Принцип работы гидравлических и механических тормозов

Типы тормозных механизмов

Большинство автомобилей оснащены механизмами фрикционного типа, в которых используется принцип сил трения. Расположены они в колесе и по конструкции делятся на барабанные и дисковые.

Раньше барабанные механизмы устанавливали на задних колесах, а дисковые на передних. Теперь могут ставить одинаковые типы на всех осях – как барабанные, так и дисковые.

Барабанные.

Барабанный тип или в обиходе – барабанный механизм представляет из себя две колодки, цилиндр и стяжную пружину, которые установлены на площадке в тормозном барабане.

На колодках приклеены фрикционные накладки (могу быть и наклепаны).

Колодки нижней частью закреплены шарнирно на опорах, а верхней – стяжной пружиной упираются в поршни колесных цилиндров.

В не заторможенном режиме между колодкой и барабаном есть зазор, который обеспечивает свободное вращение колес.

При поступлении жидкости в цилиндр, поршни расходятся и раздвигают колодки, которые соприкасаются с барабаном, и тормозят колеса.Известно, что в такой конструкции передние и задние колодки изнашиваются неравномерно.

Дисковые.

Дисковый вариант включает:

● суппорт, закрепленный на подвеске, в его теле расположены внутренний и наружный тормозные цилиндры (есть вариант с одним цилиндром) и пара колодок;● диск, закрепленный на ступице.

В случае торможения поршни прижимают колодки к вращающемуся диску, и останавливают его.

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.

Химический состав тормозной жидкости, как подобрать тормозную жидкость по химическому составу?

Гликоли. Большинство тормозных жидкостей основано на различных соединениях гликолей (двухатомных спиртов). Хотя эти соединения используются для получения тормозных жидкостей, удовлетворяющих требования стандарта DOT 3. их превышенные гигроскопические свойств являются причиной относительно встрой абсорбции влаги, сопровождающейся снижением температуры кипения тормозной жидкости. При условии, если свободные гидроксилы частично связаны сложными эфирами с борной кислотой. >разуется высококачественная тормозная жидкость DOT 4 (или «DOT 4+», Super DOT 4»), которая, при взаимодействии с влагой, полностью ее нейтрализует. Поскольку снижение темпе­ратуры кипения тормозной жидкости DOT 4 за время ее эксплуатации происходит значительно медленнее по сравнению с жидкостью DOT 3, срок службы увеличивается.

Жидкости на основе минеральных масел (ISO 7308). Преимуществом тормозных жидкостей созданных на основе минеральных масел. является отсутствие у них гигроскопичности, поэтому температура кипения (при отсутствии абсорбции влаги не снижается. Минеральные и синтетические масла для тормозных жидкостей отбираются с особой тщательностью. Для обеспечения как можно меньшей зависимости вязкости от температуры в тормозную жидкость добавляются спе­циальные присадки.

Нефтяная промышленность, помимо топлив, также поставляет для тормоз­ных жидкостей различные присадки, улучшающие их свойства. Следует от­метить, что не рекомендуется в тормоз­ные системы, в которых в качестве тормозной жидкости применяются гликоли добавлять тормозные жидкости, соз­данные на основе минеральных масел (или наоборот), чтобы не допустить на­бухания эластомеров.

Силиконовые жидкости (SAE J 1705). Поскольку силиконовые жидкости, так­же как и минеральные масла, не абсор­бируют влагу, они в ряде случаев ус­пешно применяются в качестве тормоз­ной жидкости. Недостатками сили­коновых жидкостей являются сущест­венно более высокая сжимаемость и худшие смазывающие свойства, что ог­раничивает их применение в качестве рабочей жидкости во многих гидравли­ческих системах,

Применение дисковых гидравлических тормозов

Специалисты вело-области считают, что дисковые тормозные системы с гидравлическим приводом являются одними из самых надежных для оснащения велосипедного транспорта. И поэтому именно их чаще других рекомендуют к установке на самые разные вело-модели. Например, для «покататься с ветерком», в походы или даже для участия в велогонках.

Правда, в экстремальных условиях могут возникнуть проблемы, поэтому лучше иметь при себе, так называемый, ремонтный набор «для прокачки». Но особо надеяться на него тоже не нужно — в случае серьезной механической поломки, ликвидировать ее в полевых условиях самостоятельно не получится. Впрочем, велосипедистов можно успокоить — глобальные поломки гидравлических дисковых тормозов бывают очень редко. Гораздо чаще ломаются рамы, колеса или, например, багажники.

Но владельцам велосипедов с подобными тормозными системами надо иметь ввиду, что у такой дисковой гидравлики совсем крохотный зазор между роторной конструкцией и непосредственно колодками — какие-то буквально доли миллиметра. Особенность в том, что этот зазор никак не регулируется и поддерживается абсолютно в автоматическом режиме. И значит, при наличии больших загрязнений, колодки сами себя просто «съедают».

Но в отличие от механических дисковых тормозов, чьи стершиеся колодки делают их абсолютно нерабочими до момента подстройки, гидравлический тормоз будет функционировать. Но будет расти и износ колодок.

Устройство тормозной системы автомобиля

Современные автомобили оборудуются тремя или четырьмя системами торможения. К ним относятся:

  • основная или рабочая система;
  • стояночный тормоз;
  • вспомогательная система;
  • дублирующий запасной тормоз.

Рабочая система — по эффективности и применению является главной. Прямое предназначение основной тормозной системы автомобиля заключается в снижении скорости машины или её остановке. Принцип работы системы основан на сжатии вращающегося диска или распорке колёсного барабана специальными металлокерамическими колодками, которые сжимаются или разжимаются педалью тормоза через усиливающую гидравлическую систему передачи давления.

Стояночный тормоз — применяется для фиксации положения автомобиля после остановки на стоянку. При отпускании педали рабочего тормоза основная тормозная система отключается, и автомобиль может свободно скатиться под уклон. Второе его назначение – начало движения на крутом подъёме. Такое часто случается, когда на подъёме глохнет машина. При этом она удерживается на склоне ручным стояночным тормозом. Для начала движения с места необходимо одновременным движением рук и ног включать сцепление, нажимать на газ и убирать стояночный тормоз. При таком синхронном движении удаётся избежать скатывания автомобиля назад под действием силы тяжести.

Дублирующая тормозная система — используется для страхования при отказе рабочей системы. Она может быть независимой от рабочей системы и охватывать все контуры основной системы торможения или дублировать только определённую её часть, например, задние тормозные цилиндры. В некоторых случаях роль запасной системы торможения может выполнять стояночный тормоз.

Вспомогательная система торможения — применяется на дальнобойных крупногабаритных машинах типа КрАЗ, МАЗ, КамАЗ и т.п. Она обеспечивает снятие чрезмерной нагрузки с основной системы торможения во время длительного затормаживания крупнотоннажной автомашины на горных и холмистых участках дороги.

Гидравлический привод тормозов

Гидравлические приводы тормозных механизмов появились несколько позже, чем механические приводы, примерно в 1910 – 1915 г.г.

В массовом автомобилестроении гидравлический привод тормозов применяется с 1924 года благодаря разработкам инженеров американской автомобилестроительной компании «Крайслер» (Chrysler Group LLC).
В своей работе такие приводы используют гидростатические законы, передавая энергию жидкости под давлением.
Принцип действия гидростатического привода основан на свойстве жидкости сохранять свой объем при внешнем давлении (ничтожно малая сжимаемость), а также способности передавать создаваемое в любой точке давление одинаково всем точкам замкнутого объема жидкости (закон Паскаля).

Гидравлический привод широко применяется в качестве привода рабочей тормозной системы легковых автомобилей, грузовых автомобилей малой и средней грузоподъемности, а также автобусов малой вместимости.

***

Достоинства и недостатки гидропривода тормозов

Гидравлический привод тормозных механизмов имеет ряд существенных преимуществ перед другими типами привода:

  • одновременность торможения всех колес (в принципе) и требуемое распределение тормозных сил между отдельными колесами (дифференцирование тормозных усилий);
  • высокий КПД – 0,9 и выше при нормальной температуре охлаждающей жидкости (для сравнения – КПД механического привода редко превышает 0,6);
  • малое время срабатывания (0,05…0,2 сек). Благодаря этому свойству, обусловленному ничтожно малой сжимаемостью жидкости, гидравлический привод имеет неоспоримое преимущество перед пневматическим приводом, имеющим время срабатывания примерно в десять раз больше;
  • относительно малые габариты и масса применяемых в гидроприводе приборов и устройств;
  • простота конструкции и удобство компоновки (трубки гидропривода можно проложить как угодно и где угодно в кузове или других элементах конструкции автомобиля – на работоспособность привода это не повлияет).

Не лишены гидравлические приводы тормозов и некоторых существенных недостатков:

  • невозможность получения большого передаточного числа привода. Как известно, передаточное число гидростатических систем можно установить соотношением площадей поперечного сечения поршней передающего и принимающего усилие гидроцилиндров (или заменяющих их элементов). Очевидно, что существенное увеличение передаточного числа привода для повышения тормозного усилия приводит к значительному увеличению хода управляющего органа (тормозной педали или рычага);
  • выход из строя при местном повреждении какого-либо из элементов конструкции (трубки, штуцера и т. п.), т. е. относительно низкая надежность привода. Для устранения этого недостатка применяют многоконтурные приводы;
  • невозможность продолжительного и опасность чрезмерно интенсивного торможения. Продолжительное торможение может вызвать перегрев, и даже закипание тормозной жидкости из-за нагрева элементов конструкции тормозных механизмов (колодок, барабанов и т. п.). Интенсивное торможение с чрезмерным усилием может привести к повреждению уплотнительных элементов, что, в свою очередь, приведет к разгерметизации привода и потере его работоспособности;
  • высокая чувствительность к попаданию воздуха в привод, резко снижающая его работоспособность (и даже приводящая к полному отказу) при завоздушивании системы;
  • зависимость КПД привода от температуры тормозной жидкости (при низких температурах эффективность работы гидравлического привода резко снижается из-за повышения вязкости жидкости);
  • использование в качестве рабочего тела специальных жидкостей, способных нанести вред окружающей среде, животным и человеку при попадании на почву и во внешнюю среду.

***

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.

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.

Необходимо отметить, что в приведенной конструкции износ передних и задних колодок происходит неравномерно. Дело в том, что фрикционные накладки передней по ходу движения колодки в момент торможения при движении вперёд прижимаются к барабану всегда с большей силой, чем задние. Как выход, рекомендуется менять колодки местами через определенный срок.

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.

Виды вело-тормозов

 Есть несколько основных типов велосипедных тормозных систем:

  • дисковая (механические тормоза или гидравлические);
  • ободная (V-брейки и U-брейки, клещевые, а кроме того, кантилеверные тормоза);
  • педальная или по-другому барабанная (втулочная);
  • стремянная;
  • роллерная (тоже втулочная).

Задними втулочными тормозами (барабанными, роллерными) оснащаются следующие вело-модели:

  • городские односкоростные;
  • детские;
  • складные.

А на горных, шоссейных, гибридных и туристических, а также на передних колесах городских и складных великов ставят тормоза ободные.

Что касается дисковых тормозов различных конфигураций, то они буквально необходимы там, где требуется превосходная велосипедная проходимость.

Основные неисправности тормозной системы

В таблице ниже приведены наиболее распространенные неисправности тормозной системы автомобиля и способы их устранения.

СимптомыВероятная причинаВарианты устранения
Слышен свист или шум при торможенииИзнос тормозных колодок, их низкое качество или брак; деформация тормозного диска или попадание на него постороннего предметаЗамена или очистка колодок и дисков
Увеличенный ход педалиУтечка рабочей жидкости из колесных цилиндров; попадание воздуха в тормозную систему; износ или повреждение резиновых шлангов и прокладок в ГТЦЗамена неисправных деталей; прокачка тормозной системы
Увеличенное усилие на педаль при торможенииОтказ вакуумного усилителя; повреждение шланговЗамена усилителя или шланга
Заторможенность всех колесЗаклинивание поршня в ГТЦ; отсутствие свободного хода педалиЗамена ГТЦ; выставление правильного свободного хода

Эксплуатация ручного тормоза

В заключении дадим пару советов по эксплуатации ручника.

Необходимо всегда проверять положение ручника перед началом движения. Ехать на ручнике не рекомендуется, это может привести к повышенному износу и перегреву тормозных колодок и дисков.

А можно ли ставить машину на ручник зимой? Этого делать также не рекомендуется. В зимний период грязь со снегом налипает на колеса и при сильном морозе даже кратковременная остановка может привести к замерзанию тормозных дисков с колодками. Движение автомобиля станет невозможным, а применение силы может привести к серьезным поломкам.

В автомобилях с автоматической коробкой передач, несмотря на режим «паркинг», рекомендуется использовать также и ручник. Во-первых, это позволит продлить срок службы механизма «паркинга». А во-вторых, избавит водителя от внезапного отката машины в ограниченном пространстве, что, в свою очередь, может привести к нежелательным последствиям в виде наезда на соседнюю машину.

Принцип работы и конструкция тормозов

//www.youtube.com/watch?v=Av-jj8NNrv8

Проследим принцип работы на гидравлических тормозах:

  1. Водитель жмет на педаль, чем приводит в движение поршень в главном тормозном цилиндре. Автоматически подключается усилитель тормоза, снижая нагрузку на педаль тормоза;
  2. Жидкость через трубопроводы передает давление в тормозные механизмы, которые создают сопротивление вращению колес — происходит торможение;
  3. При снятии ноги с педали, возвратная пружина тянет поршень назад, вследствие чего снижается давление, освободившаяся жидкость направляется обратно к главному цилиндру – колеса растормаживаются.

Гидравлическая тормозная система

  • тормозные шланги высокого давления;
  • педаль тормоза;
  • рабочие тормозные цилиндры передних и задних колес;
  • вакуумный усилитель тормозов;
  • трубопроводы;
  • главный тормозной цилиндр с бачком.

  1. контур, правый задний — левый передний тормозные механизмы;
  2. сигнальный датчик
  3. контур левый задний — правый передний  тормозные механизмы;
  4. бачок тормозной жидкости главного тормозного цилиндра;
  5. главный тормозной цилиндр
  6. усилитель тормозов вакуумный
  7. педаль тормоза
  8. регулятор давления между контиурами
  9. трос тормоза, стояночного
  10. тормозной механизм — заднее колесо
  11. регулировочный наконечник стояночного тормоза
  12. рычаг привода тормоза стояночного
  13. тормозной механизм колеса переднего

Механическая система тормоза

Механический – в стояночной тормозной системе. Хотя в последних моделях используют и электропривод, тогда его называют электромеханическим ручником.

Для слаженной и безопасной работы тормозов, современные авто оснащены всевозможными электронными блоками, улучшающими их работу: АБС, усилитель экстренного торможения, блок распределения тормозных усилий.

Пневматическая система тормозов

Пневматический привод применяется в основном на большегрузных автомобилях.

Отличие этой системы от гидравлической в том, что вместо тормозной жидкости в системе работает воздух. Давлением воздуха разжимаются тормозные колодки, а давление воздуха в системе обеспечивает специальный компрессор, работающи от двигателя через ременную передачу.

Комбинированный привод

Комбинированный привод – это комбинация из нескольких типов тормозных систем. К примеру, совмещение гидравлического привода с воздушным, электрического и пневматического, есть и такие.

Основное назначение системы


Вспомогательная тормозная система

Постепенно разгоняясь при движении на спусках, автомобиль может набрать достаточно высокую скорость, что может быть небезопасно для дальнейшего движения. Водитель вынужден постоянно контролировать скорость за счет использования . Такие циклы многократного притормаживания приводят к быстрому износу тормозных накладок и шин, а также увеличению температурного режима работы тормозного механизма.

В результате коэффициент трения накладок о тормозной барабан или диск снижается, что приводит к снижению эффективности всего тормозного механизма. А следовательно увеличивается тормозной путь автомобиля.

Для обеспечения длительного движения на спуске с небольшой фиксированной скоростью и без перегрева тормозных механизмов используется вспомогательная тормозная система. Она не может снизить скорость машины до нулевого значения. Это делает рабочая тормозная система, которая в «холодном» состоянии готова с наибольшей эффективностью выполнить свою задачу в нужный момент.

Виды дисковых тормозных механизмов

Дисковые тормоза делятся на две большие группы по типу применяемого суппорта (скобы):

  • механизмы с фиксированной скобой;
  • механизмы с плавающей скобой.


Механизм с фиксированной скобой

В первом варианте скоба имеет возможность перемещаться по направляющим и имеет один поршень. Во втором случае скоба фиксирована и содержит два поршня, установленные по разные стороны от тормозного диска. Тормозные механизмы с фиксированной скобой способны создавать большее усилие прижатия колодки к диску и, соответственно, большую тормозную силу. Однако и стоимость их выше, чем у тормозов с плавающей скобой. Поэтому данные тормозные механизмы применяются, в основном, на мощных автомобилях, (с использованием нескольких пар поршней).

Сравнительные характеристики.

Барабанный вариант дешевле и проще в производстве. Он отличается эффектом механического самоусиления, который выражается в том, что при длительном давлении на педаль значительно увеличивается сила торможения. Это объясняется тем, что колодки внизу связаны одна с другой, и трение о барабан передней усиливает давление задней.

Но дисковый вариант меньше и легче, а его температурная стойкость лучше, из-за быстрого охлаждения

Также менять изношенные дисковые колодки проще, чем барабанные, что немаловажно, если вы производите ремонт сами

Надеемся, что вам было интересно, но это не последняя беседа о тормозах. Подписывайтесь на рассылку новостей и делитесь знаниями.

До скорой встречи!

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий