Какие существуют современные тормозные системы для автомобилей

Какие существуют современные тормозные системы для автомобилей

Инженеры справедливо называют тормозную систему автомобиля основной составляющей любого транспортного средства. Задачей этого устройства является обеспечение безопасности во время движения. Имея в распоряжении тормоз, водитель может вовремя замедлить ход, либо же остановить машину полностью. Дополнительные системы активно помогают при езде и во время стоянки транспорта. Если изучить исключительно механические компоненты, ничего сложного в системе торможения вы не увидите. Она состоит преимущественно из привода и исполнительных механизмов. Этот принцип устройства применяется на всех тормозах. Но современные автомобили пошли намного дальше. Производители начали использовать вспомогательные системы, с помощью которых удалось повысить эффективность работы тормозов.

Виды современных тормозных систем

Для начала нужно познакомиться с видами тормозных систем, которые используются на транспортных средствах. Тормоза используются с самого появления первых машин. Тогда конструкция была предельно простая и примитивная. Но и её хватало для обеспечения эффективного торможения из-за малой максимальной скорости. Но постепенно машины становились быстрее. Это заставило производителей разрабатывать более действенные и сложные тормозные механизмы. Если говорить о разновидностях, то классификация тормозных систем для автомобилей предусматривает несколько разных решений в зависимости от:

  • назначения;
  • привода;
  • рабочих механизмов.

Поскольку в торможении принимает участие целый ряд элементов и агрегатов, нужно понять, чем системы друг от друга отличаются.

Назначение тормозных систем

Назначение

Начнём с назначений и типов тормозных систем. Легковые машины предусматривают использование рабочего и стояночного тормоза. В роли дополнительных устройств выступают резервные и горные системы торможения. Рабочий тип тормозной системы легковых автомобилей замедляет движение транспорта и позволяет полностью остановиться. Особенностью является то, что интенсивность снижения скорости напрямую зависит от того, как сильно водитель нажимает на соответствующую педаль. Название стояночного тормоза говорит само за себя. С его помощью машина блокирует любые возможные перемещения, находясь на стоянке. Колёса обездвиживаются, а потому исключается произвольное движение, которое может возникнуть при нахождении ТС на каком-нибудь склоне.

Резервные или аварийные тормоза служат в качестве вспомогательного механизма на тот случай, когда ломается основной агрегат. У большинства легковых машин запасной аварийный тормоз преимущественно отсутствует, а вместо него эта роль передаётся стояночной системе. Горные тормоза актуально применять в конструкции грузовых машин. Такая система позволяет принудительно сбросить обороты двигателя, когда грузовой транспорт движется с горы. Так замедляется движение авто без применения основного рабочего тормоза. Это полезное решение, поскольку исключается перегрев и предотвращается возможный отказ главной системы.

Процесс торможения

Привод

Также тормозные системы различают в зависимости от того, какой тип привода на каждой из них используется. Задачей привода является передача усилия рабочих механизмов, либо же выполнение тех или иных действий с компонентами системы, отвечающей за торможение. Привод бывает:

  • механическим;
  • гидравлическим;
  • пневматическим;
  • комбинированным.

В механических системах воздействие на рабочие узлы осуществляется с помощью тяг, рычагов и специальных тросов. В обычных тормозах этот привод практически не применяется. Зато часто оказывается в составе стояночного тормоза. Гидравлические приводы являются наиболее распространёнными при создании легковых машин. Основой его работы является физическое свойство жидкости, которое заключается в её несжимаемости. С её помощью усилие довольно легко передаётся на рабочие механизмы, а потому водителю не приходится сильно давить на педаль.

Пневматический привод получил широкое распространение в конструкции грузовых машин. Рабочим телом тут является сжатый воздух, нагнетание которого осуществляется за счёт использования компрессора. Когда водитель давит на педаль, открываются специальные каналы. По ним воздух идёт в камеры, непосредственно связанными с рабочими тормозными механизмами. Комбинированный привод актуален для спецтехники. Особенностью системы является одновременное использование разных приводов. На легковых машинах не устанавливается.

Привод тормозной системы

Рабочие механизмы

Рабочий механизм нужен для того, чтобы оказывать воздействие на автомобильные колёса, замедляя скорость их вращения. Потому это главные компоненты всей системы. Их делят на ленточные, дисковые и барабанные. Ленточные механизмы практически не применяются. Единственным исключением является спецтехника. Суть заключается в том, что на ось, предназначенную для передачи вращений на колёса, устанавливается барабан с лентой. Когда водитель тормозит, лента натягивается, и за счёт силы трения скорость вращения барабана падает. Дисковые механизмы оказались самыми распространёнными среди легковых транспортных средств. Основным элементом является диск, который жёстко фиксируют на ступице колеса.

Привод имеет непосредственную связь с суппортом, стоящем на диске торможения. Здесь имеются колодки фрикционного типа. Когда нажимается педаль, колодка прижимается к диску, и сила трения способствует замедлению. Если система барабанная, тогда место диска занимает барабан, установленный на ступицу. Внутри барабана есть пара колодок, которые имеют форму полумесяца. Их монтируют на неподвижную часть ступицы. Когда происходит торможение, этот провод разжимает колодки, после чего они начинают прижиматься к барабану, тем самым замедляя скорость его вращения.

Преимущества и недостатки

Поскольку о ленточных приводах говорить не имеет смысла, стоит обсудить сильные и слабые стороны дисковых и барабанных тормозных систем. К достоинствам дисковых решений относят следующие моменты:

  • высокий уровень эффективности;
  • небольшой вес;
  • компактные размеры;
  • низкая температура гидравлической жидкости при работе;
  • высокие показатели надёжности;
  • стабильность.

При этом дисковые тормоза недостаточно хорошо защищены от грязи, которая способна негативно повлиять на работоспособность всей системы. Что же касается барабанных аналогов, то их преимуществами являются:

  1. Большие показатели усилия. Это позволяет эффективно использовать барабаны на больших машинах и грузовиках, поскольку их масса внушительная, а потому дисковыми тормозами останавливать подобные транспортные средства сложнее.
  2. Длительный срок службы. Внутрь привода не проникает грязь, а потому накладки изнашиваются с меньшей интенсивностью.
  3. Доступная цена. Это касается покупки и обслуживания.

Но не всё так идеально с барабанными тормозами. Нельзя забывать про медленную скорость из реакции на нажатие педали, а также вероятность залипания тормозных колодок. Такое происходит, если машину в условиях сильной жары или чрезмерного холода оставляют на улице с включённым ручным тормозом.

Резкое торможение

Системы безопасности

Современные автомобили оснащаются дополнительным оборудованием, которое призвано повысить безопасность и поднять эффективность основных тормозных механизмов. Многие знают о том, что такое антиблокировочная тормозная система и зачем она нужна. Впервые о ней на практике узнали в 1978 году, когда компания Bosch разработала новинку и запустила её в производство. Тормозная система АБС предназначена для предотвращения блокировки автомобильных колёс, когда водитель резко нажимает на педаль и тормозит. Это позволяет машине сохранять устойчивость даже при условии экстренной остановки. Плюс АБС способствует сохранению управляемости транспортным средством. Но современные тенденции и увеличение скоростей заставили производителей придумывать новые решения для обеспечения надлежащей безопасности. Помимо АБС, которая стала уже стандартным решением на всех машинах, добавили ещё несколько новых систем. А именно:

  • Brake Assist;
  • Dynamic Brake Control;
  • Cornering Brake Control;
  • Electronic Brake Force Distribution.

Все эти вспомогательные, но очень полезные дополнительные системы торможения называют сокращённо BA (BAS или EBS), DBC, CBC и EBD.

Системы безопасности

Чтобы повысить эффективность, после внедрения АБС начали использовать дополнительно тормозные системы EBS. На некоторых автомобилях её называют просто BA или BAS. От названия суть не меняется. Система направлена на снижение времени, необходимого для срабатывания тормозной системы. АБС позволяет максимально повысить эффективность торможения, если педаль тормоза выжата полностью. Но она не активируется, когда педаль нажимают слабо. Усилитель срабатывает в определённых ситуациях и обеспечивает аварийное торможение, если водитель резко жмёт на педаль, но ему не удаётся приложить достаточное усилие. Система измеряет, как быстро и с каким приложенным усилием осуществляется нажатие. Если это нужно, автоматически и моментально увеличивается давление внутри системы торможения до максимальных значений.

Чтобы реализовать такую задумку, в пневмоусилители вмонтировали датчик скорости, который следит за перемещением штока, и электромагнитный тип привода. Когда от датчика поступает сигнал об очень быстром перемещении штока, то есть водитель резко надавить на педаль, включается электромагнит и повышает величину воздействующей на шток силы. Именно это позволяет снизить время торможения, порой спасая водителю жизнь. Современные системы EBS способны запоминать особенности работы с тормозами водителя в обычном режиме, тем самым распознаётся экстренное торможение. Наличие EBS возможно только при условии присутствия на автомобиле ABS, поскольку они тесно взаимодействуют друг с другом.

Если говорить коротко, то EBS служит для додавливания педали тормоза, благодаря чему активируется система ABS. Но при этом EBS не способна распределять усилия на разные колёса. Сейчас ведутся активные разработки усовершенствованной версии этой тормозной системы, позволяющей совместно работать с круиз-контролем, распознавать автоматически препятствия впереди и помогать в сокращении тормозного пути. Специалисты из компании Bosch уверены, что новинка окажется ещё эффективнее стандартного Brake Assist.

Рекомендуется к прочтению  Почему клинит тормоза автомобиля СТАТЬИ

Brake Assist System

Авторами этой системы торможения выступают инженеры немецкой компании BMW. Чем-то решение напоминает рассмотренный ранее BA. Но немецкая система помогает ускорять и дополнительно усиливать рост давления в приводе тормоза автомобиля при экстренной остановке. Даже если водитель прикладывает небольшое усилие, тормозной путь сокращается до минимума. Автоматическая система считывает информацию о скорости повышения давления и усилии, которое прикладывает водитель. Так компьютер определяет, является ли ситуация опасной. Если да, незамедлительно давление возрастает до максимума, что и позволяет машине затормозить быстрее.

Дополнительно блок управлением считывает данные о скорости движения о степени износа тормозов. DBC основана на принципе гидравлического усиления, в отличие от конкурентов, где применяется вакуумный принцип. Практика показывает, что гидравлика способствует лучшему и более точно распределяемому тормозному усилию при экстренных и аварийных остановках автотранспорта. Электроника DBC напрямую связана с системой стабилизации и ABS.

Dynamic Brake Control

Эту систему разработали также баварские специалисты из BMW ещё в 1997 году. Когда авто начинает тормозить, задние колёса на машине разгружаются. Если это торможение происходит в повороте, заднюю ось может занести, поскольку растёт нагрузка на переднюю часть. CBC тесно связана с ABS. Их совместная работа позволяет предотвращать возможный снос задней оси, когда водитель начинает тормозить на входе в поворот. Система оптимально распределяет тормозные усилия. В итоге занос не происходит, даже если водитель плотно и резко зажимает педаль тормоза. Сигналы, идущие от датчиков ABS, передаются на CBC. Также определяется скорость, с которой вращаются колёса. Эти данные позволяют регулировать рост тормозного усилия для каждого из цилиндров. Происходит это так, чтобы нарастание происходило интенсивнее на внешнем переднем колесе, если смотреть относительно поворота. Такой принцип действия позволяет предотвращать заносы. На автомобилях система работает постоянно, но это остаётся незаметным для водителей. Хотя польза от подобного решения огромная.

Предотвращение заносов авто

Много говорится о системе распределения тормозных усилий EBD, но не каждый точно понимает, что это такое. EBD расшифровывается как электронная система распределения тормозных усилий. Из этого уже становится примерно понятно, какие функции и задачи выполняет система. В автомобилях это решение используется для того, чтобы перераспределять усилия от тормозов между задними и передними колёсами. Плюс система распределения тормозного усилия, или просто EBD, помогает в грамотном автоматическом перенаправлении между левой и правой стороной транспортного средства, опираясь не текущие условия передвижения. ЕБД входит в состав традиционной системы ABS, оснащённой электронным управлением.

Когда машина движется прямолинейно и начинает тормозить, нагрузка перераспределяется. А именно нагружаются передние колёса, а задние наоборот разгружаются. Если у задних тормозов будет аналогичное усилие, как и впереди, значительно возрастёт вероятность возникновения блокировки на задних колёсах. Используя специальные датчики скорости, электронный управляющий блок ABS определяет нужный момент и регулирует усилие. Во многом грамотное распределение зависит от того, какую массу имеет перевозимый груз и как он располагается.

Также ЕБД оказывается полезной при торможении во время входа в повороты. Тогда происходит увеличение нагрузки на внешние колёса относительно поворота и разгрузка внутренних. Тем самым гарантируется защита от возможной блокировки. ЕБД ориентируется на сигналы датчиков, установленных на колёсах, а также датчиков замедления или ускорения. Это позволяет системе определить, какие условия нужно создать для безопасного торможения. Комбинируя разные клапаны, давление рабочей жидкости перераспределяется. В итоге в каждом из колёс отмечается разный показатель давления.

Работа системы EBD

Современные тормозные механизмы сохранили свой изначальный принцип работы. Но новые разработки сумели значительно повысить их эффективность. Теперь машина не просто может затормозить. Она делает это аккуратно, избегая блокировки колёс, заносов и прочих неприятностей, которые могут возникнуть при необходимости экстренно сбросить скорость. Многие недооценивают значимость современных тормозных систем. Хотя именно они во многом помогают уверенно чувствовать себя на дорогах, входить в повороты на солидных скоростях и своевременно останавливаться перед выскочившим впереди препятствием. Наличие всех ассистов тормозной системы постепенно становится обязательным условием при производстве и продаже новых автомобилей. И это абсолютно правильное решение, направленное на повышение безопасности на дорогах и снижение количества аварийных ситуаций или дорожно-транспортных происшествий.

Тормозная система автомобиля

Система торможения относится к основным устройствам обеспечения безопасности управления автомобилем. По этой причине отказы в работе тормозной системы автомобиля стоят самыми первыми в списке всех дефектов, при наличии которых запрещается эксплуатировать автомобиль.

Вот это тормоза!

Устройство тормозной системы автомобиля

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

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

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

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

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

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

Принцип работы

Схема гидравлической тормозной системы

1 — впускной трубопровод двигателя;
2 — запорный клапан;
3 и 6 — вакуумные баллоны соответственно переднего и заднего контуров;
4 — сигнализаторы недостаточной величины вакуума;
5 и 10 — гидровакуумные усилители соответственно переднего и заднего контуров;
7— тормозной механизм заднего колеса;
8 — картер заднего моста;
9 — регулятор давления;
11 — воздушный фильтр;
12 — пополнительный бачок;
13 — главный тормозной цилиндр;
14 — тормозной механизм переднего колеса;
15 — регулировочный эксцентрик;
16 — опорные оси;
17 — опорный диск;
18 — рабочий тормозной цилиндр;
19 — оттяжная пружина;
20 — эксцентриковая шайба;
21 — накладка колодки;
22 — направляющие скобы;
23 — перепускной клапан;
24 — подводящий шланг;
25 — резиновый шланг

Типовая структурная схема рабочей тормозной системы состоит из педали управления, гидравлического приводного устройства и исполнительных тормозных механизмов.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Видео: Как работают тормоза

Принцип работы тормозной системы автомобиля заключается в следующем:

  1. движение педали управления механически передаётся на поршень главного гидроцилиндра;
  2. движение поршня внутрь основного цилиндра приводит к увеличению давления жидкости в трубопроводах, подающих тормозную жидкость на исполнительные цилиндры тормоза каждого колеса;
  3. возрастание давления в исполнительных цилиндрах приводит к перемещению поршня, который сжимает дисковые колодки или разжимает барабанные колодки на колесах;
  4. под действием трения рабочей поверхности колодок о поверхность диска или барабана происходит затормаживание колёс.

Таким образом, давление ноги на педаль усиливается гидросистемой и действует на тормозные колодки колёс. При снятии ноги с педали гидравлическое давление в системе выравнивается, и поршень в основном гидроцилиндре занимает своё исходное положение. Колодки, находящиеся под воздействием сил возвратных пружин, отпускают диски или барабаны колёс. Гидравлический привод применяется в качестве привода рабочей тормозной системы легковых и грузовых марок авто с небольшой грузоподъёмностью.

Простейший гидравлический привод состоит из следующих основных узлов и механизмов:

  • педаль управления;
  • основной тормозной цилиндр;
  • вакуумный усилитель (может отсутствовать);
  • трубопроводы;
  • колесные цилиндры;
  • регулятор давления.
  • главный тормозной цилиндр

Схема гидропривод тормозной системы

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

Различные конструкции главного цилиндра имеют общий принцип работы. В них во всех в свободном положении педали тормозная магистраль имеет свободный выход в резервуар, куда заливается тормозная жидкость. Это даёт возможность производить непрерывную компенсацию:

  • утечки жидкости через уплотнительные резинки цилиндров;
  • расширения тормозной жидкости при нагревании;
  • расширения объёма рабочих цилиндров за счёт выработки накладок на тормозных колодках.
Рекомендуется к прочтению  Как устранить скрип тормозных колодок

Главный цилиндр разделяет контуры управления торможением (параллельные или диагональные), через два отверстия в два разделённых резервуара каждого контура. Такая схема позволяет сохранить общую работоспособность тормозной системы автомобиля при выходе из строя какого-либо из контуров, что поднимает надёжность и безопасность вождения.

Вакуумный усилитель

Схема ваккумного усилителя

Для увеличения гидравлического давления в системе применяется вакуумный усилитель. Он обычно выполнен в одном модуле с главным тормозныи цилиндром. Усилитель имеет круговую камеру, разделённую на две половины с помощью упругой диафрагмы. Одна половина камеры сообщается через клапан с впускным коллектором мотора, где создаётся вакуум. Вторая половина камеры имеет свободный выход в атмосферу. При нажатии на педаль её действие усиливается давлением вакуума на поршень основного гидроцилиндра. В итоге гидравлическое давление в исполнительных цилиндрах увеличивает прижимное усилие колодок дополнительно до 30-40 кг.

Регулятор давления

Регулятор предназначен для снижения давления в рабочих цилиндрах задних колёс при интенсивном торможении. Его необходимость обусловлена тем, что при торможении основная масса автомобиля по инерции переносится на передние колёса, а задние колёса получают разгрузку. Блокировка колёс может привести к заносу автомобиля, поэтому давление в задних цилиндрах ограничивается распределителем давления. Он включён в цепь обоих контуров системы торможения и распределяет жидкость в задние цилиндры колёс.

Трубопроводная схема

Схема компоновки гидропривода

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

Схема распределения и передачи тормозной жидкости рабочей системы имеет основной и дублирующий контур. Когда отсутствуют дефекты в системе, оба контура функционируют раздельно как основные. При выходе из строя одного контура (утечки жидкости) второй контур работает как дублирующий. Существует следующие три схемы разделения контуров:

  1. Параллельная развязка на 2 передних и 2 задних цилиндра в каждом контуре.
  2. Диагональная развязка цилиндров по контурам (правый задний – передний левый и наоборот).
  3. Дублирующее включение (первый контур включает все 4 рабочих цилиндра, второй контур включает только 2 передних цилиндра).

Отечественные автомобили с приводом на задние колёса имеют разделение контуров по первой схеме. Иномарки и ВАЗы с передними ведущими колёсами имеют устройство тормозной системы автомобиля по второй схеме.

Тормозные механизмы

Механизмы тормозов используются для создания противодействующего вращению колёс механического момента. В основном на всех авто применяются фрикционные механизмы, работающие на трении соприкасающихся материалов. Они устанавливаются на колесе и делятся по конструкции на дисковые и барабанные типы.

Дисковые тормоза

1 — колесная шпилька дисковые тормоза
2 — направляющий палец
3 — смотровое отверстие
4 — суппорт
5 — клапан
6 — рабочий цилиндр
7 — тормозной шланг
8 — тормозная колодка
9 — вентиляционное отверстие
10 — тормозной диск
11 — ступица колеса
12- грязезащитный колпачок

Дисковые механизмы могут быть с подвижным или статичным суппортом. Подвижный суппорт способствует равномерному износу трущихся накладок и, кроме того, обеспечивает постоянный зазор до поверхности диска вне зависимости от выработки накладок. Он крепится на подвеске с помощью кронштейна и имеет пазы для установки рабочих цилиндров. Диск, соединённый со ступицей колеса, имеет гладкую поверхность и отверстия для быстрого воздушного охлаждения.

Колодки с тормозящими накладками в нормальном положении прижаты к суппорту возвратными пружинами. Под давлением штока поршня исполнительных цилиндров колодки отжимаются к поверхности диска, происходит его торможение. Для индикации выработки накладок в колодках имеется датчик износа, который сигнализирует на приборную доску о критической выработке фрикционного поверхностного слоя колодок.

Барабанная система тормозов

Барабанные механизмы имеют полукруглые колодки в виде полумесяца с фрикционными накладками с наружной стороны, нижние концы которых закреплены на неподвижной оси, а верхние концы могут раздвигаться под давлением поршней исполнительных цилиндров тормозов. Прижатые в нормальном положении друг к другу стяжными пружинами полукруглые колодки под давлением поршней раздвигаются и распирают внутреннюю поверхность вращающегося барабана. Трение поверхностей колодок и барабана приводит к торможению колеса. Для компенсации выработки трущейся поверхности имеется механизм самоподвода колодок к барабану.

По отношению к тормозам барабанного типа дисковые механизмы имеют следующие преимущества:

Как работают тормоза в автомобиле: Объяснение

Многим водителям наверняка знакома такая ситуация, когда на дорогу неожиданно выбегает какое-нибудь животное, к примеру, кошка, собака, ну и т.д. Согласитесь с нами, достаточно неприятный момент. Ведь у водителя есть всего лишь доли секунды, чтобы отреагировать на данную ситуацию. В этот самый момент большинство из водителей обязательно нажмут на педаль тормоза будучи уверенными в том, что их машина начнет почти мгновенно останавливаться. Но почему мы с вами на все сто процентов уверены в тормозах машины? Хотелось бы знать, как работает тормозная система в автомобиле? Давайте вместе друзья с вами сейчас узнаем, как же эти тормоза используя науку останавливают тяжелую машину.

Наука «останавливаться».

Перед вами друзья парашютный тормоз который снижает скорость и кинетическую энергию, чтобы катапультировавшийся из самолета или с тренажера летчик благополучно приземлился на землю.

Если вы двигаетесь, то это означает, что у вас есть энергия, т.е., если быть точным — кинетическая энергия. Кинетическая энергия это такая энергия, которой обладает определенный объект, поскольку он имеет массу и скорость (скорость в определенном направлении). Чем больше будет масса (то есть, чем тяжелее объект) и чем быстрее вы или объект будет двигаться, тем больше кинетической энергии будет у вас или объекта.

Все это конечно хорошо, но, что делать, если вам вдруг нужно остановиться? Как же перейти от быстрого движения к тому состоянию, чтобы не двигаться вообще. Для этого вам или объекту необходимо избавиться от своей кинетической энергии.

Например, если вы прыгаете находу с высоты из летящего самолета, то лучшим способом потерять энергию для вас будет парашют. Благодаря гигантскому «мешку ткани» который летит вслед за вами, движение замедляется, то есть уменьшается скорость падения, а следовательно парашют помогает вам избавиться от вашей же кинетической энергии.

В результате парашют позволяет вам спокойно и плавно приземлиться на землю целым и невредимым.

Кстати, мощные драгстер-автомобили, которые являются рекордсменами по разгону с места а с ними и спорткары умеющие разгонятся до рекордных скоростей, также используют у себя для остановки парашюты. Но большинство обычных автомобилей, как вы сами знаете, используют для своей остановки и снижения скорости традиционную гидравлическую тормозную систему, которая была изобретена еще в начале 20 века.

Различные виды тормозов для разных видов транспорта

В легковых автомобилях, в грузовиках, в самолетах и в тех же поездах тормоза работают в целом и в принципе одинаково. В нашем мире существует множество и других видов транспорта, которые также обеспечены и оборудованы похожими видами торможения. Тормоза есть как ни странно, даже в ветровых турбинах. Вот краткое сравнение друг с другом некоторых распространенных в мире тормозных систем:

Велосипед

Если вы пользуетесь и катаетесь на велосипеде, то непременно знаете, что разогнавшись вам нечего бояться, так как в нужный момент, когда вы захотите остановиться, вы воспользуетесь тормозом предусмотренном в любом велотранспорте. Обычно для этого вы нажимаете на тормозной рычаг на руле и велосипед начинает снижать скорость, а происходит это за счет того, что металлический трос, идущий от тормозного рычага, тянет за собой небольшие суппорты расположенные непосредственно на колесе, заставляя тем самым толстые резиновые блоки прижиматься конкретно к колесу. В этот момент создается трение между тормозными резиновыми блоками и металлическим ободом колеса. В результате этого трения создается и выделяется тепло, а заодно начинает уменьшаться кинетическая энергия вашего велосипеда. В итоге этого вы безопасно останавливаетесь.

Паровоз

Тормоза на паровозе работают точно так же, как и в автомобиле. На фотографии вы друзья можете лицезреть паровозный тормоз. Он зажимает ведущие колеса локомотива, чтобы замедлить их ход. Но как же все-же поезд останавливается, если на самих колесах нет резиновых шин? Ведь для остановки необходимо трение в том числе и с дорожной поверхностью?

Все очень просто. Так как локомотив имеет огромную массу а его колеса не имеют резины, то это трение у железнодорожного локомотива создается именно из-за огромного веса, который непосредственно давит на колеса, которые прижаты к металлическим рельсам. В результате такого трения металлических колес с металлическими рельсами образуется и выделяется большое количество тепла, которое и снижает кинетическую энергию этого движущегося локомотива.

Мотоцикл

Мотоциклы (мотобайки) обычно имеют в своей конструкции дисковые тормоза, которые содержат внутри себя тормозные диски, суппорт и те же тормозные колодки. Тормозной диск, как правило, имеет по всей площади отверстия (или пазы). Принцип работы тормозов в мотоцикле достаточно прост, то есть: — сама тормозная колодка зажимается с помощью тросика, который, как и на велосипеде, может подходить к рулевому колесу или непосредственно к ножной педали. Как только мотоциклист нажимает на педаль тормоза или на тормозной рычаг, то тросик тут же начинает прижимать тормозные колодки к тормозному диску. Отверстия в тормозном диске помогают рассеивать выделяемое тепло при трении.

Рекомендуется к прочтению  Ремонт тормозов

Самолет

В самолетах тормоза установлены непосредственно внутри самих колес. Это помогает пилоту остановить самолет на взлетно-посадочной полосе. Также в авиатехнике могут использоваться и воздушные тормоза, которые увеличивают сопротивление воздуха, что в итоге и замедляет самолет во время его полета. А еще самолет может тормозить и за счет обратной тяги своих двигателей, если пилот включит так называемый реверс.

Ветровая турбина

Как мы уже выше вам сказали, ветровые турбины тоже имеют у себя внутри тормозную систему. Она им необходима чтобы предотвращать и тормозить слишком быстрое вращение роторов (пропеллеров). У большинства ветровых турбин имеется прибор анемометр, который измеряет скорость ветра. Если скорость ветра поднимается выше безопасного уровня, то тут же автоматически активируется тормоз, который и приводит к замедлению вращения пропеллеров либо к их полной остановке.

Ну а высокая скорость ветра означают следующее, что при возможности от этих ветровых турбин можно было бы получать намного больше необходимой энергии, чем получают на сегодня. Но безопасность всегда бывает главнее.

Более детальный взгляд на автомобильные тормозные системы

Автомобильные тормоза на своей ранней стадии были удивительно примитивны по сегодняшним современным меркам. Вот перед вами друзья очень простая система с трением изобретенная и созданная американцем Джоном Ставарцем в 1910 году.

Когда вы нажимаете на рычаг тормоза (обозначен на картинке желтым цветом), то под заднее колесо этого транспорта (обозначено коричневым цветом) заезжает огромная тормозная колодка (синего цвета).

По сути автомобиль как-бы садится на колодку-башмак зубья которого сцепляются непосредственно с дорожной поверхностью, в результате чего машина начинает замедляться и в конечном итоге остановится.

Большинство автомобилей имеют два или три различных типа тормозных систем. Обратите ваше внимание друзья на передние колеса своей машины. Сразу за колесным диском вы увидите тормозные диски. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, то с двух сторон тормозного диска начинают тут же зажиматься тормозные колодки из износостойкого материала.

В результате трения колодок с тормозными дисками начинает образовываться и выделяться тепло, а заодно снижается кинетическая энергия самого автомобиля, который в итоге всего этого начинает замедление. Как вы видите, это тот же самый принцип как и в мотоциклах и даже в велосипедных тормозах.

У некоторых марок автомобилей дисковые тормоза стоят и на задних колесах. Но у многих автомобилей до сих пор на задних колесах по-прежнему установлены барабанные тормоза, которые работают несколько иначе, чем дисковые тормоза. Вместо самого диска в таких тормозах используется тормозной барабан внутри которого, в полой области, установлены тормозные колодки, которые с помощью пружин и тормозных цилиндров при нажатии водителем на педаль тормоза, начинают прижиматься к самой поверхности барабана.

Ручной тормоз автомобиля тормозит и действует на задние колеса. Этот ручной тормоз активируется с помощью рычага расположенного внутри машины. Правда по сравнению с нажатием на педаль тормоза этот ручной тормоз менее эффективен и более слабее.

У быстро ускоряющего автомобиля имеется масса энергии и когда вы активируете тормоза (неважно какие,- барабанные, дисковые или ручной тормоз), то эта энергия в результате трения тормозных колодок с барабанами или тормозными дисками превращается в тепло.

Естественно, что из-за сильного трения барабаны и тормозные диски могут нагреваться до 500 °C и более! Вот почему барабаны или диски должны быть сделаны из таких крепких материалов, которые не будут плавиться при высоких температурах. Например, для изготовления тормозных дисков, барабанов и тормозных колодок идеально подходят дорогие сплавы металлов, а также композиты или керамика.

Как работают тормоза в автомобиле

Перед вами друзья картинка описание: -Когда ваша нога нажимает на педаль тормоза, то тормозная жидкость в тормозной системе выжимается и направляется из узкого цилиндра в более широкий цилиндр. Такая система известна многим под названием, как гидравлическая система. Это позволяет значительно увеличить силу вашего тормозного усилия.

Теория.

Представьте себе следующее, сколько вам понадобилось бы личных сил, чтобы остановить например, быстроходную машину. Простое нажатие на педаль тормоза не могло бы создать той достаточной силы, чтобы активировать сразу все четыре тормоза таким образом, чтобы вы смогли в быстром темпе спокойно остановить свой автомобиль. Вот почему тормоза используют у себя гидравлику, а именно,- систему заполненных тормозной жидкостью трубок которые и увеличивают ваше тормозное усилие. Также, благодаря этой гидравлике тормозные усилия могут передаваться легко из одного места в другое за короткий промежуток (срок) времени.

Когда вы нажимаете на педаль тормоза, то ваша нога, по сути в это время, перемещает конкретный рычаг, который заставляет сдвинуть поршень в длинном узком тормозном цилиндре (главный тормозной цилиндр), который в свою очередь начинает далее двигать гидравлическую жидкость (тормозную жидкость) в сторону узкой трубки, которая расположена на конце тормозного цилиндра.

К этой трубке подключены, как правило, такого же диаметра другие трубки идущие на каждый тормоз автомобиля. Далее тормозная жидкость по узким трубкам попадает непосредственно в более объемные цилиндры, которые расположены на колесах.

Поскольку тормозные цилиндры распологающиеся на каждом колесе намного больше, чем сам цилиндр, который расположен в тормозной системе сразу после педали тормоза, то сила, которую вы изначально применили к педали тормоза значительно увеличивается. В результате чего эта самая сила и начинает сжимать тормозные колодки в каждом отдельно взятом тормозе колеса.

На практике.

  1. 2. Когда педаль движется вниз, то она толкает рычаг который соединен с поршнем главного тормозного цилиндра.
  1. 3. Рычаг толкает поршень (синий на картинке) и направляет его в узкий цилиндр, который заполнен гидравлической тормозной жидкостью (обозначена красным цветом). Когда поршень перемещается внутри цилиндра, то он начинает сжимать тормозную жидкость и толкает ее в узкое отверстие, которое расположено в конце цилиндра к которому подсоединена трубка. Это происходит примерно так же, как ручной насос выжимает и направляет воздух из цилиндра в тонкий шланг.
  1. 4. В результате образовавшегося давления тормозная жидкость попадает в длинную тормозную магистраль, состоящую из тормозных трубок, которые как-раз подходят к каждому колесу. В результате такого нагнетенного давления главным тормозным цилиндром в систему, тормозная жидкость в конечном итоге достигает каждого колеса.
  1. 5. Далее жидкость под давлением попадает в тормозные цилиндры расположенные в колесах, которые имеют сами по-себе больший размер, чем главный тормозной цилиндр (цилиндр в колесе обозначен, синим цветом).
  1. 6. Когда жидкость попадает в тормозной цилиндр имеющий больший объем по сравнению с главным тормозным цилиндром, то в этот момент сильно увеличивается тормозное усилие, и происходит это как-раз из-за разницы объемов цилиндров в тормозной системе.
  1. 7. В результате увеличенного давления жидкости в системе, поршень в тормозном цилиндре колеса начинает зажимать тормозную колодку прижимая тем самым ее к тормозному диску / барабану.
  1. 8. В результате трения тормозной колодки и тормозного диска начинается необходимое замедление колесного диска, что в конечном итоге и останавливает машину.

Наш простой пример показывает основной принцип работы такой и подобной гидравлической тормозной системы. Ну а на практике все бывает немного сложнее.

На самом деле надо сказать следующее, что педаль тормоза фактически управляет четырьмя отдельными гидравлическими тормозными линиями идущими непосредственно на все четыре колеса. На нашем же примере мы показываем вам друзья принцип работы тормозов лишь всего на одном колесе автомобиля (вы знаете, что их четыре).

Для безопасности во всех автомобилях используется, как правило, два отдельных контура гидравлических тормозов. Это необходимо на тот случай, если из-за какой-то неисправности вдруг выйдет из строя один из двух тормозных контуров. В этом случае второй контур всей тормозной системы будет по-прежнему функционировать.

Кто изобрел гидравлические тормоза?

Гидравлические тормоза изобрел Малькольм Лугхед из Детройта, штат Мичиган, США, произошло это в 1919 году. Выше вы можете друзья видеть его улучшенную конструкцию гидравлической тормозной системы — середина 1920-х годов.

Эта система использует импульс (движущую силу) транспортного средства, чтобы обеспечить необходимое тормозное усилие для остановки машины. Эта сила толкает гидравлический поршень в цилиндре. Это первый в мире тормоз с электроприводом. То есть принцип работы такой, при нажатии на педаль тормоза поршень в цилиндре начинает двигаться не только за счет силы нажатия педали, но и благодаря движущейся силе самого транспорта.

Лугхэд и его брат Аллан были как говорится, пионерами в авиастроении. Они в свое время основали компанию под названием «Лугхед», известную как авиационное производственное предприятие.

Источник https://drivertip.ru/osnovy/vidy-sovremennyh-tormoznyh-sistem.html

Источник https://avtomotoprof.ru/obsluzhivanie-i-uhod-za-avtomobilem/tormoznaya-sistema-avtomobilya/

Источник https://1gai.ru/baza-znaniy/vajno-znat/519132-kak-rabotayut-tormoza-v-avtomobile-obyasnenie.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: