Как устроены и действуют автомобильные тормоза

Виды тормозных приводов

Выше говорилось, что автомобильные тормозные приводы подразделяются:

• механическими;
• гидравлическими;
• пневматическими;
• гибридными.

Поговорим о каждой из разновидностей более детально.

Механический

Не предусматривает дополнительного усиления нажатия педали. Последняя связана с тросом, который идет к колодкам передних колес и уравнителю, с которого тянется к задним. При нажатии трос приводится в движение и задействует колодки, которые прижимаются к дискам.

В настоящее время подобная схема используется для организации стояночных систем.

Главные достоинства такого привода – простота и очень высокая надежность. А главный недостаток – необходимость прикладывать значительное усилие для остановки транспортного средства.

Гидравлический

Наиболее распространенное конструктивное решение в современных легковых автомобилях. Более подробно его устройство и принцип работы описаны выше. Чаще всего используется в качестве рабочей системы, так как относительно прост, надежен и обеспечивает хорошее усиление усилия, которое водитель прилагает водитель для нажатия на педаль.

Главный плюс привода – простота и хорошее усиление нажатия. К минусам можно отнести более сложное устройство по сравнению с механическим.

Пневматический

В данном случае усиление нажатия на педаль происходит за счет воздействия сжатого воздуха. Он хранится в специальной емкости, именуемой ресивером. Туда воздух нагнетается с помощью компрессора, который работает за счет оборотов двигателя.

Педаль связана с клапаном, который расположен между контуром системы и ресивером. При нажатии на нее клапан открывается и воздух под давлением поступает на главный, а затем на колесные цилиндры, которые приводят в движение колодки.

Главные достоинства приводов подобного типа – фактическая неисчерпаемость ресурсов. Ведь в них не нужно время от времени менять тормозную жидкость. Недостатков 2:

• более долгое по сравнению с другими типами срабатывание;
• отъем части энергия двигателя для работы компрессора.

Комбинированный

Также существуют комбинированные, или гибридные, приводы. Чаще всего можно встретить пневмогидравлические. В них, как и в гидравлике, усилие с педали на колодки передает тормозная жидкость. Однако давление в данном случае обеспечивает не диафрагма, а компрессор, в который нагнетается сжатый воздух за счет оборотов двигателя. Подобный тип привода объединяет свойства двух разновидностей.

В дорогих моделях автомобилей часто объединяют гидравлический и электрический привод. Схема работы похожа на пневмогидравлику, только давление жидкости усиливается не путем использования не компрессора, а за счет электрической аппаратуры.

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. 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.

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.

Дисковый тормоз

По конструктивному исполнению дисковых тормозных механизмов их подразделяют на открытые и закрытые, одно- и многодисковые, а в зависимости от конструкции диска различают механизмы со сплошным и вентилируемым, металлическим и биметаллическим дисками.

Самый простой, сплошной диск применяется в тех случаях, когда возможно активное охлаждение дискового тормоза. Вентилируемый диск выполняется в виде крыльчатки-турбины.

По способу крепления скобы различают дисковые тормозные механизмы с фиксированной и плавающей скобой.

Дисковый тормоз с фиксированной скобой обеспечивает большое приводное усилие и повышенную жесткость механизма. В дисковом тормозе вращающейся деталью является тормозной диск 7, изготовленный, как правило, из чугуна и жестко прикрепленный к ступице колеса. К диску с двух сторон прижимаются тормозные колодки 3 с фрикционными накладками 11, установленные в защитном суппорте 4, прикрепленном к неподвижной стойке подвески. Внутри суппорта в специальные пазы установлены цилиндры 7 с поршнями, прижимающие тормозные колодки к диску в момент торможения. Под действием сил трения вращение диска прекращается, колеса автомобиля останавливаются. Снаружи тормозной диск закрыт диском колеса, а изнутри — защитным штампованным кожухом 2.

Дисковые тормоза устанавливают на некоторых моделях грузовых автомобилей на передних колесах. Для управления такими тормозами применяется в основном гидравлический привод. Тормозная жидкость подается в полость тормозного цилиндра по трубкам от главного тормозного цилиндра. Для соединения тормозных цилиндров, расположенных по обе стороны диска, и выравнивания давления тормозной жидкости служит трубка 5. Тормозные колодки перемещаются в осевом направлении на специальных пальцах, служащих направляющими.

Дисковые тормоза, работающие в масле, широко используются в трансмиссиях современных гусеничных машин.

Замена неисправного цилиндра тормозов

Схема замены в семействе ВАЗ практически одинакова для цилиндров обоих контуров с мелкими различиями.

Изначально нужно приготовить необходимые ключи и подходящие по размеру патрубков заглушки. Сняв колесо и открутив патрубки, для предотвращения утечки жидкости надеваем на них заглушки. Открутив соответствующие гайки, демонтируем старый цилиндр и на его место ставим новый, производя сборку в обратном порядке. Если после замены, сборки колеса мешают слишком разведенные колодки, можно подпилить концовки колодок, только не переусердствуйте, это может сказаться на работе ручного тормоза. После любых манипуляций с системой тормозов требуется ее прокачка согласно схеме.

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.

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.

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».

Обслуживание тормозных дисков и колодок

Износ и замена дисков

Износ тормозных дисков напрямую связан со стилем вождения автомобилиста. Степень износа определяется не только километражем, но и ездой по плохим дорогам. Также на степень износа тормозных дисков влияет их качество.

Минимально допустимая толщина тормозного диска зависит от марки и модели транспортного средства.

Основными факторами, указывающими на то, что передние или задние тормозные диски необходимо менять, являются:

• биение дисков при торможении;
• механические повреждения;
• увеличение тормозного пути;
• снижение уровня рабочей жидкости.

Износ и замена колодок

Износ тормозных колодок, прежде всего, зависит от качества фрикционного материала. Немаловажную роль играет и стиль вождения. Чем интенсивнее будет торможение, тем сильнее износ.

Передние колодки изнашиваются быстрее задних за счет того, что при торможении они испытывают основную нагрузку. При замене колодок лучше менять их одновременно на обоих колесах, будь-то задние или передние.

Неравномерно могут изнашиваться и колодки, установленные на одну ось. Это зависит от исправности рабочих цилиндров. Если последние неисправны, то они сдавливают колодки неравномерно. Разница в толщине накладок в 1,5-2 мм может говорить о неравномерном износе колодок.

Существует несколько способов, позволяющих понять, нужно ли менять тормозные колодки:

1. Визуальный, основанный на проверке толщины фрикционной накладки. На износ указывает толщина накладки в 2-3 мм.
2. Механический, при котором колодки оснащаются специальными металлическими пластинками. Последние по мере истирания накладок начинают соприкасаться с тормозными дисками, из-за чего скрипят дисковые тормоза. Причиной скрипа тормозов является истирание накладки до 2-2,5 мм.
3. Электронный, при котором используются колодки с датчиком износа. Как только фрикционная накладка сотрется до датчика, его сердечник соприкоснется с тормозным диском, электрическая цепь замкнется и загорится индикатор на приборной панели.

Вспомогательная тормозная система

Вспомогательная тормозная система должна самостоятельно или совместно с любой другой тормозной системой обеспечивать уменьшение скорости автотранспортного средства. Критерием ее эффективности является тормозная сила, развиваемая тормозными механизмами этой системы, которая должна обеспечивать без применения иных тормозных систем спуск автотранспортного средства со скоростью 30 2 км / ч по уклону 7 % протяженностью 6 км.
 

Вспомогательная тормозная система используется в виде тормоза-замедлителя на автомобилях большой грузоподъемности ( МАЗ, КрАЗ, КамАЗ) с целью снижения нагрузки при длительном торможении на рабочую тормозную систему, например на длинном спуске в горной или холмистой местности.
 

Вспомогательная тормозная система ( тормоза замедлителя), предназначенная для длительного торможения АТС при движении на затяжных спусках. Этот тип тормоза обычно применяется на автомобилях и автобусах, работающих в горных районах и в местностях с холмистым рельефом. При испытаниях тормоз-замедлитель должен нормально действовать на спуске с уклоном в 7 % при скорости 30 км / ч на расстоянии 6 км.
 

Вспомогательные тормозные системы с дросселированием потока отработавших газов двигателя работают по принципу создания противодавления в выпускном трубопроводе двигателя или дросселирования потока газов. Тормозная мощность этой системы составляет 50 — 80 % от номинальной мощности двигателя.
 

Вспомогательные тормозные системы этого типа широко использованы на ряде отечественных автомобилей ( МАЗ, КрАЗ, КамАЗ), а также на грузовых автомобилях большинства европейских автомобильных фирм.
 

Вспомогательная тормозная система на автомобилях служит для поддержания постоянной скорости при движении на затяжных спусках, позволяя снижать нагрузку на рабочие тормоза и увеличивать срок их службы. Эффективность вспомогательной системы должна обеспечить спуск автомобиля со скоростью не более 30 км / ч по уклону 7 % протяженностью 6 км.
 

Вспомогательная тормозная система ( IV) представляет собой тормоз-замедлитель, для включения которого с помощью цилиндров 9 перекрываются заслонками вы-пусннне трубопроводы двигателя, а пнев-моцилиндром 10 отключается подача топлива. В результате двигатель переводится в компрессорный режим с приводом от трансмиссии. Возникающий благодаря противодавлению на выпуске и силам трения в двигателе момент сопротивления тормозит автомобиль на затяжных крутых спусках дорог.
 

Вспомогательная тормозная система обязательна для автотранспортных средств полной массой свыше 12 т, а также автомобилей и автобусов, предназначенных для эксплуатации в горных районах.
 

Вспомогательная тормозная система — тормоз-замедлитель, ограничивающий скорость движения автомобиля на длительных спусках, выполняется независимой от других тормозных систем.
 

Вспомогательная тормозная система служит для длительного торможения автомобиля на спусках без включения перечисленных систем путем использования в качестве тормозного механизма двигателя введением в систему выпуска отработавших газов устройств, повышающих противодавление выпуска.
 

Вспомогательная тормозная система управляется краном 7, при включении которого ( при длительных движениях под уклон и при эксплуатации автомобиля в горной местности) сжатый воздух из баллона / / поступает в пневмоцилиндры 5 и 8, перемещая их штоки. Шток цилиндра 8 связан с рейкой топливного насоса, а штоки цилиндров 5 — с рычагами заслонок механизма вспомогательной тормозной системы, находящихся в приемных трубах глушителя. При перемещении поршня цилиндра 8 прекращается подача топлива, а штоки цилиндров 5 перекрывают приемные трубы. Происходит затормаживание автомобиля двигателем, работающим в данном случае в замкнутом режиме компрессора.
 

При включении вспомогательной тормозной системы заслонка с помощью пневмоцилиндра устанавливается перпендикулярно потоку выхлопных газов, создавая противодавление в системе выпуска газов и тем самым увеличивая сопротивление перемещению поршней, что приводит к уменьшению частоты вращения коленчатого вала двигателя, а следовательно, и ведущих колес автомобиля.