Тормозные диски для быстрой остановки автомобиля

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.

Схема вакуумного усилителя

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.

Диски тормозные передние и задние: какие возможны варианты

Как происходит торможение, знает каждый автолюбитель, достаточно нажать на педаль, чтобы жидкость, содержащаяся в специальном резервуаре, разбежалась по суппортам на каждом колесе транспортного средства. Именно давление в тормозной системе автомобиля обеспечивает соприкосновение колодок с дисками, которые, казалось бы, могут быть установлены независимо от типа. Однако вспомним про инерцию. Движущийся на большой скорости автомобиль в момент остановки перемещает большую часть своей массы на переднюю часть, а значит, диски тормозные передние выдерживают более значительную нагрузку, чем задние, и изнашиваются быстрее.

Чтобы хоть в какой-то степени компенсировать степень износа, рекомендуется вентилируемый диск тормозной передний. Дело в том, что при трении данная деталь, необходимая в пару колодкам, сильно нагревается, из-за чего возникают и деформации, и истирание. Перегрева легко избежать, используя естественную вентиляцию, возникающую в установленных слотированных или перфорированных дисках. Первый вариант имеет продольные изогнутые насечки, которые охватывают колодки и охлаждают механизм при торможении. Перфорация менее эффективна, однако, если нет других вариантов, следует задействовать ее.

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).

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

Срок службы колодок

Срок службы задних тормозных колодок на Приоре составляет 50-70 тысяч км (такие данные приводит нам завод-изготовитель). Причем этот показатель где-то на 30 тысяч превышает стандартный ресурс передних колодок.

Степень износа во многом зависит от условий эксплуатации авто, стиля езды водителя и качества самих комплектующих.

Соответственно, износ дешевых колодок будет происходить быстрее, чем оригинальных аналогов. Большинство владельцев Приоры покупают китайские аналоги колодок, соответственно, их ресурс будет ниже, чем у оригинала.

Поэтому здесь не может быть чёткой периодичности замены. Выше указаны лишь примерные цифры. Контролируя процесс износа деталей, вы сможете своевременно выполнить замену, обеспечив своему авто необходимую безопасность на дороге.

Перед заменой колодок следует убедиться в том, что старые детали уже выработали свой ресурс. Для этого удобнее всего загнать машину на смотровую яму или эстакаду.

1. Далее обращаем внимание на щит тормозного механизма, на котором расположено смотровое отверстие. Оно защищено резиновой прокладкой.
2. Извлекаем её и оцениваем, в каком состоянии находятся колодки. Так, толщина рабочей поверхности каждой из них должна быть около 1.5 мм. Когда колодка истончается, ее необходимо заменить. Тоже самое касается и тех деталей, на которых присутствуют глубокие борозды или сколы – эффективность таких тормозных элементов падает.

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.

Для чего служат тормозные диски

Чтобы резко прекратить вращение колес транспортного средства, будь то легковая малолитражка или многотонный грузовик, необходимы вентилируемые или перфорированные тормозные диски. У каждого из вариантов есть свои достоинства и недостатки, но, по сути, оба типа являются эволюцией сплошных дисков, которые могут быть использованы только в малолитражках. В тормозных механизмах всегда предусмотрено использование колодок, поэтому такие системы классифицируют по парам трения: колодочно-дисковые и колодочно-барабанные. Нас интересуют первые, как более эффективные.

Колодки могут быть установлены в диски как с подвижными, так и с неподвижными суппортами. Первые более популярны, поскольку не допускают неравномерный износ колодок, в плотном соприкосновении которых с дисками и заключается процесс торможения. Возникающий эффект трения в момент остановки транспортного средства сопровождается выделением тепла и газов. При этом диски с перфорацией или с насечками (слотированные) необходимы не только для создания трения, но и для отвода газов, которые могут стать причиной возникновения нагара на тормозном механизме.

Назначение и типы тормозных систем автомобиля.

Тормозная система автомобиля служит для снижения его скорости или полной остановки.

По назначению выделяют следующие типы тормозных систем: рабочую, резервную и стояночную.

1. Рабочая (основная) тормозная система предназначена для снижения скорости движения автомобиля и для его остановки. Часть системы, которая переносит усилие с педали тормоза на тормозные колодки, называют тормозным приводом.

а. Механический привод осуществляется при помощи тросов и рычагов: механический, пневматический, гидравлический и комбинированный. Из-за его малой эффективности и неудобства обслуживания в современном автомобилестроении практически не используется. Существуют различные виды тормозных приводов.

б. Пневматический привод в своей работе использует разрежение воздуха. В настоящее время распространен на грузовиках и автобусах.

в. Гидравлический привод приводится в действие благодаря жидкости на основе спирта, гликоля или силикона. Распространен повсеместно.

д. Комбинированный привод использует несколько типов энергоносителей и, ввиду своей сложности, не применяется без крайней необходимости.

2. Резервная (запасная) тормозная система включается при неисправности рабочей системы. В современном автомобилестроении, как правило, выполнена не автономно, а в составе одной из частей рабочей системы.

3. Стояночная тормозная система, в первую очередь, служит для предотвращения нежелательного самопроизвольного движения автомобиля во время стоянки.

Кроме того, ее используют для облегчения трогания в гору, при длительной остановке в «пробке», для ухода в управляемый занос или при полном отказе рабочей тормозной системы.

Эта система может быть реализована механическим способом (тросы к задним колесам или к трансмиссии) или посредством гидравлики.

История развития тормозных механизмов.

Самый примитивный тормозной механизм, использовавшийся в гужевых повозках,представлял собой деревянную колодку, затормаживающую непосредственно рабочую поверхность колеса.

Эта колодка приводилась в рабочее положение ручным рычагом.

Этот механизм посредством колодок воздействовал на металлический обод колеса и приводился в действие тросами. Ближайший современный аналог — это тормозные механизмы велосипедов.С распространением резиновых шин данный способ торможения стал абсолютно неэффективным, что привело к появлению клещевого колодочного тормоза.

Параллельно с колодочным тормозом появился ленточный механизм.

Гибкая металлическая лента охватывала тормозной барабан. При торможении, посредством рычагов, лента натягивалась, что приводило к затормаживанию колес. Данная система довольно долго использовалась еще и в качестве стояночного тормоза.

В 1910-20-х годах стали появляться барабанные тормоза, которые по своему принципу работы соответствуют современным. Однако, за это время существенно изменились тормозные приводы, пройдя свой путь от раздельного механического до совмещенного гидравлического. Впервые гидравлическая система была применена в 1921 году Малкольмом Локхидом.

Примерно в конце 1920-х конструкторы начали реализовывать системы, снижающие усилие на педаль тормоза. Ввиду сложности конструкции, усилители тормозов использовались только на автомобилях класса люкс.

Их широкое распространение пришлось на 1950-е годы. Этому развитию послужило увеличение скоростных характеристик и динамических качеств автомобилей.

В конце 1950-х начали серийно устанавливать дисковые тормоза. В данной системе колодки прижимаются не к внутренней поверхности барабана, а к наружным плоскостям диска. Этот тормоз конструктивно проще барабанного, обладает лучшей эффективностью, меньшей массой, и он проще в обслуживании. В усовершенствованном виде такие тормоза используются до сих пор.

Гидравлическая тормозная система.

Получила распространение в 1930-е годы, как альтернатива механическим тормозам. Системы того времени отличались простотой своей конструкции. В тормозном приводе использовались: главный тормозной цилиндр, тормозные трубки и 2 рабочих цилиндра (по одному на каждое заднее колесо). В качестве жидкости использовалось растительное масло. Совершенствование данной системы проходило сразу в нескольких направлениях. Улучшение качества энергоносителя — переход от жидкости на основе растительного масла к жидкости на основе спирта и глицерина, а затем к гликолевым и силиконовым жидкостям. Следующее улучшение — практически повсеместное появление усилителя тормозов — сначала гидро-вакуумного, затем вакуумного. И самое важное нововведение — появление двухконтурной тормозной системы. Дело в том, что при потере герметичности любого из элементов одноконтурной системы, тормоза полностью теряли свою работоспособность. Если же сломается какой-либо элемент двухконтурной системы, то в качестве резервной тормозной системы продолжит работать один из контуров.

Двухконтурная гидравлическая тормозная система.

Существует несколько основных способов разделить тормозную систему на контуры: поосевой, диагональный и полный. Рассмотрим каждый подробнее.

1. Поосевая система — один контур на передние колеса, второй контур — на задние. Это наиболее простой способ, часто применяемый на автомобилях классической компоновки, например, ВАЗовская «классика». К его достоинствам можно отнести отсутствие увода в сторону при торможении с одним рабочим контуром. Однако, есть важный недостаток — при обрыве переднего контура эффективность торможения значительно падает (примерно на 65%).

2. Диагональная система — один контур на переднее левое и заднее правое колеса, второй контур — на переднее правое и заднее левое. К положительным сторонам этого способа можно отнести равномерное распределение нагрузки между контурами. То есть, не зависимо от того, какой контур выйдет из строя, эффективность торможения упадет ровно на 50%.

Главный недостаток — увод от прямолинейного движения при торможении после обрыва одного из контуров. Это связано с тем, что эффективность работы передних тормозных механизмов значительно выше, чем в задних. Данный тип разделения применим в большинстве современных автомобилей.

3. Полная система — значительно сложнее двух предыдущих. Один из контуров работает на все 4 колеса, второй контур — только на передние. При этом, передние тормозные механизмы имеют минимум по 2 полностью независимых цилиндра. Система нашла свое применение на автомобилях Москвич, Волга, Нива.

Выше говорилось, что эффективность передних тормозов легковых автомобилей значительно выше, чем в задних. Поскольку при торможении автомобиля центр тяжести смещается вперед, нагрузка на переднюю ось возрастает, а на заднюю ось — уменьшается. Соответственно задние колеса имеют худшее сцепление с дорогой, чем передние и при большом тормозном усилии могут сорваться в юз. Это особенно опасно на скользкой дороге или при торможении во время прохождения поворота.

Один из самых простых способов борьбы с этой проблемой — применение на задней оси автомобиля тормозных систем со сниженной эффективностью. Например, на переднюю ось устанавливаются тормозные диски на 14 дюймов, а на заднюю — на 12. Более надежный способ — применение регулятора тормозных усилий. Впервые в отечественном автомобилестроении данный элемент применен на Жигулях ВАЗ-2101. Принцип его работы был не совсем понятен рядовым автолюбителям, поэтому его в народе прозвали «колдун». Регулятор имеет в своей конструкции клапан, частично перекрывающий тормозную жидкость и снижающий ее давление. Регулятор обычно закрепляют под днищем автомобиля, а от клапана ведут тягу к задней балке. При торможении автомобиля его задняя подвеска разгружается, увеличивается расстояние между днищем и балкой, а тяга перекрывает клапан, снижая тормозное усилие. Существуют регуляторы, снижающие усилие постоянно, не зависимо от загруженности подвески. Такие регуляторы ранее применялись на ВАЗ-1111; в настоящее время нашли применение на корейских автомобилях эконом-класса.

Стояночная тормозная система.

На большинстве современных легковых автомобилей применяют механический стояночный тормоз, представляющий собой рычаг и систему тросов.

Если задние тормоза барабанные, то тросы присоединяются к распоркам колодок. При наличии на задней оси дисковых механизмов, осуществить механический способ подключения стояночной тормозной системы сложно, поэтому часто применяют отдельные барабанные стояночные механизмы.

В автоспорте нашел применение гидравлический тормозной привод. При его применении давление жидкости передается на задний контур поосевой тормозной системы или на задние магистрали диагональной системы (причем, в обход регулятора тормозных усилий). Гидравлический привод обладает большей эффективностью, чем механический, и позволяет точно дозировать усилие. Поэтому его используют для увода автомобиля в управляемый занос. Однако, эта система не подходит для повседневного использования, так как не позволяет оставить машину на длительной стоянке. Дело в том, что давление в системе постепенно снижается и колодки отпускаются.

Проверка технического состояния тормозных систем.

Для проверки стояночной системы в «гаражных» условиях рычаг затягивают до упора, включают первую передачу и плавно отпускают сцепление. Если система работает, то двигатель заглохнет.

Проверка рабочей тормозной системы в «домашних» условиях малоэффективна. Ее начинают с осмотра. Оценивают уровень тормозной жидкости в бачке, проверяют систему на отсутствие подтеков жидкости. При нажатии педали тормоза во время движения, должны блокироваться все колеса. При этом автомобиль не должно вести в сторону, недопустимы вибрации педали тормоза и ее провалы, срабатывание тормоза не с первого «качка», появление посторонних скрипов и увеличение тормозного пути.

Для более точной диагностики необходимо обращаться в сервисный центр. Полную проверку необходимо проводить не реже, чем через каждые 50000 км.

Тормозная система КамАЗ — 5 контуров

Для восприятия обычному человеку, не обладающему особыми знаниями в области автотехники, устройство автомобиля покажется весьма сложным, но все же понять и изучить его можно, в этой статье мы поговорим о КамАЗе, а точнее — об устройстве тормозной системы. Тормозная система КамАЗ — сложный механизм, в котором сегодня мы попробуем немного разобраться.

Как и в любой машине, устройство автомобиля состоит из таких основных частей: система управления электрооборудования и двигателя, ходовой части и трансмиссии, кузова и двигателя. Итак, тормозная система КамАЗ, рассмотрим подробнее.

Тормозная система этого автомобиля состоит из 5 тормозных контуров. Устройство автомобиля КамАЗ: нагнетая сжатый воздух, компрессор является основной частью системы. Из привода в оставшиеся части тормозного привода очищенный сжатый воздух попадается под давлением. Часть привода, которая питает, состоит из конденсационного ресивера, предохранителя, чтобы не замерзал конденсат, регулятора давления и компрессора. Тормозная система КамАЗа разбита на контуры, которые являются автономными и разделены между собой защитными клапанами. Независимо от поломки, каждый из них работает отдельно.

Первый контур состоит из разных тормозных механизмов, трубопроводов и шлангов, 2-х тормозных камер, нижней секции тормозного крана, также имеется клапан, следящий за контрольным выводом, клапан ограничения давления. Есть двухстрелочный манометр и ресивер емкостью 20 литров, имеющий датчик падения давления.

Второй контур – это контур тормозов задней тележки. Он также состоит из трубопроводов и шлангов, тормозных механизмов заднего и промежуточного мостов тележки, 4-х тормозных камер, в этом контуре имеются двухстрелочный манометр и клапан контрольного вывода автоматических тормозных сил. Еще тормозное устройство тележки имеет ресивер с датчиками давления, для слива конденсата есть специальные краны общей вместимостью сорок литров, а также части 3-го защитного клапана и верхней секции тормозного крана.

Третий контур – это контур, имеющий комбинированный привод тормозных механизмов прицепа. Состоит он из двухпроводного привода тормозов прицепа и датчика, 3-х соединительных головок и разобщительных кранов, имеет клапан управления тормозами прицепа с приводом в один провод, есть одинарный защитный клапан. Третий контур имеет ускорительный, а также двойной защитный клапан и другие механизмы.

Четвертый контур не имеет своего ресивера и является элементом вспомогательной тормозной системы. Состоит он из шлангов и трубопроводов, цилиндра привода рычага, который останавливает двигатель, пневмоэлектрического датчика. Имеет 2 цилиндра привода заслонок, часть двойного клапана защиты, а также пневматический кран.

Пятый контур не имеет своего ресивера, он является контуром аварийного растормаживания. Состоит он из трубопроводов и шлангов, части 3-го защитного клапана, имеет пневматический кран двухмагистрального перепускного клапана. Тремя магистралями соединены тормозные приводы (пневматические) прицепа и машины КамАЗ. Это магистраль однопроводного привода, питающая, и тормозная магистраль двухпроводного привода. Защищает конденсационный ресивер объемом 20 литров от замерзания на всех моделях КамАЗ.

Достаточно сложна тормозная система КамАЗ, но мы попытались вкратце рассмотреть основные ее принципы.