Дисковая система тормозов. Дисковые тормоза

Не многие знают, но дисковые тормоза были изобретены первыми. Прототипом послужил механизм торможения карет и конных упряжек. Именно на них стали устанавливаться первые дисковые тормоза. Представляли они собой деревянные «башмаки», которые системой рычагов прижимались к ободу колеса и в случае необходимости, тормозили его. Потом на них стали устанавливаться кожаные накладки, для увеличения срока службы и т.д. Как ни странно, но барабанные тормоза, получили широкое распространение и обогнали дисковые на десятилетия. И только благодаря появлению мощных двигателей ДВС в середине 50-х, понадобилась недорогая, эффективная и простая система тормозов, коей и стали дисковые тормоза.

 

Дисковая тормозная система, как и любая другая, предназначена для изменения скорости движения автомобиля. В состав системы входит:

• Тормозной диск, устанавливается на ступицу колеса и прижимается к ней гайками или болтами колес. Для лучшей вентиляции и отвода тепла при торможении, имеет вентиляционные отверстия. Диск считается само очищаемым, так как тормозные колодки не дают скапливаться на поверхности диска грязи и др.
• Суппорт, представляющий собой чугунный корпус, состоящий из двух половин, из которых одна крепиться жестко, а вторая двигается, относительно ее в горизонтальной плоскости. Для крепления двух половин применяются направляющие втулки (для современных дисковых тормозов). Более старый вариант суппортов, состоял из одного неподвижного корпуса.
• Тормозной цилиндр(ы) – устройство, состоящее из корпуса, внутри которого находится подвижный поршень. На поршень одета уплотнительная манжета, изготовленная из масло-бензо стойкой резины. На корпусе установлен спускной штуцер, для удаления скопившегося воздуха, при прокачке тормозов.
• Тормозные колодки – это металлические пластины, на которые закреплены фрикционные накладки, изготовленные из не горящего, плотного и устойчивого к стиранию материала, например производных из асбеста. Устанавливаются в корпус суппорта, по обеим сторонам тормозного диска.

Общим для разных тормозных систем являются главный гидравлический цилиндр, тормозные трубки, вакуумный или электроусилитель тормозов и систем дополнительной активной безопасности – ABS, ESP и др.

 

Процесс торможения происходит следующим образом: водитель нажимает на педаль тормоза, главный гидравлический цилиндр создает давление в тормозных трубках. Давление тормозной жидкости приводит в действие поршень тормозного цилиндра. Поршень нажимает на тормозную колодку, которая прижимается к тормозному диску, в это же время действует сила в противоположном направлении, что заставляет вторую половину суппорта с тормозной колодкой прижиматься к другой стороне диска. Таким образом, диск, зажатый между тормозными колодками, начинает уменьшать скорость. Соответственно и колесный диск начинает тормозиться.

После отпускания педали тормоза, давление пропадает, но вернуть поршень в исходное положение, позволяет мелкая вибрация диска, во время движения. Если диск будет иметь кривизну, то и поршни «утопятся» глубже, это приведет к тому, что при последующем нажатии на педаль, ее нужно нажать несколько раз, что бы подвести колодки к диску. Соответственно эффективность тормозов снижается.

 

Колодки находятся на минимальном расстоянии от поверхности диска и для их удержания, применяются стопорные пластины или пружины, реже штифты, которые служат одновременно и «успокоителями» тормозных колодок.

Более старый вариант дисковых тормозов, у которых применялись два и более тормозного цилиндра, считались не очень надежными. И если в более поздних моделях «Жигулей» устанавливались два цилиндра, которые толкали каждый свою колодку, то у «Москвича» их было четыре на каждый суппорт. Комментарии, как говорится, излишни…

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

дисковые или барабанные, и чем они отличаются?

Хотя современные легковые автомобили оснащаются преимущественно одним типом тормозов – дисковыми, парк машин с задними барабанными тормозами всё ещё достаточно велик. Поэтому вопросы, связанные с устройством как барабанных, так и дисковых тормозов, их отличиями друг от друга, особенностями эксплуатации, обслуживания и ремонта остаются актуальными.

В необходимости содержать в исправном состоянии тормозную систему автомобиля давно уже не требуется убеждать даже далёких от техники водителей. Однако при техобслуживании машины многие автолюбители с удивлением обнаруживают, что конструктивно передние и задние тормозные устройства во многом отличаются, как разнятся и периодичность, и затраты на их обслуживание.

Общие принципы работы тормозных механизмов

Потребность в тормозах возникла, по-видимому, одновременно с изобретением наземного транспорта (неважно какого: велосипеда, конной повозки или автомобиля).

И принцип решения этой задачи был один и тот же: использование пары трения, в которой одна часть – колесо (или ступичная часть, жестко с колесом связанная), а другая, прилегающая по профилю к первой – накладка (башмак, колодка, планка – терминология значения не имеет). Такие тормоза стали называть колодочными. А если в качестве второй части использовалась замкнутая гибкая лента, то тормоза назывались ленточными.

Что же касается конструкции тормозного механизма и используемых материалов, то здесь на разных этапах развития технологии возникало множество интересных для практического применения вариантов.

Ленточные тормозные механизмы, появившиеся в начале прошлого века широкого распространения не получили (хотя в 30-х годах двадцатого столетия одно время даже превосходили по характеристикам колодочные). А вот колодочные тормоза приобрели широкое распространение в двух своих видах, получивших название по наименованию элемента, к которому прикладывается тормозное усилие: барабанные и дисковые тормоза.

Интересно, что вначале (1902 год) были изобретены дисковые тормоза, но при использовании пары трения металл-металл (других подходящих материалов тогда не было) возникал непереносимый скрип, к тому же попадание влаги и грязи резко снижало эффективность торможения. Поэтому практическое применение получили первыми именно барабанные тормоза.

Устройство и принцип работы барабанного тормоза

Конструкция барабанных тормозов упрощённо изображена на рисунке выше. Тормозной барабан (если быть точными – барабан без дна) жестко крепится к колесу (ступице), так, что имеет с колесом общую ось вращения.

Вдоль боковой внутренней стенки барабана расположены две тормозные накладки (колодки), выполненные в виде полуокружностей. А в промежутке между накладками установлен (закреплённый неподвижно по отношению к вращающемуся колесу) рабочий гидроцилиндр с двумя поршнями.

При поступлении тормозной жидкости под давлением в среднюю часть цилиндра рабочая часть поршней раздвигает накладки в месте установки цилиндра. Такое же перемещение через систему пружинных тяг создается в разрыве противоположном месту установки гидроцилиндра. В итоге накладки с усилием прижимаются к вращающемуся барабану.

Возврат элементов конструкции в исходное состояние по окончании торможения осуществляется за счет системы возвратных пружин. Регулировка зазора между накладками и внутренней поверхностью барабана производится также за счёт регулировки механических тяг.

В процессе торможения происходит интенсивное выделение тепла, которое влияет и на показатели надёжности и на функциональные показатели работающих тормозных механизмов. Схема теплообмена барабанных тормозов упрощённо представлена на следующем рисунке.

Тепловой поток, образующийся в паре трения, через внутреннюю боковую поверхность барабана (теплопроводность значительно выше, чем у накладки) рассеивается в окружающей среде. С учётом различных коэффициентов теплового расширения, накладка «выдавливает» боковую поверхность барабана в окружающую среду, постоянно стремясь увеличить зазор между накладкой и барабаном.

К материалам в паре трения барабанных тормозов предъявляются повышенные требования.

• Тормозной барабан изготавливается из высокопрочного чугуна – металла износостойкого и, к тому же, относительно дешёвого.
• В качестве материала накладки долгое время использовались смеси, содержащие вредный для окружающей среды асбест. После запрета асбеста широко используются композитные материалы, состав которых тщательно скрывается производителями.

Подробно о тормозных колодках мы писали в этой статье.

Устройство и принцип работы дисковых тормозов

Конструкция дисковых тормозов хорошо показана на рисунке выше. Так же, как и в барабанном тормозе, элемент к которому прикладывается тормозное усилие – диск, жёстко закреплён на ступице колеса и имеет с ним общую ось вращения. Но, в отличие от барабанного, в дисковом тормозе усилие прикладывается не к торцевой, а к боковым поверхностям тормозного диска.

На неподвижной относительно вращающегося колеса части закреплён суппорт – устройство для размещения рабочего гидроцилиндра и тормозных накладок, и перемещения последних по направляющим в заданном диапазоне.

Накладки расположены с двух сторон относительно плоскости вращения диска и как бы клещами зажимают его при торможении. На следующем рисунке представлена упрощённая схема выделения и рассеивания тепла в дисковых тормозах.

В отличие от барабанных тормозов тепловые потоки здесь направлены встречно, а отвод тепла происходит сразу в окружающую среду. Для более эффективного отвода тепла на поверхности тормозных дисков создают рисунок из канавок и сквозные отверстия.

Материалы, из которых изготавливают рабочие поверхности дисковых тормозов, аналогичны материалам для тормозов барабанных. Но, в связи с большей нагруженностью, они должны отвечать более жестким требованиям по физико-механическим характеристикам.

Наглядно работа дисковых тормозов показана на видео в конце статьи. Также авторы видеоматериала с помощью профессиональных технических средств сравнили эффективность барабанных и дисковых тормозных механизмов.

Чем отличаются дисковые тормоза от барабанных?

Оба типа тормозов были изобретены приблизительно в одно время (начало 20-го века) и вытеснение одного типа другим происходило постепенно, по мере развития технологий. На самом деле, использование дисковых тормозов несколько десятков лет сдерживалось отсутствием подходящего материала для изготовления накладки.

Преимущества дисковых тормозов

Основные преимущества дисковых тормозов обусловлены схемой расположения накладок и условиями работы. Встречные тепловые потоки в диске между накладками в процессе торможения обеспечивают равномерное расширение материала диска и «поджатие» к нему обеих накладок. А непосредственный контакт диска с окружающей средой обеспечивает эффективный теплообмен.

• В барабанных тормозах выделение тепла в окружающую среду происходит не напрямую, а через боковую поверхность барабана. Тепловое расширение этой части поверхности происходит при несимметричном сопротивлении внешней среды: с внутренней стороны «поджимает» накладка, а с внешней сопротивление отсутствует. Таким образом, охлаждение дисковых тормозов происходит лучше, чем барабанных.
• Кроме того, возникающие в процессе торможения изменения в зазорах рабочих поверхностей у дисковых тормозов обусловлены симметричными воздействиями и поэтому зазоры могут саморегулироваться, а в барабанных тормозах воздействия асимметричные и поэтому со временем требуются дополнительные регулировки.
• В дисковых тормозах в отличие от барабанных не скапливаются продукты взаимодействия трущихся поверхностей. Это механические частицы, образующиеся вследствие износа и газы, которые особенно опасны тем, что скапливаясь внутри барабана, являются в какой-то степени смазкой в зазоре пары трения.

Современные тормозные системы помимо механической и гидравлической систем включают ещё и электронную (например, хорошо всем известная антиблокировочная система тормозов). При этом конструктивно дисковые тормоза значительно лучше приспособлены для сопряжения с электроникой, чем барабанные.

Преимущества барабанных тормозов

В свою очередь часть достоинств барабанных тормозов обусловлена тем, что пара трения изолирована от воздействий окружающей среды.

1. В дисковых тормозах после интенсивного торможения и попадания автомобиля в воду открытый тормозной диск легко может деформироваться или в нем могут появиться термические трещины, ведущие к разрушению. Барабанный механизм в таких случаях более защищен.
2. Попадающие в зазор между дисками абразивные частицы, содержащиеся в грязи, хоть и отбрасываются центробежными силами при вращении диска, но существенно ускоряют процесс износа накладок по сравнению с барабанными тормозами.
3. Кроме того, несмотря на большее количество деталей, ремонт и замена барабанных тормозов требует меньших трудозатрат, чем дисковых.

Таким образом, комбинированное применение разных видов тормозных систем: дисковые – передние, барабанные – задние для бюджетных автомобилей вполне оправдано и по настоящее время.

Плюсы и минусы дисковых и барабанных тормозов

Как устроены дисковые тормоза в автомобиле?

Тормозная система

На чтение 3 мин.

Сегодня мы немного подробнее обсудим дисковые тормоза автомобиля. В представленной статье мы рассмотрим не только описание, но и устройство дисковых тормозов автомобиля, а также их основные достоинства и недостатки.

Главной задачей дискового механизма торможения является перемена скорости при передвижении машины или же ее полной остановки. К тому же, благодаря этому механизму при необходимости обеспечивается длительная остановка авто в одном положении. Сегодня мы немного подробнее обсудим дисковый механизм торможения автомобиля. Итак, в представленной статье мы ответим на такие довольно распространенные вопросы:

• Что такое дисковые тормоза и для чего они служат?
• Конструкция дисковых тормозов автомобиля;
• Чем особенно устройство механизма дисковых тормозов;
• Основные достоинства и недостатки.

Основная информация

Дисковые тормоза являются одними из самых распространенных и проверенных временем устройств. Как и все остальные типы тормозных механизмов, такие тормоза обеспечивают перемену скорости передвижения машины. Устройство дисковой системы торможения автомобиля включает в себя такие основные элементы:

• Суппорт. Это устройство имеет вид чугунного корпуса, который состоит из 2 частей, причем одна из них закрепляется немного легче другой. Для скрепления двух частей дисковых тормозов используются направляющие втулки;
• Диск, располагается на ступице машинных колес и прижимается к нему при помощи болтиков и гаек. Для произведения лучшего вентилирования, а также охлаждения в момент остановки, применяются вентилируемые отверстия. Тормозной диск имеет функцию самоочищения, потому как колодки тормозов не позволяют накапливаться на дисках грязи;
• Колодки тормозов, которые имеют вид металлических пластин. На этих пластинках закрепляются фрикционные накладки, которые изготовляются устойчивого к трениям материала. Они размещаются в корпусе суппорта, с обеих сторон дисков;
• Цилиндры. Это устройства, которые состоят из корпуса, а в нем располагается подвижный поршень. На поршне устанавливается манжета, которая изготавливается из бензиново-масляной резины. На корпус устанавливается штуцер спуска, который удаляет накопившийся воздух, в момент прокачивания тормозов.

 

Основные особенности

Благодаря свободному циркулированию воздуха, который накапливается между тормозными колодками и дисками, дисковые тормоза намного быстрее охлаждаются, по сравнению с остальными системами торможения автомобиля. Представленный механизм имеет функцию самоочищения, что позволяет им самостоятельно очищаться от накопленной грязи. Но, несмотря на это грязь все же может попадать на контакты колодки с диском, а это может привести к царапанию диска, а значит, снизится его эффективность. Из-за этого владельцу автомобиля все-таки рано или поздно нужно будет произвести замену тормозных дисков и колодок.

К тому же, небольшой размер колодок приведет к увеличению необходимого сопротивления, которое обязано возникать на них, для того чтобы выполнить остановку автомобиля. Таким образом, увеличится давление в системе торможения и быстрому изнашиванию колодок, потому как они являются расходными материалами. Из-за высокого уровня температуры, до которой разогревается диск в момент произведения остановки автомобиля, происходит увеличение требований к составу и термо-устойчивости тормозной жидкости, а это обязательно сказывается на стоимости представленного устройства. Также в момент установки привода стояночной системы торможения на дисковый механизм довольно часто возникают различные проблемы. Как вы видите на особенности механизма торможения сильно влияет его устройство.

Дисковые тормоза: конструкция, устройство, принцип работы

3284 Просмотров

Одним из важных элементов у авто можно назвать дисковый тормозной механизм. Если окунуться в историю, то можно понять, что тормозная система не всегда была дисковой. Изначально использовалась барабанная система. Лишь в 1902 году Уильям Ланчестер запатентовал дисковый тип тормоза. С этого патента стала усовершенствоваться тормозная система. Хотя она была известна задолго до начала двадцатого века.

История развития дисковой тормозной системы

С появлением авто инженеры стали работать над тормозной системой. Уже в начале двадцатого века стало ясно, что лучше всего использовать дисковую систему. Так как она имеет целый ряд преимуществ. Но из-за неимения нужных материалов конструкция быстро изнашивалась, к тому же колодки издавали ужасный шум при торможении. Поэтому лишь после пятидесятых годов двадцатого века с появлением новых материалов смогли устранить существенные недостатки дисковой системы.

С появлением легкового автомобиля все чаще и чаще можно было услышать о дисковых тормозах. К тому же в середине двадцатого века у авто развились лошадиные силы, он стал ездить намного быстрее, но вот останавливать машину весом уже в две тонны, летящую на скорости под сто километров в час, стало сложно. Тут и задумались над тем, чтобы установить передние дисковые тормоза.

Такая проблема остро встала перед Соединенными Штатами Америки. Так как именно там гнались за лошадиными силами. Производитель устанавливал на авто все мощнее и мощнее мотор, чтобы обогнать по скорости конкурентов. Но барабанная тормозная система уже не могла справляться с такой мощью, как триста лошадиных сил.

Поэтому было решено воспользоваться той системой тормозов, которая устанавливалась на самолеты и на гоночные авто. Сначала это были только передние тормоза, в то время как сзади устанавливалась барабанная система. Но в семидесятые появились и задние дисковые тормоза, которые обеспечивали более комфортное торможение и безопасную езду автомобиля. Примером такой машины можно назвать «Фиат 124», первое авто, на котором помимо передних были и задние дисковые тормоза.

Как осуществляется работа дисковых тормозов

Конструкция дисковых тормозов у автомобиля располагается обычно спереди, но уже есть авто, на которых используются и задние дисковые тормоза, то есть по кругу. Что такое дисковый тормоз? Без него тормозная система не срабатывала бы. Поэтому именно это устройство гарантирует полную остановку автомобиля в считанные секунды, даже того, который двигался на большой скорости.

Где располагается тормозная система? Она находится в непосредственной близости с колесами. Состоит она из:

• тормозных колодок,
• суппорта, имеющего поршень,
• ротора, который устанавливается впритык к ступице.

Как и велосипедная система, автомобиль имеет тормозные колодки, которые при замедлении прижимаются к колесу. Только в случае с авто они прижимаются не к самому колесу, а к ротору, устройство которого уже обеспечивает торможение. Используется не механический, а гидравлический путь системы, а не как у велосипеда, где используется кабель. Когда колодки и диск трутся о ротор, машина останавливается.

Когда автомобиль движется, то у него вырабатывается больше количество кинетической энергии. Поэтому эти энергии должны ее гасить. Только после ее погашения автомобиль остановится. Как же тормозное устройство это делает? Тут принцип работы такой:

• сначала вы нажимаете на педаль,
• после чего переводится кинетическая энергия в тепловую, которая вырабатывается в результате трения дисков о ротор,
• автомобиль останавливается.

Естественно, что при трении выделяется много тепла, поэтому чтобы тормоза не перегрелись, используется вентиляция роторов. По обеим его сторонам располагаются лопасти, которые гонят воздух прямо через него, охлаждая диск.

Преимущества и недостатки данной системы

Говоря о преимуществах, хочется отметить, что роторное устройство тормоза перегревается меньше, так как идет лучшее охлаждение циркулирующим воздухом. Также устройство защищено от попадания грязи и воды, так как есть место, где они скапливаются. К тому же при быстром вращении диска газ и металлическая пыль разлетается мгновенно, что защищает устройство от быстрого износа.

Как видим, принцип работы таков, что электромагнитный тормоз, сжимая диск и ротор, останавливает автомобиль. Получается, что задние дисковые тормоза, которые все чаще появляются на новых моделях автомашин, обеспечивают более быструю и надежную остановку. Особенно подобное устройство важно в местах, где необходимо резко тормозить автомобиль.

Так как устройство находится в непосредственной близости с дорогой, причем оно ничем не прикрыто, а из-за абразивных свойств грязи оно может быстро выйти из строя. В этом случае придется менять целое устройство, которое представляет задние дисковые тормоза. Ротор тоже со временем стирается. В этом недостаток.

Как видим, принцип работы в том, чтобы остановить машину. Поэтому электромагнитный тормоз рекомендуется часто проверять на наличие царапин и выемок.

Заключение

Подводя итоги, можно смело говорить о преимуществах данной системы. Автомобили, оборудованные таким механизмом, демонстрируют отличную управляемость и безопасность.

Велосипед с дисковыми тормозами: устройство, виды, плюсы

Дисковая тормозная система впервые стала устанавливаться на велосипеды только в середине прошлого века. Этот тормоз сначала присутствовал только на новых и дорогих образцах и считался редкостью. Но в последнее время такая конструкция все чаще устанавливается на велосипедах средней ценовой категории.

Устройство дисковых тормозов

Составляющие механизма:

• Ручка – механизм для управления тормозом, размещенный на руле. Она необходима для приведения в действие исполнительного механизма.
• Ротор – диск торможения. Выпускается размерами: 140мм, 160мм, 180мм, 200мм, 220мм. Эффективность его работы напрямую связана с диаметром. Чем он больше, тем быстрее происходит остановка.
  Так, для прогулок по лесу и пологим спускам подходят роторы с диаметром 160мм и 180мм. Для спусков с крутых холмов необходимы роторы 200мм и 220мм.
• Ротор – поршневой механизм. В его конструкции присутствует литой корпус с неподвижно установленной с одной стороны колодкой. На другой стороне корпуса размещены подвижные поршневой механизм и колодка.
• Адаптер – специальная скоба, которая необходима для надежного закрепления калипера на раме.
• Калипер – кулачковый тормозной механизм с наружным рычагом и зафиксированным на нем тросом.
• Колодки – набор пластин, стопорящие ротор. Остановка выполняется абразивной поверхностью. Применяются двух видов: металлизированные (поверхность которых состоит из сплава на основе углерода и опилок из металла) и органические (состоящие из резины и целлюлозно-органических компонентов). Износостойкость металлизированных пластин выше органических.
• Тормозная линия – передает механическое влияние от ручки ко всему тормозному механизму.

Принцип работы. Слева на колесной втулке, около спиц, расположен вращающийся диск, а к раме прикреплен калипер. С обеих сторон к диску плотно прижимаются колодки тормоза. Сила и скорость торможения зависят от степени их прижатия.

Для долгой эксплуатации диск изготавливается чаще из стали, а колодки выполняются из композитных материалов с высоким показателем износостойкости.

Виды дисковых тормозов

Дисковое устройство по типу привода бывает:

• гидравлическое;
• механическое;
• гибридное.

Гидравлическая конструкция оснащена управляющим поршневым цилиндром, помещенным в рулевую ручку. Остановка происходит за счет влияния цилиндра на колодки. Они соединяются специальным рукавом. Эта система непроницаема и внутри заполнена маслом.

Преимущества:

• мягкий ход;
• долговечнее эксплуатация;
• число трущихся поверхностей сведено к минимуму;
• передача усилия на тормоз осуществляется несжимаемой жидкостью;
• качественнее модуляция;
• легко дозируется и регулируется напряжение на тормоз;
• выше мощность торможения;
• отсутствие люфта.

Но она более сложна в обслуживании, часто нуждается в квалифицированной настройке.

Механическая конструкция. Устройство приближено к обычным тормозам: рычаг привода натягивает трос, в результате такого воздействия к диску плотно прижимаются колодки. Роль этого прижимного механизма выполняют клин, многозаходный винт или кулачек.

Но со временем трос удлиняется и пружинится, что ухудшает эффект торможения. Подкручиванием настроечных винтов и регулировкой колодок эта проблема легко решается.

Преимуществами механики:

• простота ремонта, легкость обслуживания;
• надежность;
• сведено к минимуму влияние высокой температуры;
• низкая стоимость.

Гибридная конструкция. В устройстве присутствует трос, приводящий в действие гидравлику при помощи рычагов. Она располагается внутри тормоза. Имеет 2 цилиндра и незначительное количество масла.

Выбирая между видами дискового механизма, важно учесть следующие моменты:

• механический привод намного дешевле и проще гидравлики. Эта тормозное устройство присутствует в бюджетных моделях;
• устранение неисправностей в гидравлике и замена комплектующих возможны только в специализированной мастерской;
• гидравлику рекомендуется использовать в условиях, где важна скорость, сила и точность торможения;
• если свободное время занято активным спортом, туризмом и даже экстримом, то выбор стоит остановить на гибридной конструкции.

Плюсы велосипеда с дисковыми тормозами

Диски – эффективный способ устранить износ обода колес.

Отмечаются следующие сильные стороны конструкции:

• высококачественная модуляция. Возможно точно контролировать силу торможения – надавливание ручки тормоза легко корректирует скорость. Модификация постоянна и не требует частой настройки;
• минимальное загрязнение. Работа системы не связана с погодными и дорожными условиями. На ротор попадает меньший объем пыли, грязи, воды, чем на колесный обод. Загрязнения легко выходят через имеющиеся прорези;
• отсутствует влияние на качество работы тормозов колесная восьмерка. Если у ободной системы качество остановки связано напрямую с ровностью стенок колеса, то у дискового механизма качество остановки остается прежним даже при искривлении обода;
• отсутствует стирание обода в колесах благодаря присутствию ротора. Со временем замена потребуется только диску;
• длительность эксплуатации. Металлизированные колодки меняются одновременно с роторами. Под воздействием песка, пыли, воды целлюлозно-резиновые колодки ободных тормозов изнашиваются быстрее, что приводит к частой регулировке или замене;
• не происходит нагревание обода при затяжном спуске за счет передачи тепловой энергии на ротор, а не на ходовую часть. Присутствует высокий коэффициент трения между абразивом и диском.

Недостатки велосипеда с дисковыми тормозами

• увеличена нагрузка на втулку и спицы. При работе на спицы и втулку увеличивается сгибающее действие. Чтобы не произошла их поломка производители утолщают спицы и уменьшают их длину, а на колеса устанавливают втулки большего диаметра с фланцами;
• комплект дискового механизма весит больше, чем ободная система. Вес прибавляют увеличенные в диаметре втулки;
• конструкция, расположенная в задней части велосипеда, препятствует закреплению багажника на транспортном средстве. У многих людей велосипед – повседневное средство передвижения, а багажник – необходимость.
  

  На раме некоторых моделей отсутствуют дополнительные крепежные отверстия, а калипер препятствует ровному креплению опор багажника.

  
  Выход из ситуации –  консольная модель багажника, но она стоит дороже;
• высокая стоимость велосипеда и его отдельных компонентов;
• ремонтопригодность в походных условиях ограничена и без специального съемника не обойтись. Многие неполадки возможно устранить только в сервисных центрах.

Для ремонта некоторых деталей велосипеда, например гидравлики, требуется специальный дорогостоящий инструмент. Не каждый владелец способен его приобрести и самостоятельно выполнить ремонт.

Проблемы

Трение колодок о диск.

Источник неисправности:

• загрязнение колодок. Устраняется эта проблема просто: надо их очистить от налипшей грязи и промыть сильной струей воды;
• нарушено положение калипера. Способ устранения: отрегулировать их в мастерской.

Колодки задевают диск. Неисправность кроется в нарушении местоположения колодок по отношению к диску и неправильно установленном (испорченном деформацией) диске. Выполняется регулировка в первом случае или устанавливается заново диск – во втором.

Не регулируются калипера и через некоторое время начинают снова задевать диск. Источник неисправности кроется в ослаблении пружины возвратного хода. Следует ее поменять (такая запасная пружина входит в комплектацию).

Колодки трутся о диск при низких температурах, а в тепле эта неисправность отсутствует. Дело в тормозной жидкости. При низких температурах она густеет. Решение – замена жидкости.

Плохая работа тормоза может быть вызвана:

• сильно изношены диск или колодки. Требуется их замена на новые;
• поставлены новые колодки. Им необходимо время для притирания. Неисправность исчезнет сама через 40-60км;
• загрязнены колодки или диск. После их прогревания выполняется несколько мягких торможений на пологом спуске.

Слабая работа тормоза, рукоятка «проваливается» при надавливании. Если система гидравлическая, то причина неисправности –  проникновение воздуха в тормоза.  Для устранения проблемы надо его прокачать. Если тормоз механический, то проблема в неправильно сделанной регулировке длины тросика.

При долгом торможении наблюдается «проваливание» рукоятки при хорошей работе гидравлики. Неисправность кроется в перегревании калипера или в закипании тормозной жидкости. Необходимо сменить жидкость.

При остановке отчетливо слышны скрип и скрежет.

Возможны два источника неисправности:

• мокрый диск. Необходимо высушить его, сделав несколько мягких торможений на спуске. Просушить деталь можно вращением педалей;
• сильно изношены колодки. Требуется заменить эти комплектующие.

Реклама от спонсоров: // // //

Барабанные тормоза – почему они всё никак не вымрут?

«Тормозные холивары» – популярная тема для любителей интеллектуально-технических споров. Кто-то вспоминает формулу силы трения скольжения, в которой нет площади соприкасающихся поверхностей, кто-то приводит в пример неподрессоренные массы, в цифрах демонстрируя, что хороший барабан легче тормозного диска, а не наоборот… В общем, пир интеллекта…

«Колеса» уже не раз рассказывали нашим читателям о барабанных тормозах. И об истории их появления, и об особенностях диагностики и ремонта. Однако мы еще не затрагивали подробно важнейший фактор, обуславливающий невероятную продолжительность жизни и популярности этих механизмов. А именно, ставшую с годами совершенной систему поддержания минимального зазора между поверхностью колодок и барабана!

Важнейшее условие эффективности автомобильных тормозных механизмов любого типа, хоть дисковых, хоть барабанных, – минимальный холостой ход. Иными словами, трущиеся поверхности еще до касания водителем педали должны быть максимально приближены друг к другу, чтобы движение ноги сразу давало информативный отклик и на бесполезный ход педали не тратились драгоценные в экстремальной ситуации миллисекунды. 

Но если в дисковых тормозах конструкция изначально и безо всяких регулировок и настроек обеспечивает минимальное и, что важно, постоянное сближение поверхностей колодок и диска в нерабочем (расторможенном) состоянии, то в барабанных все иначе – там для достижения эффективности приходится принимать специальные меры. А именно – подвод колодок. И бывает он ручным или автоматическим.

Ручной подвод колодок

Собственно, ручной подвод – старая и классическая история. Почти уже ушедшая, к счастью. Советским автолюбителям она прекрасно известна по «Волгам», на которых для приближения колодок к дискам служили вращаемые гаечным ключом на 17 эксцентрики-«улитки». Или, скажем, по «Оке», где разводящая колодки планка меняла свою длину при подкручивании раздвижной гайки отверткой через специальное отверстие в тормозном барабане, затыкаемое потом резиновой пробочкой. Главный недостаток таких методов – постепенное разрегулирование (увеличение свободного хода педали) от износа колодок и появления люфтов, а также необходимость периодического повторения обслуживания.

«Улитки»-эксцентрики для регулировочного подведения тормозных колодок на Волгах и УАЗах:

Поэтому ручной подвод колодок на барабанных тормозах давно признан хоть и вполне работоспособной, но однозначно устаревшей конструкцией, и на смену ей пришли автоматические устройства поддержания минимального зазора в тормозном механизме барабанной системы. Конструкций таких существует несколько, во многом они схожи, хотя и имеют различные имена, защищенные в том числе патентами. Но в целом их можно разделить на две основные группы – внутренняя система автоматического разведения колодок и внешняя. Начнем с первой.

Внутренний автоматический подвод

Внутренний он потому, что находится прямо внутри тормозного цилиндра! Это весьма простая, более-менее надежная, хотя и грубовато работающая система. Грубовато – в том смысле, что максимальный подвод колодок, который она обеспечивает, все же не оптимальный… Можно бы еще немного подвести, но люфт, заложенный в сам принцип конструкции, не позволит. Такая схема использовалась, к примеру, на всех автомобилях ВАЗ, начиная с заднеприводной классики и вплоть до Калин. (На Вестах-Иксреях ее уже сменил внешний механизм, о котором ниже.)

Внутренней система называется потому, что расположена она внутри самого тормозного цилиндра. Конструктивно она представляет она собой всего лишь два пружинящих разрезных кольца, которые туго вставлены в цилиндр, а в них, в свою очередь, входят поршни своими специально проточенными хвостовиками. 

Кольца самоподвода способны двигаться в цилиндре вместе с поршнями, расходящимися в разные стороны под давлением жидкости. Но если поршни сами по себе ходят относительно легко, то кольца – очень туго. Они вставлены враспор.

Колодки (а с ними и поршни в цилиндре) притянуты друг к другу мощными стяжными пружинами – они отводят поверхность колодок от поверхности барабана, когда педаль тормоза не нажата, чтобы не допускать «самосрабатывания» тормозов. И действие внутренней системы самоподвода основывается на том, что усилие, которое необходимо для сдвигания разрезных колец в цилиндре, ВЫШЕ, чем усилие сводящей колодки пружины. 

Когда тормоза новые (собраны на конвейере или после ремонта), поршни цилиндра вместе с разрезными кольцами утоплены, сведены. После резкого и сильного нажатия на тормозную педаль цилиндры максимально расходятся в противоположных направлениях и тащат за собой разрезные кольца. Когда педаль отпускают, стяжная пружина стремится снова свести колодки друг с другом, но способна это сделать лишь на зазор в кольцах самоподвода, обозначенный на схеме выше как «рабочий ход поршня». Разрезные кольца после отпускания педали остаются на месте – сила их трения о стенки цилиндра сопротивляется стремлению стяжных пружин сдвинуть их обратно. Таким образом, кольца удерживают колодки приближенными к барабану с люфтом на величину зазора (он же – рабочий ход поршня), достаточного для движения поршней при нажатии педали. 

С износом колодок уменьшается их толщина, но это уменьшение при каждом нажатии на педаль автоматически компенсируется – поршни расходятся чуть дальше и подтаскивают за собой разрезные кольца, которые в свою очередь после исчезновения усилия на педали остаются на новом месте. Этот процесс происходит без дополнительного внимания со стороны водителя при каждом более-менее сильном нажатии на педаль тормоза.

Подобная схема регулировки, повторимся, неплоха и относительно надежна, но точность подвода и надежность, которые обеспечивает внешний автоматический регулятор, заметно выше.

Внешний автоматический подвод

Внешняя система самоподвода колодок барабанных тормозов гораздо более распространена, поскольку значительно более эффективна. Собственно, именно эта система сделала барабанные тормоза по-настоящему эффективными и не дает им умереть до сих пор! 

Система внешнего автоматического подвода колодок позволяет приблизить колодки к внутренней поверхности барабана почти так же близко, как и в дисковых тормозах. Модификаций конструкции внешнего самоподвода несколько, но отличия несущественны, а суть одна. Устройство для автоматического разведения колодок от центра к барабану представляет собой распорную планку изменяемой длины с регулировочной зубчатой гайкой-храповиком, которая подкручивается специальным механизмом при каждом нажатии на тормозную педаль, раздвигая планку. Причем система всегда самостоятельно останавливается в оптимальном положении максимального развода колодок и неспособна их «пережать», вызвав постоянное легкое подтормаживание и перегрев барабанов, как при езде с забытым «ручником».

 Механизм регулирования – простейший: помимо самой планки с резьбовым стержнем и гайкой-храповиком (собственно, точно такая же применяется в системах ручного подвода без автоматики) в него входит жестяной рычаг-коромысло и оттяжная пружинка.

Источником движения рычажка, который подкручивает гайку-храповик и увеличивает длину распорной планки, служит сам ход тормозных колодок при нажатии педали. Упрощенно говоря, одно нажатие на педаль тормоза – одно качание рычажка и проворот гайки на несколько градусов. Регулировка – ступенчатая, но ход очень малый, благодаря чему обеспечивается высокая точность регулировки и минимально возможный зазор между колодками и барабаном, когда не нажата педаль тормоза. У такой схемы есть важное условие: после замены колодок или барабана (или неисправной распорной планки) нужно ДО начала движения многократно нажимать на педаль тормоза до прекращения щелчков – таким образом, система выберет весь холостой зазор, и тормоза станут максимально эффективными. 

После выбора зазора система сама прекращает работу – ход колодок до упора в барабан при нажатии на тормоз становится настолько коротким, что коромысло перестает совершать рабочий ход. 

 Через какое-то (весьма продолжительное) время колодки слегка подсточатся, и увеличившийся лишь на самую малость зазор позволит коромыслу качнуться достаточно для того, чтобы сделать очередной щелчок, выбрав доли миллиметра этого зазора, и планка с автоподводом снова перейдет в режим ожидания. Все это, повторимся, происходит автоматически, без какого либо внимания со стороны водителя или мастера автосервиса.

Именно внешний механизм самоподвода оказался максимально эффективным, при этом (что редкость в технике!) весьма простым конструктивно и дешевым. И даже на исходе второго десятилетия ХХI века барабанные тормоза обеспечивают достаточную эффективность и безопасность движения автомобиля, укладываясь в строгие современные нормы и требования. Поэтому они ещё не вымерли, да и вряд ли скоро вымрут.

Опрос

А у вашей машины какие тормоза?

Всего голосов:

Дисковые тормоза — становление и развитие технологии, устройство

Дисковые тормозные механизмы – сейчас их установка на автомобили стала привычным явлением, а любой автоконцерн стремится оборудовать такой системой все свои модели, не исключая и бюджетные. При этом всего полвека назад такие тормоза были редкостью и только начинали входить в автомобильный мир.

Фото: Тормозной диск в сборе с суппортом

Терминология

Дисковые тормозные механизмы предназначены для остановки или снижения скорости движения транспортного средства, а также для предотвращения самопроизвольного движения автомобиля. Это происходит за счет прижимания тормозных колодок к наружным плоскостям диска.

История возникновения и развития

Появление

Технология не нова – изобретена она была примерно в одно время с барабанными механизмами. Некоторое время дисковые тормоза использовались и в XIX веке. Однако запатентовал их в 1902 году британский изобретатель Фредерик Уильям Лачестер. Они показали неплохую эффективность, но их широкому распространению мешало то, что колодки производились из меди.

Это приводило к 2-м неприятным факторам:

• Быстрый износ – медные колодки очень быстро стирались, а это означало необходимость их частой замены;
• Скрип – шумность также мешала внедрению разработки. Визг меди о колесные диски был просто невыносим.

Кроме того, важным фактором, который ограничивал применение дисковых тормозов, был состав тормозных жидкостей того времени. Они производились на основе касторового масла (растительное) или спиртов, из-за чего закипали в самом гидроприводе во время сильного нагревания колодок и дисков. Как следствие, образовывались паровые пробки, а педаль тормоза часто «проваливалась», что приводило к авариям.

Итог – в первой половине века такие тормоза не устанавливались, так как малая мощность машин позволяла барабанным механизмам эффективно справляться с задачей остановки автомобиля. Только в 40-х годах дисковыми тормозами начали комплектоваться гоночные модели.

50-е годы

Однако в конце 50-х годов ситуация кардинально изменилась, так как автомобили становились мощнее и тяжелее. Особенно заметна эта тенденция была в США, где началось массовое создание «Мускул каров». Эти модели оснащались двигателями с огромной мощностью – по 300-500 л. с. и обладали ураганной динамикой. Кроме того, резко выросла масса автомобилей, что было спровоцировано, в первую очередь, соображениями безопасности.

Фото: Вентилируемый тормозной диск Audi RS в разрезе

Это привело к тому, что стандартных, барабанных тормозов стало просто «не хватать». При торможении тяжелых машин на высокой скорости они перегревались, что приводило к увеличению тормозного пути.

Кроме того, в эти годы начали выпускаться новые типы тормозных жидкостей, основанные на этиненгликоле. Они обладали гораздо большей температурой кипения и отлично подходили для использования в тормозных системах с дисковыми тормозами.

Развитие

Именно из-за указанных выше факторов внимание снова акцентировалось на дисковых тормозах. Однако поначалу их устанавливали лишь на переднюю ось, оставляя на задней традиционные барабаные тормоза. Но уже во второй половине 60-х начался переход к дисковым тормозам на обоих осях. Пионером стал итальянский концерн Fiat, создавший доступную для большинства модель Fiat 124, оснащенную дисковыми тормозными механизмами.

После этого начался массовый переход на эту технологию, хотя многие компании на бюджетных моделях оставляли барабанные тормоза.

Настоящее время

Сейчас подавляющее большинство моделей (даже бюджетных) оснащаются тормозами дискового типа. Конечно, барабанные не канули в лету – они до сих пор ставятся на некоторые авто, но только в базовых комплектациях.

Типы дисковых тормозов

Материал

Фото: Карбон-керамический тормозной диск на Porsche Carrera GT

• Чугунные – эти диски самые простые и дешевые, а еще чугун обладает хорошими фрикционными свойствами, но при нагреве он быстро коррозирует.
• Нержавеющая сталь – их стойкость к ржавчине на порядок выше, но фрикционные качества заметно хуже. А это заставляет увеличивать размер.
• Карбон – такая продукция обладает отменными качествами в отношении тормозной динамики, он вообще не ржавеет, а еще легко переносит перепады температуры.
• Керамические диски – еще совсем недавно подобные устройства ставились исключительно на гоночные автомобили. Причина тому – высокая цена. Сейчас ими начинают комплектовать и серийные модели бизнес класса.

Керамические диски отличаются отменными показателями стойкости к перегреву, что обеспечивает не только качественную тормозную динамику, но также и огромный ресурс. Некоторые колодки в таких устройствах снабжены специальными электронными датчиками, которое сигнализируют на приборную панель о минимальном остаточном ресурсе колодок.

Вентилируемые – они характеризуются наличием 2-х фрикционных поверхностей, между которыми находятся перемычки, позволяющие воздуху циркулировать между дисками. Кроме того, фрикционную поверхность нередко делают перфорированной, что ускоряет процесс охлаждения.

Еще встречаются дисковые тормоза с электрическим или пневматическим приводом.

Достоинства

В сравнении с барабанными тормозными механизмами, дисковые обладают рядом преимуществ:

Фото: Дисковые тормозные механизмы от Brembo

• стоимость – такая конструкция дешевле в производстве;
• габариты – дисковые тормоза компактнее;
• малый вес – подобные конструкции легче барабанных;
• эффективность – благодаря плоской поверхности диска, колодки прижимаются к его площади равномерно, даже несмотря на меньшую их площадь, если сравнивать с барабанными;
• охлаждение – по причине того, что воздух может циркулировать между диском и колодками, они быстрее охлаждаются;
• самоочищение – во время вращения диска грязь с него просто отлетает, тогда как в барабанных устройствах выработка колодок и пыль скапливаются внутри барабана;
• стабильность эксплуатационных характеристик.

Таким образом, существенные преимущества дисковых тормозов привели к их широкому распространению.