Вспомогательная тормозная система: назначение и виды

Принцип работы и конструкция тормозов

Проследим принцип работы на гидравлических тормозах:

Водитель жмет на педаль, чем приводит в движение поршень в главном тормозном цилиндре. Автоматически подключается усилитель тормоза, снижая нагрузку на педаль тормоза;
Жидкость через трубопроводы передает давление в тормозные механизмы, которые создают сопротивление вращению колес — происходит торможение;
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.

контур, правый задний — левый передний тормозные механизмы;
сигнальный датчик;
контур левый задний — правый передний тормозные механизмы;
бачок тормозной жидкости главного тормозного цилиндра;
главный тормозной цилиндр;
усилитель тормозов вакуумный;
педаль тормоза;
регулятор давления между контурами;
трос тормоза, стояночного;
тормозной механизм — заднее колесо;
регулировочный наконечник стояночного тормоза;
рычаг привода тормоза стояночного;
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, работающий 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.

Тормозные диски на Лада Калина 2: выбор и замена

Прежде чем приступать к данному ремонту, сначала нужно измерить толщину тормозного диска. Если она составляет меньше чем 17,8 мм, то в этом случае необходимо будет произвести замену. Для выполнения данной работы нам потребуются некоторый набор принадлежностей, о котором подробно напишу ниже.

Необходимый инструмент для выполнения работы по снятию и установке тормозного диска

Балонный ключ, или головка с воротком на 17 для снятия переднего колеса
Домкрат
Ключ на 7
Головка на 13, и с профилем TORX E12
Рожковый на 17
Плоская отвертка
Молоток с деревянным бруском или специальный съемник

Порядок действий при замене тормозных дисков на Ладе Калине

Для начала необходимо поднять переднюю часть машины домкратом и снять колесо:

Затем отгибаем металлические пластины, которые фиксируют (стопорят) болты суппорта сверху и снизу:

После чего откручиваем эти два болта, ключом на 17 придерживая внутреннюю гайку:

После чего поднимаем и отводим суппорт в сборе с тормозным цилиндром в сторону, предварительно вынув из посадочного места резиновое кольцо фиксации шланга :

И чтобы он не мешался при дальнейшей работе, можно его отодвинуть в сторону, желательно подальше. Лучше всего положите его на защиту двигателя, только аккуратно, чтобы не перегибать тормозной шланг и не натягивать его:

Теперь можно приступать к снятию направляющей скобы колодок, которая крепится с помощью двух болтов профиля TORX E12:

И снять скобу, просто вынув ее в сторону переднего бампера:

Осталось совсем малая часть ремонта. Необходимо выкрутить направляющие шпильки тормозного диска:

После этого, нам понадобится специальный съемник для замены тормозных дисков, которого пока у меня к сожалению нет, но на фото ниже привел пример, как он приблизительно выглядит.

Здесь показан механизм не Лады Калины, но думаю, что смысл его работы понятен:

Если данного приспособления в наличии нет, то можно воспользоваться старым проверенным способом, взять молоток и деревянный брусок и постучать через него с обратной стороны по диску, предварительно побрызгать в месте соединения со ступицей специальной смазкой WD-40. Подождать несколько минут, пока все откиснет и со средним усилием постукивать с обратной стороны, пока тормозной диск не собьется со ступицы.

После проделанной работы по снятию, установку производим в обратной последовательности

Обратите внимание, что замену стоит производить парой: левого и правого колеса, после чего сразу же поставить новые колодки

Замена тормозных дисков Калины

Тормозные диски автомобиля меняются по мере износа. Если толщина одного из дисков Калины меньше минимальной допустимой величины (17,8мм), тогда нужно заменить тормозные диски на новые.

Чтобы самостоятельно снять тормозной диск необходимо сначала демонтировать суппорт: Потребуется: снять переднее колесо и приготовить накидной ключ «на 17».

Порядок действий:

Отвернуть два болта крепления направляющей колодок к поворотному кулаку, с помощью ключа «на 17».
Снять с тормозного диска направляющую колодок в сборе со скобой и колодками.
Чтобы тормозной шланг не натягивался, следует подвязать суппорт к пружине подвески.

Совет:

Если будете свинчивать рабочий цилиндр с наконечника тормозного шланга, тогда сразу же заглушите отверстие наконечника шланга любым доступным способом, чтобы предотвратить вытекание тормозной жидкости.

Установка суппорта Калины осуществляется в обратной последовательности, убедившись в том, что тормозной шланг не перекручивался. После установки обязательно проверьте уровень тормозной жидкости в бачке главного тормозного цилиндра, а также удалите воздух из тормозной системы. Потребуется: снять суппорт и приготовить накидной ключ «на 7».

Порядок действий:

Вывернуть два направляющих штифта, используя ключ «на 7».
Снять тормозной диск Калины своими руками. Если этого сделать не получается, тогда сбиваем его молотком.
Чтобы снять щит тормозного диска дополнительно потребуется ключ «на 10», которым следует открутить три болта крепления его к поворотному кулаку.
Снять защитный щиток тормозного диска.

Немного теории о тормозной системе

Как вы понимаете, она необходима для того, чтобы изменить скорость машины. Сигналом к этому может служить либо действие водителя, либо электронная система управления. Также оно необходимо, чтобы удерживать машину неподвижно во время стоянки.

Выделяют три типа тормозных систем. Первая — это, конечно же, рабочая. Она необходима для нормальной эксплуатации машины. С ее помощью осуществляется торможение с больших или малых скоростей. О том, какие особенности имеет тормозная система «Нива-2121», схема которой является классической, будет рассмотрено ниже.

Второй тип — это стояночная. Она больше известна как ручной тормоз, если нужно машину поставить на длительный срок. В частности, если имеется уклон дорожной поверхности, эта система просто необходима. Ручником можно пользоваться во время экстренной остановки. А есть еще системы запасного типа. Они сравнительно недавно начали использоваться на автомобилях. Чаще всего их можно встретить на тех машинах, на которых имеется электрический ручной тормоз. Главное ее назначение — дать возможность водителю остановить автомобиль, если откажет рабочая система. Монтируется она на машины с электрическим ручным тормозом по одной причине: стояночный тормоз не может быть выжат, если скорость автомобиля больше нуля.

Рабочая (основная) тормозная система

Главное предназначение рабочей тормозной системы заключается в регулировании скорости движения автомобиля вплоть до его полной остановки.

Основная тормозная система состоит из тормозного привода и тормозных механизмов. На легковых автомобилях применяется преимущественно гидравлический привод.

Схема тормозной системы автомобиля

Гидропривод состоит из:

главного тормозного цилиндра (ГТЦ);
вакуумного усилителя;
регулятора давления в задних тормозных механизмах (при отсутствии АВS);
блока ABS (при наличии);
рабочих тормозных цилиндров;
рабочих контуров.

Главный тормозной цилиндр преобразует усилие, сообщаемое водителем педали тормоза, в давление рабочей жидкости в системе и распределяет его по рабочим контурам.

Для увеличения силы, создающей давление в тормозной системе, гидропривод оснащается вакуумным усилителем.

Регулятор давления предназначен для уменьшения давления в приводе тормозных механизмов задних колес, что способствует более эффективному торможению.

Виды контуров тормозной системы

Контуры тормозной системы, представляющие собой систему замкнутых трубопроводов, соединяют между собой главный тормозной цилиндр и тормозные механизмы колес.

Контуры могут дублировать друг друга или осуществлять только свои функции. Наиболее востребована двухконтурная схема тормозного привода, при которой пара контуров работает диагонально.

Основные составляющие пневматической тормозной системы

Обсуждаемая тормозная система делится на несколько основных составляющих, благодаря которым весь узел может функционировать должным образом. Естественно, приведенный ниже список механизмов является неполным, но в нем, как уже говорилось, будет самое главное:

Привод управления — данная тормозная система подразумевает под приводом управления наличие элементов пневмопривода. При помощи этих частей, осуществляется автоматическое или намеренное регулирование некоторых частей энергетического привода, о котором поговорим в следующем пункте.

Энергетический привод — этот механизм пневматической тормозной системы представляет из себя набор элементов (деталей) благодаря которым происходит обогащение воздухом, находящимся под давлением, привода управления. Таким образом, механизмы представленные в первых двух пунктах (этом и предыдущем), так сказать дополняют один другого.

Тормоз — самое «центровое» устройство! Именно здесь, в этом механизме сосредоточены все силы, сопротивляющиеся дальнейшему движению машины в какую-либо сторону. Тормоз бывает нескольких разных типов:

Фрикционный — останавливающая величина появляется во время соприкосновения двух частей транспортного средства, которые движутся, друг другу навстречу.
Электрический — те же самые силы трения возникают под воздействием электромагнитного поля, но при этом объекты не соприкасаются.
Гидравлический — тут опять-таки присутствуют два объекта, идущие навстречу один другому, но взаимодействие происходит при возрастании давления в жидкости между ними.
Моторный — тормозящая величина возрастает в результате того, что двигатель искусственным образом повышает тормозящее действия, при этом кинетика передается прямиком на колеса машины.

Компрессор — с подобным устройством многие встречались в бытовых ситуациях, не относящихся к машинам. По сути, это воздушный насос, отвечающий за то, чтобы тормозная система получала необходимые количества воздуха, а также регулирующий давление внутри системы. В составе этого механизма присутствует регулятор давления, на который и возлагается миссия слежения и управления подачей сжатого кислорода компрессором, для того чтобы значения колебались в строго заданных разработчиками пределах. Если показания датчика нарушаются, система может не выдержать и дать сбой, вследствие чего, есть шанс появления неисправности в тормозной системе грузовика.
В компрессоре также присутствует подсушиватель воздуха, основной задачей которого является подготавливать воздух непосредственно для пневмосистемы, убирая из него излишние молекулы влаги, испарения от воды, а также других вредоносных примесей, таких как масляные отложения и прочее.

УСТРОЙСТВО ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА

Тормозной привод предназначен для передачи усилия от тормозной педали, на которую нажимает водитель при торможении, на колесные тормозные механизмы. Автомобили оснащаются гидравлическими тормозными приводами; рабочим элементом в них является тормозная жидкость.

Гидравлический привод содержит следующие элементы: педаль тормоза, рабочие тормозные цилиндры, главный тормозной цилиндр (рис. 3.10), тормозные трубки (шланги), вакуумный усилитель тормозов (правда, в старых машинах этот элемент отсутствует).

Для того чтобы замедлить движение или остановить автомобиль, водитель нажимает ногой на педаль тормоза. Через специальный шток это усилие поступает на поршень главного тормозного цилиндра, который, в свою очередь, давит на залитую в системе тормозную жидкость. Тормозная жидкость передает это усилие через топливные трубки и шланги на рабочие (колесные) тормозные цилиндры. Вследствие этого у тормозных цилиндров выдвигаются поршни, которые давят на тормозные колодки, прижимая их либо к тормозным дискам, либо к тормозным барабанам, в зависимости от используемой конструкции тормозов. Диск или барабан имеется у каждого колеса и непосредственно связан с ним, поэтому, когда колодки давят на вращающийся вместе с колесом диск (барабан), вращение колеса замедляется и, если водитель продолжает давить на педаль тормоза — полностью прекращается.

Недостатком гидравлического привода является то, что при разгерметизации тормозная жидкость полностью или частично вытекает из системы, что может привести к отказу тормозов. Для предотвращения такой ситуации в современных машинах применяются двухконтурные гидравлические тормозные приводы. Сущность их конструкции состоит в том, что они состоят из двух независимых контуров — отдельно для каждой пары колес. Отметим, что эти контуры не обязательно связывают колеса одной оси: например, левое переднее колесо может быть связано с правым задним, а правое переднее — с левым задним. Если по каким-то причинам отказывает один контур (например, вытекла тормозная жидкость, заклинило тормозной цилиндр и т. п.), то срабатывает второй. Разумеется, эффективность такого торможения заметно падает, но все же оно позволяет остановить автомобиль и избежать серьезных неприятностей.

Вакуумный усилитель тормозов (рис. 3.11) — прибор, который позволяет повысить эффективность работы тормозной системы, а также уменьшить усилие, с которым водитель должен давить на педаль для получения требуемого результата.

Этот усилитель связан непосредственно с главным тормозным цилиндром. Ключевой элемент вакуумного усилителя — камера, разделенная резиновой диафрагмой на две части. Одна часть камеры связана с впускным трубопроводом двигателя, в котором создается разряжение, вторая с атмосферой. В разряженном пространстве давление где-то на 20 % меньше атмосферного, и благодаря этому перепаду давлений, а также большой площади резиновой диафрагмы, создается эффект, позволяющий существенно снизить усилие при нажатии на педаль тормоза.

Особенности эксплуатации и ремонта дисковых тормозов автомобиля

Дисковая тормозная система включает в себя тормозной диск и суппорт с одним или несколькими рабочими цилиндрами. Тормозные суппорты в общем случае могут быть плавающими и фиксированными. Крепление плавающего суппорта осуществляется напрямую к поворотному кулаку либо к специальному кронштейну при помощи направляющих пальцев. С одной стороны этого суппорта расположены рабочие поршни либо только один поршень.

При нажатии на педаль тормоза усилие передается тормозной жидкости, а затем поршню, прижимающему в итоге внутреннюю колодку к диску. Упираясь в тормозной диск, поршень дает возможность суппорту перемещаться вместе с наружной колодкой.

Фиксированный суппорт имеет другую конструкцию. Им в обязательном порядке снабжаются все транспортные средства — от легкового автомобиля до самолета. Данный суппорт, имеющий поршни с обеих сторон, жестко крепится к поворотному кулаку. Развиваемое в дисковом тормозе усилие способно полностью затормозить машину массой 2 т со скорости 100 км/ч на расстоянии 35 м. Таким образом, в сравнении с плавающими, фиксированные механизмы создают гораздо большее усилие, но и стоимость их значительно выше. К тому же фиксированный суппорт обладает довольно приличный массой. Но если первостепенное значение имеет быстрое и эффективное торможение, выбор делается именно в пользу фиксированного механизма.

Ремонт суппорта любого типа связан с одинаковыми проблемами. И в том, и в другом случае суппорт постоянно контактирует с водой и грязью, из-за чего возможно разрушение имеющихся в поршнях уплотнительных манжет. Это может привести к заклиниванию поршня в суппорте дискового тормоза. Для замены предлагаются готовые комплекты для ремонта со специальной смазкой, устойчивой к высоким температурам.

Тормозные колодки считаются расходным материалом. Они состоят из металлической пластины и наклеенной на нее фрикционной накладки. Хотя существующие в продаже колодки могут различаться размерами и формой, их функция всегда одинакова. Фрикционные накладки изготавливаются, как правило, из керамики и углеволокна.

Современные автомобили снабжаются датчиком износа, который крепится на одной из внутренних тормозных колодок. Датчик представляет собой обыкновенную пружину. По мере истирания колодки эта пружина в конце концов начинает соприкасаться с тормозным диском, издавая неприятный скрип и предупреждая о необходимости ремонта дискового тормоза.

Сами тормозные диски в наиболее дешевом исполнении изготавливаются из чугуна. Для бюджетного автомобиля типа Hyundai Accent в стандартных условиях эксплуатации это вполне приемлемый вариант. Чугунные диски имеют характерные недостатки — они изнашиваются и коробятся. Износ, иногда неравномерный, возникает вследствие трения.

На поверхности диска со временем образуются тонкие борозды, создаваемые абразивным трением мелких частиц пыли. Нужно в данном случае смотреть на глубину этих борозд. Если глубина превышает нормативное значение, диск потребуется протачивать, а в случае невозможности ремонта — производить замену диска.

Коробление возникает в результате перепада температур: нагрев и расширение материала диска при торможении и остывание при отпущенной педали тормоза. Плавный и незначительный процесс нагрева-остывания не оказывает сильного негативного воздействия. Длительное же и при этом резкое торможение и последующее охлаждение диска, например, брызгами воды из лужи, приводит к необратимой деформации (короблению). В дальнейшем торможение с таким диском будет вызывать вибрации. Если коробление не критическое, деформированный тормозной диск можно выровнять.

Схема дисковых тормозов

Дисковый тормозной механизм состоит из тормозного диска, который закреплен на колесе и вращается вместе с ним, двух неподвижных колодок, которые установлены внутри суппорта по обе стороны от тормозного диска.

Суппорт крепится на кронштейне. На суппорте, в его пазах также крепятся рабочие цилиндры, которые во время торможения прижимают тормозные колодки к диску.

Тормозные колодки после отпускания педали тормоза возвращаются в исходное положение пружинными элементами.

Тормозной диск в процессе торможения, под воздействием сил трения сильно нагревается. Охлаждение тормозных дисков происходит за счет конвективного омовения потоком воздуха. Для улучшения отвода накапливаемого диском тепла в нем делаются специальные отверстия и в этом случае диск является вентилируемым. Для еще большего повышения эффективности процесса торможения и нивелирования последствий перегрева диска на спортивных и скоростных автомобилях устанавливают тормозные диски, изготовленные с применением специальных керамических материалов.

Тормозной привод служит для обеспечения управления всеми составляющими тормозного механизма. В современных тормозных системах применяются такие типы тормозных приводов: механический, пневматический, гидравлический, электрический и комбинированный.

Механический привод применяется в стояночной тормозной системе (ручник). Механический привод — это система тяг, тросов и рычагов, которые служат для соединения рычага стояночного тормоза с тормозным механизмом задних колес автомобиля.

Существует также система механического привода стояночного тормоза, приводимая в действие с помощью ножной педали.

Гидравлический привод является наиболее распространенным типом привода в рабочей системе тормозов. Конструкция гидравлического привода включает: педаль тормоза, главный тормозной цилиндр, вакуумный усилитель тормозов, рабочие цилиндры, шланги и трубопроводы.

Принцип работы гидравлического привода тормозов описан чуть выше.

Для обеспечения надежности тормозной системы работа гидравлического привода организуется по двум (как правило) независимым контурам. При поломке одного контура, его функции берет на себя другой контур. Рабочие контуры могут дублировать функции друг-друга либо выполнять часть какую-то часть функций второго контура. Возможно также и выполнение каждым контуром строго своих функций. Наиболее распространенной является диагональная схема работы контуров.

Пневматический привод используется преимущественно в тормозной системе грузовых автомобилей.

Комбинированный тормозной привод, как следует из названия, представляет собой сочетание (комбинацию) двух видов привода (электропневматический, например).

Далее скажем пару слов о дополнительных системах, которые делают автомобиль более безопасным…

Анти-блокировочная система ABS, предназначается для предотвращения блокирования колес автомобиля во время очень сильного нажатия на педаль тормоза, что позволяет избежать движения юзом, и сохранить контроль над автомобилем. В состав системы ABS (Antilock Brake System) входят три элемента – это датчик измерения скорости, который устанавливается на каждом колесе, модулятор давления тормозной жидкости и блок управления системой ABS.

Система TCS создана на основе системы ABS и предназначена для предотвращения пробуксовывания колес во время слишком резкого старта или на скользкой дороге. Система (Traction Control System) существует и под названиями: ASR, ASC, ETS. Она отличается от системы ABS только наличием модифицированного блока управления.

ESP. Еще одной полезной системой, которая может устанавливаться на автомобиле, является система электронной стабилизации колес ESP. Эта система работает в повороте, причем его угол и скорость не имеют значения, при возникновении заноса задней оси автомобиля, ESP (Electronic Stability Program) обеспечивает подтормаживание переднего наружного колеса. В такой ситуации образуется стабилизирующий момент, возникающий между колесами автомобиля, который возвращает движущийся автомобиль на безопасную траекторию.

Главный тормозной цилиндр

Необходимо рассказать немного о конструкции главного тормозного цилиндра. Это основной элемент системы, причем не имеет значения, есть ли ABS либо нет. Он необходим для одной цели — преобразовать усилие, которое прилагается к педали, в давление жидкости. Также с его помощью происходит распределение последней к суппортам.

Например, тормозная система ВАЗ-2109, схема которой представлена в статье, оснащена главным цилиндром, устанавливаемым в подкапотном пространстве (он крепится двумя шпильками к вакуумному усилителю). Сверху на него фиксируется расширительный бачок. В последний выбрасываются излишки жидкости, когда педаль полностью отпущена. Из него забирается жидкость во время выжимания педали. Главный тормозной цилиндр внутри полый. В нём перемещаются поршни, которые и создают давление в системе. Время от времени необходимо проводить ремонт. В его процессе полностью заменяются все резиновые элементы.

Плюсы и минусы дисковых тормозов в сравнении с барабанными

Перед сравнением следует узнать конструкцию барабанных тормозов. Устройство механизма несложное. В отличие от дискового, на ступицу колеса устанавливают неподвижную часть устройства – барабан. Внутри него размещены две полукруглые колодки с накладками из фрикционного материала и тормозной цилиндр.

Поршни цилиндра воздействуют на колодки, раздвигают их и прижимают к стенкам барабана, который замедляет ход колес. Растормаживание происходит за счет работы возвратных пружин.

Конструкция барабанного тормоза достаточно проста, но дисковой тормоз в сравнении с ним обладает рядом преимуществ:

Легкость и компактность. Барабанные тормоза обладают большими габаритами и весом.
Выдерживают более высокие нагрузки, связанные с перегревом, не теряют своих качеств. Отвод тепла организован лучше.
Простота диагностики неполадок, обслуживания и ремонта.
Повышенная износостойкость. В барабанных тормозах наблюдается нестабильность коэффициента трения и неравномерность износа колодок.

Присутствуют и существенные недостатки:

Защита от грязи хуже. Поскольку барабанные тормоза расположены внутри закрытого барабана, а дисковой имеет непосредственное соприкосновение с окружающей средой, то последний подвержен воздействию влаги и грязи в большей степени.
Колодки имеют меньший ресурс работы. Конструктивно колодки барабанного тормоза больше, а значит и больше рабочая площадь детали.
Колодки дискового механизма подвержены коррозии.
Сложное устройство стояночного тормоза. Особенностью барабанных тормозов и главной причиной их применения является простота конструкции стояночных механизмов. Поэтому в настоящее время на многие легковые авто устанавливают дисковые тормоз на переднюю колесную пару, барабанные – на заднюю.