Устройство тормозной системы автомобиля [ для начинающих и чайников ]

Расскажем про устройство тормозной системы автомобиля для начинающих и чайников: из чего состоит и как работает (основы).

Тормозная система авто состоит из:

• основная (рабочая) — обеспечивает замедление машины не менее 5,8 м/с2, движущегося со скоростью не более 80 км/ч при усилии на педаль менее 50 кг;
• вспомогательная (аварийная) — обеспечивает замедление не менее 2,75 м/с2;
• стояночная — может быть совмещена с аварийной.

Как работает

Принцип работы любой тормозной системы прост. Водитель, воздействуя на педаль тормоза передает усилие через ряд устройств на колесные механизмы, которые, в свою очередь, воздействуют на тормозные диски, прижимая к ним колодки и тем самым останавливая их вращение и, соответственно автомобиль в целом. Наиболее часто используется рабочая. Она состоит из ряда устройств, позволяющих водителю снижать скорость вплоть до полной остановки. В неё входят тормозные устройства (дисковые, барабанные), главный тормозной цилиндр, вакуумный усилитель тормозов и регулятор тормозных сил. Плюс магистрали с тормозной жидкостью.

Главный тормозной цилиндр (ГТЦ)

Предназначен для преобразования усилия, прилагаемого к педали тормоза, в избыточное давление тормозной жидкости и распределения его по рабочим контурам. Бачок с запасом жидкости может крепиться на ГТЦ или вне его.

Вместе с ГТЦ устанавливают вакуумные усилители, которые увеличивают силу, создающую давление в тормозной системе. Т.е. он усиливает силу при нажатии педали тормоза — не нужно давить изо всех сил.

Регулятор

Уменьшает давление в приводе механизмов задних колес. Его ещё называют «колдун». При торможении сила инерции движущегося автомобиля и противодействующая ей сила трения создают опрокидывающий момент. Передняя подвеска, реагируя на него, «проседает», а задние колеса «разгружаются». Поэтому даже при не интенсивном торможении задние колёса могут блокироваться, что часто приводит к заносу машины. В зависимости от изменения расстояния между элементами задней подвески и кузовом давление в приводе задних тормозов (по сравнению с передними) ограничивается.

В результате блокировки задних колес (в зависимости от замедления и загруженности автомобиля) не происходит или она возникает значительно позже.

Рабочий контур

Делится на основной и вспомогательный. Если система исправна, то работают оба, но при разгерметизации одного — другой продолжает работать, становясь вспомогательным (аварийным). Распространены три компоновки разделения:

• 2 + 2 подключенных параллельно (передние + задние)
• 2 + 2 подключенных диагонально (правый передний + левый задний и т. д.)
• 4 + 2 тормозных механизма (в один контур подключены тормозные механизмы всех колес, а в другой только два передних)

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

На многих машинах в тормозной привод встраивают антиблокировочные системы (АБС). Конструктивно АБС — это совокупность датчиков, модуляторов и блока управления. При торможении блок управления анализирует поступающую от датчиков информацию о скорости автомобиля и угловой скорости вращения колес, отслеживает работу исполнительных механизмов, которые регулируют давление жидкости в том или ином колесном механизме, не давая ему заблокироваться в случае экстренного торможения.

Таким образом, для любого состояния дороги определяется режим «относительного скольжения», обеспечивающего минимальный тормозной путь, и полная блокировка колес становится невозможной при любом усилии на педаль тормоза.

Тормозные механизмы

Разделяют на дисковые и барабанные.

Дисковые бывают с подвижным или неподвижным суппортом. Наибольшее распространение получили механизмы с подвижным суппортом, которые исключают неравномерный износ колодок. Еще одной особенностью механизма с подвижным суппортом является меняющееся расстояние от внешнего габарита до колесного диска в зависимости от состояния колодок.

Положение суппорта: а — с изношенными колодками; б — после установки новых колодок.

Дисковые тормоза эффективнее барабанных и работают в более высоком температурном режиме. Для лучшего отвода тепла из рабочей зоны часто используют вентилируемые диски. Его увеличенная толщина позволяет разместить между поверхностями трения ребра жесткости, которые обеспечивают принудительную циркуляцию воздуха. При вращении создается центробежная сила, она заставляет поступающий воздух устремляться от центра к краям диска. Нагретый воздух выбрасывается в окружающую среду, а вентилируемый диск охлаждается. Барабанные механизмы устанавливают обычно на задние колёса. В процессе работы зазор между колодкой и барабаном увеличивается. Для его устранения предназначены механические регуляторы. Износ колодок компенсируется их самоподводкой, происходящей, как правило, при резком торможении. Теплоотвод осуществляется через колодочные накладки, массивную металлическую основу и ребра охлаждения тормозного барабана.

Вспомогательная (аварийная) система

Начинает действовать при разгерметизации одного из рабочих контуров (вытекает тормозная жидкость). В этом случае в бачке с тормозной жидкостью, разделенном на два независимых объема, уровень понижается до критической отметки. Далее он продолжает понижаться только в объеме неисправного контура, а объем исправного сохраняет критический уровень жидкости.

Стояночная система

Имеет механический привод, как правило, на задние колёса. Рычаг стояночного тормоза соединяется тонким тросом с задними механизмами, в которых находится устройство, приводящее в действие штатные или дополнительные (стояночные) колодки.

Вопросы по работе

Каков срок службы тормозных колодок?

Для большинства автомобилей пробег колодок до полного износа составляет до 60 000 км при езде в обычном режиме. Срок службы зависит от стиля вождения, а наличие дефектов на поверхности диска может заметно его сократить. Подробнее в статье — как определить износ колодок.

Каковы температуры торможения?

Температуры, возникающие при трении между колодками и дисками, в норме не превышают 370°С даже в условиях интенсивного движения. При спортивной езде — порядка 480-650°С являются обычной, возрастая до 820°С, Примерно до такой температуры нагреваются колодки машины, когда они приобретают красноватый оттенок.

Не стоит приобретать спортивные колодки из-за того, что любите быструю езду. Подавляющее большинство их нуждается в предварительном «разогреве» и не будут эффективно работать при обычных температурах, а это чревато аварийной ситуацией.

Почему педаль тормоза становиться мягкой или жесткой?

Зачастую педаль тормоза кажется в первое время «мягкой» после установки новых колодок. Необходим некоторый промежуток времени для притирки трущихся поверхностей. «Жесткой» педаль становится после некоторого времени.

Есть ли преимущества в перфорированных дисках?

Они имеют некоторые преимущества — разрушают поверхностную пленку, образующуюся при перегревании тормозов, поддерживают чистоту поверхности тормозной колодки, удаляя продукты сгорания, образующиеся на трущихся поверхностях под воздействием высоких температур.

Как развивалась тормозная система

Даже на дешевых машинах барабанные тормоза исчезают, а система АБС обязательна для всех новых авто. Взамен появляются дисковые тормоза, которые обладают большей эффективностью. Производители устанавливают на передней оси вентилируемые диски, а на задней — дисковые без вентиляции. Это понятно, ведь нагрузка на задние тормоза меньше, чем на передние.

Путь от момента нажатия на педаль тормоза до начала торможения составляет: при скорости 20 км/ч — 4 м, 40 — 8 м, 60 км/ч — 12 м, 80 — 16 м, 100 км/ч — 20 м. Соответственно тормозной путь в этих случаях составляет: 3, 11, 24, 42, 66 м. Дистанция до впереди идущего автомобиля должна быть не менее: при скорости 40 км/ч — 20 м, 50 — 25 м, 80 км/ч — 80 м. В дождь дистанция должна быть увеличена в полтора раза.

С повышением скорости автомобилей возросла мощность тормозной системы, значит требуется дополнительное охлаждение. Стали применять диски с перфорацией и дополнительными канавками, которые ранее были привилегией спортивных машин. Их устанавливают на мощных авто в базовой комплектации. Из автоспорта перешли

керамические тормозные диски. Они обладают большей прочностью и быстрее охлаждаются, по сравнению с чугунными. Возможно, «керамика» в будущем будет ставиться на машины среднего класса.

Главное достоинство керамических дисков — они не перегреваются при интенсивном торможении. По этой причине их применяют в автоспорте и на спортивных машинах в качестве опции.

Новинка тормозной системы — система Brake Assist. Суть в том, что радар, установленный на бампере определяет расстояние до впереди идущего автомобиля. Если это расстояние, по его мнению будет критическим, то система подает сигнал на привод тормозов. Он приближает колодки к диску всего на несколько десятых долей миллиметра. При нажатии на педаль тормоза в этот момент, система Brake Assist позволяет сократить тормозной путь.

Последнее веяние — тормоза без механической связи. Они управляются электронными устройствами по проводам, никакой механической связи нет. Некоторые производители применяют электронные тормоза на концепт карах, но в серийное производство не запускают.

На современных авто тормозной путь со 100 км/ч до полной остановки составляет 40-45 метров. На некоторых машинах — до 38 метров. Если посмотрим на 20 лет назад, тогда он составлял 50-60 метров. Прогресс очевиден.

Как работают тормоза в автомобиле: Объяснение

Что такое тормозная система в машине.

 

Наверное, многим водителям знакома ситуация, когда, например, на дорогу неожиданно выбегает собака, кошка или любое другое животное. Согласитесь очень неприятный момент. Ведь у нас есть всего доля секунды, чтобы отреагировать на ситуацию. В этот момент большинство из нас, наверное, нажмут педаль тормоза, и мы будем уверенные в том, что машина мгновенно начнет останавливаться. Но почему мы уверены в тормозах? Как работает тормозная система в автомобиле? Давайте узнаем, как тормоза, используя науку, останавливает тяжелую машину. 

 

Наука останавливаться

 

 Перед вами парашютный тормоз снижает скорость и кинетическую энергию, для того чтобы катапультировавшийся летчик благополучно приземлился на землю. 

 

Смотрите также: Основные принципы работы тормозного механизма автомобиля [Принцип работы и элементы тормозной системы]

 

Если вы двигаетесь у вас есть энергия — кинетическая энергия, если быть точным. Кинетическая энергия — это просто энергия, которой обладает объект, поскольку он имеет массу и скорость (скорость в определенном направлении). Чем больше у вас массы (чем тяжелее) и чем быстрее вы двигаетесь, тем больше у вас есть кинетической энергии. 

 

 

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

Например, если вы прыгаете с высоты из летящего самолета, то лучший способ потерять энергию — это парашют. Благодаря гигантскому мешку ткани, который летит за вами, замедляет вас, уменьшая скорость и следовательно парашют помогает избавиться от вашей кинетической энергии. 

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

 

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

 

Разные тормоза для различных видов транспорта 

В автомобилях, грузовиках, самолетах и поездах тормоза в целом работают в принципе одинаково. Также в мире существует множество других видов транспорта, которые также имеют похожий принцип торможения. Тормоза даже есть в ветровых турбинах. Вот краткое сравнение некоторых распространенных тормозных систем.

 

Велосипед

 

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

 

Паровоз

 

Тормоза на паровозе работают, так же как и в автомобиле. На фотографии вы можете видеть тормоз. Он зажимает ведущие колеса локомотива, чтобы замедлить их. Но как же поезд останавливается, если на колесах нет шин? Ведь для остановки необходимо трение, в том числе и дорожной поверхностью?

 

Все просто. Так как локомотив имеет огромную массу, а его колеса не имеют резины трение создается именно из-за огромного веса, который давит на колеса, прижатые к металлическим рельсам. В результате трения металлических колес с металлическими рельсами также образуется большое количество тепла, которое и снижает кинетическую энергию двоящегося локомотива.

 

Мотоцикл

 

Мотоциклы обычно имеют дисковые тормоза, которые содержат тормозные диски, суппорт и тормозные колодки. Тормозной диск, как правило, имеет отверстия (или пазы). Принцип работы тормозов в мотоцикле прост: тормозная колодка, зажимается с помощью тросика, который, как и в велосипеде, может идти на рулевое колесо или на ножную педаль. Как только мотоциклист зажимает педаль тормоза или тормозной рычаг тросик прижимает колодки к тормозному диску. Отверстия в тормозном диске помогают рассеивать выделяемое тепло при трении. 

 

Самолет

 

Самолеты имеют тормоза внутри своих колес. Это помогает остановить самолет на взлетно-посадочной полосе. Также в авиатехнике могут использоваться воздушные тормоза, которые увеличивают сопротивление воздуха, что в итоге и замедляет самолет во время полета.  В том числе самолет может тормозить и за счет обратной тяги двигателей, если пилот включит реверс.

 

Ветровая турбина

 

Как мы уже сказали ветровые турбины также имеют тормозную систему. Она необходима, чтобы предотвращать слишком быстрое вращение роторов (пропеллеров). У большинства ветровых турбин есть анемометр, который измеряет скорость ветра. Если скорость ветра поднимается выше безопасного уровня, автоматически активируется тормоз, который и приводит к замедлению вращения пропеллеров, либо к их полной остановке. 

 

К сожалению, высокие скорости ветра означают, что можно было бы получить больше энергии. Но безопасность всегда главнее.

 

Более детальный взгляд на автомобильные тормозные системы

 

Ранние автомобильные тормоза были удивительно примитивны по сегодняшним меркам. Вот простая система с трением 1910 года, изобретенная американцем Джоном Ставарцем. 

 

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

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

 

Большинство автомобилей имеют два или три разных типа тормозных систем. Обратите внимание на передние колеса вашей машины. За колесным диском вы увидите тормозные диски. Когда водитель нажимает педаль тормоза, с двух сторон тормозного диска зажимаются тормозные колодки из износостойкого материала.

 

В результате трения колодок с тормозными дисками образуется тепло, также снижается кинетическая энергия автомобиля, который в итоге начинает замедление. Как видите, тот же принцип, как и в мотоциклах и даже в велосипедных тормозах.

 

Смотрите также: Вот как работает Антиблокировочная система, противобуксовочная система и электронная система контроля устойчивости

 

У некоторых автомобилей дисковые тормоза есть и на задних колесах. Но у многих автомобилей до сих пор на задних колесах установлены барабанные тормоза, которые работают несколько иначе. Вместо диска в таких тормозах используется тормозной барабан, внутри которого в полой области установлены также тормозные колодки, которые с помощью пружин и тормозных цилиндров при нажатии водителем педали тормоза прижимаются к поверхности барабана. 

 

Ручной тормоз автомобиля тормозит задние колеса. Ручной тормоз активируется с помощью ручника расположенного внутри машины. Правда, по сравнению с нажатием педали тормоза, ручной тормоз менее эффективный и менее сильный.

 

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

 

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

 

Как работают тормоза в автомобиле

 

Картинка описание: Когда ваша нога нажимает педаль тормоза, тормозная жидкость в тормозной системе выжимается из узкого цилиндра в более широкий цилиндр. Эта система известна как гидравлическая система. Это позволяет значительно увеличить силу тормозного вашего усилия. 

 

Теория…

 

Представьте себе, сколько вам нужно сил, чтобы остановить быстроходную машину. Простое нажатие педали тормоза не создало бы достаточной силы, чтобы активировать все четыре тормоза так, чтобы быстро остановить ваш автомобиль. Вот почему тормоза используют гидравлику: систему заполненных тормозной жидкостью трубок, которые и увеличивают ваше тормозное усилие. Также благодаря гидравлике тормозные усилия могут передаваться легко из одного места в другое за короткий срок. 

 

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

 

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

 

Поскольку тормозные цилиндры, расположенные на каждом колесе, намного больше, чем цилиндр, расположенный в тормозной системе сразу после педали тормоза, сила, которую вы изначально применили к педали тормоза, значительно увеличивается. В результате эта сила и сжимает тормозные колодки в каждом тормозе колеса. 

 

На практике…

 

1. 1. Ваша нога нажимает на педаль тормоза.

 

2. 2. Когда педаль движется вниз, она толкает рычаг, который соединен с поршнем главного тормозного цилиндра.

 

3. 3. Рычаг толкает поршень (синий на картинке) в узкий цилиндр, который заполнен гидравлической тормозной жидкостью (обозначена красным цветом). Когда поршень перемещается в цилиндре, он сжимает тормозную жидкость и толкает ее в узкое отверстие, расположенное в конце цилиндра, к которому подсоединена трубка. Это происходит примерно так же, как ручной насос выжимает воздух из цилиндра в тонкий шланг. 

 

4. 4. В результате образовавшегося давления тормозная жидкость попадает в длинную тормозную магистраль, состоящую из тормозных трубок, которые подходят к каждому колесу. В результате нагнетенного давления главным тормозным цилиндром, тормозная жидкость в итоге достигает каждого колеса. 

 

5. 5. Далее жидкость под давлением попадает в тормозные цилиндры, расположенные в колесах, которые имеют больший размер, чем главный тормозной цилиндр (цилиндр в колесе обозначен, синим цветом). 

 

6. 6. Когда жидкость попадает в тормозной цилиндр, имеющий больший объем по сравнению с главным тормозным цилиндром, то сильно увеличивается тормозное усилие из-за разницы объемов цилиндров в тормозной системе.

 

7. 7. В результате увеличенного давления жидкости поршень в тормозном цилиндре колеса зажимает тормозную колодку, прижимая ее к тормозному диску / барабану.

 

8. 8. В результате трения тормозной колодки и тормозного диска начинается замедление колесного диска, что в конечном итоге и останавливает машину.

 

Наш простой пример показывает основной принцип работы гидравлической тормозной системы; на практике все немного сложнее.

 

На самом деле педаль тормоза фактически управляет четырьмя отдельными гидравлическими тормозными линиями, идущие на все четыре колеса. В нашем же примере мы показываем принцип работы тормозов на одном колесе автомобиля.

 

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

 

Кто изобрел гидравлические тормоза?

 

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

 

Смотрите также: Эксперимент с тормозами автомобиля закончился взрывом: Видео

 

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

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

Как работают тормоза на легковом прицепе

Прицеп
Фото Ezytrail

Автоновости дня, 18 декабря 2017, 20:39

Самые простые автомобильные устройства не оснащаются тормозами. Результатом становятся аварийные ситуации, вызванные резким торможением. Их развитие можно предотвратить за счёт применения специальной тормозной системы, использующей энергию инерции наката. Система чрезвычайно проста конструкционно, а её работоспособность не зависит от тормозной системы автомобиля. Как работают тормоза на прицепе – расскажет данная статья.

В качестве примера возьмём прицеп двухосный, оснащённый механической инерционной тормозной системой. Она не зависит от тормозов автомобиля, будучи не связанной с ней ни механически, ни электрически. И в этом заключается её достоинство – дооборудование автомобиля системой управления электромеханическим тормозным устройством стоит слишком дорого. К тому же, оно потребует проведения экспертизы, даже если изменения вносятся специалистами, а не самим водителям.

Принцип работы тормоза в прицепе

Как работают тормоза на легковом прицепе и за счёт чего создаётся тормозное усилие? Принцип действия прост – здесь используется энергия инерция разогнанного прицепа. При торможении автомобиля дышло прицепа начинает давить на фаркоп. Именно это усилие и используется для управления тормозными колодками. Чем сильнее торможение, тем больше усилие наката и тем сильнее торможение в прицепе. Если водитель отпустит педаль тормоза, толкающая сила исчезнет, тормозная система отпустит колёса в свободное вращение.

Устройство тормозной системы прицепа

Система тормозов на прицепных устройствах состоит из следующих частей:

• Шток тормоза наката – передает толкающее усилие к передаточному рычагу;
• Передаточный рычаг с тягой – обеспечивает создание силы натяжения тормозного троса;
• Тормозной трос – приводит в движение тормозные колодки.

Как устроен колёсный тормоз – объяснять не нужно, здесь используются обычные барабанные тормоза, как на большинстве автомобилей.

Шток воспринимает энергию наката и приводит в действие всю систему. Через него же на прицеп передаётся тяговое усилие, для чего внутри имеются соответствующие ограничители. Также в штоке имеется амортизатор, обеспечивающий плавное срабатывание и возврат системы в свободное положение при полной остановке автомобиля и прицепного устройства. Через шток и передаточный рычаг тормозное усилие передаётся на передаточный рычаг с тягой, к самой тяге подключается уравнитель тормозных тросов. При натягивании тросов срабатывают колёсные тормоза. Колодки соприкасаются с тормозным барабаном – происходит торможение прицепа.

Как работают тормоза в автомобиле: Объяснение | 1gai.ru

Что такое тормозная система в машине.

Наверное, многим водителям знакома ситуация, когда, например, на дорогу неожиданно выбегает собака, кошка или любое другое животное. Согласитесь очень неприятный момент. Ведь у нас есть всего доля секунды, чтобы отреагировать на ситуацию. В этот момент большинство из нас, наверное, нажмут педаль тормоза, и мы будем уверенные в том, что машина мгновенно начнет останавливаться. Но почему мы уверены в тормозах? Как работает тормозная система в автомобиле? Давайте узнаем, как тормоза, используя науку, останавливает тяжелую машину. 

Наука останавливаться Перед вами парашютный тормоз снижает скорость и кинетическую энергию, для того чтобы катапультировавшийся летчик благополучно приземлился на землю. 

Перед вами парашютный тормоз снижает скорость и кинетическую энергию, для того чтобы катапультировавшийся летчик благополучно приземлился на землю. 

Если вы двигаетесь у вас есть энергия — кинетическая энергия, если быть точным. Кинетическая энергия — это просто энергия, которой обладает объект, поскольку он имеет массу и скорость (скорость в определенном направлении). Чем больше у вас массы (чем тяжелее) и чем быстрее вы двигаетесь, тем больше у вас есть кинетической энергии. 

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

Например, если вы прыгаете с высоты из летящего самолета, то лучший способ потерять энергию — это парашют. Благодаря гигантскому мешку ткани, который летит за вами, замедляет вас, уменьшая скорость и следовательно парашют помогает избавиться от вашей кинетической энергии. 

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

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

Разные тормоза для различных видов транспорта

В автомобилях, грузовиках, самолетах и поездах тормоза в целом работают в принципе одинаково. Также в мире существует множество других видов транспорта, которые также имеют похожий принцип торможения. Тормоза даже есть в ветровых турбинах. Вот краткое сравнение некоторых распространенных тормозных систем.

Велосипед

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

Паровоз

Тормоза на паровозе работают, так же как и в автомобиле. На фотографии вы можете видеть тормоз. Он зажимает ведущие колеса локомотива, чтобы замедлить их. Но как же поезд останавливается, если на колесах нет шин? Ведь для остановки необходимо трение, в том числе и дорожной поверхностью?

Все просто. Так как локомотив имеет огромную массу, а его колеса не имеют резины трение создается именно из-за огромного веса, который давит на колеса, прижатые к металлическим рельсам. В результате трения металлических колес с металлическими рельсами также образуется большое количество тепла, которое и снижает кинетическую энергию двоящегося локомотива.

Мотоцикл

Мотоциклы обычно имеют дисковые тормоза, которые содержат тормозные диски, суппорт и тормозные колодки. Тормозной диск, как правило, имеет отверстия (или пазы). Принцип работы тормозов в мотоцикле прост: тормозная колодка, зажимается с помощью тросика, который, как и в велосипеде, может идти на рулевое колесо или на ножную педаль. Как только мотоциклист зажимает педаль тормоза или тормозной рычаг тросик прижимает колодки к тормозному диску. Отверстия в тормозном диске помогают рассеивать выделяемое тепло при трении. 

Самолет

Самолеты имеют тормоза внутри своих колес. Это помогает остановить самолет на взлетно-посадочной полосе. Также в авиатехнике могут использоваться воздушные тормоза, которые увеличивают сопротивление воздуха, что в итоге и замедляет самолет во время полета.  В том числе самолет может тормозить и за счет обратной тяги двигателей, если пилот включит реверс.

Ветровая турбина

Как мы уже сказали ветровые турбины также имеют тормозную систему. Она необходима, чтобы предотвращать слишком быстрое вращение роторов (пропеллеров). У большинства ветровых турбин есть анемометр, который измеряет скорость ветра. Если скорость ветра поднимается выше безопасного уровня, автоматически активируется тормоз, который и приводит к замедлению вращения пропеллеров, либо к их полной остановке. 

К сожалению, высокие скорости ветра означают, что можно было бы получить больше энергии. Но безопасность всегда главнее.

Более детальный взгляд на автомобильные тормозные системыРанние автомобильные тормоза были удивительно примитивны по сегодняшним меркам. Вот простая система с трением 1910 года, изобретенная американцем Джоном Ставарцем.

Ранние автомобильные тормоза были удивительно примитивны по сегодняшним меркам. Вот простая система с трением 1910 года, изобретенная американцем Джоном Ставарцем.

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

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

Большинство автомобилей имеют два или три разных типа тормозных систем. Обратите внимание на передние колеса вашей машины. За колесным диском вы увидите тормозные диски. Когда водитель нажимает педаль тормоза, с двух сторон тормозного диска зажимаются тормозные колодки из износостойкого материала.

В результате трения колодок с тормозными дисками образуется тепло, также снижается кинетическая энергия автомобиля, который в итоге начинает замедление. Как видите, тот же принцип, как и в мотоциклах и даже в велосипедных тормозах.

У некоторых автомобилей дисковые тормоза есть и на задних колесах. Но у многих автомобилей до сих пор на задних колесах установлены барабанные тормоза, которые работают несколько иначе. Вместо диска в таких тормозах используется тормозной барабан, внутри которого в полой области установлены также тормозные колодки, которые с помощью пружин и тормозных цилиндров при нажатии водителем педали тормоза прижимаются к поверхности барабана. 

Ручной тормоз автомобиля тормозит задние колеса. Ручной тормоз активируется с помощью ручника расположенного внутри машины. Правда, по сравнению с нажатием педали тормоза, ручной тормоз менее эффективный и менее сильный.

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

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

Как работают тормоза в автомобиле

Картинка описание: Когда ваша нога нажимает педаль тормоза,тормозная жидкость в тормозной системе выжимается из узкого цилиндра в более широкий цилиндр. Эта система известна как гидравлическая система. Это позволяет значительно увеличить силу тормозного вашего усилия. 

Теория…Представьте себе, сколько вам нужно сил, чтобы остановить быстроходную машину. Простое нажатие педали тормоза не создало бы достаточной силы, чтобы активировать все четыре тормоза так, чтобы быстро остановить ваш автомобиль. Вот почему тормоза используют гидравлику: систему заполненных тормозной жидкостью трубок, которые и увеличивают ваше тормозное усилие. Также благодаря гидравлике тормозные усилия могут передаваться легко из одного места в другое за короткий срок. 

Представьте себе, сколько вам нужно сил, чтобы остановить быстроходную машину. Простое нажатие педали тормоза не создало бы достаточной силы, чтобы активировать все четыре тормоза так, чтобы быстро остановить ваш автомобиль. Вот почему тормоза используют гидравлику: систему заполненных тормозной жидкостью трубок, которые и увеличивают ваше тормозное усилие. Также благодаря гидравлике тормозные усилия могут передаваться легко из одного места в другое за короткий срок. 

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

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

Поскольку тормозные цилиндры, расположенные на каждом колесе, намного больше, чем цилиндр, расположенный в тормозной системе сразу после педали тормоза, сила, которую вы изначально применили к педали тормоза, значительно увеличивается. В результате эта сила и сжимает тормозные колодки в каждом тормозе колеса. 

На практике…1. Ваша нога нажимает на педаль тормоза.

1. Ваша нога нажимает на педаль тормоза.

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

Наш простой пример показывает основной принцип работы гидравлической тормозной системы; на практике все немного сложнее.

На самом деле педаль тормоза фактически управляет четырьмя отдельными гидравлическими тормозными линиями, идущие на все четыре колеса. В нашем же примере мы показываем принцип работы тормозов на одном колесе автомобиля.

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

Кто изобрел гидравлические тормоза?

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

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

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

Подпишитесь на наш канал, поделитесь мнением о материале и расскажите о нём друзьям. Больше интересных статей — на нашем сайте.

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

Рабочие тормоза | Рабочий тормоз | Запуск двигателя и вождение | S60 2019

В автомобиле смонтированы два тормозных контура. В случае повреждения одного тормозного контура тормоза схватывают позднее. Для нормального тормозного эффекта потребуется приложение большего усилия на педаль тормоза.

Давление на педаль тормоза, оказываемое водителем, усиливается сервоусилителем тормозов.

Предупреждение

Сервоусилитель тормозов действует только, когда двигатель работает.

Если рабочий тормоз используется при неработающем двигателе, появляется ощущение более тугой педали, и для торможения автомобиля необходимо сильнее нажимать на педаль тормоза.

При движении по сильно пересеченной местности или с тяжелым грузом тормоза могут разгружаться за счет торможения двигателем в режиме ручного переключения передач. Торможение двигателем наиболее эффективно, когда одна и та же передача используется, как для движения вверх, так и вниз.

Антиблокировочная система тормозов

В автомобиле установлена антиблокировочная система тормозов (ABSAnti-lock Braking System), которая предотвращает блокировку колес при торможении и позволяет сохранить управляемость автомобиля. При воздействии ощущается вибрация педали тормоза, что вполне нормально.

Когда после запуска двигателя водитель отпускает педаль тормоза, автоматика проводит экспресс-проверку системы ABS. Еще одна автоматическая проверка системы может быть выполнена на низкой скорости. Эта проверка может восприниматься, как биение педали тормоза.

Символы на дисплее водителя

Символ	Содержание
	Проверьте уровень тормозной жидкости. Если уровень низкий, долейте тормозную жидкость и проверьте, в чем причина потери жидкости.
	Немигающий свет в течение 2-х секунд при запуске двигателя: Автоматическая проверка функций. Немигающий свет более 2-х секунд: Неисправность в системе ABS. Обычная система тормозов по-прежнему действует, но без функции ABS.

Предупреждение

Если обе лампы, предупреждающие о неисправности тормозов и системы ABS, загораются одновременно, это может указывать на неисправность в системе тормозов.

• Если в этом случае уровень тормозной жидкости остается в норме, осторожно следуйте своим ходом к ближайшей мастерской для проверки тормозной системы; рекомендуются официальные станции техобслуживания Volvo.
• Если уровень тормозной жидкости в резервуаре ниже MIN, нельзя ехать дальше, не добавив тормозной жидкости. Необходимо выявить причину потери тормозной жидкости.

Как работают дисковые тормоза (тормозные колодки и трос ручного тормоза)

У большинства современных автомобилей дисковые тормоза на передних колесах, а у некоторых — на всех четырех.

Disc brake

Дисковый тормоз — часть тормозной системы, которая фактически и помогает автомобилю остановиться. Самый распространенный тип дискового тормоза — однопоршневой плавающий суппорт. В этой статье мы расскажем об этом типе дискового тормоза.

Основное устройство дискового тормоза.

Местоположение дисковых тормозов в автомобиле.

Главные компоненты дискового тормоза:

-Тормозные колодки.

-Суппорт с поршнем.

-Ротор, крепящийся к ступице.

Дисковый тормоз очень похож на тормоза велосипеда, которые имеют суппорт, прижимающий тормозные колодки к колесу. Но тут тормозные колодки сжимают не само колесо, а ротор, и воздействие происходит гидравлическим путем, а не через кабель. Трение колодок и диска приводит к тому, что диск замедляет ход.

Движущийся автомобиль обладает определенным количеством кинетической энергии, и тормозам необходимо погасить ее, чтобы остановить автомобиль. Как же тормоза это делают? Каждый раз, как только Вы останавливаете автомобиль, тормоза преобразовывают кинетическую энергию в тепло от трения колодок и дисков. Естественно они нагреваются, и весьма ощутимо. Поэтому большинство тормозных дисков делаются вентилированными.

Вентилированные тормоза обладают лопастями, находящимися между двух сторон диска, они прогоняют воздух сквозь диск, обеспечивая охлаждение.

Саморегулирующиеся тормоза.

Однопоршневый дисковый тормоз с плавающей скобой является самоцентрирующимся и саморегулирующимся. Такой суппорт способен скользить из стороны в сторону, двигаясь таким образом к центру каждый раз, как только начинает работать тормоз. Так как нет никакой пружины, которая отталкивает колодки от диска, колодки постоянно соприкасаются с ротором (но резиновое уплотнение поршня, и любое колебание в роторе может отодвинуть колодки на небольшое расстояние от ротора). Это важно, поскольку поршни в тормозах намного больше в диаметре чем те, которые находятся в главном цилиндре. Если бы тормозные поршни уходили в цилиндры, то пришлось бы несколько раз нажать педаль тормоза, для того, чтобы впрыснуть достаточное количество жидкости в тормозной цилиндр с целью приведения тормозных колодок в действие.

Раньше автомобили обладали двух, а то и четырех поршневым суппортом . Поршень (или два) на каждой стороне ротора вымещал колодку со своей стороны. От этого отказались, т.к. одно-поршневые конструкции являются более дешевыми и надежными.

Ручной тормоз.

В случае полного отказа основной системы торможения в автомобилях с дисковыми тормозами на всех четырех колесах, ручной тормоз приводится в действие отдельной системой. В большинстве автомобилей, чтобы привести в действие ручной тормоз, используется специальный трос(кабель).

У некоторых автомобилей с дисковыми тормозами на всех четырех колесах есть отдельный барабанный тормоз, встроенный ступицу задних колес. Этот барабанный тормоз используется только аварийной тормозной системы, и приводится в действие только кабелем; он не имеет гидравлики. У других автомобилей есть рычаг, который поворачивает винт, или приводит в действие кулачок, который давит на поршень дискового тормоза.

Сервисное обслуживание тормозов.

Наиболее распространенный тип обслуживания тормозов — замена колодок. Обычно на тормозных колодках имеется металлический элемент — индикатор износа.

Когда фрикционный материал стирается, индикатор износа взаимодействует с диском, издавая резкий звук. Это означает, что пришло время менять колодки. В суппорте имеется смотровое отверстие, чтобы видеть, сколько фрикционного материала осталось на колодках.

Иногда, на тормозной поверхности ротора возникают повреждения, например канавки различной глубины. Это может случиться если изношенная колодка находится в автомобиле слишком долго. Тормозные роторы могут также деформироваться, то есть потерять свою плоскостность. Если это случается, тормоза могут дрожать или вибрировать, когда вы останавливаетесь. Обе проблемы могут быть устранены путем повторной чистовой обработки (так называемая механическая обработка) ротора. Некоторое количество материала удаляется с обеих сторон ротора, чтобы восстановить плоскую и гладкую поверхность.

Вам не нужно проводить повторную полировку всякий раз, когда происходит замена колодок, а только если они деформированы или повреждены. На самом деле, полировка роторов, производимая чаще, чем требуется может привести к уменьшию срока их службы. Поскольку данная операция стирает материал, с каждой последующей полировкой роторы тормоза становятся тоньше. У всех тормозных роторов есть требования по минимально допустимой толщине. Эти требования можно найти в заводской инструкции.

Источник: Авто Релиз.ру.

Как работают автомобильные тормоза?

О чем вы думаете, когда едете в машине с друзьями или членами семьи? По дороге в школу вы, возможно, думаете о тесте, который вам предстоит сегодня, или о том, что на обед. По пути домой с футбольной тренировки вы можете ЗАДАВАТЬСЯ, что на обед или как вы собираетесь выполнить все домашние задания до завтра.

Вы, наверное, не особо задумываетесь о самой машине. Нужна ли замена масла? Как работает двигатель? Нужно ли поворачивать шины? Если что-то не сломается, мы склонны воспринимать автомобили и то, как они работают, как должное.Они просто быстро доставят вас из одного места в другое.

Однако, если олень выбегает перед вашей машиной, вы можете начать думать о том, как работает одна часть машины: тормоза. Когда водитель нажимает на тормоза, вы будете рады, что они быстро остановят машину, предотвратив серьезное столкновение.

Если задуматься, тормоза — удивительное изобретение. Если вы едете на самокате и вам нужно замедлить ход, вы можете выставить ноги и тащить их по земле.Но как насчет того, чтобы мчаться по шоссе со скоростью 55 миль в час? Выталкивать ноги на шоссе не принесет особой пользы, не так ли?

Так как же легкое нажатие на педаль тормоза автомобиля может замедлить движущийся автомобиль до резкой остановки? Это волшебство? Конечно нет! Это наука.

Автомобиль в движении обладает большой кинетической энергией, то есть энергией движения. Чтобы остановить машину, тормоза должны избавиться от кинетической энергии. Они делают это, используя силу трения для преобразования этой кинетической энергии в тепло.

Когда вы нажимаете ногой на педаль тормоза, подключенный рычаг толкает поршень в главный цилиндр, который заполнен гидравлической жидкостью. Эта гидравлическая жидкость впрыскивается по системе труб в другие, более широкие цилиндры, расположенные рядом с тормозами на каждом колесе.

Эта гидравлическая система увеличивает усилие, с которым вы нажимаете на педаль тормоза, до силы, достаточной для включения тормозов и остановки автомобиля. Сами тормоза обычно бывают двух типов: дисковые или барабанные.

Многие современные автомобили имеют дисковые тормоза на передних колесах и барабанные тормоза на задних колесах. Более дорогие модели могут иметь дисковые тормоза на всех четырех колесах. Только очень старые или очень маленькие автомобили имеют барабанные тормоза на всех четырех колесах.

Дисковые тормоза состоят из тормозного диска, тормозного суппорта и тормозной колодки. Когда педаль тормоза нажата, гидравлическая жидкость заставляет тормозной суппорт прижимать тормозную колодку к тормозному диску. Трение тормозной колодки о тормозной диск вызывает трение, которое преобразует кинетическую энергию в тепло в тормозной колодке.

Сколько тепла? Много! Остановка движущегося на скорости автомобиля может привести к нагреву тормозов до 950º F или более! Чтобы выдерживать такую ​​высокую температуру, тормозные колодки должны быть изготовлены из специальных материалов, которые не плавятся при таких высоких температурах. Некоторые из этих специальных материалов включают композиты, сплавы и керамику.

Барабанные тормоза также используют трение, но немного по-другому. Барабанные тормоза состоят из тормозного барабана и тормозных колодок. Полый барабан вращается вместе с колесом. Когда педаль тормоза нажата, гидравлический цилиндр прижимает тормозные колодки с фрикционными накладками к внутренней поверхности тормозного барабана, создавая трение и тем самым замедляя колесо.

Как работают тормоза | HowStuffWorks

На рисунке ниже сила F приложена к левому концу рычага. Левый конец рычага вдвое длиннее (2X), чем правый конец (X). Следовательно, на правом конце рычага действует сила 2F, но она действует на половине расстояния (Y), на которое перемещается левый конец (2Y). Изменение относительной длины левого и правого концов рычага изменяет множители.

Основная идея любой гидравлической системы очень проста: сила, приложенная в одной точке, передается в другую точку с помощью несжимаемой жидкости , почти всегда какого-либо масла.Большинство тормозных систем также увеличивают силу в процессе. Здесь вы можете увидеть простейшую возможную гидравлическую систему:

Этот контент несовместим с этим устройством.

Простая гидравлическая система

На рисунке выше два поршня (показаны красным) вставлены в два стеклянных цилиндра, заполненных маслом (показаны голубым) и соединены друг с другом с помощью маслонаполненной трубы. Если вы приложите направленную вниз силу к одному поршню (левому на этом чертеже), то сила передается на второй поршень через масло в трубе.Поскольку масло несжимаемое, эффективность очень хорошая — почти вся приложенная сила приходится на второй поршень. Самое замечательное в гидравлических системах то, что труба, соединяющая два цилиндра, может быть любой длины и формы, что позволяет ей проходить через все виды вещей, разделяющих два поршня. Трубка также может разветвляться, так что один главный цилиндр может управлять более чем одним подчиненным цилиндром, если это необходимо, как показано здесь:

Этот контент несовместим с этим устройством.

Главный цилиндр с двумя ведомыми

Еще одна интересная особенность гидравлической системы заключается в том, что она позволяет довольно легко умножать (или делить) усилие. Если вы читали «Как работает блокировка и захват» или «Как работают передаточные числа», то вы знаете, что обмен силой на расстояние очень распространен в механических системах. В гидравлической системе все, что вам нужно сделать, это изменить размер одного поршня и цилиндра относительно другого, как показано здесь:

Это содержимое несовместимо с этим устройством.

Гидравлическое умножение

Чтобы определить коэффициент умножения на рисунке выше, сначала посмотрите на размер поршней. Предположим, что поршень слева имеет диаметр 2 дюйма (5,08 см) (радиус 1 дюйм / 2,54 см), а поршень справа — диаметр 6 дюймов (15,24 см) (радиус 3 дюйма / 7,62 см). . Площадь двух поршней Pi * r ² . Таким образом, площадь левого поршня составляет 3,14, а площадь поршня справа — 28.26. Поршень справа в девять раз больше поршня слева. Это означает, что любая сила, приложенная к левому поршню, будет в девять раз больше на правый поршень. Итак, если вы приложите к левому поршню усилие в 100 фунтов, направленное вниз, справа появится сила в 900 фунтов, направленная вверх. Единственная загвоздка в том, что вам придется нажать на левый поршень на 9 дюймов (22,86 см), чтобы поднять правый поршень на 1 дюйм (2,54 см).

Далее мы рассмотрим роль трения в тормозных системах.

Как работают автомобильные тормоза

Изображение предоставлено: Capri23auto / Pixabay

Джон Линден

Водители нажимают на свои автомобильные тормоза, предполагая, что эти компоненты будут работать без сбоев, но мало кто задумывается о том, как на самом деле работают тормоза. Даже если вы не автомеханик, вам будет полезно понять, как работают автомобильные тормоза. Хотя вы, возможно, не отремонтируете или замените тормоза вашего автомобиля самостоятельно, довольно интересно понять, как работают эти важные компоненты автомобиля.Кроме того, понимание функций тормозной системы поможет вам лучше понять, когда что-то пойдет не так. Давайте взглянем на основы автомобильных тормозов.

Основы тормозов

Изображение предоставлено: Joenomias / Pixabay

Большинство современных автомобилей имеют тормоза на каждом из четырех колес. Эти колеса работают с гидравлической системой. Тормоза в передней части автомобиля более важны, чем в задней, поскольку в процессе торможения вес автомобиля перемещается вперед на переднюю часть автомобиля.Сравнимая эффективность дисковых тормозов делает их идеальными для передней части автомобиля, в то время как задние колеса часто имеют барабанные тормоза. Некоторые недорогие и высокопроизводительные автомобили имеют полностью дисковые тормозные системы.

Тормоза в действии

Принцип работы автотормоза интересен как с точки зрения физики, так и с точки зрения дизайна. Удивительно думать о том, как простое нажатие одной ногой на педаль тормоза может за секунды остановить автомобиль, который весит несколько тысяч фунтов.Сила, прикладываемая ногой, довольно быстро умножается, чтобы остановить транспортное средство. Вот как это работает.

Когда педаль тормоза нажата, транспортное средство передает усилие непосредственно от кроссовок водителя на тормоза посредством жидкости. Однако для тормозов требуется большее усилие, чем то, которое можно приложить ногой. Следовательно, транспортное средство должно умножать силу стопы за счет увеличения гидравлической силы или рычага, создаваемого механическим преимуществом.Тормоз передает усилие непосредственно на шины за счет трения. Шины также полагаются на трение, чтобы передать силу на дорогу.

Тормозная гидравлика

Большинство современных автомобилей имеют два гидравлических контура и два главных цилиндра. Использование двух цилиндров и контуров гарантирует, что один будет работать в случае отказа другого. В определенных ситуациях цепь задействует передние тормоза, а другая задействует задние тормоза. В качестве альтернативы, каждый контур может работать как на передние, так и на задние тормоза.Фактически, некоторые тормозные системы рассчитаны на работу в одном контуре всех четырех тормозов.

Если применяется резкое торможение, при блокировке с задних колес снимается значительный вес, что может привести к заносу, который подвергает жизнь водителя опасности. Именно поэтому тормоза в задней части автомобиля намеренно сделаны менее мощными, чем тормоза в передней части автомобиля. Большинство автомобилей оборудовано клапаном ограничения давления, чувствительным к нагрузке.Этот клапан закрывается, когда резкое торможение увеличивает гидравлическое давление до такой степени, что может привести к блокировке задних тормозов, предотвращая попадание жидкости к ним. К счастью, большинство современных автомобилей оснащено очень сложными антиблокировочными системами, которые включают и быстро отпускают тормоза, чтобы предотвратить их блокировку.

Трение при торможении

Изображение предоставлено: lex-ger-2021617 / Pexels

Трение затрудняет перемещение одного объекта над другим.Этот процесс важен для работы тормозов автомобиля. Уровень силы, необходимой для перемещения чего-либо, прямо пропорционален весу этого объекта. Чем больше весит объект, тем больше сила, необходимая для создания трения. В контексте автоматических тормозов трение создается, когда тормозная колодка прижимается к вращающемуся диску тормоза. Чем больше сила давления на тормозную колодку, тем мощнее тормозная сила.

Коэффициент статического трения определяет уровень силы, необходимой для остановки транспортного средства, когда две поверхности скользят относительно друг друга.В контексте автомобильной шины коэффициент динамического трения значительно меньше, чем коэффициент статического трения. Это означает, что шина транспортного средства создает наибольшее сцепление с дорогой, когда пятно контакта не скользит относительно земли под ней. Тяга значительно снижается при скольжении, например, при заносе.

Роль расстояния и диаметра в своевременном торможении

Расстояние между педалью тормоза и шарниром тормозной системы имеет особое значение.Если расстояние между ними в четыре раза больше, чем между цилиндром и шарниром, сила, прикладываемая к педали, должна увеличиться в четыре раза до ее передачи на цилиндр. Диаметр тормозного цилиндра также может в три раза превышать диаметр педального цилиндра. Эта разница диаметров увеличивает силу еще больше.

Предположим, сила умножена на девять. В общей сложности эта система увеличивает силу стопы водителя в 36 раз. Следовательно, если к педали приложено усилие в 12 фунтов, создается 432 фунта, когда тормозные колодки сжимаются колесами.

Что насчет утечки тормозной жидкости?

Изображение предоставлено: IgorShubin / Pixabay

Тормозная жидкость — это гидравлическая жидкость, которая передает усилие, создавая давление, которое в конечном итоге увеличивает тормозное усилие. Если есть утечка тормозной жидкости, и она происходит довольно медленно, жидкости не останется достаточно для заполнения тормозного цилиндра. В результате тормоза не будут работать должным образом. Если утечка значительна, при первом нажатии на тормоза жидкость будет вытекать, что приведет к полному отказу тормозов.Однако в современных автомобилях есть главный цилиндр, предназначенный для решения таких проблем.

Дисковые тормоза и барабанные тормоза

Мало кто знает, что есть два разных типа автоматических тормозных систем: барабанные и дисковые. Дисковые тормоза более эффективны из двух. Оба типа тормозных систем транспортных средств используют трение для снижения скорости. Усилие, прикладываемое к педали тормоза, преобразуется в гидравлическое давление, которое перемещается по трубопроводам гидравлической жидкости непосредственно к колесам, заставляя тормозные колодки давить на барабанные тормоза.

Если тормозная система является дисковой, давление перемещается по жидкостным трубопроводам, достигает колес и заставляет тормозные колодки давить на тормозные роторы. Последующая фикция уменьшает вращение колеса по отношению к уровню силы, приложенной к педали. Хотя нюансы каждой тормозной системы, безусловно, уникальны, обе основаны на трении, которое преобразует кинетическую энергию движения колеса в тепло тепловой энергии.

Антиблокировочные тормозные системы современных автомобилей

Новые автомобили оснащены антиблокировочной тормозной системой или сокращенно АБС.Это автоматизированная система, предотвращающая остановку вращения колес и последующее проскальзывание. ABS улучшает управляемость и сокращает тормозной путь как на скользкой, так и на сухой поверхности. Эта система разработана таким образом, чтобы водителю не приходилось нажимать на тормоза. Скорее, водителю просто нужно нажать на тормоз со значительной силой, оставить ногу на педали и позволить системе творить чудеса. Тормоза не вечны

Ваши тормоза со временем изнашиваются до уровня, требующего замены.Было бы ошибкой позволять вашим тормозам изнашиваться до уровня, при котором металл прижимается к металлу. Как только это произойдет, замена тормозного барабана или ротора окажется довольно дорогостоящей. Именно поэтому вам следует провести осмотр тормозов, как только вы заметите какие-либо признаки износа. Если вы заметили, что ваш автомобиль тянет в сторону, когда вы нажимаете на тормоз, это повод для беспокойства.

Дополнительные признаки износа тормозов включают:

• Писк
• Мягкое ощущение
• Пульсация и / или тряска
• Странные запахи
• Необходимость доливки тормозной жидкости с высокой частотой

Кроме того, если загорается стоп-сигнал, это признак серьезной проблемы с гидравликой.Как можно скорее после того, как загорится сигнальная лампа тормоза, доставьте автомобиль к механику для проверки.

А как насчет механического ручного тормоза?

Механический стояночный тормоз действует на башмаки автомобиля через сложную механическую систему. Эта система отличается от гидравлического цилиндра и имеет рычаг и уровень внутри тормозного барабана, управляемый тросом, идущим от рычага ручного тормоза. Ручной тормоз оказывает тормозное давление на два колеса автомобиля, как правило, на задние колеса.Этот тормоз позволяет ограниченное торможение в случае, если гидравлическая система больше не работает. Однако основной причиной существования ручного тормоза является его использование в качестве стояночного тормоза.

Вот как работает ручной тормоз. Уровень внутри ручного тормоза тянет трос или несколько тросов, подключенных к тормозам с помощью набора крошечных рычагов и шкивов. Храповик рычага ручного тормоза обеспечивает включение тормоза после его нажатия. Храповик отключается с помощью кнопки, в конечном итоге освобождая рычаг.Ручные тормоза сложны до такой степени, что они предназначены для прижатия накладок тормоза к барабанам, чтобы обеспечить быструю и полную остановку.

Подробнее:

https://auto.howstuffworks.com/auto-parts/brakes/brake-types/brake.htm

https://www.carbibles.com/guide-to-car-brakes/

https://www.howacarworks.com/basics/how-the-braking-system-works

https://www.mysynchrony.com/resources/car-brakes.html

https: // en.wikipedia.org/wiki/Brake?intcmp=carcare-pagena-article-data_reason-external

https://www.yourmechanic.com/article/top-10-brake-system-issues-every-car-owner-needs-to-know?intcmp=carcare-pagena-article-data_reason-external

https://wonderopolis.org/wonder/how-do-car-brakes-work

https://www.autoguide.com/auto-news/2019/04/how-do-car-brakes-work-.html

Gearhead 101: Understanding the Braking System

https://haynes.com/en-us/tips-tutorials/how-do-car-brakes-work

Как работают автомобильные тормоза (Пошаговое руководство)

Если вы действительно найдете время, чтобы подумать об этом, это довольно удивительно, что мы можем остановить движение вперед четырехтысячной машины, просто нажав на педаль одной ногой.Из всего, что мы просим от наших автомобилей, пожалуйста, остановитесь — это самая важная просьба. Так как же такое небольшое усилие может дать столько результатов? Ответ — гидравлика.

Вот как работает гидравлика

Hydraulics использует жидкость под давлением для создания энергии. Это работает, потому что жидкости нельзя сжимать. Поэтому, если вы попытаетесь сжать жидкость, находящуюся внутри герметичного контейнера, она будет выталкиваться со всех сторон контейнера в поисках места, куда можно податься.

Представьте, что вы выдавливаете пластиковую бутылку с водой. Если крышка снята, вода будет хлестать сверху. Если крышка плотно закрыта, вы сможете только сжать бутылку. Поскольку вода не сжимается, гидравлика не дает вам свернуть бутылку. Если оставить крышку незакрепленной и сильно сжать бутылку, гидравлическое давление снесет крышку с бутылки.

Итак, когда вы нажимаете педаль тормоза, вы давите на всю тормозную систему, нажимая на тормоза.

Применение гидравлики к тормозам

Конечная цель всего этого гидравлического давления — кинетическая энергия. Кинетическая энергия создается трением, а трение фактически останавливает транспортное средство. Все четыре колеса вашего автомобиля оснащены либо тормозным ротором, либо тормозным барабаном. Ротор или барабан прикреплены к колесам и вращаются вместе с ними.

Значит, когда ротор или барабан замедляются, замедляется и колесо. Поэтому, когда вы нажимаете на тормоз, устойчивые к высоким температурам тормозные колодки или тормозные колодки давят на ротор или барабан, создавая трение, замедляя и в конечном итоге останавливая ваш автомобиль.

На барабанных тормозах колодки приводятся в действие гидроцилиндрами колес. В дисковых тормозах используются гидравлические суппорты. Колесные цилиндры и суппорты — это герметичные контейнеры, о которых мы говорили ранее.

Они заправлены тормозной жидкостью. Когда жидкость находится под давлением, она выталкивается со всех сторон контейнера, выталкивая поршень, который входит в контакт с подушечками или башмаками. Так же, как при сжатии бутылки с водой отсоединяющаяся крышка оторвалась. Подушечки или башмаки давят на барабан или ротор, останавливая машину.

Все начинается с ног

Сила, оказывающая давление на колесные цилиндры и суппорта идёт от главного цилиндра. Сила, давящая на мастера цилиндр выходит из педали тормоза. Что делает вашу ногу начальной силой это приводит в движение всю эту цепочку событий.

Главный цилиндр — это еще один герметичный контейнер залит тормозной жидкостью. Когда вы нажимаете педаль тормоза, вы нажимаете поршень против жидкости, оказывая на нее давление.Это давление вытесняется из главный цилиндр через тормозные магистрали, как когда мы сжимали бутылку со снятой крышкой. Некоторые секции тормозных магистралей стальные, другие секции резиновые. Линии прикрепляются к колесному цилиндру и суппортам. Так что под давлением в главный цилиндр вся тормозная система находится под давлением.

При отпускании педали тормоза поршень тянет обратно в главный цилиндр, сбросив давление. Это позволяет поршням в колесные цилиндры и суппорты тянуть назад, отпуская тормоза.

Барабанные тормоза и дисковые тормоза

Вот разница между барабанными и дисковыми тормозами. А Тормозной барабан имеет форму чаши и вращается вместе с колесом. Тормоз башмаки расположены внутри барабана и прижимаются к барабану колесные цилиндры.

В дисковых тормозах

используются роторы, представляющие собой диски из тяжелого металла, обычно толщиной около дюйма. Они тоже крутятся с колесами. Тормозные колодки прикреплены к суппорту, по одному с каждой стороны ротора. Итак, когда штангенциркуль под давлением колодки прижимают роторы снаружи.

В любом случае именно трение вызывает кинетическую энергию, остановка машины.

Мы обычно не задумываемся о тормозах, пока они прекратить работу. Легко принять как должное, что машина каждый раз останавливается нажимаем на педаль тормоза. Если бы у вас когда-нибудь выходили из строя тормоза, вы бы никогда не почувствовали снова туда. Когда педаль тормоза идет прямо в пол, даже замедление автомобиля — это опыт, который вы никогда не забудете.

Необычный шум тормозов или низкая педаль тормоза — это ваши тормоза, которые предупреждают вас о том, что может случиться что-то плохое.Так что прислушайтесь к предупреждающим знакам.

Вам также может понравиться:

Франк Лумена — писатель-фрилансер, специализирующийся на автомобильных технологиях. Он любит автомобили, грузовики, мотоциклы и почти все, что идет в рум. Его любимые люди, с которыми он может общаться, — это его жена и три его больших сумасшедших собаки.

Как работают автомобильные тормоза | Искусство мужественности

Добро пожаловать обратно в Gearhead 101 — серию статей об основах работы автомобилей для новичков в автомобилестроении.

Если вы следили за Gearhead 101, вы знаете, как работает автомобильный двигатель, как двигатель передает генерируемую мощность через трансмиссию и как механическая или автоматическая трансмиссия функционирует как своего рода распределительный щит между двигателем и трансмиссия.

Сегодня мы собираемся обсудить автомобильную систему, которую вы используете сотни раз в день, выход из строя которой может убить или серьезно повредить вам.

Я говорю о ваших тормозах.

Превращение движения в тепло

Физика автомобильных тормозов довольно проста.Чтобы замедлить и остановить ваш автомобиль, ваша тормозная система превращает кинетическую энергию (движение ваших колес) в тепловую энергию посредством трения, прикладываемого тормозами к колесам. Как только вся кинетическая энергия колес будет преобразована тормозами в тепловую, ваш автомобиль остановится.

Довольно просто.

Но есть два разных способа снять шкуру с этого кота, превращающего движение в тепловую энергию, и несколько других частей, которые позволяют им обоим работать.

Детали тормозной системы автомобиля

Педаль тормоза. Вы знакомы с педалью тормоза. Это рычаг, на который вы нажимаете ногой, чтобы замедлить и остановить машину. Педаль тормоза на большинстве современных автомобилей подключается к. . .

Усилитель тормозов. Сегодня у большинства автомобилей есть так называемые «механические тормоза». Тормоза с усилителем увеличивают силу нажатия на педаль, которая применяется к остальной тормозной системе. Это означает, что вам не нужно слишком сильно нажимать на педаль тормоза, чтобы ваш автомобиль замедлился или остановился.Усилитель тормозов — это то, что делает силовые тормоза, силовые тормоза.

Существует два типа усилителей тормозов: усилители с вакуумным усилителем и усилители с гидроусилителем . Бустеры с вакуумным приводом создают вакуум, используя воздухозаборник двигателя. Этот вакуум увеличивает силу, создаваемую при нажатии на педаль, которая применяется к поршням в главном цилиндре (подробнее об этом чуть позже). Усилители с гидроусилителем используют гидравлическое давление от гидроусилителя рулевого управления вашего автомобиля для увеличения усилия, действующего на главный цилиндр.

Итак, вы нажимаете педаль тормоза. Сила, создаваемая этим действием, усиливается усилителем тормозов. Усилитель тормозов передает эту силу на. . .

Главный цилиндр. Если вы заглянули под капот своей машины, вы, вероятно, видели главный цилиндр, но не знали, что он так называется. Главный цилиндр удерживает тормозную жидкость вашего автомобиля. Тормозная жидкость проходит через тормозные магистрали к каждому колесу вашего автомобиля. Когда вы нажимаете педаль тормоза, энергия усиливается усилителем тормозов, который, в свою очередь, перемещает поршень внутри главного цилиндра, который, в свою очередь, выталкивает тормозную жидкость из главного цилиндра в тормозные магистрали, идущие к каждому колесу.Затем жидкость приводит в действие тормоза ваших колес.

Главный цилиндр обеспечивает передачу одинаковой гидравлической мощности на все четыре тормоза. Если один тормоз будет развивать большую мощность, чем другой, это приведет к неравномерному тормозному давлению, что вызовет небезопасное замедление или остановку. Представьте, что случилось бы с вашей машиной, если бы ваши правые колеса тормозили быстрее, чем левые. Вы бы рыбачили или, возможно, перевернули машину.

Большинство современных главных цилиндров разделены на два резервуара, каждый из которых заполнен тормозной жидкостью.Это называется двойной тормозной системой . Он действует как отказоустойчивый в случае утечки или блокировки жидкости на передних или задних тормозах.

На заднеприводных автомобилях один резервуар в главном цилиндре имеет линии, ведущие к передним колесам; другой резервуар имеет трубопроводы, идущие к задним колесам. Если в трубопроводах, ведущих к передним колесам, произойдет утечка, жидкость все равно будет поступать из резервуара к задним колесам.

В переднеприводных автомобилях используется гидравлическая система с диагональным разделением.Это потому, что в переднеприводных автомобилях передние тормоза выполняют 90% торможения. Если бы у автомобиля с передним приводом вышли из строя оба передних тормоза, вам было бы очень трудно сбавить скорость и остановиться. Чтобы гарантировать, что хотя бы один передний тормоз остановит автомобиль в случае утечки или блокировки, переднее правое колесо и заднее левое колесо связаны вместе, а переднее левое колесо связано вместе с задним правым колесом.

Конечно, если оба резервуара и выходящие из них тормозные магистрали протекают или забиты, ни один из тормозов не будет работать.Это то, что называется катастрофическим отказом тормозов.

Тормозные магистрали. Тормозные магистрали — это стальные трубки, которые выходят из главного цилиндра и идут к каждому из четырех тормозов на колесах вашего автомобиля. Тормозные магистрали передают тормозную жидкость либо в барабанный, либо в дисковый тормоз. Давление жидкости приводит в действие тормоза.

Барабанные тормоза. На автомобилях используются два типа тормозных устройств: барабанные и дисковые. Барабанные тормоза используются в автомобилях с 1900 года и используются до сих пор.Барабанные тормоза прикрепляют к колесу. Внутри барабана находятся две термостойкие колодки, называемые тормозными колодками. Когда вы нажимаете педаль тормоза, тормозная жидкость попадает в колесный цилиндр барабанного тормоза . Затем жидкость приводит в действие два маленьких поршня внутри колесного цилиндра, которые выталкивают тормозные колодки и прижимают их к тормозному барабану. Подушечки замедляют барабан, а барабан (который прикреплен к колесу) замедляет колесо.

У барабанных тормозов несколько преимуществ: они дешевы в изготовлении и ремонте, для их активации требуется меньшее гидравлическое давление, и они могут служить дольше, чем дисковые тормоза.

Как упоминалось выше, барабанные тормоза все еще используются на автомобилях. Если у автомобиля есть барабанные тормоза, вы обычно найдете их на задних колесах автомобиля.

Тормоза дисковые. Одним из недостатков барабанных тормозов является их автономность. Тепло, создаваемое трением в тормозных колодках, остается внутри барабанных тормозов. В тяжелых условиях и при частом торможении барабанные тормоза могут сильно нагреваться. Если тормоза становятся слишком горячими, они больше не могут создавать трение, необходимое для замедления автомобиля.

Чтобы решить эту проблему, инженеры разработали дисковый тормоз.

Дисковые тормоза работают довольно просто. Вы нажимаете педаль тормоза, и тормозная жидкость направляется к поршню дискового тормоза. Поршень заставляет суппорты сжимать диск или ротор. Колодки внутри суппортов создают трение, которое замедляет вашу машину.

Вместо того, чтобы давить на барабан для замедления автомобиля, суппорты дисковых тормозов сжимают тормозные колодки в по направлению к металлическому диску, прикрепленному к колесу.Использование суппортов помогает улучшить торможение. Во-первых, это позволяет создавать большее давление, что способствует увеличению трения. Во-вторых, конструкция дискового тормоза открытая. Тормоза не внутри барабана. Это позволяет воздуху охладить их намного быстрее, что также увеличивает трение. Наконец, конструкция позволяет увеличить площадь поверхности тормозной колодки, что также способствует увеличению трения.

Дисковые тормоза впервые были применены на гоночных автомобилях в 1951 году. В 1955 году они начали появляться на автомобилях массового производства.К 1980-м годам в большинстве автомобилей использовались дисковые тормоза, по крайней мере, на передних колесах.

Когда вы тормозите, ваши передние колеса делают большую часть работы по остановке автомобиля, потому что весь импульс направлен на передние колеса. Поскольку передние колеса производят большую часть торможения, производители устанавливают дисковые тормоза на передние колеса, потому что они лучше тормозят, чем барабанные.

Собираем все вместе

Итак, давайте соберем вместе все части тормозной системы.

Вы нажимаете педаль тормоза.Это активирует усилитель тормозов, который увеличивает усилие педали тормоза. Эта сила передается на главный цилиндр. Поршень в главном цилиндре выталкивает тормозную жидкость через тормозные магистрали к каждому колесу.

Если колесо оснащено барабанным тормозом, тормозная жидкость будет взаимодействовать с поршнем в колесном цилиндре, который активирует другой поршень, который вытолкнет тормозные колодки на тормозной барабан. Автомобиль замедляется или останавливается. Когда вы отпускаете педаль тормоза, тормозная жидкость возвращается в главный цилиндр, и тормоза отпускаются.

Если колесо оснащено дисковым тормозом, тормозная жидкость активирует поршень, который заставит суппорты с тормозными колодками прижаться к диску или ротору, прикрепленному к колесу, замедляя автомобиль. Когда вы отпускаете педаль тормоза, тормозная жидкость возвращается в главный цилиндр, в результате чего суппорты дискового тормоза снова открываются.

Вот вкратце, как работают тормоза вашего автомобиля.

А как насчет антиблокировочной системы тормозов?

Но подождите.. . есть больше. Скорее всего, у вашего автомобиля есть антиблокировочная система тормозов (ABS). До появления ABS, когда вы нажимали на тормоз, ваши колеса полностью останавливались. Они заперты. Это привело к заносу ваших шин. Проскальзывающая шина практически не дает вам возможности управлять автомобилем. Таким образом, если в 1950 году вы управляли автомобилем и вам пришлось внезапно нажать на тормоз, чтобы не сбить ребенка, выбежавшего на середину улицы, вы все равно поскользнулись бы вперед и не смогли бы управлять автомобилем. влево или вправо. Если вы хотите избежать заноса при использовании тормозов на старых автомобилях, вам придется многократно накачивать тормоз (чтобы многократно отпускать и блокировать колеса), что легче сказать, чем сделать.

Чтобы избежать пробуксовки шин, ABS использует компьютер и датчики рядом с каждым колесом для контроля скорости вращения колес. Когда вы сильно нажимаете на педаль тормоза, система ABS независимо проверяет скорость каждого колеса. Если одно колесо движется медленнее, чем другие, это означает, что это колесо, вероятно, заблокировано. Таким образом, система ABS снизит гидравлическое давление, подаваемое на этот тормоз, что позволит ему снова повернуться, предотвращая занос и позволяя вам сохранять управляемость.

Вы знаете, что ваша АБС работает, потому что, когда вы нажимаете педаль тормоза, вы можете почувствовать пульсацию тормоза.Не пугайтесь. Продолжайте оказывать давление. Не стоит качать тормоза на автомобилях с АБС, иначе они не будут работать должным образом.

Когда вы покупаете новую машину, всегда полезно почувствовать ее систему ABS, чтобы вы не испугались, когда впервые почувствуете, что она задействована. Вы можете сделать это, проехав по пустой парковке, когда идет дождь или снег (что вызовет небольшой занос), и резко нажав на тормоза.

Теги: Автомобили

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 транспортного средства, 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 к внутренней тормозной колодке при нажатии на педаль тормоза.Это заставляет суппорт перемещаться вдоль скользящих штифтов, который затем подтягивает внешнюю тормозную колодку к ротору тормозного диска.

Теперь, когда мы разобрались с деталями, 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 притягиваться к противоположной стороне дискового ротора.

Как работают задние дисковые тормоза?

Ответ: Задние дисковые тормоза — это в основном то же самое, что и дисковые тормоза передних колес.Давайте обсудим, что такое дисковый тормоз, прежде чем мы разберемся, почему задние дисковые тормоза отличаются от передних дисковых тормозов. Дисковые тормоза несут ответственность за остановку вашего автомобиля. Они состоят из трех основных частей: тормозных колодок, суппорта и ротора. Тормозные колодки расположены с каждой стороны ротора и фактически прижимаются к ротору, чтобы остановить колесо и тем самым остановить ваш автомобиль. Колодки создают необходимое трение, чтобы остановить автомобиль. Суппорт — это устройство, расположенное над ротором и содержащее обе тормозные колодки.Есть два типа суппортов: плавающие и фиксированные. Плавающий суппорт может сжиматься и содержит только один поршень. Когда тормоза задействованы, тормозная жидкость заставляет поршень войти в тормозную колодку, которая будет давить на ротор. Затем другая сторона суппорта прижимает другую тормозную колодку к ротору, чтобы остановить колесо и автомобиль. Фиксированный штангенциркуль не двигается; Итак, он содержит два поршня, расположенные с каждой стороны ротора. Когда тормоза задействованы, тормозная жидкость вдавливает оба поршня в каждую тормозную колодку, которые прижимаются к каждой стороне ротора, чтобы остановить колесо и транспортное средство.Ротор представляет собой железный диск, соединенный со ступицей шины. Роторы работают рука об руку с тормозными колодками, останавливая ваш автомобиль. Опять же, когда вы нажимаете педаль тормоза, тормозные колодки вашего автомобиля прижимаются к ротору, создавая трение. Это трение позволяет вашему автомобилю останавливаться, а также выделяет огромное количество тепла. Роторы состоят из двух железных дисков, соединенных ребрами жесткости. Когда тормоза нажаты, тормозные колодки прижимаются к обоим железным дискам. Существует много различных конструкций ребер роторов, но все они делают одно и то же.Они помогают рассеивать большое количество тепла, создаваемого трением между ротором и тормозными колодками. Эти ребра позволяют горячему воздуху выходить из ротора, а также направлять воздух для охлаждения ротора. Очень важно, чтобы роторы могли рассеивать большое количество тепла, чтобы они могли работать должным образом. Теперь, когда мы рассмотрели, как работают дисковые тормоза, давайте обсудим разницу между задними и передними дисковыми тормозами. Единственное отличие состоит в том, что задние дисковые тормоза должны включать стояночный / аварийный тормоз.Стояночные тормоза должны быть полностью отделены от обычных гидравлических тормозов вашего автомобиля на случай, если ваши обычные тормоза когда-либо полностью выйдут из строя. Есть два способа соединения стояночного тормоза с задним дисковым тормозом. Во-первых, задние дисковые тормоза содержат штопор, который при включении стояночного тормоза толкает поршень в тормозную колодку, чтобы остановить автомобиль. Задние дисковые тормоза также могут включать в себя отдельную барабанную тормозную систему, так что при включении стояночного тормоза тросы стояночного тормоза будут тянуть рычаг в барабанном тормозе, который сжимает тормозные колодки, чтобы остановить транспортное средство.