Maxim77077 Блог Тормозная система автомобиля физика, формулы и теория

Тормозная система: описание,виды,устройство,фото,видео,принцип работы

Для эффективного управления движением любого механического средства – регулированием скорости на том или ином участке пути, замедлением её при выполнении маневров, наконец, для остановки в нужном месте – и в том числе экстренной – на всех грузовых и легковых автомобилях должна быть установлена соответствующая классу машины тормозная система. Для удержания машины на месте во время продолжительной стоянки, особенно на склоне, предусмотрен стояночный тормоз.

Для безопасной эксплуатации транспортного средства эта система должна быть надежна, как никакая другая. Не случайно в перечне неисправностей, при которых запрещено использование транспортного средства (приложение к Правилам дорожного движения РФ), неисправности тормозных систем вынесены на первое место.

ВИДЫ И УСТРОЙСТВО ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ

В современных автомобилях используют устройства тормозов двух видов – дисковые и барабанные. Название устройств видов тормозных систем пошло от используемого главного элемента, воспринимающего тормозное усилие, выполненного в виде диска или в виде барабана.

Барабанные тормоза насчитывают более ста лет, в настоящее время считаются устаревшими, обычно применяются в устройстве заднего моста автомобиля. Устройство задних барабанных тормозов достаточно простое и надежное. Ступица колеса жестко соединена с тормозным барабаном, который и воспринимает тормозящее усилие от двух тормозных колодок со специальными накладками. Пара колодок и гидравлический привод, называемый еще колесным цилиндром, смонтированы на тормозном щите, являющимся силовой деталью заднего моста. Устройство барабана таково, что удачно закрывает весь механизм от грязи и пыли, поэтому задний механизм торможения менее восприимчив к воздействию окружающей среды.

При нажатии педали тормоза давление гидравлической жидкости передается в рабочую полость колесного цилиндра и выталкивает из него два симметричных штока, прижимающих колодки к внутренней поверхности тормозного барабана. В старых моделях барабан изготавливался из специальных сортов чугуна, современные барабаны отливаются из алюминиевых сплавов с чугунными вставками, что значительно улучшает отведение тепла от трущихся поверхностей.

В конструкции барабанного механизма предусмотрено крепление троса стояночного тормоза. При выжимании рычага на определенную величину, легко контролируемую по количеству щелчков храповика фиксатора, трос натягивается и через специальный рычаг механизма тормоза с усилием прижимает колодки заднего тормоза к барабану, тем самым фиксируя колеса машины.

Преимущества устройства барабанных систем:

• общая рабочая поверхность колодок составляет не менее 400 см 2 для легкового автомобиля класса «В», что в разы больше суммарной поверхности накладок дисковых систем;
• при меньшей эффективности, значительно большее останавливающее действие;
• устройство привода позволяет легко подключить трос ручного стояночного тормоза, тогда как для дисковых систем это сделать значительно сложнее;
• накладки на колодках изнашиваются медленнее.

Важно! Контролировать, насколько выработана и изношена рабочая поверхность барабана, в силу специфики устройства достаточно сложно, поэтому следует с каждой регулировкой системы демонтировать барабан и замерять остаточную толщину стенки.

Усилие торможения может достаточно изменить траекторию движения автомобиля, поэтому в системе управления торможением первым всегда подключается привод задних колес, с небольшим опозданием подключается привод колодок передних колес. Благодаря такой последовательности обеспечивается стабильность курса движения машины без бокового заноса или разворота.

Принцип работы тормозной системы

Принцип работы тормозной системы рассмотрен на примере гидравлической рабочей системы.

При нажатии на педаль тормоза нагрузка передается к усилителю, который создает дополнительное усилие на главном тормозном цилиндре. Поршень главного тормозного цилиндра нагнетает жидкость через трубопроводы к колесным цилиндрам. При этом увеличивается давление жидкости в тормозном приводе. Поршни колесных цилиндров перемещают тормозные колодки к дискам (барабанам).

При дальнейшем нажатии на педаль увеличивается давление жидкости и происходит срабатывание тормозных механизмов, которое приводит к замедлению вращения колес и поялению тормозных сил в точке контакта шин с дорогой. Чем больше приложена сила к тормозной педали, тем быстрее и эффективнее осуществляется торможение колес. Давление жидкости при торможении может достигать 10-15 МПа.

При окончании торможения (отпускании тормозной педали), педаль под воздействием возвратной пружины перемещается в исходное положение. В исходное положение перемещается поршень главного тормозного цилиндра. Пружинные элементы отводят колодки от дисков (барабанов). Тормозная жидкость из колесных цилиндров по трубопроводам вытесняется в главный тормозной цилиндр. Давление в системе падает.

Эффективность тормозной системы значительно повышается за счет применения систем активной безопасности автомобиля.

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.

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.

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:

• температурные изменения материала не влияют на состояние поверхности, и тормозной момент не зависит от нагрева диска;
• эффективное воздушное охлаждение за счёт использования отверстий на диске и высокая температурная стойкость материала;
• меньший тормозной путь за счёт активного действия всей поверхности колодок;
• меньше вес и габариты;
• высокая чувствительность системы торможения;
• оперативность срабатывания;
• лёгкость замены колодок, не требуется обточка и подгонка накладок при замене колодок;
• до 70% инерции движения автомобиля могут гаситься на передних тормозных дисках.

О тормозных приводах

В автомобильных тормозных системах нашли применение вот эти типы тормозных приводов:

• гидравлический;
• пневматический;
• комбинированный.
• механический;

Гидравлический привод получил самое широкое распространение в рабочей тормозной системе автомобиля. В него входят:

• главный тормозной цилиндр;
• тормозная педаль;
• колесные цилиндры;
• усилитель тормозов
• шланги и трубопроводы (рабочие контура).

При усилии на тормозную педаль водителем, та передает усилие от ноги на главный тормозной цилиндр. Усилитель тормозов дополнительно создает усилие, облегчая тем самым жизнь водителя. Широкое применение на машинах приобрел вакуумный усилитель тормозов.

Главный тормозной цилиндр нагнетает тормозную жидкость к тормозным цилиндрам. Обычно над главным цилиндром стоит расширительный бачок, в нем содержится тормозная жидкость.

Колесный цилиндр прижимает тормозные колодки к тормозному барабану или диску.

Рабочий контур сейчас представляет из себя основной и вспомогательный. Например, вся система исправна, то значит работают оба, но при неисправности одного из них — другой будет работать.

Широко распространены три основные компоновки разделения рабочих контуров:

• 2 + 2 подключенных параллельно — задние + передние;
• 2 + 2 подключенных диагонально — правый передний + левый задний и так далее;
• 4 + 2 в один контур подключены два передних, а в другой тормозные механизмы всех колес.

Прогресс не стоит на месте и сейчас в состав гидравлического тормозного привода добавляются разные электронные компоненты:

• усилитель экстренного торможения
• антиблокировочная система тормозов;
• антипробуксовочная система;
• система распределения тормозных усилий;
• электронная блокировка дифференциала.

Пневматический привод применяется в тормозной системе большегрузных автомобилей.

Комбинированный тормозной привод — это комбинация разных типов привода.

Механический привод применяется в стояночной тормозной системе. Он включает в себя систему тяг и тросов, с помощью которых объединяет систему в одно целое, обычно на задние колеса имеет привод. Рычаг тормоза соединен при помощи тонкого троса с тормозными механизмами, где есть устройство, которое приводит в действие основные или стояночные колодки.

Есть автомобили, где стояночная система работает от ножной педали. Сейчас всё чаще стали применять в стояночной системе электропривод, который получил название — электромеханический стояночный тормоз.

Итак, как работает гидравлическая тормозная система

Осталось рассмотреть работу тормозной системы, что мы сделаем на примере гидравлической системы.

Когда водитель нажимает на педаль тормоза, то передается нагрузка к усилителю и тот создает усилие на главном тормозном цилиндре. А в свою очередь поршень главного тормозного цилиндра через трубопроводы нагнетает жидкость к колесным цилиндрам. Поршни колесных цилиндров от давления жидкости передвигают тормозные колодки к дискам или барабанам и происходит торможение автомобиля.

Когда водитель убирает ногу с педали тормоза, то педаль от действия возвратной пружины возвращается в начальное положение. Также, в свое положение возвращается и поршень главного тормозного цилиндра, а пружины отводят колодки от барабанов или дисков. Тормозная жидкость возвращается обратно в главный тормозной цилиндр и падает давление в системе.

УХОД ЗА ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМОЙ АВТОМОБИЛЯ

Как один из наиболее важных узлов, тормозная система автомобиля требует постоянного внимания и ухода. Здесь буквально любая неисправность может привести к непредсказуемым последствиям на дороге.

Некоторые диагнозы можно поставить, исходя из характера поведения тормозной педали. Так увеличенный ход или «мягкая» педаль свидетельствуют, скорее всего, о попадании воздуха в систему гидропривода в результате утечки тормозной жидкости. Поэтому необходимо периодически контролировать уровень жидкости в бачке.

Её повышенный расход может быть следствием повреждения гидрошлангов и трубок, а также обыкновенного испарения со временем. Это приводит к попаданию в систему воздуха и отказу тормозов.

Пришедшие в негодность детали необходимо заменить, а систему придется прокачивать, выпуская воздух из каждого рабочего цилиндра на колесах и доливая жидкость. Процесс длительный и нудный.

Уход автомобиля при торможении в сторону говорит о возможном выходе из строя одного из рабочих цилиндров или чрезмерном износе накладок на каком-то определенном колесе. При загрязнении тормозных механизмов может возникать характерный шум при нажатии на педаль.

Все эти неисправности легко устраняются самостоятельно или обращением в сервисный центр. А чтобы свести к минимуму вышеописанные неприятности, берегите тормоза, чаще используйте торможение двигателем, особенно на крутых и затяжных спусках. Продолжительное по времени включение основной рабочей системы ведет к перегреву деталей и служит причиной различных поломок

Maxim77077 Блог Тормозная система автомобиля физика, формулы и теория

Принцип работы стояночного тормоза легче всего пояснить на примере системы с механическим приводом.Механический ручной тормоз представляет собой систему из управляющего рычага, посредством тяг и системы тросов связанного с фрикционными механизмами колес.

Рычаг ручного тормоза, оснащенный храповым колесом для фиксации в рабочем положении, передает усилие на систему из одного, двух или трех тросов, соединенных с тормозным механизмом задних колес транспортного средства. Наибольшей популярностью пользуется схема с использованием трех тросов, одного центрального и двух боковых.

Для обеспечения равного усилия на тормозных механизмах правого и левого колеса, центральный трос соединен с боковыми через специальную деталь сложной формы, так называемый уравнитель.

Элементы стояночного тормоза соединены с тросами посредством регулируемых наконечников. Такая схема позволяет производить подстройку системы без трудоемкой замены основных элементов привода.

Рычаги фрикционных механизмов, связанные с тросами, разводят тормозные колодки, прижимая их к поверхности барабана. Разблокировать стояночный тормоз, или снять автомобиль с ручника, можно опустив рычаг механического привода. Возвратное устройство вернет колодки в первоначальное положение и освободит тормозной барабан.

Историческая справка. Барабанные тормоза были изобретены французским инженером Луи Рено в 1902 году. До 1930-х годов использовалась схема, в которой колодки разводились при помощи системы рычагов, позднее стали использовать небольшие по размеру тормозные цилиндры.

Устройство барабанного тормоза подразумевает быстрый износ колодок, и до изобретения в 1950-х годах саморегулирующегося механизма, система требовала постоянной подстройки. С 1970-ого года на передние колеса легковых автомобилей устанавливают дисковые тормоза. На задние – как правило, барабанные, поскольку стояночный тормоз наиболее эффективно работает именно с этим видом фрикционных механизмов.

Основная система

Современные легковые автомобили оборудованы основными ТС, состоящими из тормозных механизмов и тормозного гидропривода. При нажатии ногой на тормозную педаль мышечное усилие передается на главный тормозной цилиндр. Это устройство имеет поршень, при движении которого увеличивается давление в гидравлических тормозных трубках, идущих к каждому колесу. На каждом колесе автомобиля давление тормозной жидкости воздействует на поршень тормозного механизма, в результате чего выдвигаются тормозные колодки, которые прижимаются к тормозному диску или тормозному барабану. Сила трения замедляет вращение колес, а соответственно, и движение автомобиля.

Рис 1. Схема гидропривода тормозной системы

Гидропривод основной ТС состоит из:

• главного тормозного цилиндра (обычно комплектуется вакуумным усилителем, но может устанавливаться и без него);
• регулятора давления задних тормозных механизмов;
• рабочего контура (трубка диаметром 4-8 миллиметров).

Рабочий контур служит для соединения между собой устройств гидропривода и тормозных механизмов. Главный тормозной цилиндр (сокращенно – ГТЦ) используется для преобразования усилия, прилагаемого водителем к тормозной педали, в избыточное давление гидравлической жидкости, а также распределения давления по рабочим контурам. Емкость для запаса тормозной жидкости крепится на ГТЦ или отдельно. На большинстве автомобилей вместе с ГТЦ устанавливают вакуумные усилители, увеличивающие силу давления в тормозной системе. Этот усилитель (рисунок 2) конструктивно подсоединен к главному тормозному цилиндру. Основной частью усилителя является специальная камера, разделенная резиновой диафрагмой на два объема. Одна часть связана с впускным коллектором двигателя, в котором создается разрежение, а другая – с атмосферой. Благодаря перепаду давлений и большой площади диафрагмы, дополнительное усилие при нажатии на педаль тормоза может доходить до 30 – 40 килограммов и более. Это существенно облегчает работу водителя во время торможений и способствует сохранению его работоспособности на длительное время.

Рис 2. Схема вакуумного усилителя тормозов
1 – главный тормозной цилиндр; 2 – корпус вакуумного усилителя; 3 – диафрагма; 4 – пружина; 5 – педаль тормоза
Регулятор снижает давление в цилиндрах тормозных механизмов на задних колесах. Во время торможения инерция движущегося автомобиля и направленная в противоположную сторону сила трения (прилагаемая ниже центра тяжести транспортного средства) создают опрокидывающий момент. Более мягкая передняя подвеска в результате “проседает”, задние колеса, наоборот, “разгружаются”. В силу этого даже при не слишком резком, но интенсивном торможении могут блокироваться задние колеса, что иногда приводит к заносу машины. В зависимости от перемены расстояния между кузовом автомобиля и элементами задней подвески (продольного наклона кузова) сила давления в приводе задних тормозов относительно передних ограничивается. В результате чего удается избежать блокировки задних колес или же она возникает намного позже (в зависимости от загруженности и скорости замедления автомобиля).

Электромеханический стояночный тормоз

Развитие электронно-вычислительных систем и активное использование бортовых компьютеров в автомобилестроении привело к замене многих механических элементов блоками с программным управлением.

Не обошло стороной это нововведение и тормозную систему. Электрический, или как его еще называют, электронный стояночный тормоз представляет собой автономный узел, работающий под управлением бортового компьютера автомобиля.

Конструктивно данное устройство состоит из электродвигателя, ременной передачи, планетарного редуктора и винтового привода. Электрический стояночный тормоз устанавливается на суппорте задних колес автомобиля.

При подаче управляющего сигнала электродвигатель посредством ременной передачи сообщает вращательное движение планетарному редуктору. Последний, снизив частоту оборотов электродвигателя, воздействует на винтовой механизм, отвечающий за прижатие колодок к тормозному диску.

Электронный привод стояночного тормоза. Схема исполнительной части.

Электромеханический стояночный тормоз включает в себя:

• входные датчики;
• электронный блок управления.

Датчик уклона информирует бортовой компьютер о положении автомобиля относительно линии горизонта, датчик сцепления фиксирует положение педали и скорость ее отпускания.

При нажатии кнопки включения, расположенной на передней панели автомобиля, электрический привод стояночного тормоза, воздействуя на прижимной винт, притягивает колодки к тормозному диску. Электрический стояночный тормоз отключается автоматически, при нажатии на педаль акселератора. Предусмотрен и «ручной» режим снятия – при нажатии на педаль тормоза.

При отключении тормоза электронный блок управления анализирует угол наклона автомобиля, положение педали акселератора и скорость отпускания сцепления. Эти данные помогают выбрать правильное время для разблокировки тормозных дисков, что создает исключительно комфортные условия вождения.

Схема включения электромеханической тормозной системы в бортовую управляющую сеть современного автомобиля.

Общие рекомендации при использовании стояночного тормоза

Не следует оставлять автомобиль на продолжительное, более двух недель, время на стояночном тормозе. На влажном воздухе тормозные колодки могут «прикипеть» к дискам или барабану, полностью обездвижив машину. Такая же ситуация может случиться в холодное время года. Осевшая на тормозных механизмах влага может препятствовать нормальной работе системы.

Неисправности тормозной системы автомобиля

Как и любой другой узел автомобиля, тормозная система тоже может иметь определенные неисправности. В отличие от любой другой системы, тормоза должны быть всегда в исправном состоянии, ведь от этого зависят жизнь и здоровье водителя и пассажиров. Именно поэтому, ремонт тормозов необходимо производить сразу же после обнаружения неисправности.

Шум и вибрация педали при нажатии тормоза

Часто такая неисправность может коснуться дисковых тормозов. Обычно, она свидетельствует о том, что тормозные колодки уже отходили свой ресурс и начинают создавать трение жесткими заклепками собственного крепления. В этом случае, колодки необходимо заменить.

Вторая версия данной неисправности наиболее распространенная – кривой тормозной диск. Искривить диск можно, если тормозить достаточно часто и резко заехать в воду. Вследствие быстрого охлаждения, металл теряет свои свойства и диск, соответственно меняет свою форму. Чтобы избавиться от вибраций и дальнейшего перелома диска, необходимо либо расточить диск на специальном станке, либо заменить его. При этом, второй вариант является самым безопасным и приемлемым, так как расточка диска может быть небезопасной.

Эффективность тормозов упала, а длина свободного хода педали увеличилась

Обычно, это говорит о том, что тормозную жидкость залили в пустой бачок и в систему попал воздух. Для начала необходимо найти место утечки ТЖ. Для этого визуально оценивают состояние тормозных цилиндров и проверяют их на наличие следов тормозной жидкости. Как только неисправность будет устранена (сальники поменяны, магистрали поменяны), необходимо прокачать тормозную систему.

Прокачка заключается в устранении воздушных капель из тормозной жидкости автомобиля. Для этого автомобиль устанавливают на ровную поверхность, колесо снимают, а тормозную магистраль отсоединяют от тормозного цилиндра или суппорта и погружают в емкость с заранее налитой тормозной жидкостью. Второй автомеханик энергично нажимает на педаль тормоза до тех пор, пока в емкости с жидкостью пузыри не перестанут выходить из трубки. После этого, магистраль закручивают на место, тормозную жидкость доливают и повторяют эту процедуру на всех оставшихся колесах.

Ручной тормоз не удерживает автомобиль

Самая безобидная и малозначимая неисправность, которая может произойти с тормозами. Чаще всего, устраняется регулировкой натяжения привода ручника. Автомобиль устанавливают на смотровую яму и подтягивают регулировочную гайку на тросе.

Другая причина, по которой ручной тормоз перестает удерживать автомобиль – износ тормозных колодок. Часто это сопровождается снижением эффективности торможения рабочей системы. В этом случае, колодки необходимо обязательно заменить.

Cколько в автомобиле тормозных систем

ри. И все они обеспечивают функции изменения скорости движения автомобиля, остановку и удержания на месте, используя силу трения и реакции опоры между колесом и материалом дорожного покрытия. Итак, разновидности тормозных систем:

Рабочая — обеспечивает управляемое снижение скорости движения автомобиля, при необходимости вплоть до остановки. Состоит из привода для передачи усилия и тормозного механизма. Он бывает, как правило, фрикционного типа, устанавливается в колесе и делится на два типа, барабанный и дисковый. Система привода и передачи усилия так же разделяется на несколько видов:

• Механический привод
• Гидравлический
• Электрический
• Пневматический

Первые три вида приводов будут детально рассмотрены в дальнейшем материале статьи.

Стояночная — известная больше как ручной тормоз, служит для длительного удержания авто на месте, препятствует скатыванию по наклонной поверхности. При вождении транспортного средства используется для начала движения по наклонной поверхности вверх. Использует элементы рабочей.

Химический состав тормозной жидкости, как подобрать тормозную жидкость по химическому составу

Гликоли. Большинство тормозных жидкостей основано на различных соединениях гликолей (двухатомных спиртов). Хотя эти соединения используются для получения тормозных жидкостей, удовлетворяющих требования стандарта DOT 3. их превышенные гигроскопические свойств являются причиной относительно встрой абсорбции влаги, сопровождающейся снижением температуры кипения тормозной жидкости. При условии, если свободные гидроксилы частично связаны сложными эфирами с борной кислотой. >разуется высококачественная тормозная жидкость DOT 4 (или «DOT 4+», Super DOT 4»), которая, при взаимодействии с влагой, полностью ее нейтрализует. Поскольку снижение темпе­ратуры кипения тормозной жидкости DOT 4 за время ее эксплуатации происходит значительно медленнее по сравнению с жидкостью DOT 3, срок службы увеличивается.

Жидкости на основе минеральных масел (ISO 7308). Преимуществом тормозных жидкостей созданных на основе минеральных масел. является отсутствие у них гигроскопичности, поэтому температура кипения (при отсутствии абсорбции влаги не снижается. Минеральные и синтетические масла для тормозных жидкостей отбираются с особой тщательностью. Для обеспечения как можно меньшей зависимости вязкости от температуры в тормозную жидкость добавляются спе­циальные присадки.

Нефтяная промышленность, помимо топлив, также поставляет для тормоз­ных жидкостей различные присадки, улучшающие их свойства. Следует от­метить, что не рекомендуется в тормоз­ные системы, в которых в качестве тормозной жидкости применяются гликоли добавлять тормозные жидкости, соз­данные на основе минеральных масел (или наоборот), чтобы не допустить на­бухания эластомеров.

Силиконовые жидкости (SAE J 1705). Поскольку силиконовые жидкости, так­же как и минеральные масла, не абсор­бируют влагу, они в ряде случаев ус­пешно применяются в качестве тормоз­ной жидкости. Недостатками сили­коновых жидкостей являются сущест­венно более высокая сжимаемость и худшие смазывающие свойства, что ог­раничивает их применение в качестве рабочей жидкости во многих гидравли­ческих системах,

Барабанные и дисковые тормоза

Барабанный тормозной механизм (рис. 4) состоит из:

• тормозного щита,
• тормозного цилиндра,
• двух тормозных колодок,
• стяжных пружин,
• тормозного барабана.

Схема работы барабанного тормозного механизма

1 – тормозной барабан; 2 – тормозной щит; 3 – рабочий тормозной цилиндр; 4 – поршни рабочего тормозного цилиндра; 5 – стяжная пружина; 6 – фрикционные накладки; 7 – тормозные колодки

Тормозной щит жестко крепится на балке заднего моста автомобиля, а на щите, в свою очередь, закреплен рабочий тормозной цилиндр. При нажатии на педаль тормоза поршни в цилиндре расходятся и начинают давить на верхние концы тормозных колодок. Колодки в форме полуколец прижимаются своими накладками к внутренней поверхности круглого тормозного барабана, который при движении автомобиля вращается вместе с закрепленным на нем колесом. Торможение колеса происходит за счет сил трения, возникающих между накладками колодок и барабаном. Когда же воздействие на педаль тормоза прекращается, стяжные пружины оттягивают колодки на исходные позиции.

Преимущества барабанных тормозов:

• низкая стоимость, простота производства;
• обладают эффектом механического самоусиления. Благодаря тому, что нижние части колодок связаны друг с другом, трение о барабан передней колодки усиливает прижатие к нему задней колодки. Этот эффект способствует многократному увеличению тормозного усилия, передаваемого водителем, и быстро повышает тормозящее действие при усилении давления на педаль.

Дисковый тормозной механизм (рис.5) состоит из:

• суппорта,
• одного или двух тормозных цилиндров,
• двух тормозных колодок,
• тормозного диска.

Схема работы дискового тормозного механизма

1 – наружный рабочий цилиндр (левого) тормоза; 2 – поршень; 3 – соединительная трубка; 4 – тормозной диск переднего (левого) колеса; 5 – тормозные колодки с фрикционными накладками; 6 – поршень; 7 – внутренний рабочий цилиндр переднего (левого) тормоза

Суппорт закреплен на поворотном кулаке переднего колеса автомобиля. В нем находятся два тормозных цилиндра и две тормозные колодки. Колодки с обеих сторон «обнимают» тормозной диск, который вращается вместе с закрепленным на нем колесом. При нажатии на педаль тормоза поршни начинают выходить из цилиндров и прижимают тормозные колодки к диску. После того, как водитель отпустит педаль, колодки и поршни возвращаются в исходное положение за счет легкого «биения» диска. Дисковые тормоза очень эффективны и просты в обслуживании. Даже новичку замена тормозных колодок в этих механизмах доставляет мало хлопот.

Как работает автомобильная тормозная система?

Тормозная система вашего автомобиля влияет на его безопасность и, поэтому, при необходимости ваш автомобиль должен уметь вовремя останавливаться. К тому же зная, что ваши тормоза работают эффективно, вы всегда будете чувствовать себя на дороге более уверенно.

Когда ваш автомобиль движется образуется кинетическая энергия. Эта энергия получается из массы и скорости автомобиля. У вас будет больше кинетической энергии, когда ваш автомобиль имеет большой вес и быстро движется. При этом если вам нужно внезапно остановиться, тормоза нужны как раз для того, чтобы остановить кинетическую энергию.

У большинства автомобилей стоят дисковые или барабанные тормоза, либо их комбинация. Многие автомобили имеют дисковые тормоза спереди и барабанные тормоза сзади. Дисковые тормоза работают благодаря наличию колодки, которая зажимает тормозной диск, чтобы замедлить движение. Барабанные тормоза работают при наличии колодок внутри ступицы колеса, которые выдвигаются наружу, создавая трение, которое замедляет автомобиль.

У автомобилей также есть ручные тормоза. Ручной тормоз предназначен для предотвращения движения автомобиля во время парковки.

Нажатие на тормоза преобразует кинетическую энергию автомобиля в тепловую на таком уровне, чтобы расплавить обычный металл. В тормозных системах используется керамика, сплавы и композиты, которые не плавятся при высоких температурах, создаваемых тормозами.

Тормозная система автомобиля управляется гидравликой. Гидравлический контур тормозов состоит из главного цилиндра, который заполнен жидкостью и сопровождается соединенными с трубой рабочими цилиндрами. Когда вы нажимаете на педаль тормоза, она нажимает на поршень, расположенный в главном цилиндре, который будет нагнетать жидкость вдоль трубы. Жидкость поступает в подчиненные цилиндры, расположенные на каждом колесе, заполняя их в процессе. Когда рабочий цилиндр заполнен жидкостью, поршни будут вытеснены для включения тормозов.

Жидкость в тормозной системе распределяется равномерно из-за давления. Тормозное усилие создается потому, что площадь толкания всех ведомых поршней вместе превышает площадь толкания поршня в главном цилиндре. При этом главный поршень перемещается на несколько см, чтобы переместить ведомые поршни на доли см, чтобы задействовать тормоза. Это позволяет тормозам оказывать большое усилие в ответ на нажатие на педаль тормоза.

Как работают тормоза?

Но что на самом деле происходит, глубоко внутри вашего автомобиля, грузовика или кроссовера, когда пришло время остановиться? Оказывается, нажатие на крайне важную педаль тормоза запускает несколько процессов, которые задействуют мощь гидравлики и трения для замедления вашего автомобиля.

Гидравлическое действие

Ваша педаль тормоза механически, с помощью металлического стержня, подключается к устройству, называемому главным цилиндром. Главный цилиндр представляет собой герметичную камеру, заполненную тормозной жидкостью, которая является формой гидравлического масла. Тормозные магистрали соединяют главный цилиндр с тормозными суппортами вашего автомобиля. Эти тормозные магистрали являются проходами, по которым течет тормозная жидкость.

Когда вы нажимаете педаль тормоза, прикрепленный к ней металлический шток воздействует на поршень внутри главного цилиндра. Этот поршень сжимает тормозную жидкость внутри главного цилиндра, что создает давление в тормозной системе. Это давление передается через тормозные магистрали и обеспечивает силу, необходимую для работы тормозов автомобиля. Большее усилие на педали означает большее давление, что означает большую тормозную силу.

Когда вы отпускаете педаль тормоза, действие пружины освобождает поршень в главном цилиндре, возвращая его в исходное положение и сбрасывая жидкость в системе. Это снижает давление, вызывая отпускание тормозов на каждом колесе.

Зажимное действие

Над каждым колесом на вашем автомобиле находится тормозная система, называемая суппортом, которая похожа на большой зажим. Тормозные суппорты создают усилие зажима при приложении давления через тормозную жидкость и тормозные магистрали. Именно это зажимное действие прижимает тормозные колодки к ротору и создает трение, необходимое для замедления или остановки автомобиля. Одним словом, когда вы нажимаете педаль, результируется увеличение гидравлического давления передается (через тормозную жидкость в тормозных магистралях) на суппорты. Это приводит к зажиму суппорта, что создает трение и останавливает автомобиль.

Примечание: некоторые транспортные средства, особенно старые, могут использовать тормозные барабаны вместо суппортов. И хотя тормозные барабаны и суппорты различаются, они оба выполняют одну и ту же работу: превращают гидравлическое давление в тормозящее трение автомобиля.

Итак, вы узнали, что нажатие на педаль тормоза вашего автомобиля создает гидравлическое давление. Также вы знаете, что это тормозное давление передается через герметичную систему тормозных магистралей, где оно воздействует на суппорт (или, в некоторых случаях, барабан) на каждом колесе. Наконец, мы поняли, что суппорт (или барабан) отвечает за превращение гидравлического усилия в трение, необходимого для остановки автомобиля.

Тормозные колодки и тормозные диски

Тормозные колодки представляют собой металлические пластины со специальной плитой из фрикционного материала, прикрепленной к ним. Каждый суппорт использует две тормозные колодки, по одной на каждой из двух противоположных сторон суппорта. Когда обе тормозные колодки установлены в суппорте, их поверхности фрикционного материала обращены друг к другу. Но между двумя плитами из фрикционного материала есть зазор, и именно в это место входит тормозной ротор.

Тормозной диск представляет собой круглый, плоский и идеально гладкий металлический диск, который крепится болтами к колесам вашего автомобиля и вращается с той же скоростью, что и они. Суппорт с установленными тормозными колодками скользит по части вращающегося тормозного ротора. Здесь гладкие поверхности тормозных колодок находятся чуть выше гладкой вращающейся поверхности тормозного ротора.

Когда гидравлическое давление, создаваемое педалью тормоза, достигает суппорта, начинается действие зажима. Это заставляет поверхности фрикционного материала тормозных колодок обращаться друг к другу, заставляя их прижиматься к вращающемуся тормозному ротору с обеих сторон. Это генерирует огромное количество тепла и трения для уменьшения скорости вращения тормозного ротора и, следовательно, вращающихся колес и, соответственно, транспортного средства. Более тяжелое нажатие на педаль тормоза создает большее гидравлическое давление, большее зажимание, большее трение и более быстрые остановки.

Примечание: если на вашем автомобиле установлены тормозные барабаны, процесс торможения будет таким же, но используемые компоненты разные. В тормозных барабанах гидравлическое давление прижимает фрикционный материал к части, называемой тормозной колодкой (в данном примере эквиваленту тормозной колодки), к вращающейся внутренней поверхности тормозного барабана (в этом примере эквиваленту тормозного ротора).

Выводы

Подводя итоги, скажу в двух словах: водитель создает гидравлическое давление, нажимая на педаль тормоза, и это давление распространяется на суппорт тормоза (или барабан) на каждом колесе, где оно используется для перемещения фрикционного материала во вращающейся стальной поверхности, которая соединена с каждым колесом. В результате трение замедляет ваш автомобиль.

Когда вы нажимаете педаль тормоза, сила, создаваемая вашей ногой, усиливается механическим рычагом внутри педали в сборе, а затем усиливается под действием тормозного усилителя. Механическая сила нажатия на педаль преобразуется в гидравлическую силу с помощью главного цилиндра. Это заставляет гидравлическую (тормозную) жидкость течь через сеть тормозных магистралей. Жидкость заставляет маленькие поршни внутри суппортов толкать колодки на тормозные диски, и это усилие зажима замедляет автомобиль.

Источник https://seite1.ru/xodovaya-chast/tormoznaya-sistema-opisanie-vidy-ustrojstvo-foto-video-princip-raboty/.html

Источник https://proautomarki.ru/tormoz/

Источник https://auto.vercity.ru/magazine/13730_kak_rabotaet_avtomobilnaya_tormoznaya_sistema/