Дисковая тормозная система автомобиля: устройство и принцип работы, плюсы и минусы

Содержание

Дисковые тормоза: основные характеристики, преимущества и особенности

Дисковые тормоза известны давно. Они хорошо себя зарекомендовали и на сегодняшний день используются очень широко. Но обо всем по-порядку.

В настоящее время существует два типа тормозных систем – барабанные и дисковые. Впервые тормозные механизмы дискового типа применили в конце 40-х годов XX в., а с 70-х барабанные тормоза на передних колесах заменили на дисковые на всех автомобилях.

В данной статье будет дано подробное описание дисковых тормозов, их преимущество перед барабанными аналогами, а также приведено описание составных частей данной тормозной системы (суппорт, тормозной диск, защитный экран). Кроме того, описаны преимущества и недостатки разных типов дисковых тормозов.

Преимущества дисковых тормозов перед барабанными

К преимуществам дисковых тормозов по сравнению с барабанными можно отнести следующие их качества:

тормозная способность дисковых систем не снижается из-за перегрева, так как они лучше охлаждаются;
сопротивление дисковых тормозов воздействию воды и загрязнениям выше;

техническое обслуживание тормозных механизмов требуется гораздо реже;
поверхность трения дисковых тормозов при одинаковой массе больше, чем у барабанных.

Рис. 1 Тепловое расширение барабанного и дискового тормоза

При нагревании тепловое расширение тормозного барабана — увеличение внутреннего диаметра — приводит к увеличению хода педали тормоза или к деформации барабана, которая может вызвать резкое снижение тормозного действия (рис. 1). Тормозной диск, в свою очередь, представляет собой плоскую деталь, его температурное расширение происходит в сторону фрикционного материала, поэтому сжатие диска не может вызвать деформации, достаточной для того, чтобы повлиять на тормозные характеристики. К тому же центробежная сила отбрасывает загрязняющие материалы от тормозного диска наружу.

На рисунке 2 показано, почему дисковый тормоз охлаждается лучше барабанного. Охлаждающий воздух начинает охлаждать тормозной барабан только после того, как теплота, выделяющаяся при торможении, проходит через его стенки, в то время как трущиеся поверхности дискового тормоза открыты для доступа воздуха. Теплопередача от тормозного диска к воздуху начинается сразу после применения тормозов.

Рис. 2 Принцип охлаждения барабанных и дисковых тормозов

Возможность регулировки дисковых тормозов является еще одним их преимуществом. Проекция дисковых тормозов такова, что после каждого применения они саморегулируются из-за малого зазора между колодками и тормозным диском.

Устройство дискового тормоза

1 — блок цилиндров;

2 — тормозные колодки;

3 — прижимной рычаг суппорта;

4 — защитный кожух;

5 — ось прижимного рычага;

6 — направляющая колодок;

7 — суппорт тормоза;

8 — тормозной диск;

9 — штуцеры для удаления воздуха;

10 — тормозные шланги.

Основными деталями дисковых тормозов являются суппорт, тормозной диск, колодки, защитный экран. Рассмотрим эти элементы тормозной системы подробнее.

Дисковые тормоза разделяют на одно- и многодисковые. Самая большая и тяжелая их часть — это тормозной диск. Механизм работы однодисковых тормозов сводится к тому, что тормозные колодки с фрикционным материалом при торможении зажимают один тормозной диск. Многодисковые тормоза, применяющиеся обычно в авиации, имеют несколько вращающихся тормозных дисков, разделенных неподвижными дисками (статорами). На тормозном щите многодисковых тормозов расположены гидравлические цилиндры и поршни, которые управляют тормозными колодками и при выдвижении зажимают тормозные диски и статоры. Многодисковые тормоза полностью состоят из металла, а состав однодисковых тормозов включает органический и металлический фрикционный материал.

Материалом тормозного диска, как и тормозного барабана, обычно является чугун. Чугун обладает хорошей износоустойчивостью и хорошими фрикционными свойствами, имеет высокую твердостью и прочность при высоких температурах; он легко поддается механической обработке, и его стоимость относительно низка.

Размер тормозного диска равен его наружному диаметру и общей толщине поперечного сечения между двумя рабочими поверхностями. Диаметр тормозного диска обычно ограничивается размерами колеса, а вентилируемый тормозной диск всегда толще сплошного. Для дискового тормоза это общая площадь контакта с двумя тормозными колодками при одном повороте диска.

Большое значение отношения площади охвата на тонну автомобиля в хорошо спроектированных тормозах означает высокую эффективность тормозной системы. Площадь охвата дискового тормоза — это площадь трения тормозных колодок на обеих сторонах тормозного диска. Таким образом, более точно использовать Rp вместо Rr, однако поскольку в большинстве тормозов оба радиуса практически равны, для удобства расчета используется Rr, который легче измерить.

Тормозной диск прикрепляется к проставке, а та, в свою очередь, — к ступице колеса или фланцу моста. Проставка обеспечивает более долгий путь для передачи тепла от трущейся поверхности тормозов к колесным подшипникам, что позволяет поддерживать их температуру достаточно низкой. Проставки серийных автомобилей обычно изготавливаются из чугуна как одно целое с тормозным диском, а проставки гоночных автомобилей делаются как отдельная деталь из алюминиевого сплава. Недостатком проставок из алюминиевого сплава является более высокая, чем у чугуна, теплопроводность, что приводит к большему нагреву колесных подшипников.

Вентилируемые дисковые тормоза

Тормозной диск может быть сплошным или с вентиляционными каналами внутри него. В легких автомобилях обычно используются сплошные тормозные диски. Вентилируемые тормозные диски с радиальными охлаждающими каналами применяют на тяжелых автомобилях, требующих установки дисков максимально возможных больших размеров.

Мощные гоночные автомобили оснащены вентилируемыми тормозными дисками, при этом могут иметь место различия в толщине их боковых стенок. Чтобы температура на каждой стороне тормозного диска была одинаковой, на многих тормозах болидов ближайшая к колесу сторона тормозного диска тоньше, чем противоположная. Колесо сопротивляется прохождению охлаждающего воздуха к наружной рабочей поверхности тормозного диска, что делает ее более горячей, чем внутренняя сторона, поэтому большая толщина плохо охлаждаемой наружной поверхности тормозного диска способствует выравниванию температур их нагрева.

Тормозные диски гоночных автомобилей зачастую имеют криволинейные охлаждающие каналы, которые повышают эффективность действия воздушного потока. Тормозные диски для левой и правой сторон авто не взаимозаменяемы из-за криволинейности вентиляционных каналов. Тормозной диск с криволинейными вентиляционными отверстиями или наклонными прорезями для эффективной работы должен вращаться в определенном направлении. Правильное направление вращения по отношению к вентиляционным отверстиям и прорезям показано на схеме.

Типичные значения удельной площади охвата тормозов представлены в таблице для типичных автомобилей 1981/82 годов выпуска.

Типичные значения удельной площади охвата тормозов на тонну массы автомобиля

Модель автомобиля	Удельная площадь охвата тормозов, кв. см/т	Модель автомобиля	Удельная площадь охвата тормозов, кв. см/т
Alfa Romeo Spyder	1670,55	Mitsubishi Lynx RS	1212,6
Audi 5000 Turbo	1580,25	Nissan Sentra	1754,4
Audi Quattro	1638,3	Peugeot 505 STi	1735,05
BMW 528e	1670,55	Pontiac J2000	1115,85
Chevrolet Camaro Z28	1135,2	Porsche 944	1954,35
Chevrolet Corvette	1841,8	Renault Alliance	1225,5
Dodge Charger 2.2	1038,45	Renault 5 Turbo	1128,75
Ferrari 308GTSi	1038,45	Renault 1,8i	1219,05
Ford Mustang GT 5.0	1044,9	Subaru GL	1090,05
Honda Accord	1141,65	Toyota Celica Supra	1444,8
Honda Civic	1102,95	Toyota Starlet	1264,2
Lamborghini Jalpa	1464,15	Volkswagen Scirocco	1277,1
Mazda GLC	1122,3	Volkswagen Scirocco SCCA GT3	1960,8
Mercedes-Benz 380SL	1538,65	Volvo GLT Turbo	1560,9

Мощные автомобили имеют более высокие значения этого показателя по сравнению с экономичными седанами.

Возможные неполадки дисковых тормозных систем

При частом интенсивном торможении на вентилируемых тормозных дисках появляются трещины. Причина этого — термические напряжения и давление тормозных колодок на тонкие металлические стенки в каждом охлаждающем канале. Термические напряжения в тормозном диске с литой или прикрепленной болтами проставкой вызываются в месте их соединения из-за того, что температура тормозного диска в этом месте выше, чем температура проставки.

Наружная часть тормозного диска при его нагреве расширяется сильнее, чем холодная проставка. Это приводит к тому, что тормозной диск деформируется и изгибается, появляется его конусность, которая приводит к неравномерному износу тормозных накладок. Постоянно повторяясь, расширение и стягивание тормозного диска вызывают появление трещин. Опора каждой стороны вентилируемого тормозного диска и эффективное его охлаждение снижают вероятность появления трещин на нем.

Тормозные барабаны и тормозные диски спроектированы таким образом, чтобы противостоять самому тяжелому варианту появления термического напряжения при каждом применении тормозов, но многократные применения тормозов могут вызвать усталостные трещины. Если тормоза используются в режиме резкого торможения, необходимо чаще их проверять.

Суппорты дисковых тормозов

Рассмотрим подробнее устройство суппортов. Суппорты дисковых тормозов включают тормозные колодки и гидравлические тормозные цилиндры с поршнями, которые прижимают колодки к тормозному диску. Принцип работы всех суппортов дисковых тормозов одинаков: когда водитель нажимает на педаль тормоза, под давлением тормозной жидкости поршни перемещают тормозные колодки, которые зажимают тормозной диск.

Суппорты легковых автомобилей обычно изготовлены из относительно дешевого высокопрочного серого чугуна с шаровым графитом. Однако они достаточно тяжелые. Гоночные или вообще мощные автомобили обычно оснащены суппортами из алюминиевого сплава, их масса почти в два раза меньше чугунных.

Типы суппортов, их особенности

Существуют два основных типа суппортов — фиксированные и плавающие.

Рис. 4 Отличия суппортов разного типа

Фиксированные суппорты имеют большее число поршней (два или четыре), они больше по размеру и тяжелее плавающих суппортов. При работе в тяжелых условиях они допускают большее число экстренных торможений до наступления перегрева суппорта.

Плавающий суппорт перемещается в противоположном движению поршня направлении. Поскольку плавающий суппорт имеет поршень только на внутренней стороне тормозного диска, весь суппорт может смещаться внутрь, чтобы наружная тормозная колодка могла прижаться к тормозному диску. Плавающие суппорты меньше подвержены утечкам и износу, так имеют меньше движущихся деталей и уплотнений.

Фиксированные суппорты чаще всего применяют на гоночных автомобилях, а плавающие — на серийных.

Рис. 5 Тормозной диск с плавающим суппортом

Достоинством плавающих суппортов является легкость применения механического стояночного тормоза, так как в конструкции с одним тормозным цилиндром он легко управляется тросом, в то время как в фиксированных суппортах с поршнями на обеих сторонах тормозного диска это сделать сложнее. Недостатком плавающих суппортов является то, что они могут вызывать неравномерный износ тормозных колодок из-за перемещения самого суппорта.

Возможные неполадки суппортов

Рис. 6 Варианты деформации

Часть корпуса суппорта, которая охватывает наружный диаметр тормозного диска, называется мост. Давление тормозной жидкости вызывает действие силы P на каждой стороне суппорта, которая старается изогнуть его мост. Жесткость моста определяет жесткость всей конструкции суппорта, т. к. от жесткости конструкции зависят толщина поперечного сечения и масса суппорта.

Суппорт располагается между наружной стороной тормозного диска и внутренней стороной колесного диска, поэтому требования по пространству для его размещения диктуют проектирование суппорта с небольшой величиной поперечного сечения. К сожалению, это может привести к его изгибу. Чтобы повысить жесткость, суппорты тормозов гоночных автомобилей проектируют с широкими мостами.

Если тормозная колодка перекрывает размеры поршня, то она при действии тормозов будет изгибаться. Для обеспечения равномерного контакта рабочей поверхности тормозной колодки и тормозного диска используются несколько поршней.

Рис. 7 Суппорты с одним и двумя поршнями

Если устройство крепления суппорта податливое, то при перемещении может возникнуть его скручивание, а это, в свою очередь, вызывает неравномерный износ тормозных накладок, пружинистость и увеличивает ход педали тормоза.

Так как тормозной диск и кронштейн суппорта располагаются в разных плоскостях, последний воспринимает скручивающий момент во время приложения тормозов. Если кронштейн слишком тонкий, он будет скручиваться, вызывая прихватывание суппортом тормозного диска. Обычно толщина установочного кронштейна суппорта должна составлять не менее 12,7 мм.

Особенности эксплуатации дисковых тормозных систем

Для защиты внутренней рабочей стороны тормозного диска от попадания грязи и воды устанавливаются защитные экраны. Такое приспособление по своей конструкции напоминает тормозной щит барабанных тормозов. Защитные экраны оказывают сопротивление прохождению охлаждающего воздуха к тормозному диску, поэтому обычно не устанавливаются на дисковые тормоза гоночных автомобилей.

Что касается фрикционного материала дисковых тормозов, то он обычно приклеивается к боковой поверхности тормозных колодок, изготовленных из стального листа. Тормозные колодки продаются с уже прикрепленными тормозными накладками, повторно они не используются.

Нагрузка от тормозной колодки обычно не накладывается непосредственно на поршень в тормозном суппорте. На многих автомобилях между поршнем и тормозной колодкой устанавливаются противоскрипные шайбы, предназначенные для уменьшения шума, возникающего при вибрировании или дребезжании колодки по тормозному диску.

Подводя итоги

Мы рассмотрели устройство дисковых тормозных систем, особенности, преимущества, сильные и слабые стороны разных их типов. Из всего вышесказанного нетрудно сделать выводы о том, каким должна быть максимально эффективная тормозная система для гоночных автомобилей.

Для гоночных машин подходят только вентилируемые тормозные диски, которые охлаждаются быстрее. Чтобы температура на каждой стороне тормозного диска была одинаковой, на многих тормозах гоночных автомобилей ближайшая к колесу сторона тормозного диска тоньше, чем противоположная. Криволинейные вентиляционные отверстия тормозных дисков эффективнее для гоночных автомобилей, чем прямые. Направленные каналы вентиляции, по сравнению с традиционной прямой конструкцией, значительно повышают интенсивность прокачки воздуха по ним, улучшая теплоотдачу. Спиральная конструкция каналов более равномерно распределяет механические напряжения в диске, увеличивая ресурс и уменьшая вероятность образования трещин.

Перфорация диска, выполняя все те же функции по газоотводу, что и проточки, увеличивает площадь обдуваемой поверхности диска, улучшая охлаждение. При круглогодичной эксплуатации улучшает очистку диска от влаги и грязи.

Проставки и суппорты дисковых тормозов для гоночных автомобилей — из алюминиевого сплава. Легкая алюминиевая проставка улучшает характеристики управления автомобилем, снижает термические напряжения на тормозном диске. Низкий вес, благодаря использованию алюминия с малой удельной массой, снижает неподрессоренные массы, благоприятно сказываясь на качестве работы подвески автомобиля.

Фиксированный суппорт, рассчитанный на большее число экстренных торможений и обладающий повышенной гибкостью по сравнению с плавающим, идеален во время гонок.

Достаточную для эксплуатации гоночных автомобилей жесткость тормозных дисковых систем обеспечивают мосты увеличенной ширины. Благодаря увеличению и наилучшему распределению сечений «моста» (элемента, работающего на разжимающие суппорт нагрузки) получена повышенная жесткость суппорта к рабочим деформациям. Повышенная жесткость, суммируясь с общим снижением рабочих давлений и армированными тормозными шлангами, обладающими минимальной склонностью к увеличению объёма (разбуханию) при нагрузке, позволяет получить максимальную информативность на тормозной педали и возможность очень точно дозировать тормозной момент в системе.

Многопоршневая конструкция суппорта позволяет получить равномерное усилие прижатия тормозной колодки к диску, а разный диаметр поршней компенсирует разницу температурных условий работы колодки по площади контакта, предотвращая возможную неравномерность износа (конусность) по передней и задней кромкам. Повышенная общая площадь поршней в суппортах, изменяет передаточное отношение гидравлической системы, что приводит к значительному снижению рабочих давлений жидкости. Низкие давления снижают требуемое максимальное усилие на педали тормоза. Снижают нагрузку и вредные деформации на всех штатных деталях тормозной системы.

В случае использования «плавающей конструкции» диска, рекомендуемой для применения в режимах предельных нагрузок (на гоночном треке), позволяет полностью снять термо-напряжения относительно центральной части и предотвратить передачу избыточного тепла на ступичный подшипник. Обеспечивая нормальную работу и увеличенный ресурс этих деталей в самых жёстких условиях.

Чем больше диаметр тормозного диска, тем больше эффективный радиус приложения тормозного момента. Это позволяет увеличить максимальную тормозную мощность, развиваемую системой. От эффективного радиуса напрямую зависит площадь охвата рабочих поверхностей, являющихся одним из основных показателей возможностей диска по рассеиванию тепловой энергии.

И помните, качественные дисковые тормоза — это в первую очередь ваша безопасность. Учитывайте это при выборе подходящего варианта тормозной системы для своего авто.

Тормозная система транспортных средств

Тормозная система является важнейшим оборудованием для обеспечения безопасности транспортных средств. Дисковые тормоза все чаще используются в легковых автомобилях в течение шестидесяти лет. Позже их стали использовать в мотоциклах, а затем и в мотоциклах. Для замедления транспортного средства кинетическая энергия движущегося транспортного средства преобразуется в тепловую энергию с использованием трения скольжения между тормозными дисками (например, тормозные диски LEXUS LX470) и тормозными колодками.

Работа тормозной системы влияет на устойчивость и управляемость автомобиля [1,2,3]. Особенно это имеет большое значение для двухколесных транспортных средств. Транспортные средства этого типа характеризуются чувствительностью к эффективному торможению. В целом, мотоциклы и велосипеды имеют отдельные передние и задние тормозные системы, которые требуют балансировки оператора для достижения эффективного торможения. Велосипеды и мотоциклы не остаются устойчиво в вертикальном положении, например, после появления чрезмерной блокировки передних колес и заноса. Возможность управления движением чувствительна к поверхностным условиям, таким как выбоины, мокрые или масляные дороги. Кроме того, велосипедные шины, как правило, имеют уменьшенный участок дорожного контакта по сравнению с автомобилями.

Тяговые схемы и составы, используемые для их изготовления, могут подходить для ограниченного набора дорожных условий. Торможение мотоцикла включает в себя задачи по управлению водителем, которые могут быть значительно более сложными, чем в случае с автомобилями. Соответствие между навыками оператора и свойствами транспортного средства имеет большее значение для безопасности в случае мотоцикла и велосипедов, чем автомобиля. Как обычно, опытный гонщик максимально использовал передний тормоз. Однако начинающие гонщики, по-видимому, из-за отсутствия уверенности в управлении торможением передними колесами, в большей степени использовали задний тормоз. Из-за места, где он собран, тормозной диск подвергается воздействию внешних факторов. Это приводит к чувствительности эффективности крутящего момента к присутствию воды на поверхности диска. Как следует из вышесказанного, система тормозных дисков должна характеризоваться стабильным трением и свойствами в различных условиях.

Разница между тормозными системами заключается в механизме и компонентах, используемых при сборке системы. Все они используют фрикционные материалы. Тормозная колодка обычно прижимается к вращающемуся тормозному диску. Таким образом замедлится автомобиль и остановит движение. Базовую геометрию тормозного диска можно разделить на два основных типа: твердый дисковый тормоз и вентилируемый дисковый тормоз. Классификация основана на их конструктивной форме. Он может иметь вентилируемую геометрию или не иметь вентилируемой геометрии [4,5].

Твердый дисковый тормоз — это плоская поверхность, не имеющая надрезов или канавок на диске. Эта конструктивная форма имела большую площадь контактной поверхности во время торможения по сравнению с вентилируемым дисковым тормозом. Это имеет тенденцию иметь более локализованную термоупругую неустойчивость на контактных участках. Поскольку твердотельный диск не имеет подходящего вентилируемого отверстия, которое может помочь рассеивать тепло от трения при торможении в окружающую среду, возникают некоторые проблемы. Термоэластичная нестабильность может быть причиной явления затухания тормозов и остекления колодок [6,7,8]. Геометрия вентилируемых дисковых тормозов широко исследовалась в промышленности. Свойства геометрии сравнивались с твердым дисковым тормозом. Вентилируемый дисковый тормоз легче по сравнению с твердым. Еще одной особенностью является конвективный теплообмен, который также лучше благодаря преимуществу вентиляционного зала [9]. Кан и Чо [6] изучали влияние геометрии дискового тормоза на характеристики рассеяния тепла. Их анализ показал, что вентилируемый диск обладает лучшими характеристиками торможения с точки зрения отвода тепла по сравнению с твердым диском. Также на меньшей скорости вентилируемый диск может быть более управляемым. Он может обеспечить подходящее значение крутящего момента во время торможения.

Есть также исследователи, которые связывают дизайн геометрии вентиляционного отверстия с аэродинамическим охлаждением. Воздушный поток может повысить эффективность торможения во время торможения [7]. Кроме того, форма поперечного сечения играет важную роль в эффективности торможения [8]. Вентилируемый дисковый тормоз получил больше преимуществ по сравнению с твердым диском. Тем не менее, он имеет некоторые недостатки, такие как: меньшая теплоемкость и более высокая скорость повышения температуры при повторном применении торможения. При проектировании и выборе вентилируемого диска следует также учитывать его теплоемкость и коэффициент тепловой деформации, чтобы он мог оптимизировать конструкцию тормозного диска. Во время процесса торможения сила трения в области контакта тормозной колодки и тормозного диска вызывает износ области контакта. Поведение при износе влияет на коэффициент трения, который стал причиной разрушения зоны контакта.

Проектирование геометрии тормозного диска должно быть направлено на продление жизненного цикла диска. Сила трения возникает в результате механического воздействия и межмолекулярной силы между поверхностями трения колодки и дискового ротора. Поверхность трения характеризуется большим количеством микропиков или впадин. Микропики обычно называются неровностями. Механическая сила включала микропики и впадины, связанные друг с другом. Они приводят к деформации и сдвигу неровностей. Взаимодействие неровностей с двойными поверхностями вызывает вспашки на поверхностях трения [10,11,12]. Что касается сложных дорожных условий, транспортные средства испытывают различные режимы торможения. Во время длительного торможения на спуске и многократного высокоскоростного торможения фрикционный нагрев может существенно повысить температуру пары трения [13,14]. Многие исследования показали, что такой перегрев может привести к ухудшению коэффициента трения в тормозе, повышенному износу тормозной колодки, термическому растрескиванию, сотрясению и визгу тормозной системы из-за неравномерной термической деформации тормозного диска [14,15,16,17,18]. Таким образом, эффективное охлаждение тормозного диска является значительным для обеспечения безопасности и комфорта тормозов, особенно для современных транспортных средств.

Эта трибосистема очень сложна и изменчива, и, несмотря на множество исследований, проведенных на ней, все еще не полностью изучена и понята.

Выводы

Тормозная система является важнейшим охранным оборудованием для транспортных средств. Для замедления транспортного средства кинетическая энергия движущегося транспортного средства преобразуется в тепловую энергию с использованием трения скольжения между тормозными дисками и тормозными колодками. Работа тормозной системы влияет на устойчивость и управляемость автомобиля. Особенно это имеет большое значение для двухколесных транспортных средств. Измерения, проведенные на испытательном стенде, позволили сравнить трибологические характеристики двух тормозных дисков различной геометрии. Диски отличались диаметром и расположением вентиляционных отверстий. Изменение условий эксплуатации в результате загрязнения окружающей среды, попадающего на поверхность диска, может оказать существенное влияние на изменение коэффициента трения и, следовательно, эффективность торможения.

На основании проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

1. Наиболее значимым фактором, определяющим значение коэффициента трения пары тормозных колодок и диска, является температура тормозного диска. В оцененном диапазоне изменчивости это вызвало изменение коэффициента трения до 15%.

2. Независимо от геометрии диска при увеличении скорости скольжения наблюдалось увеличение значения коэффициента трения. В диапазоне изменения скорости от 0,1 до 0,5 м / с изменение превысило 15%.

3. Геометрия тормозного диска может оказать существенное влияние на сохранение эффективности торможения в случае мокрых дисков. Установлено, что в этом случае различия значений коэффициента трения могут достигать 30%. Их геометрия также определяет стабильность коэффициента трения при изменении скорости скольжения. Это связано со способностью удаления воды из зоны контакта диска и колодки.

Использованные источники

[1] Yan HB Feng SS Yang XH Lu TJ 2015 Role of cross-drilled holes in enhanced cooling of ventilated brake discs, Appl. Therm. Eng. 91 318–333

[2] Szczypinski-Sala W Lubas J 2016 Evaluation the course of the vehicle braking process in case of hydraulic circuit malfunction IOP Conference Series: Materials Science and Engineering Vol. 148, Nr 1

[3] Wach K 2016 The theoretical analysis of an instrument for linear and angular displacements of the steered wheel measuring IOP Conference Series: Materials Science and Engineering Vol. 148, No 1.

[4] Belhocine A and Bouchetara M 2012 Thermal analysis of a solid brake disc Appl. Therm. Eng., vol. 32, p. pp 59–67

[5] Bouchetara M Belhocine A Nouby M Barton DC and Bakar A 2014 Thermal analysis of ventilated and full disc brake rotors with frictional heat generation, Appl. Comput. Mech., vol. 8, pp 5–24

[6] Kang SS and Cho SK 2012 Thermal deformation and stress analysis of disk brakes by finite element method, J. Mech. Sci. Technol. vol. 26, no. Issue 7, p. pp 2133–2137

[7] McPhee AD and Johnson DA 2008 Experimental heat transfer and flow analysis of a vented brake rotor,” Int. J. Therm. Sci. vol. 47, p. pp 458–467

[8] Jung SP Song HS Park TW Chung WS 2012 Numerical analysis of thermoelastic instability in disc brake system, Appl. Mech. Mater., vol. Volume 110, p. pp 2780–2785, 2012.

[9] Mosleh M Blau PJ and Dumitrescu D 2004 Characteristics and morphology of wear particles from laboratory testing of disk brake materials Wear, vol. 256, no. Issue 11–12, pp 1128–1134

[10] Limpert R 2009 Brake Design and Safety, Society of Automobile Engineers, Inc. Warrendale, USA, pp. 2–4, 66–67.

[11] Mew TD Kang KJ Kienhofer FW Kim T 2015 Transient thermal response of a highly porous ventilated brake disc, IMechE J. Automobile Eng. 229 (6) 674–683

[12] Eriksson M Jacobson S 2000 Tribological surfaces of organic brake pads Tribology International 33 pp 817–827

[13] Palmer E Mishra R Fieldhouse J Layﬁeld J Analysis of Air Flow and Heat Dissipation from a High Performance GT Car Front Brake, SAE Technical Paper, No. 2008-01-0820

[14] Pevec M Potrc I Bombek G Vranesevic D 2012 Prediction of the cooling factors of a vehicle brake disc and its inﬂuence on the results of a thermal numerical simulation, Int. J. Automotive Technol. 13 (5) 725–733

[15] Lee K Numerical Prediction of Brake Fluid Temperature Rise During Braking and Heat Soaking, SAE Technical Paper, No. 1999-01-0483

[16] Ahmed I Leung PS Datta PK Experimental investigations of disc brake friction SAE Technical Paper, No. 2000-01-2778

[17] Cho MH Kim SJ Basch RH Fash JW Jang H 2003 Tribological study of gray cast iron with automotive brake linings: the eﬀect of rotor microstructure, Tribol.Int. 36 (7) pp 537–545

[18] Anoop S Natarajan S Kumaresh BSP 2009 Analysis of factors inﬂuencing dry sliding wear behavior of Al/SiCp-brake pad tribosystem, Mater. Des. 30 (9) pp 3831–3838.

[19] Okamura T Yumoto H Fundamental Study on Thermal Behavior of Brake Discs, SAE Technical Paper, No. 2006-01-3203

[20] Mackin TJ at all 2002 Thermal cracking in disc brakes, Eng. Failure Anal. 9 (1) 63–76

[21] Belhocine A Bouchetara M 2012 Thermal behavior of full and ventilated disc brakes of vehicles, J. Mech. Sci. Technol. 26 (11) pp 3643–3652

[22] Eriksson M Bergman F Jacobson S 1999 Surface characteristic of brake pads after running under silent and squealing conditions Wear 232 pp 621–628.

The influence of cross-drilled brake disc geometry on the tribological performances of brake system
W Szczypinski-Sala, J Lubas

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:

Тормозные механизмы и системы автомобиля | Справочная информация

Сообразно своему названию, тормозной механизм выполняет в автомобиле процесс торможения, то есть препятствует вращению колеса с целью понижения скорости или полной остановки. На сегодняшний день большинство автопроизводителей используют фрикционный тип тормозных устройств, принцип работы которого заключается в организации силы трения между вращающимися и стационарными элементами.

Обычно тормоза располагают во внутренней полости самого колеса, в этом случае такой механизм называют колесным. Если тормозное устройство включается в состав трансмиссии (за КПП), то механизм носит названием трансмиссионного.

Вне зависимости от места размещения и формы вращающихся деталей, любой тормозной механизм призван создавать максимально возможный тормозной момент, который не зависит от износа деталей, наличия конденсата на поверхности колодок или их степени нагрева во время трения. Обязательным условием для оперативного срабатывания механизма является конструкция устройства с минимальным зазором между двумя соприкасающимися поверхностями. В ходе длительной эксплуатации величина этого зазора неизменно будет увеличиваться за счет износа.

Три вида тормозных систем в автомобиле

На сегодняшний день все транспортные средства оснащаются тремя видами тормозных механизмов. Чтобы успешно и безопасно управлять автомобилем, требуется использовать следующие виды систем тормозов:

Рабочая. Именно эта система обеспечивает уменьшение скорости на участке движения и гарантирует полную остановку транспортного средства.
Запасная. Используется в том случае, если по каким-либо объективным причинам вышла из строя рабочая система. Функционально она работает так же, как и рабочая, то есть выполняет торможение и остановку автомобиля. Конструктивно может быть реализована как полностью автоматическая система или входить в состав рабочей.
Стояночная. Применяется для стабилизации положения транспортного средства во время стоянки на длительное время.

В современных автомобилях принято использовать не только три вида систем тормозов, но и различные вспомогательные механизмы, которые призваны усилить результативность торможения. Это усилитель тормозов, ABS, контроллер экстренного торможения, электроблокировка дифференциала и прочее. Практически во всех автомобилях, представленных в ГК Favorit Motors, присутствуют вспомогательные устройства для эффективности прохождения тормозного пути.

Подборка б/у автомобилей Volkswagen Touareg

Устройство тормозного механизма

Конструктивно механизм соединяет два элемента — само устройство тормоза и его привод. Рассмотрим каждое из них по отдельности.

Устройство тормоза в современных автомобилях

Механизм характеризуется работой подвижной и неподвижной частей, между которыми происходит трение, что, в конечном итоге, и снижает скорость автомобиля.

В зависимости от того, какую форму имеют вращающиеся детали, различают два вида тормозных устройств: барабанные и дисковые. Основное различие между ними заключается в том, что подвижными элементами барабанных тормозов являются колодки и ленты, а у дисковых — только колодки.

В качестве неподвижной (вращающейся) части выступает сам барабанный механизм.

Традиционный дисковый тормозной механизм состоит из одного диска, который вращается, и двух колодок, которые неподвижны и размещены внутри суппорта с обеих сторон. Сам суппорт при этом надежно зафиксирован на кронштейне. В основании суппорта имеются рабочие цилиндры, которые в момент торможения соприкасают колодки к диску.

Работая на полную мощь, тормозной диск очень сильно нагревается от трения с колодкой. Чтобы его охладить, в механизме используются потоки свежего воздуха. Диск имеет на своей поверхности отверстия, через которые выводится лишнее тепло и поступает холодный воздух. Имеющий специальные отверстия тормозной диск носит название вентилируемого. На некоторых моделях автомобилей (преимущественно гоночного и скоростного назначения) используют керамические диски, которые имеют гораздо меньшую теплопроводность.

На сегодняшний день, чтобы обезопасить водителя, тормозные колодки оснащаются датчиками, показывающими уровень их износа. В нужный момент, когда на панели загорится соответствующий индикатор, потребуется просто приехать в автосервис и провести замену. Специалисты ГК Favorit Motors обладают большим опытом и всем необходимым современным оборудованием для демонтажа старых тормозных колодок и монтажа новых. Обращение в компанию не займет много времени, тогда как качество работы будет на той высоте, которая обеспечит действительно комфортное и безопасное управление автомобилем.

Основные типы тормозных приводов

Главное назначение этого привода состоит в предоставлении возможности управления тормозным механизмом. На сегодняшний день существует пять типов приводов, каждый из которых выполняет свои функции в автомобиле и позволяет оперативно и четко подать сигнал механизму для торможения:

Механический. Сфера применения — исключительно в стояночной системе. Механический тип привода объединяет несколько элементов (система тяги, рычаги, тросики, наконечники, уравнители и т.д.). Этот привод позволяет подать сигнал стояночному тормозу о фиксации транспортного средства на одном месте, даже в наклонной плоскости. Обычно применяется на парковках или во дворах, когда автовладелец оставляется машину на ночь.
Электрический. Сфера применения — также стояночная система. Привод в этом случае получает сигнал от ножной электрической педали.
Гидравлический. Основной и самый распространенный тип тормозного привода, который применяется в рабочей системе. Привод представляет собой объединение нескольких элементов (педаль тормоза, усилитель тормоза, цилиндр торможения, цилиндры на колесах, шланги и трубопроводы).
Вакуумный. Данный тип привода также часто встречается на современных авто. Суть его работы такая же, как и у гидравлического, однако характерное отличие состоит в том, что при нажатии на педаль создается дополнительное вакуумное усиление. То есть исключена роль гидравлического усилителя тормозов.
Комбинированный. Также применим только в рабочей тормозной системе. Специфика работы заключается в том, что тормозной цилиндр после нажатия на педаль давит на тормозную жидкость и заставляет ее поступать под высоким давлением к тормозным цилиндрам. Применение сдвоенного цилиндра позволяет разделять высокое давление на два контура. Таким образом, если один из контуров выйдет из строя, система всё равно будет полноценно функционировать.

Принцип работы системы тормозов на автомобиле

В связи с тем, что сегодня распространены транспортные средства с разными типами рабочей тормозной системы, принцип работы тормозного механизма будет рассмотрен на примере самой часто употребляемой — гидравлической.

Как только водитель нажимает на тормозную педаль, нагрузка сразу же начинает передаваться к усилителю тормозов. Усилитель вырабатывает дополнительное давление и передает его на главный тормозной цилиндр. Поршень цилиндра тут же нагнетает жидкость через специальные шланги и подает ее к тем цилиндрам, которые установлены на самих колесах. При этом давление тормозной жидкости в шланге сильно повышается. Жидкость поступает на поршни колесных цилиндров, которые начинают вращать колодки к барабану.

Как только водитель сильнее нажимает на педаль или же повторяет нажатие, соответственно будет увеличиваться давление тормозной жидкости во всей системе. Сообразно повышению давления будет усиливаться трение между колодками и барабанным устройством, что замедлит скорость вращения колес. Таким образом, наблюдается прямая связь между силой нажатия на педаль и замедлением скорости автомобиля.

После того, как водитель отпускает педаль тормоза, она возвращается на свое исходное место. Вместе с ней поршень главного цилиндра прекращает нагнетание давления, колодки отводятся от барабана. Давление тормозной жидкости спадает.

Работоспособность всей тормозной системы всецело зависит от работоспособности каждого ее элемента. Тормозная система является одной из самых важных в автомобиле, поэтому не терпит пренебрежительного отношения. В случае подозрения на каике-либо дефекты в ее работе, или появление индикации от датчика колодок, следует немедленно обратиться к профессионалам. ГК Favorit Motors предлагает свои услуги по диагностике степени износа и замене любых компонентов системы торможения. Качество работ и предоставление разумных цен на услуги гарантировано.

Дисковые тормоза: типичные поломки и ремонт

На всякий случай бегло отметим основное, касающееся тормозов в автомобиле. На большинстве современных машин применяют дисковые тормозные механизмы, которыми управляет гидравлический привод. Про барабаны расскажем в другой раз – они все еще довольно массово встречаются на недорогих авто. Сегодня сосредоточимся на дисковых тормозах и конкретно на суппортах, их наиболее сложно устроенных частях.

Если вы решили сегодня узнать максимум об эволюции и конструкции тормозов, то дополнительно можете открыть в соседних вкладках публикации Бориса Игнашина о том, как тормозные диски «победили» барабаны, а также о самых продвинутых тормозных системах современных спорткаров. В этой статье теории будет немного: поняв главное, мы отправимся в ремзону.

Немного о различиях в конструкции

Итак, дисковые тормозные механизмы состоят из тормозного диска и тормозного суппорта с интегрированным в него рабочим тормозным цилиндром (или несколькими цилиндрами). Глобально существует два вида тормозных суппортов: плавающий и фиксированный. В первом варианте суппорт крепится к поворотному кулаку непосредственно или к специальному кронштейну с помощью направляющих пальцев и имеет рабочий поршень (или поршни) только с одной стороны.

Получается, когда вы давите на педаль тормоза, то усилие от ноги через педаль и гидравлическую жидкость передается на поршень. Который в свою очередь подводит внутреннюю колодку к диску, там в него упирается, и теперь весь суппорт начинает перемещаться, а вместе с ним и наружная тормозная колодка.

Другое дело – фиксированный суппорт. Если нужно остановить самолет, поезд или Audi RS6 – вам не обойтись без именно такого тормозного механизма. Поршни в нем с обеих сторон, суппорт жестко закреплен на поворотном кулаке, а усилие, которое развивается на колодках, может с легкостью остановить двухтонную машину со 100 км/ч на дистанции в 35 метров. Если говорить о достоинствах плавающих суппортов, то это, бесспорно, дешевизна и вес, как недостаток – они сравнительно слабоваты. Неподвижные суппорты – полная противоположность плавающим, тут все очень недешево, они довольно тяжелые, но в борьбе на ускорение замедления, несомненно, окажутся в лидерах.

Типичные поломки тормозов

Проблемы в ремонте и тех и других тормозных суппортов примерно одинаковы. Из-за постоянного контакта с водой, грязью и песком уплотнительные манжеты поршней могут разрушиться и стать причиной заклинивания поршня в суппорте, с потерей всего, для чего были созданы и установлены на автомобиль.

Правда, у плавающего суппорта на одну проблему больше, чем у оппонента:

поверхности трения на направляющих пальцах изнашиваются и могут стать причиной перекоса суппорта и его некорректной работы.

Ремкомплекты продаются, в них зачастую даже предусмотрен специальный термостойкий смазочный материал. Небольшая, но головная боль.

Что касается тормозных колодок, то это расходный материал. Они представляют из себя металлическую пластину с наклеенной на ее поверхность фрикционной накладкой. Отличаются колодки в основном формой и площадью рабочей поверхности, а суть – одна и та же. Углубляться в химический состав фрикционной накладки не будем, можно лишь добавить, что она может быть и керамической, и из углеволокна. На всех современных автомобилях на одну из тормозных колодок (на внутреннюю) устанавливают датчик износа – обычная пружина, которая, когда приходит время, начинает ужасно скрипеть, контактируя с тормозным диском.

Обратим внимание на тормозные диски. Обычно они из чугуна – дешево и сердито. И если у вас, скажем, Hyundai Accent и вы не собираетесь на Северную петлю, то этого более, чем достаточно. Проблемы у таких дисков самые заурядные – это износ и коробление. Износ, как не трудно догадаться, происходит из-за трения. Но не всегда он равномерный.

Глядя на диск, часто можно увидеть бороздки на его поверхности: это тоже трение, но созданное частичками пыли и грязи, которые выступают в роли абразивного материала. И если глубина таких бороздок начнет превышать все допустимые нормы, диск придется проточить, а когда точить уже некуда – заменить.

Что касается коробления, то здесь работает эффект перегрева. При торможении диск нагревается и расширяется, а после того, как педаль отпущена, он остывает. Если нагрев несильный, а остывание плавное, то все нормально. Если же торможение резкое или продолжительное с большой скорости, а охлаждение происходит быстро (например, водой из лужи), то диск, скорее всего, деформируется и к своей изначальной форме обратно не вернется. Если на диске сильно выраженное коробление, то при торможении автомобиль будут вибрации. Выровнять покоробившийся диск можно так же, как и в случае с бороздками, если есть куда ровнять.

Пример ремонта

Как и обещали, от теории переходим к практике. Ниже мы рассмотрели процесс замены тормозных колодок и «быстрого» восстановления работоспособности заднего суппорта на автомобиле Jeep Patriot.

Начали с банального снятия заднего колеса. Надо было сказать ранее, но лучше позже, чем никогда: отпустить болты (как в нашем случае) или гайки крепления колеса, хорошо, когда автомобиль еще стоит на поверхности, чтобы потом легче было выкручивать их. Далее, выкручиваем направляющие болты тормозного суппорта.

Кстати, если Вам необходимо только лишь заменить колодки, зачастую достаточно выкрутить только нижний болт и поднять суппорт вверх. Колодки сняли.

Картина открылась удручающая. Уплотнительная манжета разбухла, а ремкомплекта у нас нет. Обычно если времени немного больше и условия менее «полевые», используют новые уплотнения, но не сегодня – магазинов с запчастями на Jeep в досягаемости нет, а ехать надо. К счастью, манжета пусть и гипертрофированная, но неповрежденная. Нам нужно сохранить ее в целости во что бы то ни стало!

Что ж, отсоединяем тормозной шланг от суппорта.

По-хорошему, шланг необходимо закрыть заглушкой, чтобы не вытекала тормозная жидкость, но мы торопимся и просто пережимаем его: «один раз можно», — успокаивает специалист.

На всякий случай отметим, что пережатие при плохом сценарии развития событий может обернуться замятием металлического «сердечника» тормозного шланга, но у нас обошлось. И мы едем дальше – нам нужно разобрать закисший суппорт.

Вдавить внутрь или извлечь поршень из суппорта нет никакой возможности. Ни сжатый воздух, подведенный к каналу в суппорте, ни нецензурная брань механика не помогли. Похоже, без гидравлики не обойтись… Снова подсоединяем суппорт к тормозному шлангу. Сажаем одного из праздных наблюдателей за руль и заставляем предельно осторожно нажимать на педаль тормоза на полный ее ход. Тормозная жидкость победила – поршень начал выдавливаться и в какой-то момент чуть не выпал (на будущее, будьте аккуратны).

Суппорт отсоединяем и отправляем на осмотр.

Моем мыльным раствором. Нефтепродуктами мыть нельзя – они могут попасть на манжету, отчего ее разнесет еще больше. На поршне и на зеркале цилиндра в суппорте обнаружилась ржавчина, и для восстановления нам нужно ее убрать.

Для этого сначала снимаем уплотнительную манжету, практически не дыша над ней, чтобы не повредить. Достаем окончательно поршень. Берем подходящий инструмент и так же нежно извлекаем уплотнительное кольцо поршня из выборки в цилиндре суппорта.

Механик со знанием дела, вооружившись «нулёвкой» (наждачная бумага М40, а то и с меньшим числом после буквы), начал удалять причину подклинивания. Каких-то 20 минут, и элементы тормозного механизма выглядят, как новые. Уплотнительное кольцо ставим на место – в цилиндр. На поршень наносим тонкий слой свежей тормозной жидкости, после чего надеваем на него манжету и предельно аккуратно устанавливаем его в цилиндр суппорта. Чуть ли не молимся на манжету и без лишних движений вставляем ее в выборку на суппорте. Готово!

На направляющие болты суппорта наносим специальную смазку перед их установкой.

Отметьте для себя одну деталь.

Верхний и нижний направляющие болты немного отличаются друг от друга тем, что на верхнем присутствует втулка, хотя в зависимости от желания конструктора она может быть и на нижнем болте. Очень важно при установке болтов не перепутать их местами. Специалист уточнил, что в таком случае на отдельных моделях могут возникнуть вибрации при торможении.

Пока мы дивились, механик установил верхний направляющий болт и новые тормозные колодки, которые тоже, к слову, отличаются: на одной, как выразился механик, есть «пищалка» (датчик износа), на другой же ее нет. Та, что с «пищалкой» – внутренняя. Опустили на место суппорт и затянули направляющие болты. Подсоединили к тормозному суппорту шланг.

Один из нас что есть мочи надавил на педаль тормоза, остальные наблюдали за манжетой. Утечки не обнаружилось. Все, можно выдыхать. Остается прокачать гидросистему, чтобы выгнать оттуда воздух, и можно ехать.

Для прокачки посадили за руль хозяина, истомившегося ожиданием, и заставили поработать ногой по педали тормоза. В это время умудренный опытом специалист приоткрыл штуцер на суппорте. Как только начала вытекать тормозная жидкость без пузырьков, он был закрыт. В расширительный бачок главного тормозного цилиндра, что под капотом, долили свежей тормозной жидкости.

Теперь осталось лишь поменять колодки на левой стороне – тут с суппортом все в порядке, поэтому больше никаких «плясок с бубном».

Машина тормозит без увода, скрипов нет. Хозяин поставил галочку, что при первой возможности нужно купить ремкомплекты и заменить манжеты поршней задних суппортов, а в ближайшем будущем – еще и сайлентблоки передних рычагов. Отдельное спасибо специалисту, который, как оказалось, в свободное от работы время является механиком одной из малоизвестных раллийных команд.

Опрос

Вам приходилось ремонтировать тормоза?

Всего голосов:

Дисковые и барабанные тормоза

Активная безопасность автомобилей, влияющая на безопасность дорожного движения, в значительной мере определяется конструкцией тормозного управления. Эффективность тормозного управления оценивается двумя показателями: тормозным путем и развиваемым при торможении замедлением. Тормозной путь является интегральным показателем, а замедление характеризует работу тормозных механизмов автомобиля.

Исторические данные

Впервые о тормозах вообще упоминается в 1816 г. Ф. Дойцом. В начальный период становления автомобиля (1886 — 1900 гг.) о конструкции тормозов в литературе практически не упоминалось. На автомобилях применялись различные типы тормозных устройств, как-то: рифленые башмаки, подводимые под колеса, якорные механизмы, погружающиеся в поверхность дороги, и другие. В условиях малой интенсивности дорожного движения и невысоких динамических свойств автомобилей основными проблемами, стоящими перед создателями тормозных механизмов в этот период, было обеспечение легкости управления и достаточной энергопоглощающей способности. Этому почти идеально отвечал ленточный тормоз, имеющий тогда повсеместное применение. Появление в 1899 г. первого барабанного тормозного механизма на автомобиле было по достоинству оценено. В 1903 г. они уже устанавливались на автомобилях Mercedes и Renault, а к началу 20-х годов барабанные тормоза полностью вытеснили ленточные. Единственным преимуществом барабанного тормоза было снижение температуры при циклических торможениях, то есть более высокая энергорассеивающая способность, которая объясняется как увеличением поверхности охлаждения, так и лучшими условиями теплоотвода.

Следует отметить, что появившаяся в 1902 году конструкция дискового тормозного механизма открытого типа изобретателя Ф. Манчестера не получила распространения из-за отсутствия фрикционных материалов, способных работать при высоких удельных давлениях и температурах, сложности и нетехнологичности привода. В период с 1950 по 1970 годы почти все ведущие автопроизводители перешли к следующей схеме применения барабанных тормозных механизмов: на передней оси – две активные колодки, а на задней — одна активная и одна пассивная.

Сравнение барабанных и дисковых тормозов

Колесные тормозные механизмы обеспечивают служебное и экстренное торможение, а также удержание на месте неподвижного автомобиля. Купить тормозные колодки в Ижевске вы сможете перейдя по ссылке. Применяемые колесные тормозные механизмы различных категорий автотранспортных средств бывают двух типов конструкции: барабанные и дисковые. В настоящее время на преобладающем большинстве легковых автомобилей используются дисковые тормозные механизмы на передних колесах и барабанные колодочные – на задних. На грузовых автомобилях и автобусах, как правило, устанавливают барабанные колодочные тормоза, обладающие эффектом самоусиления и конструктивно совместимые с пневматическим приводом.

Все большее распространение на автомобилях (в том числе грузовых) получают дисковые тормозные механизмы. Это обусловлено, в первую очередь, их высокой эксплуатационной стабильностью. В этих тормозных механизмах обеспечивается незначительное падение эффективности торможения при нагреве тормоза или попадании воды на поверхности трения. Кроме того, у них меньше время срабатывания, меньше масса и лучше охлаждение (открытая конструкция, вентилируемые диски) по сравнению с барабанными тормозными механизмами. Однако из-за меньшей площади фрикционных накладок дискового тормоза давление на них больше в 3–4 раза, механизм открыт для попадания пыли и грязи. Поэтому интенсивность износа накладок дискового тормозного механизма больше, чем у барабанного. При этом частицы износа выбрасываются беспрепятственно при движении в атмосферу.

Дисковые тормоза

тормозной диск;

направляющая колодок;

суппорт;

тормозные колодки;

цилиндр;

поршень;

сигнализатор износа колодок;

уплотнительное кольцо;

защитный чехол направляющего пальца;

направляющий палец;

защитный кожух.

В барабанном тормозе основная часть частиц износа остается внутри барабана, закрытого тормозным щитом. Через вентиляционные отверстия барабана в воздух попадает на 10% общей массы продуктов трения. Оборудование автомобиля антиблокировочной системой приводит к тому, что в случае экстренных торможений колеса не блокируются и относительное перемещение тормозных колодок и диска (барабана) сохраняется в течение всего процесса торможения. Это обуславливает увеличение пути трения фрикционных элементов тормоза, а значит, и интенсивности их изнашивания. По результатам исследований автоматизация процесса экстренного торможения способствует снижению ресурса элементов тормозной системы, в том числе тормозных колодок, барабанов и дисков по критерию изнашивания на 10–30%.

Барабанные тормоза
гайка крепления ступицы;

ступица колеса;

нижняя стяжная пружина колодок;

тормозная колодка;

направляющая пружина;

колесный цилиндр;

верхняя стяжная пружина;

разжимная планка;

палец рычага привода стояночного тормоза;

рычаг привода стояночного тормоза;

щит тормозного механизма.

К настоящему времени открытые дисковые тормозные механизмы полностью вытеснили барабанные на передних колесах легковых автомобилей и продолжают успешно вытеснять их на задних. С ростом динамических свойств автомобилей тормоза со сплошным диском постепенно заменяются тормозами с вентилируемым диском. Полной замене барабанных тормозов пока препятствуют в основном экономические факторы. Попытки создания концепций альтернативных дисковому тормозу пока не дали положительных результатов. Достаточно очевидно, что основной причиной смены концепций тормозов является дальнейшее повышение цикличности их работы. Рост цикличности торможений в свою очередь требует повышения энергорассеивающей способности тормоза, которая обеспечивается путем резкого увеличения, фактически удвоения, площади поверхности трения, являющейся одновременно и площадью охлаждения ротора.

Химический состав тормозов
Фрикционные материалы – материалы, работающие в условиях трения скольжения, в устройствах торможения, обладая при этом высоким показателем коэффициента трения. Каждый вид транспортных средств комплектуется тормозными накладками разной толщины и формы. Вместе с тем заводы изготавливают тормозные накладки разных типов практически по одной и той же технологии и из одного и того же сырья с разным соотношением компонентов (в состав формовочной смеси входят фенольные смолы, каучуки и металлические включения в виде порошков и стружки). Обычно в качестве материала для контртела (под контртелом понимается тормозной диск или тормозной барабан) используют чугуны, в основном марки СЧ24 ГОСТ 1412-85, твердостью 187-241 НВ. Очевидно, в таком случае значения коэффициента трения в паре «тормозная накладка – контртело» будут приблизительно равными в тормозных механизмах различных транспортных средств. Если принять, что на тормозные накладки для разных транспортных средств во время эксплуатации действуют одинаковые удельные давления, то интенсивность изнашивания тормозных накладок на 1 м тормозного пути будет одна и та же вне зависимости от типа транспортного средства.
Основной тенденцией развития концепции тормозных механизмов легковых автомобилей является повышение их энергорассеивающей способности. С учетом ужесточающихся ограничений на габариты и массу тормоза эта тенденция влечет за собой повышение температуры поверхности трения, что в свою очередь требует применения все более теплостойких фрикционных материалов. Смена концепций тормозных механизмов фактически является качественным скачком в этом эволюционном процессе.
Дополнительные материалы

Wikipedia

В статье использованы изображения с сайта http://lada-10.ru

Рейтинг 2018 года Топ-35 автомобилей с лучшим торможением в мире | Brembo
Вероятно, вы уже видели рейтинги лучших, самых быстрых и даже самых дорогих автомобилей года. Все мы в Brembo хотели бы предложить вам нечто другое, но не менее интересное. Мы имеем в виду рейтинг 59 автомобилей с лучшим торможением.
The Журнал Auto Motor Und Sport, настоящая библия для автолюбителей во всем мире, собрал данные, по самым мощным автомобилям. Выходящий регулярно раз в две недели немецкий журнал опубликовал рейтинг, который отвечает на следующий вопрос: «Какой тормозной путь проделывают лучшие автомобили в мире со скорости 100 км/ч до полной остановки?».

Испытания проводились в течение нескольких дней, с двумя людьми в каждом автомобиле и после прогрева тормозов: контрольному 10-му измерению предшествовали 9 резких торможений. Впечатляющая работа, которая привела к составлению рейтинга 59 автомобилей, которым требуется меньше 33 метров, чтобы остановиться.
Целых 48 автомобилей из этих 59 оснащены тормозами Brembo, что составляет 81% от общего количества. Для моделей, в которых используется хотя бы один тормозной компонент Brembo, вы найдете описание системы. Для остальных участников соревнования не должно стать разочарованием, если мы укажем только тормозной путь и технические характеристики автомобиля.
Справедливости ради мы должны подчеркнуть, что эффективность торможения зависит не только от суппортов, дисков и главных цилиндров, которыми были оборудованы автомобили.
Фактически, при наличии одинаковой тормозной системы, результат зависит от веса автомобиля, аэродинамики и, конечно же, от шин.

По этой причине мы указали для каждого автомобиля его двигатель, шины, которые были установлены, и сухую массу.
Там, где использованы компоненты Brembo, вы также найдете характеристики тормозных систем и преимущества, которые они обеспечивают.
Поскольку рейтинг Auto Motor Und Sport включал различные версии одного и того же автомобиля (просто вспомните о 10 версиях Porsche 991), мы решили объединить версии одной модели и рассмотреть только версию с наилучшими показателями торможения.

Таким образом, рейтинг включает в себя 35 позиций, на которых разместилось множество различных моделей, и публикуется в обратном порядке, начиная с последних мест до первых.
Методологическое примечание: в случае если несколько автомобилей имеют одинаковый тормозной путь, мы решили перечислить их в соответствии с их весом и разместить самые тяжелые автомобили на лучшей позиции.
Основной причиной этого выбора является то, что если несколько автомобилей проходят одинаковую дистанцию при торможении от 100 км/ч до 0, тормозная система самой тяжелой из них испытывает наибольшую нагрузку.

35-е место Lotus Evora + Evora S – от 100 км/ч до 0 за 32,9 метра

Характеристики
Двигатель: V6 turbo, 3 456 куб. см, 350 л. с. при 7000 об/мин
Шины: 225/40/18 передние, 255/35/19 задние
Масса: 1437 кг (сухая)

34-е место Audi A5 Coupé 2.0 TFSI Quattro – от 100 км/ч до 0 за 32,9 метра

Характеристики
Двигатель: 4-цилиндровый, 1 984 куб. см, 252 л. с. при 5000 об/мин
Шины: 225/50/17 передние и задние
Масса: 1500 кг (сухая)

Характеристики
Двигатель: 4-цилиндровый – оппозитный, 2497 куб. см, 350 л. с. при 6500 об/мин
Шины: 235/40/19 передние, 295/35/19 задние
Масса: 1355 кг (сухая)
Высокие тормозные показатели этого спортивного автомобиля обеспечивают моноблочные суппорты, 6-поршневые спереди и 4-поршневые сзади. Версия для теста журнала Auto Motor Und Sport была оснащена 350 мм углерод-керамическими дисками, производимыми Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes.
Данные суппорты имеют более жесткий корпус и уменьшенный вес, что обеспечивает более короткий ход и точную управляемость.

Характеристики
Двигатель: 4-цилиндровый, 1 984 куб. см, 280 л. с. при 6200 об/мин
Шины: 235/35/19 передние и задние
Масса: 1390 кг (сухая)
Тормозная система Brembo является непременным условием, когда компактный автомобиль превращается в спорткар.
Благодаря Sub8 Performance Pack с 4-поршневыми суппортами Brembo этот маленький автомобиль с 280 л. с. может получить лучшие характеристики торможения, которые возможны для такого автомобиля. Удивительно, что этот «маленький» автомобиль, пусть даже оснащенный тормозами Brembo, может иметь показатели торможения, которые соответствуют более дорогим и выдающимся суперкарам.

Характеристики
Двигатель: 6-цилиндровый, 3436 куб. см, 320 л. с. при 7200 об/мин
Шины: 235/40/18 передние, 265/40/18 задние
Масса: 1464 кг (сухая)
Когда Porsche хочет изменить ситуацию, будь то Дакар, Чемпионат мира по гонкам на выносливость или просто дорожное использование, он полагается на тормоза Brembo: на протяжении длительного времени это происходит в гонках, и это происходит каждый день с этим автомобилем.
Фиксированные суппорты Brembo имеют 4 поршня спереди и сзади и используют несколько противоположных поршней, которые обеспечивают более точное действие колодок и более равномерный износ поверхности трения.
ПРИМЕЧАНИЕ Этот автомобиль присутствует в рейтинге вместе с Cayman GT4, который может похвастаться торможением от 100 км/ч до 0 за 32,9 м.

Характеристики
Двигатель: 4-цилиндровый, турбо, 1991 куб. см, 381 л. с. при 6000 об/мин
Шины: 235/35/19 передние и задние
Масса: 1480 кг (сухая)
У этого зверя много электроники, сделанной в Германии, но когда дело доходит до тормозов, не обойтись без итальянской технологии: впереди у него 350-миллиметровые вентилируемые диски из чугуна, которые работают с 4-поршневыми суппортами Brembo.
Качество суппортов и дисков, произведенных Brembo, полностью отвечает требованиям, как с точки зрения технических характеристик, так и комфорта и эстетики автомобиля.

Характеристики
Двигатель: V8, 6208 куб. см, 631 л. с. при 7400 об/мин
Шины: 275/35/19 передние, 325/30/20 задние
Масса: 1674 кг (сухая)
Никакая обычная тормозная система не может сравниться с невероятной производительностью Black Series.
Углерод-керамические диски Brembo являются неизбежным выбором: как показывает практика, они не склонны к деформированию при высоких температурах даже после многократного использования.
Их диаметр составляет 402 мм спереди и 360 мм сзади, 6-поршневые суппорты Brembo взаимодействуют с передними, а 4-поршневые суппорты с задними дисками.
Суппорты на обеих осях фиксированные и моноблочные с очевидными преимуществами в плане легкого веса и производительности.

Характеристики
Двигатель: 6-цилиндровый, турбо, 3493 куб. см, 580 л.с. при 6500 об/мин
Шины: 245/35/19 передние, 305/30/20 задние
Масса: 1725 кг (сухая)
Жесткое торможение на пределе является обычным для этого суперкара, который требует большого количества тормозного усилия, а также производительности, одновременно.
В чем секрет? Алюминиевые моноблочные суппорты Brembo, которые производятся из цельного куска литого алюминия, что обеспечивает исключительную жесткость и уменьшает деформацию.
Для модели, которая участвовала в испытании Auto Motor Und Sport, были использованы углерод-керамические тормозные диски.
Это материал, который Brembo использует для изготовления своих тормозных дисков с 2002 года, обеспечивающий максимальную эффективность торможения в сочетании с уменьшенным весом. Вес системы минимален, производительность гарантирована.

Характеристики
Двигатель: V10, 5204 куб. см, 525 л.с. при 8000 об/мин
Шины: 235/35/19 передние, 295/30/19 задние
Масса: 1750 кг (сухая)
Прототипы Audi с тормозами Brembo одержали победу в гонках «24 часа Ле-Мана» не менее 13 раз.
Удовлетворение от сотрудничества обеих сторон также распространилось на дорожные суперкары: действительно, эта модель использует тормозную систему Brembo, состоящую из 380 мм передних и 356 мм задних углерод-керамических дисков, а также моноблочных суппортов Brembo.
Эта тормозная система, состоящая из различных частей, которые должны взаимодействовать с максимальной степенью интеграции и эффективности, чтобы обеспечить длительную надежность и комфорт. Brembo с ее эксклюзивным системным подходом может гарантировать полную интеграцию.
Это связано с тем, что компания сама производит все части, участвующие в торможении (диски, суппорты, колодки и стойки ступицы), затем собирает их, обеспечивая своим заказчикам полные интегрированные тормозные модули, Это гарантирует сочетание легкого веса, производительности, комфорта и стиля, требуемое самыми эксклюзивными и высокопроизводительными автомобилями в мире.

Характеристики
Двигатель: 4-цилиндровый, турбо, 1742 куб. см, 240 л.с. при 6000 об/мин
Шины: 205/45/17 передние, 235/40/18 задние
Масса: 895 кг (сухая)
Такой легкий автомобиль, как этот, требует тормозных компонентов, которые смогут сделать его максимально отзывчивым и очень быстрым в изменении направления.
Для достижения таких результатов использованы передние алюминиевые фиксированные суппорты Brembo, очень компактные, с 4-мя поршнями.
Диски Brembo — co-cast и перфорированные — (305 мм и 292 мм), в свою очередь, обеспечивают легкий вес и стабильную производительность.

25-е место Lotus Elise Club Racer – от 100 км/ч до 0 за 32,4 метра

Характеристики
Двигатель: 4-цилиндровый, 1598 куб. см, 136 л.с. при 6800 об/мин
Шины: 175/55/16 передние, 225/45/17 задние
Масса: 876 кг (сухая)

24-е место Bmw M3 CSL E46 – oт 100 км/ч до 0 за 32,4 метра
Характеристики
Двигатель: 4-цилиндровый, 3246 куб. см, 360 л.с. при 7900 об/мин
Шины: 235/35/19 передние, 265/30/19 задние
Масса: 1385 кг (сухая)

Полное руководство по дисковым тормозам и барабанным тормозам
Когда дело доходит до безопасности вождения, нет ничего важнее шин и тормозов. Вот руководство по двум типам тормозов для легковых автомобилей: дисковым и барабанным. Мы объясняем, как они работают, чем они отличаются и похожи друг на друга, почему вы можете использовать оба типа на одном автомобиле, какой износ ожидается и какие детали потребуют обслуживания.

Основы тормозной системы
Дисковые и барабанные тормоза основаны на системе гидравлического давления.Торможение начинается с механического усилия — ваша нога нажимает на педаль тормоза.
Поршень сжимает тормозную жидкость внутри главного цилиндра, расположенного под капотом вашего автомобиля рядом с двигателем. Это создает большое гидравлическое давление, генерирующее гораздо большую силу, чем небольшое усилие нажатия на педаль.

Давление передается через тормозную жидкость через тормозные магистрали, а затем через тормозные шланги (гибкие трубки), которые соединяют магистрали с тормозными узлами на каждом колесе.

Здесь колесные цилиндры преобразуют это гидравлическое давление обратно в механическую силу. Тормозной фрикционный материал прижимается к тормозному диску или барабану, замедляя или останавливая ваш автомобиль.

Основы дисковых тормозов
Дисковые тормоза сегодня встречаются на большинстве автомобилей. Они устанавливаются на переднюю ось, а часто и на заднюю. Чтобы остановить колесо (и вашу машину), дисковый тормоз использует суппорт с тормозными колодками для захвата вращающегося диска или ротора.
Суппорт — это узел, который крепится к транспортному средству с помощью кронштейна, так что он образует ротор.Он выглядит и функционирует как хомут. Он содержит:
Тормозные колодки: металлические пластины, склеенные материалом, обеспечивающим тормозное трение.
Один или два поршня для прижатия тормозных колодок к ротору при торможении.
Прокачной винт для обслуживания тормозов и замены жидкости.
Резиновое уплотнение поршня, которое предотвращает утечку тормозной жидкости и втягивает поршень при отпускании тормозов.
Пылезащитный чехол для предотвращения попадания загрязнений в цилиндр.
Зажимы против дребезжания, которые удерживают тормозные колодки в устойчивости.
Ротор изготовлен из чугуна или композитной стали / чугуна. Он прикреплен к ступице колеса и вращается вместе с колесом. Это поверхность контакта тормозных колодок. Когда вы нажимаете на тормоз, тормозная жидкость под давлением давит на поршни внутри суппорта, прижимая тормозные колодки к ротору. Поскольку тормозные колодки прижимаются к обеим сторонам диска, трение останавливает вращение колеса.
Роторы могут быть сплошными или вентилируемыми. Вентилируемые имеют большую площадь поверхности и легче рассеивают тепло.
Два типа дисковых тормозов
Существует два типа дисковых тормозов, названных по типу используемого тормозного суппорта: плавающий и фиксированный.
Плавающий суппорт (также называемый скользящим) является наиболее распространенным типом. Имеет один или два поршня. При срабатывании тормозов внутренняя тормозная колодка прижимается к диску, в то же время корпус суппорта перемещается ближе к ротору.Это действие прижимает внешнюю тормозную колодку к ротору.
Конструкция с фиксированным суппортом имеет один или несколько поршней, установленных с каждой стороны ротора. Сам суппорт не сдвигается с места: он жестко прикреплен к кронштейну тормозного суппорта или шпинделю. При включении тормозов движутся только поршни суппорта, прижимая тормозные колодки к диску.

Основы барабанных тормозов
Барабанные тормоза — это устаревший тип тормозов, не распространенный на современных автомобилях.Когда они используются, то только на задней оси.
Они не используют тормозные колодки в качестве фрикционного материала. Вместо суппорта, который прижимает тормозные колодки к ротору, барабанная тормозная система имеет колесный цилиндр с поршнями, которые выталкивают тормозные колодки внутрь вращающегося барабана. Этот контакт замедляет и останавливает вращение тормозного барабана и колеса.

Что лучше?
Хотя они оба работают с одной и той же базовой гидравликой, два типа тормозов работают по-разному.Дисковые тормоза более эффективны, обеспечивают лучшее тормозное усилие, легче рассеивают тепло и лучше работают во влажных условиях, при этом они менее сложны.
Большинство современных автомобилей имеют дисковые тормоза на всех четырех колесах. Некоторые базовые модели имеют диск на передней оси и барабан сзади для снижения затрат. Почему в этих моделях диск ставится спереди, а барабан сзади? Это связано с весовыми факторами. Типичный незагруженный автомобиль уже примерно на 10 процентов тяжелее спереди из-за двигателя.Затем, когда вы нажимаете на тормоз, вес автомобиля переносится на переднюю часть. Там требуется больше тормозной мощности, что делает его работой дисковых тормозов.
Вот сравнение дисковых и барабанных тормозов.
КПД
Тормозная сила. Дисковые тормоза быстрее применяют большее тормозное усилие, что сокращает тормозной путь.
Управление теплом. Поскольку они подвергаются воздействию воздуха, дисковые тормоза лучше охлаждаются. Компоненты барабанного тормоза не так подвержены воздействию воздуха, поэтому им требуется больше времени для охлаждения после торможения.Это может вызвать затухание тормозов, потерю тормозной способности при перегреве фрикционного материала.
Мокрая производительность. Дисковые тормоза лучше работают во влажных условиях, потому что они открыты для воздуха и легко отводят воду. Кроме того, роторы высыхают из-за протаскивания по ним колодок. Когда вода попадает внутрь барабанного тормоза, она имеет тенденцию задерживаться внутри барабана, поэтому для высыхания фрикционного материала требуется больше времени.
Вес. Диски легче барабанных тормозов, рассчитанных на то же усилие.
Аварийный тормоз. Аварийный тормоз транспортного средства обычно применяется к задней оси. Эту функцию легче установить на барабанный тормоз, чем на суппорт или внутри ступицы ротора дискового тормоза.
Обслуживание
Уборка. Дисковые тормоза самоочищающиеся. Тормозные колодки «вытирают» ротор при включении. Барабанные тормоза закрыты и склонны к скоплению тормозной пыли с колодок, поэтому их необходимо периодически чистить.
Ремонт. Барабанные тормоза имеют больше оборудования и могут быть более сложными в обслуживании.Но замена колодок барабанных тормозов и колесных цилиндров обычно обходится дешевле, чем колодок и суппортов дисковых тормозов.

Техническое обслуживание
Поскольку тормозная система выделяет много тепла, многое может пойти не так. Торможение преобразует кинетическую (движущуюся) энергию транспортного средства в тепловую энергию (тепло), подвергая многие детали воздействию очень высоких температур.
Это означает значительный износ даже в нормальных условиях. Некоторые компоненты тормозной системы необходимо будет заменить в течение всего срока службы автомобиля.Для этого нет установленного интервала, поскольку он зависит от вашего стиля вождения, климата и дорожных условий.
Решение состоит в том, чтобы просто регулярно проверять и заменять колодки, колодки и другие компоненты до того, как будет нарушено торможение или другие детали будут повреждены.
Фрикционный материал
Колодки дискового тормоза замедляют ротор из-за трения, и они изнашиваются при нормальной эксплуатации. В конце концов, они становятся слишком тонкими, чтобы функционировать должным образом. То же самое и с колодками барабанного тормоза. Фрикционный материал на колодке изнашивается, и торможение ухудшается.
Эти компоненты следует регулярно проверять. Вы не хотите ждать, пока колодки / башмаки изнашиваются до металла и не задевают ротор или барабан.
Остальные элементы тормозной системы также важно содержать в исправном состоянии. Регулярное обслуживание тормозов также должно включать следующее.
Тормозная жидкость
Тормозную систему следует регулярно проверять на предмет утечек, а жидкость следует заменять каждые несколько лет (обычно при ремонте тормозов). Любая утечка в главном цилиндре, бачке тормозной жидкости, колесных цилиндрах, магистралях или шлангах снизит гидравлическое давление, создаваемое при срабатывании тормозов.По сути, система не может генерировать достаточное усилие, необходимое для создания тормозного усилия. Вы заметите, что вам нужно нажать педаль тормоза еще сильнее, чтобы замедлить ход или остановиться.
Также необходимо время от времени менять тормозную жидкость. Эта жидкость специально разработана для предотвращения коррозии гидравлических компонентов тормозов. Но время и влага могут повредить его способности выполнять эту важную работу.
Влага, которая проникает в жидкость, смешивается с тормозной жидкостью, понижая температуру кипения.Несмотря на то, что тормозная жидкость сопротивляется испарению, она с большей вероятностью закипит и превратится в пар при нагревании. В гидравлической системе будет меньше давления, что приведет к низкому — возможно, очень низкому — педали тормоза.
Наряду с влагой очень часто в жидкость попадают такие примеси, как ржавчина, дорожный песок или тормозная пыль, вызывая внутренние повреждения деталей и снижая эффективность торможения.
Уплотнения
Эти резиновые кольца предотвращают утечку гидравлической жидкости и защищают ее от влаги и загрязнений.Они также заставляют поршень возвращаться в свое выключенное положение, поэтому тормозные колодки должным образом выходят из зацепления, когда вы отпускаете педаль тормоза. Если этого не произойдет, вы можете столкнуться с торможением и преждевременным износом тормозов, а при торможении автомобиль может тянуться в сторону.
Тормозные магистрали
Тормозные магистрали представляют собой стальные трубки, соединяющие главный цилиндр с тормозными шлангами. Губчатая педаль тормоза может означать, что в магистраль попал воздух.
Шланги
Тормозные шланги переносят гидравлическое давление от тормозных магистралей к колесным цилиндрам и суппортам.Резиновые тормозные шланги изгибаются, позволяя колесным цилиндрам и суппортам перемещаться вверх и вниз вместе с колесами по отношению к раме автомобиля. Если резина изнашивается, ваш автомобиль может тянуться в сторону во время торможения или вы даже можете потерять жидкость и тормозить. Если внутри шланга есть износ, мелкие частицы резины могут ограничить поток жидкости, вызывая тормозное усилие или сопротивление.
Роторы
Поверхность ротора может неравномерно истончиться из-за того, что тормозная колодка не отпускается, при этом колодка остается в контакте, даже если педаль тормоза не нажата.Когда это произойдет, вы почувствуете тряску или покачивание рулевого колеса при торможении.
Пыльные сапоги
Детали тормозной системы постоянно подвергаются воздействию дорожного мусора и тормозной пыли. Пыльник предотвращает попадание грязи в поршень суппорта. Если он выходит из строя и не может выполнять свою работу, может произойти повреждение поршня, что приведет к торможению, натяжению и преждевременному износу.
Главный цилиндр
При выходе из строя главных цилиндров возможна внутренняя утечка. В этом случае вы можете получить низкую или плавную педаль без видимой потери жидкости.Регулярное обслуживание жидкости важно для продления срока службы цилиндра.
ПРИМЕЧАНИЕ: Существуют разные подходы к обслуживанию тормозов. Узнайте, почему важно обслуживать не только тормозные колодки или колодки барабанных тормозов.

На вынос
Дисковые и барабанные тормоза имеют разную конструкцию, но имеют несколько разные преимущества. Ваш автомобиль может иметь оба или только дисковые тормоза. Оба работают как часть гидравлической тормозной системы. Это система, которая находится под высоким давлением, подвержена сильному нагреву и может быть повреждена дорожной сажей, воздухом, тормозной пылью и влагой.
Важно регулярно проверять тормоза, чтобы все оставалось в надлежащем рабочем состоянии. Обратитесь к руководству вашего владельца за рекомендуемым графиком. Помните, что забавные звуки тормозов, запахи или производительность — это индикаторы, которые помогут вам сразу же доставить автомобиль в магазин.

Назначить встречу
Дисковые тормоза ｜ Тормоза для автомобилей ｜ Продукт ｜ Продукты и технологии
Тормозные роторы дисковых тормозов вращаются вместе с колесами, а тормозные колодки, которые установлены на тормозных суппортах, зажимают эти роторы для остановки или замедления колес.Тормозные колодки, прижимающиеся к роторам, создают трение, которое преобразует кинетическую энергию в тепловую.
Тормозные роторы дисковых тормозов вращаются вместе с колесами, а тормозные колодки, которые установлены на тормозных суппортах, зажимают эти роторы для остановки или замедления колес. sТормозные колодки, прижимающиеся к роторам, создают трение, которое преобразует кинетическую энергию в тепловую.
Эта тепловая энергия генерирует тепло, но, поскольку основные компоненты находятся в атмосфере, это тепло может эффективно рассеиваться.Это свойство рассеивания тепла снижает выгорание тормозов, что является явлением, когда на эффективность торможения влияет тепло. Еще одним преимуществом дисковых тормозов является их устойчивость к выцветанию из-за воды, которое возникает, когда вода на тормозах значительно снижает тормозное усилие. Когда автомобиль находится в движении, ротор вращается с высокой скоростью, и это вращательное движение выводит воду из самих роторов, что приводит к стабильной тормозной силе.
Дисковые тормоза обычно используются в легковых автомобилях, но из-за их стабильной работы на более высоких скоростях и устойчивости к потере тормозов они постепенно распространяются на сегмент коммерческих автомобилей, где традиционно выбирались барабанные тормоза из-за их более длительного срока службы.Потребители увеличивают срок службы и повышают качество, и Akebono стремится удовлетворить их за счет дальнейшего повышения надежности дисковых тормозов. Есть два типа дисковых тормозов.
«Дисковый тормоз с оппозитным поршнем» имеет поршни с обеих сторон дискового ротора, в то время как «дисковый тормоз плавающего типа» имеет поршень только с одной стороны. Дисковые тормоза с плавающим суппортом также называются дисковыми тормозами со скользящими штифтами.
Конструкция дискового тормоза
Тормозной ротор (диск), который вращается вместе с колесом, зажат тормозными колодками (фрикционным материалом), установленными на суппорт с обеих сторон под давлением поршня (-ов) (прижимного механизма), и замедляет вращение диска, тем самым замедляя и остановка автомобиля.
Как работают дисковые тормоза
Когда водитель нажимает на педаль тормоза, мощность усиливается усилителем тормозов (сервосистемой) и преобразуется в гидравлическое давление (давление масла) главным цилиндром. Давление достигает тормозов на колесах по трубопроводу, заполненному тормозным маслом (тормозной жидкостью). Подаваемое давление толкает поршни к тормозам четырех колес. Поршни, в свою очередь, прижимают тормозные колодки, которые представляют собой фрикционный материал, к тормозным роторам, которые вращаются вместе с колесами.Подушечки зажимают роторы с обеих сторон и замедляют колеса, тем самым замедляя и останавливая автомобиль.
Основные компоненты дисковых тормозов
Основные компоненты дисковых тормозов плавающего типа
Есть два типа дисковых тормозов. Один называется «дисковым тормозом с оппозитным поршнем», который имеет поршни по обе стороны от дискового ротора, а другой — «дисковым тормозом плавающего типа», который имеет поршень только с одной стороны. Дисковые тормоза плавающего типа также называются дисковыми тормозами со скользящими штифтами.
Фрикционные материалы ｜ Тормоза для автомобилей ｜ Продукт ｜ Продукты и технологии
Дисковые тормоза и барабанные тормоза оснащены фрикционным материалом, называемым тормозными колодками и тормозными накладками соответственно.
Дисковые тормоза и барабанные тормоза оснащены фрикционным материалом, называемым тормозными колодками и тормозными накладками соответственно.
Фрикционные материалы играют важную роль в тормозной системе, поскольку тормоза используют трение для торможения (замедления и остановки).
Тормозные колодки и тормозные накладки изготавливаются из смеси не менее 10-20 видов сырья. Смешивание материалов, подходящих для требуемых условий и характеристик, — очень сложная задача, требующая специальных ноу-хау, включая передовой опыт Akebono.
Качество фрикционных материалов также меняется в зависимости от производственного процесса. Благодаря разработкам и технологиям производства, совершенствовавшимся на протяжении многих лет, Akebono предлагает высокоэффективные и высококачественные фрикционные материалы, отвечающие потребностям наших клиентов.
Смесь сырья для наших фрикционных материалов (тормозные колодки, тормозные накладки)
Колодки дисковых тормозов и накладки барабанных тормозов изготавливаются из смеси от 10 до 20 видов сырья. В зависимости от их конкретных ролей сырье делится на три категории; «связующий материал», «элемент жесткости» и «материал, регулирующий трение».
Связующий материал упрочняет сырье и придает им прочность. В настоящее время используется в основном фенольная смола.
Элемент жесткости придает фрикционным материалам дополнительную прочность. Используются различные виды органических и неорганических волокон, такие как арамидные волокна и металлические волокна.
Материал для регулировки трения в основном регулирует эффективность фрикционных материалов. Он используется для повышения эффективности или стабилизации характеристик фрикционных материалов. При необходимости смешивают различное сырье, такое как смазочные материалы, органические наполнители, неорганические наполнители, абразивный материал и металлический порошок.
Сырье для трения
Виды фрикционных материалов
* 1 Спеченный сплав: Явление, при котором частицы порошкового материала соединяются вместе и превращаются в твердое вещество в результате сжатия и изготовления порошкового материала и его нагревания до температуры ниже точки плавления. Материал, который получают не путем плавления металла, а путем спекания металлических порошков, называется спеченным сплавом.
* 2 C / C композит: Углеродный композит, армированный углеродным волокном.Углеродный композитный материал усилен углеродным волокном. Он чрезвычайно термостойкий и легкий. Этот материал часто используется для изготовления тормозных дисков и тормозных колодок самолетов и гоночных автомобилей.
Требования к характеристикам фрикционных материалов (тормозные колодки, тормозные накладки)
Кроме того, фрикционные материалы необходимы для обеспечения стабильной эффективности (минимальные колебания эффективности) в различных условиях, таких как скорость автомобиля, полная масса или изменение температуры в результате использования тормозов, а также при различных воздействиях окружающей среды, включая влажность, воду и грязь. .Прочность, чтобы противостоять тепловым возмущениям, и механическая прочность также являются важными критериями проектирования.
Прочность — еще одно важное свойство фрикционных материалов, поскольку они изнашиваются в процессе эксплуатации. Кроме того, при торможении необходимо свести к минимуму визг, шум и вибрацию. Кроме того, фрикционные материалы не должны вызывать повреждения материала, с которым они контактируют, например, роторов дисков. Фрикционные материалы также должны иметь низкую теплопроводность, чтобы предотвратить повышение температуры самих тормозов или тормозного масла.
Основные эксплуатационные требования к фрикционным материалам:
— Оптимальная эффективность, т.е. соответствующий коэффициент трения (μ)
— Стабильная эффективность при различных условиях использования и / или окружающей среды
— Устойчивость к тепловым воздействиям и механическая прочность
— Высокая прочность
— Минимальный визг, шум и вибрация тормозов
— Незначительное повреждение контактного материала, такого как дисковый ротор
— Низкая теплопроводность
Фрикционные материалы Akebono (тормозные колодки, тормозные накладки)
Akebono разрабатывает и производит широкий ассортимент тормозных колодок и тормозных накладок, в том числе для автомобилей, сверхскоростных поездов Синкансэн и высокопроизводительных автомобилей для автоспорта.В зависимости от того, где используются тормоза, используются различные типы материалов. Когда требуется высокая интенсивность торможения в условиях высокой температуры и высоких нагрузок, например, при движении сверхскоростных поездов Синкансэн, используются металлические фрикционные материалы. Для автомобилей, используемых в Европе, где относительно распространено торможение на высоких скоростях, используются фрикционные материалы с низким содержанием стали.
Для легковых автомобилей обычно используются «не стальные» тормозные колодки, поскольку они сбалансированы между эффективностью, интенсивностью и сопротивлением визгу тормозов.«Нестальные» тормозные колодки — это основная продукция Akebono.
Akebono продолжает разрабатывать высокопроизводительные тормоза с целью совершенствования новейших тормозных технологий. Высокопроизводительные тормоза Akebono поставляются различным автоспортивным командам. Опыт, накопленный в автоспорте, который позволяет максимально эффективно использовать тормоза, применяется при разработке тормозных колодок и тормозных накладок для легковых автомобилей.
Тормозные колодки для 24-часовой гонки на выносливость в Нюрбургринге
10-поршневые тормозные колодки для высокопроизводительных серийных автомобилей
6-поршневые тормозные колодки для высокопроизводительных серийных автомобилей
Разработка фрикционных материалов (колодки тормозные, накладки тормозные)
При разработке фрикционных материалов необходимо принимать во внимание рабочие характеристики, а также качество, обеспечивающее длительный срок службы.Это достигается за счет подбора правильного сочетания сырья, а также за счет оптимизации производственных условий. Есть много шагов, которые необходимо предпринять, прежде чем продукт будет доставлен нашим клиентам. Для завершения этого процесса может потребоваться несколько месяцев или даже несколько лет. Оценены физико-химические свойства фрикционных материалов. Испытательный прибор, называемый динамометром, на котором может быть установлен настоящий тормоз, используется для оценки фрикционных свойств. Реальные автомобили используются для оценки совместимости автомобиля и тормоза.Мы также разрабатываем сырье, минимизирующее воздействие на окружающую среду.
В Akebono мы постоянно стремимся стать экспертами в области фрикционных материалов. У нас есть собственные испытательные центры, с помощью которых мы можем оценивать основные свойства от ранних стадий разработки до финальной стадии оценки с использованием реального автомобиля.
Процесс изготовления фрикционных материалов (колодки тормозные, накладки тормозные)
Фрикционные материалы перед изготовлением производятся в процессе производства, контроля и испытаний.
При разработке фрикционных материалов, где должны выполняться различные требования к характеристикам, эффективное смешивание различных сырьевых материалов является одним из важнейших технологических навыков. То, как производятся материалы, также влияет на качество, поэтому технология производства также важна. Компания Akebono способна обеспечить стабильную производительность и качество своих колодок для дисковых тормозов благодаря своим разработкам и технологиям производства, совершенствовавшимся на протяжении многих лет.
Процессы контроля и испытаний фрикционных материалов (тормозные колодки, тормозные накладки)
Для проверки и испытаний фрикционных материалов используются различные методы проверки их качества. Процессы включают оценку физических свойств, таких как твердость и интенсивность фрикционных материалов, а также химический анализ органических материалов. Для проверки эффективности, износа и визга тормозов используется динамометр, на котором можно установить и проверить настоящий тормоз.
Для тестирования наших фрикционных материалов с точки зрения клиента мы используем «Ай-Ринг», который является крупнейшим в своем роде испытательным полигоном среди производителей автомобильных запчастей.
На полигоне «Ай-Ринг» можно проводить различные испытания тормозов, от оценки на испытательном стенде до оценки на реальном автомобиле.
Решение вопросов, связанных с ингредиентами наших фрикционных материалов
За долгую историю разработки и производства фрикционных материалов компания Akebono неизменно придерживалась темы «Безопасность и душевное спокойствие».»
Примерно до 2000 года асбест широко использовался в качестве сырья для фрикционных материалов из-за его благоприятных свойств для тормозов, таких как превосходная термическая стабильность. В 1970-х годах из-за границы стали поступать сообщения о вреде асбеста для здоровья. Сразу после этого Akebono стала одной из первых компаний в Японии, которая приступила к разработке безасбестовых продуктов. Мы лидировали в отрасли по внедрению безасбестовых продуктов, и в 1992 году все OEM (для автомобильных заводов) продукты для легковых автомобилей были переведены на безасбестовые.За этим последовал полный переход на неасбестовые OEM-продукты для коммерческих автомобилей в 1994 году. Начиная с 2000 года, производство асбестовых продуктов, включая запасные части, было прекращено.
Столкнувшись с экологическими нормами в отношении меди, которая использовалась для изготовления фрикционных материалов из-за ее термической стабильности, мы приступили к разработке и производству фрикционных материалов без меди ^*. С 2007 года мы поставляем запасные части без содержания меди, а с 2014 года — фрикционные материалы OEM.Технологии следующего поколения также находятся в стадии разработки. Akebono разрабатывает тормозные колодки, изготовленные из природных ресурсов (биомассы), а также тормозные колодки, которые не образуют тормозную пыль.
* Фрикционный материал, не содержащий меди: Материалы с содержанием меди ниже указанного значения.
Детали тормозной системы и их совместная работа для остановки транспортного средства

Добро пожаловать в Bendix brakes. Сегодня мы рассмотрим, как работает современная дисковая тормозная система.Мы начнем с рассмотрения компонентов торможения, участвующих в остановке автомобиля, и того, как они работают вместе.
Начиная с одного из основных компонентов тормозной системы, мы смотрим на дисковый ротор, на который прижимаются тормозные колодки, это создает трение, замедляющее вращение колеса и транспортного средства.

Суппорт приводится в действие гидравлическим давлением тормозной жидкости, создаваемым педалью тормоза транспортного средства и главным цилиндром. В этой сборке тормозные колодки прижимаются к поверхности ротора диска, создавая трение.

Тормозной суппорт в сборе
Суппорт состоит из нескольких частей, которые имеют решающее значение для эффективной работы тормозной системы. Эти детали включают суппорт и монтажный кронштейн, штифты скольжения, стопорные болты, пыльники, зажимы для крепления тормозов, тормозные колодки и прокладки, тормозной поршень с пыльником и уплотнение.

Тормозная жидкость подается в суппорт через банджо-фитинг, который перемещает поршень вперед по направлению к внутренней тормозной колодке при нажатии на педаль тормоза.Это заставляет суппорт двигаться вдоль скользящих штифтов, которые затем подтягивают внешнюю тормозную колодку к ротору тормозного диска.

Теперь, когда мы разбираемся в деталях, давайте посмотрим, как работает тормозная система. Когда педаль тормоза нажата, суппорт будет получать тормозную жидкость под высоким давлением из главного цилиндра, который толкает поршень во внутреннюю тормозную колодку и на поверхность ротора диска. Гидравлическое давление заставит суппорт перемещаться по скользящим штифтам, притягивая внешнюю тормозную колодку к противоположной стороне дискового ротора, вызывая трение и замедляя тормоз и транспортное средство.

Глядя на процесс торможения под другим углом, мы можем увидеть, как тормозная жидкость толкает поршень, который, в свою очередь, прижимает внутреннюю тормозную колодку к внутренней части дискового ротора, как только это произойдет, жидкость теперь будет толкать суппорт вдоль салазок и внешняя тормозная колодка будет тянуться к противоположной стороне дискового ротора.
Как работают дисковые тормоза | YourMechanic Advice
В большинстве современных автомобилей используется тормозная система, состоящая из дисковых тормозов.Они называются таковыми, потому что они используют силу, приложенную к дискам, прикрепленным к колесам, для замедления и остановки автомобиля. По сравнению с барабанными тормозами дисковые тормоза обладают большей тормозной способностью и не так быстро перегреваются при интенсивной эксплуатации. В то время как в некоторых автомобилях начального уровня на задних колесах используются барабанные тормоза, дисковые тормоза для четырех колес обычно используются везде, от семейных седанов до грузовиков и высокопроизводительных спортивных автомобилей.
Детали, из которых состоит дисковая тормозная система
Ротор : Круглый диск, прикрепленный болтами к ступице колеса, которая вращается вместе с колесом.Роторы чаще всего изготавливают из чугуна или стали, однако в некоторых очень дорогих автомобилях используется углеродно-керамический ротор. Роторы могут быть прорезаны или просверлены для лучшего отвода тепла.
Тормозные колодки : Деталь, которая вдавливается в ротор, создавая трение, замедляющее и останавливающее автомобиль. Они имеют металлическую часть, называемую башмаком, и подкладку, которая прикрепляется к обуви. Футеровка — это то, что на самом деле контактирует с ротором и изнашивается по мере использования. Накладки изготавливаются из разных материалов и делятся на три категории: органические, полуметаллические и керамические.Выбранный материал накладок повлияет на срок службы тормозов, количество шума, слышимого при нажатии на тормоза, и на то, как быстро тормоза приводят к остановке автомобиля.
Поршень : Цилиндр, подключенный к гидравлике тормозной системы. Поршень — это то, что перемещает тормозные колодки в ротор, когда водитель нажимает на педаль тормоза. Некоторые тормозные системы имеют один поршень, который перемещает обе колодки, в то время как другие имеют два поршня, которые толкают тормозные колодки с каждой стороны ротора. Другие по-прежнему имеют четыре, шесть или даже восемь поршней для большей тормозной мощности за счет дополнительных затрат и сложности.
Суппорт : Корпус, который надевается на ротор и удерживает тормозные колодки и поршни, а также содержит трубопровод для тормозной жидкости. Тормозные суппорты бывают двух типов: плавающие (или скользящие) и фиксированные. Плавающие суппорты «плавают» над ротором и имеют поршни только с одной стороны. Когда водитель нажимает на тормоза, поршни вдавливают тормозные колодки с одной стороны в ротор, в результате чего суппорт скользит так, что колодки на непоршневой стороне суппорта также контактируют с ротором.Фиксированные суппорты прикручены болтами, а вместо этого имеют поршни с обеих сторон ротора, которые перемещаются, когда водитель нажимает на тормоза. Фиксированные суппорты обеспечивают более равномерное тормозное давление и более плотно зажимают ротор, однако плавающие суппорты встречаются на большинстве автомобилей и идеально подходят для повседневной езды.
Датчики : Некоторые автомобили имеют тормоза, которые содержат датчики, встроенные в тормозные колодки, которые сообщают водителю, когда колодки изношены. Другие тормозные датчики играют роль в системе ABS автомобиля.
Как работают дисковые тормоза
Тормоза должны срабатывать мгновенно. Когда водитель нажимает на педаль, поршень внутри главного тормозного цилиндра создает давление гидравлической жидкости в тормозных магистралях, которая перемещает поршни и толкает колодки в ротор. Чем сильнее водитель нажимает на педаль, тем больше давление внутри тормозных магистралей и тем сильнее колодки сжимают ротор. Расстояние, на которое перемещаются колодки, невелико — всего несколько миллиметров — и они должны втягиваться обратно в суппорты, как только водитель отпускает педаль.
Износ дисковых тормозов
Даже при нормальных сценариях вождения системы дисковых тормозов выдерживают большие нагрузки и перегреваются, и со временем некоторые компоненты необходимо будет заменить. Тормозные колодки нуждаются в замене чаще всего. Когда это произойдет, это зависит от ваших конкретных привычек вождения, а также от материала, из которого сделаны колодки, но пробег составляет от 25 000 до 70 000 миль. Тормозные диски часто служат от 50 000 до 70 000 миль (а иногда и больше), но могут выйти из строя, если они перегреются или если тормозные колодки не будут заменены вовремя.Тормозная жидкость является источником жизненной силы всей тормозной системы, поэтому проверяйте ее каждые 24 000–36 000 миль или немедленно, если вы подозреваете утечку. Поршни и суппорты должны служить в течение всего срока службы автомобиля, если только не возникнет механическая проблема, они не будут повреждены обломками или в результате аварии, или если они заклинивают из-за бездействия.
Симптомы проблем с дисковыми тормозами
Несколько симптомов, которые трудно игнорировать, сообщают водителю о проблеме с тормозами:
Визжащий шум : По мере износа материала тормозной колодки металлический индикатор износа внутри колодки начинает соприкасаться с ротором, производя пронзительный визг.Замена тормозных колодок обычно устраняет шум, но он также может быть вызван дорожным мусором, застрявшим в суппорте.
Дрожащая или пульсирующая педаль : Если педаль тормоза пульсирует или трясется при нажатии на нее, скорее всего, ваши роторы деформированы. Тормозные роторы должны быть идеально плоскими, и из-за чрезмерного использования или перегрева может образоваться перекос. Иногда можно изменить поверхность роторов, чтобы они снова стали гладкими, хотя прямая замена часто является более безопасным и недорогим вариантом.
Педаль тормоза с мягким или мягким ходом : Педаль тормоза должна хорошо ощущаться, а тормозное усилие должно соответствовать величине давления, приложенного к педали.Если педаль кажется губчатой или ниже, чем обычно, это часто признак загрязненной тормозной жидкости или утечки в системе. Воздух или вода в жидкости снижает ее эффективность, и утечка является серьезной проблемой. Попросите механика промыть жидкость или осмотреть систему на предмет утечек, чтобы восстановить полную мощность торможения.
Тормоза, пожалуй, самая важная система безопасности в любом автомобиле, а дисковые тормоза обеспечивают сильное, надежное и продолжительное торможение. Скорее всего, ваш автомобиль использует их, поэтому помните о любых необычных симптомах, которые могут указывать на необходимость замены какой-либо части.
Как они работают, общие проблемы
Обновлено: 24 мая 2020 г.
Детали дискового тормоза
Все современные автомобили имеют дисковые тормоза на передних колесах и дисковые или барабанные тормоза на задней оси. Как работают дисковые тормоза?
Основным элементом системы дискового тормоза является тормозной суппорт. Гидравлический поршень (-ы) внутри суппорта может прикладывать зажимное усилие к тормозному диску с помощью двух тормозных колодок.Сила зажима может замедлить или остановить вращение диска и колеса; см. схему.
Легковые автомобили, внедорожники и пикапы на дорогах сегодня имеют гидравлическую тормозную систему, заполненную тормозной жидкостью. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, он толкает поршень внутри главного тормозного цилиндра, что создает давление в гидравлической тормозной системе. Тормозная жидкость передает давление на тормозные суппорты, тормозящие колеса. Давайте посмотрим на детали дискового тормоза.
Тормозной диск (ротор): Тормозной диск (ротор) установлен на ступице и вращается вместе с колесом.
Диск тормозной и колодки.
Во время торможения кинетическая энергия транспортного средства преобразуется в тепло из-за трения между колодками и диском. Чтобы лучше отводить тепло, в большинстве автомобилей на передних колесах установлены вентилируемые диски. Задние диски также делают вентилируемыми в более тяжелых автомобилях. Автомобили меньшего размера имеют твердые (не вентилируемые) диски.
Тормозные колодки: Тормозные колодки устанавливаются внутри тормозного суппорта с обеих сторон тормозного диска, чтобы они могли скользить в боковом направлении, по направлению к диску и от него.
Новый комплект тормозных колодок задних OEM.
Тормозная колодка состоит из накладки из фрикционного материала, отформованной на металлической опорной пластине, см. Фотографию передних тормозных колодок Toyota. Во многих тормозных колодках к опорной пластине прикреплены шумоподавляющие прокладки.
Тормозные колодки изнашиваются с пробегом. Для правильной работы колодки должны иметь достаточно фрикционного материала. Производители автомобилей указывают минимальную толщину фрикционного материала (накладки). Если какие-либо колодки изношены близко к этому пределу или есть какие-либо повреждения колодок, все тормозные колодки оси должны быть заменены. Посмотрите фото тормозной колодки, которая изношена сверх предела.
Реклама — Продолжить чтение ниже
Тормозной суппорт: Существует два типа тормозных суппортов: фиксированные и плавающие.Несъемные суппорты часто устанавливаются на роскошные и спортивные автомобили. У большинства современных автомобилей есть плавающие тормозные суппорты, подобные изображенному на фотографии. Типичный плавающий тормозной суппорт имеет один или два поршня на внутренней стороне.
Плавающий тормозной суппорт.
Фиксированный тормозной суппорт.
Компактные автомобили и внедорожники обычно имеют однопоршневые суппорты, в то время как более крупные внедорожники и грузовики имеют двухпоршневые суппорты на передней оси и однопоршневые суппорты сзади.
Передние тормозные суппорты установлены на поворотных кулаках. Задние суппорты прикручены к задним шпинделям или задней оси. В наиболее распространенной конструкции смазываемые направляющие штифты суппорта допускают поперечное перемещение суппорта. Это движение жизненно важно для правильной работы тормоза. Заклинивание штифтов суппорта приведет ко многим проблемам.
Как долго обычно служат дисковые тормоза?
В результате трения изнашиваются тормозные колодки и роторы.В обычной машине дисковые тормоза обычно служат на 30–50 000 миль. Изношенные колодки необходимо заменить. Поверхность роторов может быть изменена или заменена в зависимости от их состояния. Замена тормозов (колодок и роторов) на одну ось обходится в среднем от 410 до 650 долларов. Конечно, есть много причин, по которым тормоза могут изнашиваться преждевременно.
Общие проблемы с дисковыми тормозами
Тормоза жизненно важны для безопасного вождения. Проблемы с тормозами делают движение автомобиля небезопасным.Общие проблемы с дисковыми тормозами включают:
Шумы: Дисковые тормоза могут вызывать различные шумы. Тормозные колодки имеют металлические индикаторы износа, которые предназначены для создания металлического визга, когда тормозные колодки изнашиваются почти до предела. Скопление ржавчины на краях рабочих поверхностей роторов может вызвать скрип. Если подтверждено, что шум вызван накоплением ржавчины, может быть достаточно обслуживания тормозов, если колодки и роторы все еще в хорошем состоянии.
Некачественные тормозные колодки также могут издавать скрип при торможении.В некоторых случаях скрип можно уменьшить, нанеся тонкий слой специальной шумоподавляющей пасты или смазки на заднюю часть тормозных колодок. Конечно, это должно быть сделано в соответствии с инструкциями производителя с одобренным продуктом. При любом шуме тормозов мы советуем как можно скорее проверить тормоза, чтобы обезопасить свой автомобиль.
Искривленные или неравномерно изношенные роторы: В результате чрезмерного нагрева роторы могут деформироваться. В основном это случается с передними роторами более тяжелых автомобилей.
Техник проверяет ротор на неравномерный износ или деформацию.
Основным признаком перекоса передних роторов является тряска рулевого колеса, заметная при торможении на высоких скоростях.
Ржавчина на роторах может вызвать те же проблемы. Когда автомобиль стоит несколько дней без движения, секции роторов ржавеют. Это приводит к неравномерному износу роторов: участки, поврежденные ржавчиной, изнашиваются сильнее и становятся тоньше. Результат тот же: тряска руля и вибрация педали тормоза ощущаются при торможении на более высоких скоростях.
Решение — проверить тормоза. У механиков есть специальные инструменты, которые могут измерить, если тормозной ротор деформирован или изношен неравномерно, см. Фото. Обычно деформированные или неравномерно изношенные роторы необходимо заменять или обрабатывать в зависимости от их состояния. Также может потребоваться замена тормозных колодок, если они не прошли проверку. Если колодки в хорошем состоянии и соответствуют требованиям, механик может посоветовать заменить только роторы и отремонтировать компоненты тормоза.
Повреждение тормозного диска ржавчиной.
Повреждение ржавчиной: Эта проблема очень часто встречается в соляном поясе. Тормозные диски и другие детали имеют тенденцию ржаветь, когда автомобиль в течение некоторого времени припаркован снаружи. Дорожная соль ускоряет процесс коррозии, и мало что можно сделать, чтобы остановить его. Например, посмотрите это фото: роторы в этой машине заржавели, когда она была припаркована. Только примерно половина рабочей поверхности тормозного диска имеет следы контакта с тормозной колодкой. Этот диск не соответствует требованиям инспекции производителя и должен быть восстановлен или заменен.
Заедание или заклинивание тормозных суппортов или колодок: Тормозные суппорты (поршни или направляющие пальцы) имеют тенденцию заедать и заклинивать, особенно если тормоза не обслуживаются регулярно. Тормозные колодки также могут заедать внутри суппорта или внутри кронштейна суппорта.
Новый задний тормозной суппорт.
При раннем обнаружении обслуживающих тормозов может быть достаточно для восстановления работы тормозных суппортов. В некоторых случаях потребуется замена суппорта.
Симптомы заедания тормозного суппорта или колодок включают буксировку тормозов, скрип во время движения, перегрев одного из колес или чрезмерное скопление тормозной пыли на одном из колес. При заедании тормозного суппорта тормозные колодки имеют тенденцию изнашиваться неравномерно: одна из тормозных колодок может изнашиваться больше, чем другие колодки. В некоторых автомобилях заедание суппортов заднего тормоза может привести к неполному отключению стояночного тормоза.
Часто неисправный или неисправный тормозной суппорт не проявляет никаких симптомов и может быть обнаружен только во время осмотра.
Плохой тормозной суппорт.
Например, сломанный пыльник поршня в тормозном суппорте на этой фотографии вызвал внутреннюю коррозию поршня. Со временем корродированный поршень заклинивает или начинает вытекать тормозная жидкость. Этот суппорт необходимо заменить в качестве меры предосторожности, даже если он все еще работает. Это одна из причин, почему так важны регулярные проверки тормозов. Во время осмотра ваш механик может обнаружить проблему на ранней стадии, когда может быть достаточно обслуживания тормозов без замены каких-либо деталей.Если тормозной суппорт неисправен, его необходимо заменить. Замена одного тормозного суппорта в среднестатистическом автомобиле или внедорожнике стоит от 320 до 650 долларов. Было несколько отзывов, связанных с неисправными тормозными суппортами, обратитесь к дилеру или на веб-сайт NHTSA.
Реклама — Продолжить чтение ниже
Сколько стоит обслуживание тормозов?
Обслуживание дисковых тормозов среднего автомобиля без замены деталей стоит от 90 до 170 долларов за одну ось.Обслуживание тормозов включает их разборку, осмотр и очистку излишков ржавчины и смазку участков, которые необходимо смазать специальной смазкой. Если потребуется повторная наплавка роторов, это будет стоить дороже. Тормоза необходимо регулярно проверять и при необходимости обслуживать. Подробности см. В руководстве по эксплуатации вашего автомобиля. В «соляном поясе» тормоза нужно обслуживать не реже одного раза в год.
Регулярные осмотры тормозов
Скрученный тормозной шланг.
Правильно работающие тормоза в вашем автомобиле могут стать решающим фактором между своевременной остановкой и аварией. Даже если они кажутся исправными, мы настоятельно рекомендуем проверять тормоза не реже одного раза в год или раньше, если это указано в графике технического обслуживания вашего автомобиля. Многие проблемы с тормозами можно обнаружить на ранней стадии. Например, в автомобиле на фото тормозной суппорт установлен неправильно, из-за чего тормозной шланг перекручивается. Чтобы избежать подобных ситуаций, доверяйте свои тормоза только квалифицированному специалисту.
Также необходимо проверить тормоза, если вы подозреваете, что с ними проблема, например, когда вы замечаете шум, исходящий от колес, или когда тормоза не работают должным образом, или когда одно из колес кажется более горячим, чем другие, или когда при торможении автомобиль тянет в сторону.
Как работают дисковые тормоза в автомобиле
В 1917 году механик изобрел тормозную систему нового типа с гидравлическим приводом. Спустя пару лет он улучшил свою конструкцию и представил первую современную гидравлическую тормозную систему.Хотя он ненадежен из-за проблем с производственным процессом, он был принят в автомобильной промышленности с изменениями.
Этого человека звали Малькольм Лафхед, и он впоследствии стал одним из основателей Lockheed Corporation.
Сегодня, благодаря усовершенствованию материалов и совершенствованию производства, дисковые тормоза стали намного более эффективными и надежными.
Мы начнем с объяснения того, как дисковые тормоза работают с основными компонентами. Это тормозные колодки, суппорты, дисковые тормоза и гидравлическая система.
Это как езда на велосипеде
Дисковые тормоза аналогичны тормозам на велосипеде. Когда на рычаг оказывается давление, он натягивает металлическую струну, которая сжимает два суппорта вместе, вызывая трение между резиновыми накладками и металлическим ободом шины.
Точно так же в автомобиле, когда на педаль тормоза оказывается давление, жидкость проталкивается через поршни и трубки, чтобы сжать тормозные колодки.
В дисковом тормозе тормозные колодки сжимают ротор вместо колеса, и усилие передается гидравлически, а не через трос.Трение между колодками и диском замедляет автомобиль, и диск сильно нагревается.
Большинство современных автомобилей имеют дисковые тормоза на передних колесах, а некоторые высокопроизводительные автомобили имеют дисковые тормоза на всех четырех колесах.
Необходимость технического обслуживания
В результате трения тормозные колодки нуждаются в обслуживании, иначе могут стать очевидными такие проблемы, как визг или скрежет (см. Раздел «Как определить проблемы с тормозами»). Неспособность устранить проблемы с торможением может привести к неудачному ТО.
Самый распространенный вид обслуживания тормозов — это замена колодок. На колодках дисковых тормозов обычно есть металлический предмет, называемый индикатором износа. Когда изнашивается достаточное количество фрикционного материала, индикатор износа соприкасается с диском и издает визжащий звук. А это значит, что пришло время для новых тормозных колодок.
Проверка степени износа тормозных колодок потребует некоторых механических инструментов и времени, а также проверки правильности затяжки колесных болтов во избежание чрезмерной затяжки.Для некоторых автомобилистов это может занять много времени. Если вы хотите сэкономить время, чтобы проверить степень износа тормозных колодок, Lindley’s предлагает бесплатную услугу проверки тормозов, а также проверку других распространенных проблем с тормозами.
Часто задаваемые вопросы о дисковых тормозах
В. Работают ли тормоза при выключенном двигателе?
Поскольку тормоза приводятся в действие механически или гидравлически, это означает, что тормоза могут работать при выключенном автомобиле.
Однако на некоторых новых автомобилях из-за того, что ручной тормоз управляется электрически, а не механически, это означает, что они могут не работать при выключенном двигателе (отсутствие питания на тормозах с электрическим приводом).Однако они могут работать, если ключ находится в замке зажигания.
В. Сколько существует типов тормозов?
На автомобиле есть два типа тормозных систем; ручной тормоз (также известный как стояночный тормоз) и
В. Почему в дисковых тормозах есть дыры?
Производители намеренно проделали отверстия в дисковых тормозах, чтобы воздух мог проткнуть диск. Это позволяет диску оставаться более холодным при контакте суппортов с диском. Если бы в диске не было отверстий, он бы нагревался до высоких температур (до 500 ° C), что изнашивало бы суппорты диска и уменьшало тормозную способность.
В. Из чего сделаны дисковые тормоза?
Из-за высоких температур, которых могут достигать дисковые тормоза, они часто изготавливаются из чугуна из-за способности материалов выдерживать высокие температуры, простоты изготовления и низкой стоимости.
С учетом сказанного, некоторые тормозные диски изготавливаются из композитов на углеродной основе, керамики и сплавов, но, как правило, они дороже.

Разное