормоза, она возвращается на свое исходное место. Вместе с ней поршень главного цилиндра прекращает нагнетание давления, колодки отводятся от барабана. Давление тормозной жидкости спадает.

Работоспособность всей тормозной системы всецело зависит от работоспособности каждого ее элемента. Тормозная система является одной из самых важных в автомобиле, поэтому не терпит пренебрежительного отношения. В случае подозрения на каике-либо дефекты в ее работе, или появление индикации от датчика колодок, следует немедленно обратиться к профессионалам. ГК Favorit Motors предлагает свои услуги по диагностике степени износа и замене любых компонентов системы торможения. Качество работ и предоставление разумных цен на услуги гарантировано.

Тормозная система автомобиля: устройство и типы

Cегодня безопасность автомобиля немыслима без эффективного тормозного управления, которое в соответствии с требованиями стран – членов ЕЭС должно состоять из следующих тормозных систем (ТС):

  • основная (рабочая), которая обеспечивает замедление легкового автомобиля не менее 5,8 м/с2;, движущегося со – скоростью не более 80 км/ч при усилии на педаль менее 50 кг;
  • вспомогательная (аварийная), обеспечивающая замедление не менее 2,75 м/с2;
  • стояночная, которая может быть совмещена с аварийной.

Основная тормозная система

На современных легковых автомобилях устанавливают основные ТС, состоящие из тормозного гидропривода и тормозных механизмов. Когда водитель нажимает ногой на педаль тормоза, та сила, с которой он давит на педаль, передается на устройство, которое называется главный тормозной цилиндр. Главный тормозной цилиндр имеет поршень, который, двигаясь, увеличивает давление в системе гидравлических тормозных трубок, ведущих к каждому колесу автомобиля. На каждом колесе тормозная жидкость под давлением оказывает воздействие на поршень колесного тормозного механизма, который выдвигает тормозные колодки, а те, в свою очередь, прижимаются к тормозному барабану или тормозному диску. Трение замедляет вращение колес и движение автомобиля.

Схема гидропривода тормозов

1 – тормозные цилиндры передних колес; 2 – трубопровод передних тормозов; 3 – трубопровод задних тормозов; 4 – тормозные цилиндры задних колес; 5 – бачок главного тормозного цилиндра; 6 – главный тормозной цилиндр; 7 – поршень главного тормозного цилиндра; 8 – шток; 9 – педаль тормоза

В гидропривод основной ТС входят:

  • главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем или без него;
  • регулятор давления в задних тормозных механизмах;
  • рабочий контур (трубопровод диаметром 4-8 мм).

Рабочий контур соединяет между собой устройства гидропривода и тормозные механизмы. Главный тормозной цилиндр (ГТЦ) предназначен для преобразования усилия, прилагаемого к педали тормоза, в избыточное давление тормозной жидкости и распределения его по рабочим контурам. Бачок с запасом тормозной жидкости может крепиться на ГТЦ или вне его. Вместе с ГТЦ на большинстве автомобилей устанавливают вакуумные усилители, которые увеличивают силу, создающую давление в тормозной системе. Вакуумный усилитель (рис. 2) конструктивно связан с главным тормозным цилиндром. Основным элементом усилителя является камера, разделенная резиновой перегородкой (диафрагмой) на два объема. Один объем связан с впускным трубопроводом двигателя, где создается разряжение, а другой с атмосферой. Из-за перепада давлений, благодаря большой площади диафрагмы, «помогающее» усилие при работе с педалью тормоза может достигать 30 – 40 кг и больше. Это значительно облегчает работу водителя при торможениях и позволяет сохранить его работоспособность длительное время.

1 – главный тормозной цилиндр; 2 – корпус вакуумного усилителя; 3 – диафрагма; 4 – пружина; 5 – педаль тормоза

Регулятор уменьшает давление в приводе тормозных механизмов задних колес. При торможении сила инерции движущегося автомобиля и противодействующая ей сила трения (точка приложения которой ниже центра тяжести автомобиля) создают продольный опрокидывающий момент. Мягкая передняя подвеска, реагируя на него, “проседает”, а задние колеса “разгружаются”. Поэтому даже при неэкстренном интенсивном торможении задние колеса могут блокироваться, что часто приводит к заносу автомобиля. В зависимости от изменения расстояния между элементами задней подвески и кузовом автомобиля (его продольного наклона) давление в приводе задних тормозов (по сравнению с передними) ограничивается. В результате чего блокировки задних колес не происходит или (в зависимости от замедления и загруженности автомобиля) она возникает значительно позже.

Вспомогательная тормозная система

Рабочий контур, согласно требованиям ЕЭС, должен делиться на основной и вспомогательный. Если вся система исправна, то работают оба, но при разгерметизации одного – другой продолжает работать, становясь вспомогательным (аварийным). Наиболее распространены три компоновки разделения рабочих контуров (рис.3):

  • 2 + 2 тормозных механизма, подключенных параллельно (передние + задние);
  • 2 + 2 тормозных механизма, подключенных диагонально (правый передний + левый задний и т. д.);
  • 4 + 2 тормозных механизма (в один контур подключены тормозные механизмы всех колес, а в другой только два передних).

1 – главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем; 2 – регулятор давления жидкости в задних тормозных механизмах; 3-4 – рабочие контуры.

Стояночная система

Стояночная тормозная система имеет механический привод, как правило, на задние колеса. Рычаг стояночного тормоза соединяется тонким тросом с задними тормозными механизмами, в которых находится устройство, приводящее в действие штатные или дополнительные (стояночные) колодки. Регулировка стояночного тормоза обычно производится эксцентриком на тормозном механизме, регулировочной гайкой на штоке приспособления, соединяющего рычаг и приводной трос, или путем изменения местоположения рычага в салоне автомобиля.

Барабанные и дисковые тормоза

Барабанный тормозной механизм (рис. 4) состоит из:

  • тормозного щита,
  • тормозного цилиндра,
  • двух тормозных колодок,
  • стяжных пружин,
  • тормозного барабана.

1 – тормозной барабан; 2 – тормозной щит; 3 – рабочий тормозной цилиндр; 4 – поршни рабочего тормозного цилиндра; 5 – стяжная пружина; 6 – фрикционные накладки; 7 – тормозные колодки

Тормозной щит жестко крепится на балке заднего моста автомобиля, а на щите, в свою очередь, закреплен рабочий тормозной цилиндр. При нажатии на педаль тормоза поршни в цилиндре расходятся и начинают давить на верхние концы тормозных колодок. Колодки в форме полуколец прижимаются своими накладками к внутренней поверхности круглого тормозного барабана, который при движении автомобиля вращается вместе с закрепленным на нем колесом. Торможение колеса происходит за счет сил трения, возникающих между накладками колодок и барабаном. Когда же воздействие на педаль тормоза прекращается, стяжные пружины оттягивают колодки на исходные позиции.

Преимущества барабанных тормозов:

  • низкая стоимость, простота производства;
  • обладают эффектом механического самоусиления. Благодаря тому, что нижние части колодок связаны друг с другом, трение о барабан передней колодки усиливает прижатие к нему задней колодки. Этот эффект способствует многократному увеличению тормозного усилия, передаваемого водителем, и быстро повышает тормозящее действие при усилении давления на педаль.

Дисковый тормозной механизм (рис.5) состоит из:

  • суппорта,
  • одного или двух тормозных цилиндров,
  • двух тормозных колодок,
  • тормозного диска.

1 – наружный рабочий цилиндр (левого) тормоза; 2 – поршень; 3 – соединительная трубка; 4 – тормозной диск переднего (левого) колеса; 5 – тормозные колодки с фрикционными накладками; 6 – поршень; 7 – внутренний рабочий цилиндр переднего (левого) тормоза

Суппорт закреплен на поворотном кулаке переднего колеса автомобиля. В нем находятся два тормозных цилиндра и две тормозные колодки. Колодки с обеих сторон «обнимают» тормозной диск, который вращается вместе с закрепленным на нем колесом. При нажатии на педаль тормоза поршни начинают выходить из цилиндров и прижимают тормозные колодки к диску. После того, как водитель отпустит педаль, колодки и поршни возвращаются в исходное положение за счет легкого «биения» диска. Дисковые тормоза очень эффективны и просты в обслуживании. Даже новичку замена тормозных колодок в этих механизмах доставляет мало хлопот.

Преимущества дисковых тормозов:

  • при повышении температуры характеристики дисковых тормозов довольно стабильны, тогда как у барабанных снижается эффективность
  • температурная стойкость дисков выше, в частности, из-за того, что они лучше охлаждаются
  • более высокая эффективность торможения позволяет уменьшить тормозной путь
  • меньшие вес и размеры
  • повышается чувствительность тормозов
  • время срабатывания уменьшается
  • изношенные колодки просто заменить, на барабанных приходится предпринимать усилия на подгонку колодок, чтобы одеть барабаны
  • около 70% кинетической энергии автомобиля гасится передними тормозами, задние дисковые тормоза позволяют снизить нагрузку на передние диски

Как работает тормозной диск и чем он лучше барабана: разбираемся вместе с Ferodo

Злые языки людей недалеких или просто медлительных быстро окрестили «тормозами». И, надо сказать, очень зря. Не только с точки зрения этики, но с точки зрения техники: тормоз – штука сложная, умная и очень быстрая. Конечно, в начале своего развития тормоза действительно были примитивными, малоэффективными и не очень надежными, но за сотню лет своей истории они сильно изменились.

Читайте также  Как работает 5 контактное реле?

Немного истории ​

Необходимость в тормозах появилась практически сразу после изобретения колеса, однако предки пару тысяч лет назад не стали торопить события и долго ездили на колесницах без тормозов в нашем привычном понимании. Однако к появлению карет тормоза уже поспели: это были механизмы, воздействующие непосредственно на колесо. Колодка, прижимаемая рычагом к внешней поверхности колеса, не могла эффективно остановить конный экипаж, но помочь лошадям была вполне способна. Но тут изобрели резиновые шины, и механизм с прижимом колодки к колесу ушел на пенсию. По крайней мере, в дорожном транспорте: сегодня механизмы с внешним прижимом успешно работают на железной дороге, хотя и там альтернатив им хватает. На обычных же дорогах кареты обзавелись ленточными тормозами: барабан на оси останавливался тормозной лентой, натягиваемой рычагом. Однако эффективность такой схемы тоже быстро была признана недостаточной, так что инженеры продолжили работать над изобретением новых механизмов.

Результатом этой работы стали два фундаментальных механизма, которые работают в автомобилях по сей день: барабанный и дисковый тормоз. Появились они практически одновременно, в самом начале 20 века, однако на первых порах барабанные механизмы захватили лидерство. Дело было не только в авторитете Вильгельма Майбаха, который установил на изобретенный им автомобиль барабанные тормоза, и Луи Рено, который запатентовал конструкцию с полукруглыми колодками. Барабанные тормоза были проще, а разработка фрикционных материалов способствовала их популяризации. Ключевым этапом в развитии фрикционных материалов стало создание тормозных накладок на основе асбеста и фенолформальдегидных смол, и сделала это в 1902 году компания Ferodo. В общем, начало века стало по-настоящему отправной точкой в развитии тормозных систем.

Однако дисковым механизмам потребовалось время, чтобы догнать барабаны и стать популярными. На ранних этапах у них было больше проблем, чем преимуществ: не было подходящего материала для изготовления дисков, в отсутствие усилителей система с механическим приводом требовала большего усилия по сравнению с барабанной, и даже гидравлический привод не решил вопрос из-за отсутствия нормальной тормозной жидкости. В общем, вопросов было больше, чем ответов, поэтому поначалу применение дисковых тормозов было эпизодическим. Одним из пионеров их применения был Уильям Ланчестер, но и он на тот момент не смог сделать дисковые механизмы конкурентным преимуществом своих машин. К примеру, на автомобилях Lanchester в начале 20 века диски из-за ограниченного выбора материалов были бронзовыми, что не способствовало их износостойкости. Однако полученный им патент все же стимулировал не только его самого к продолжению работы над совершенствованием дисковых тормозов.

Реальное развитие дисковая схема получила спустя еще 25-30 лет. К тому моменту был отработан гидравлический привод, а для снижения усилия на педали до приемлемого был внедрен вакуумный усилитель. Правда, в 30-е годы вакуумный усилитель в основном внедрялся на американские машины с барабанными тормозами, поскольку те все еще были дешевле и проще в производстве. Однако грядущий переход от барабанов к дискам уже был осязаем и неизбежен. Правда, в потребительском сегменте его сильно задержала Вторая мировая война. В военное время дисковым тормозам, разумеется, тоже уделяли внимание, однако они применялись и совершенствовались на танках и самолетах, а не на легковых машинах. Ну а после войны, на рубеже 40-х и 50-х, такие механизмы начали впервые появляться и на серийных автомобилях.

Разумеется, развитие дисковых тормозов сопровождалось совершенствованием конструкции и материалов. Помимо вакуумных усилителей и более эффективной тормозной жидкости, которая не закипала при торможении, важным этапом был переход к чугуну в качестве материала изготовления тормозных дисков. Причем серый чугун стал настолько эффективным решением, что применяется и поныне в подавляющем большинстве автомобилей. Чугун, правда, не решил полностью старые проблемы. Если охлаждение удалось улучшить за счет отливки вентилируемых тормозных дисков, то коррозия, пусть и внешняя, осталась верным спутником дисковых тормозов. О коррозии мы, впрочем, еще поговорим – а пока перейдем от древней истории к современной и вспомним, как эффективность дисковых тормозов выросла в последние десятилетия.

От чего зависит эффективность дисковых тормозов?

После получения практически идеального рецепта из нормальных чугунных дисков, качественных колодок и стойкой к перегревам тормозной жидкости на основе полиэтиленгликоля и его эфиров, развитие дисковых тормозных систем пошло в основном по экстенсивному пути. Переход к вентилируемым дискам состоялся быстро, ведь охлаждение было одной из ключевых задач повышения эффективности тормозов. А вот дальше начался поиск идеального баланса между диаметром тормозного диска, его конструкцией, материалом его изготовления и устройством тормозного механизма. Ведь с учетом того, что чугунный диск весьма прочен, отлично держит нагрузки и хорошо рассеивает тепло, на него можно и нужно хорошо давить. И здесь на сцену вышли многопоршневые конструкции. Тут все тоже несложно: если базовый тормозной механизм с плавающей скобой предусматривает наличие всего одного поршня, который давит на диск и прижимает к нему колодки с обеих сторон, то увеличение числа поршней и, соответственно, площади колодок позволяет повысить эффективность торможения без значительного увеличения диаметра самого диска. А это условие куда важнее, чем может показаться: ведь чугунный диск немало весит, так что повышение эффективности тормозов исключительно за счет увеличения площади диска – путь практически тупиковый из-за неоправданного роста неподрессоренных масс.

В борьбе за неподрессоренные массы родились не только многопоршневые механизмы, но и составные диски. Ведь тормозной диск фактически состоит из двух частей: ротора, на который давят колодки, и центральной части, которая крепится к ступице. При этом работа по созданию тормозного усилия ложится главным образом на ротор, да и охлаждать нужно именно его. А вот на материале центральной части можно и нужно сэкономить килограмм-другой. В этом, собственно, и состоит суть составных дисков, в которых центральная часть выполнена из более легкого материала вроде алюминиевого сплава, а ротор, прикрепленный к ней винтами или заклепками, – из традиционного чугуна.

Следующим шагом здесь стала замена чугуна на более легкие материалы, такие как углеродное волокно и керамика. Казалось бы, вот он – новый прорыв, ведь карбон-керамические тормоза можно делать сколь угодно большими из-за их небольшой массы, а их износостойкость и термостойкость лишь укрепляют веру в прогресс. Однако на практике оказалось, что диски из углеродного композита хороши лишь при экстремальных нагрузках, когда рабочие температуры переваливают за тысячу градусов. В гражданских же условиях «холодные» тормоза работают гораздо менее эффективно, и в основном именно эта зависимость эффективности от температуры ограничивает их применение на массовых машинах.

Таким образом, главным материалом тормозных дисков потребительского уровня остается высокопрочный чугун с шаровидным графитом, а основной фокус делается на качестве изготовления и эффективности охлаждения. Важными в этих условиях становятся технологии производства: качество сырья и литья, чистовая обработка поверхностей, а также отработанная процедура стендового и практического тестирования для контроля качества. Все это доступно крупным производителям тормозных компонентов с большим опытом и историей производства – таким, как Ferodo. Именно Ferodo, как мы помним, более века назад дала толчок к развитию тормозных систем своими разработками в области фрикционных материалов. А сегодня продукция Ferodo является частью обширного ассортимента, предлагаемого подразделением DRiV корпорации Tenneco. Компания выпускает полный ассортимент тормозных компонентов, включая диски, колодки, суппорты, гидроцилиндры и шланги тормозной системы, тормозные жидкости и многое другое.

А теперь на секундочку вернемся к коррозии, о которой мы говорили выше. Для чугунных дисков окисление – проблема все же не эксплуатационная, а эстетическая: чтобы чугунный диск съела ржавчина, потребуется не один десяток лет, а вот поверхностная коррозия появляется на нем уже спустя несколько месяцев, особенно в условиях агрессивной среды вроде дорожной химии. И у Ferodo есть решение этого эстетического вопроса: диски с технологией Coat+, имеющие цинк-алюминиевое гальваническое покрытие для защиты диска от коррозии. Эта технология надежно защищает от коррозии не только ступичную часть диска, но и внутренние каналы охлаждения, обеспечивая требуемую эффективность отвода тепла при торможении. То есть жизнь владельцев красивых машин, которые уделяют внимание мелочам и не любят видимые внешние дефекты, становится немного проще: диски с технологией Coat+ сохраняют свой изначальный внешний вид долгие годы – при условии правильной эксплуатации и, конечно же, ухода.

Заключение

Завершая разговор о тормозах, обычно говорят об их важности, о том, что экономить на них, как и на шинах, нельзя, а также о том, что тормоза – это главное условие безопасности. Хорошие колодки – не просто те, что не скрипят. Хорошие диски – не просто те, что вышли с завода ровными и круглыми, а те, что выполнены из качественного материала, имеют эффективное охлаждение и, соответственно, не деформируются при активной эксплуатации. Конечно, даже покоробленные диски в ряде случаев можно проточить, но чудес обычно не бывает: если они испортились раз, то испортятся и второй. Мы с этими прописными истинами, разумеется, согласны, а потому рассказываем не только о теории, но и о выборе качественной продукции – такой, как Ferodo. Уж если этому бренду более 120 лет и специалисты Ferodo разрабатывали и производили детали тормозной системы и для повозок в далеком 1897 году, и делают это сейчас для современных автомобилей, то в тормозах они разбираются однозначно.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: