Тормозная система автомобиля: устройство и особенности работы

Содержание:

• 1 Диагностика и ремонт тормозной системы автомобиля: признаки неисправности 1.1 Существует несколько симптомов, указывающих на наличие проблем в механизме:
• 1.2 Специалисты используют несколько типов диагностирования:
• 1.3 Диагностика и ремонт тормозной системы обязателен, если вы заметили хотя бы один признак поломки:
• 1.4 Может потребоваться замена:

2 Техническое обслуживание и ремонт тормозной системы
3 Совет эксперта

Ремонт тормозной системы автомобиля лучше доверить специалистам, которые выполнят диагностику и заменят изношенные агрегаты новыми.

Вакуумный усилитель тормозов

Чем большей становилась масса автомобиля, тем большее усилие требовалось приложить к педали тормоза, чтобы достаточно эффективно снизить скорость или остановить автомобиль. Было бы непростительной ошибкой не использовать те физические процессы, которые происходят во время работы двигателя. Ошибки не совершили — установили вакуумный усилитель. Почему вакуумный? Он использует разрежение, создаваемое во впускном коллекторе двигателя. Устройство такого усилителя несложное (рисунок 7.7): есть корпус, разделенный диафрагмой на две камеры – вакуумную и атмосферную. На штоке педали тормоза, внутри усилителя, установлен следящий клапан (Для простоты восприятия на рисунке 7.7 следящий клапан не показан), открывающий или перекрывающий доступ атмосферного давления в атмосферную камеру. Кроме того, установлена возвратная пружина диафрагмы усилителя. После усилителя последовательно установлен главный тормозной цилиндр.

Рисунок 7.7 Вакуумный усилитель тормозов в сборе с педалью и главным тормозным цилиндром.

Примечание
В силу различных конструктивных особенностей двигателей разрежение может подводиться не только от впускного коллектора, но и от специального вакуумного насоса. Например, для всех дизельных двигателей используется вакуумный насос, поскольку у них разрежение во впускном коллекторе небольшое.

Как это работает? Довольно просто: в исходном положении (когда тормозить никто не собирается) давление в обеих камерах одинаковое и равно давлению, создаваемому во впускном коллекторе. Как только возникнет необходимость затормозить, необходимо будет нажать на педаль тормоза — перемещение педали передастся через толкатель к следящему клапану. Клапан перекроет канал, который соединяет атмосферную камеру с вакуумной. Дальнейшее перемещение соединит атмосферную камеру с атмосферой. Возникнет перепад давления, который начнет воздействовать на диафрагму и перемещать ее, преодолевая усилие возвратной пружины, а диафрагма, в свою очередь, будет перемещать шток поршня главного тормозного цилиндра.

Примечание
Такая конструкция вакуумного усилителя обеспечивает значительное дополнение усилия (усилие может достигать пятикратного увеличения) на штоке поршня главного тормозного цилиндра, которое пропорционально усилию на педали тормоза. Если проще — чем сильнее вы будете давить на педаль, тем сильнее и эффективнее будет работать вакуумный усилитель.

Как только водитель отпустит педаль тормоза, атмосферный клапан перекроется, давление в обеих камерах усилителя выровняется, а диафрагма вернется в исходное положение под действием возвратной пружины.

Проверки вакуумного усилителя

Важно знать, что, садясь за рабочее место водителя, следует всегда проверять техническое состояние вакуумного усилителя. Как это сделать? Элементарно…

Для проверки работы вакуумного усилителя тормозов необходимо выполнить следующие процедуры:

Для проверки работы вакуумного усилителя тормозов необходимо выполнить следующие процедуры:

1. Запустить двигатель на 1-2 минуты, а потом заглушить его. Если при первом нажатии на педаль тормоза педаль нажата полностью, но при последующих нажатиях ход педали становится больше с каждым нажатием, значит усилитель работает правильно. Если высота хода педали остается неизменной, значит усилитель работает нормально.

Рисунок 7.8 Иллюстрация к п. 1.

2. При неработающем двигателе нажать на педаль тормоза несколько раз. Потом нажать на педаль тормоза и запустить двигатель. Если педаль движется вниз незначительно, это является нормальной работой усилителя. Если движение педали не изменяется, усилитель неисправен.

Рисунок 7.9 Иллюстрация к п. 2.

3. При работающем двигателе, нажать на педаль тормоза и потом остановить двигатель. Удерживать педаль нажатой около 30 секунд. Если высота педали не изменяется, усилитель работает нормально, если педаль поднимается — усилитель неисправен.

Рисунок 7.10 Иллюстрация к п. 3.

Выполнить три теста, описанных выше. Если хотя бы один тест из трех не соответствует нормальной работе, проверить обратный клапан, вакуумный шланг и усилитель на наличие повреждений.

Техническое обслуживание и ремонт тормозной системы

Технология восстановления работы тормозной системы во многом зависит от характера проблемы. Если вы не знакомы с устройством и не имеете опыта ремонта тормозной системы, заниматься проблемой самостоятельно не рекомендуется. Однако, попробовать установить причину проблемы своими силами и выполнить элементарные действия для ее устранения можно. Если при нажатии педаль тормоза она проваливается, это говорит о наличии завоздушивания. В этом случае из гидропривода необходимо удалить лишний воздух, а также долить тормозную жидкость.

1. Прежде чем заняться ликвидацией воздуха, удостоверьтесь, что в цилиндре присутствует нормальный объем жидкости.
2. Теперь извлеките защитную крышку с воздушного клапана.
3. Один из концов шланга установите на штуцер, второй – опустите в емкость с тормозной жидкостью.
4. 2-3 раза нажмите на педаль торможения, и, удерживая ее, отверните штуцер на пару оборотов. Заново нажмите на педаль, удерживайте ее несколько секунд, медленно отпустите.
5. Действия необходимо повторять, пока в емкости с тормозной жидкости не перестанут появляться пузырьки с воздухом.
6. Удерживая педаль, заверните штуцер.
7. Отпустите педаль, извлеките шланг, установите защитный колпачок на место.

Типы приводов тормозов

Для того, чтобы сдвинуть колодки, нужно как-то соединить эти колодки с педалью или ручкой управления. По сути дела, нужно передать нажатие водителя на суппорт на некоторое расстояние.

Для решения этой задачи используют несколько способов.

Существуют гидравлические тормоза или механические тормоза. Все они, в первую очередь, отличаются “способом нажатия” на тормозную колодку. Вариантов, на самом деле, больше. Например, есть ещё и пневматические тормоза. Но используется чаще всего именно перечисленные типы.

В механических тормозах используется самый обычный тросик, который сдвигает колодки, пока мы давим на ручку. Этот вариант используется в велосипедах и может быть применен как к ободным, так и к дисковым тормозам. В автомобиле такой тип тормозов используется для реализации стояночного тормоза или ручника. Здесь всё очень просто – самый обычный тросик, аналогично веревке, тянет объект и передает наше усилие на суппорт.

В гидравлических тормозах, вместо тросика, используется жидкость. Жидкость заполняет т.н. гидролинию, которая и является аналогом механического троса и выполняет его функцию. Правда работает система на сжатие а не на растяжение.

Напомню, что жидкость всегда несжимаемая! Чуть позже мы узнаем, что это даёт гидравлике ощутимое преимущество перед механикой.

При нажатии на ручку или педаль, жидкость перемещается по гидролинии и надавливает на тормозной поршень в суппорте. Само собой, вся система адаптирована на использование именно гидравлического привода.

Виды вело-тормозов

 Есть несколько основных типов велосипедных тормозных систем:

• дисковая (механические тормоза или гидравлические);
• ободная (V-брейки и U-брейки, клещевые, а кроме того, кантилеверные тормоза);
• педальная или по-другому барабанная (втулочная);
• стремянная;
• роллерная (тоже втулочная).

Задними втулочными тормозами (барабанными, роллерными) оснащаются следующие вело-модели:

• городские односкоростные;
• детские;
• складные.

А на горных, шоссейных, гибридных и туристических, а также на передних колесах городских и складных великов ставят тормоза ободные.

Что касается дисковых тормозов различных конфигураций, то они буквально необходимы там, где требуется превосходная велосипедная проходимость.

Преимущества и недостатки гидравлики

Точность дозирования и скорость реакции механизма на нажатие ручки – вот два главных качества, из-за которых стали широко применяться гидравлические тормоза. Это далеко не единственные преимущества, но именно они заставили спортсменов по даунхиллу обратиться именно к гидравлике.

Прекрасная выносливость гидравлических тормозов тоже сыграла свою роль в миграции гидравлики на велосипед. Как и точность срабатывания, для даунхилла это было очень важным качеством.

Надежность системы проверена годами ее использования на автомобилях. При соответствующем уходе, гидравлические тормоза на велосипедах в разы надежнее, чем механика. Обостренное чувство силы дозировки позволяет манипулировать тормозами с ювелирной точностью. В экстремальных видах спорта это просто необходимо.

К недостаткам гидравлических тормозов следует отнести следующее:Стоимость гидросистемы намного выше, чем механической, поэтому и велосипед с гидравлическими тормозами будет дороже.Сложность обслуживания. Гидросистема довольно сложный и технологичный узел, требующий в обслуживании навыков и четкого знания конструкции и ее особенностей. Не каждый байкер в состоянии самостоятельно перебрать систему и провести ее ремонт качественно. Также ремонт в полевых условиях при отсутствии опыта может вызвать трудности. Тормозные трубки и шланги требуют бережного отношения. Они довольно уязвимы и от их состояния зависит качество работы всей системы. Также тормоза могут быть привередливы к качеству тормозной жидкости или масла, поэтому при прокачке следует делать обдуманный выбор.

Чаше всего гидравлические тормоза используют в паре с дисковыми. Буквально несколько слов стоит сказать и о них.

Классификация тормозных систем

Современные автомобили оснащены следующими видами тормозных систем:

● рабочей системой;

● стояночной;

● вспомогательной системой ;

Рекомендуем: Классификация кузовов легковых автомобилей

● запасной.

Рабочая тормозная система

Рабочая тормозная система является основной и, соответственно, наиболее эффективной. Служит для снижения скорости и остановки. Приводится в действие при нажатии водителем правой ногой на педаль тормоза, далее приводится механизм сжатия (тормоза дискового типа) или разжатия (тормоза барабнного типа) тормозных колодок тормозных механизмов всех колес одновременно.

Стояночный тормоз

Стояночная тормозная система служит для обеспечения неподвижного состояния автомобиля при длительной стоянке. Многие водители фиксируют машину, включив первую или заднюю передачу. Правда на крутом склоне этой меры может не хватить.

Стояночный тормоз также используют для трогания с места на участке дороги с уклоном. В этом случае правая нога находится на педали газа, а левая на педали сцепления. Плавно отпуская ручник, включают сцепление и одновременно прибавляют газ, это исключает скатывание под уклон.

Запасная тормозная система

Запасную тормозную систему разработали для подстраховки основной рабочей, на случай отказа. Она может быть выполнена как автономное устройство, но чаще всего выполняется как один из контуров основной системы.

Вспомогательная система

Вспомогательной тормозной системой в основном оснащают большегрузные автомобили, такие как КамАЗ, МАЗ, и естественно все грузовики иностранного производства. Вспомогательные системы снижают нагрузку с основной при длительном торможении, например, в горной и холмистой местности.

К примеру так называемый, горный тормоз. Торможение происходит двигателем, при движении автомобиля на передаче. Принцип его заключается в том, что кратковременно, специальными заслонками перекрываются впускные и выпускные патрубки, а так же прекращается топливо для работы двигателя. В цилиндрах создается вакуум и двигатель начинает затруднять движение автомобиля, тем самым его замедляя.

История

В 1904 году Фредерик Джордж Хит (Heath Hydraulic Brake Co., Ltd.), Реддитч, Англия, разработал и установил гидравлическую (вода / глицерин) тормозную систему для цикла с использованием рычага руля и поршня. Он получил патент GB190403651A на «Улучшения в тормозах с гидравлическим приводом для циклов и двигателей», а также впоследствии на улучшенные гибкие резиновые гидравлические трубы.

В 1908 году Эрнест Уолтер Вес из Бристоля, Англия, разработал и установил на автомобиль четырехколесную гидравлическую (масляную) тормозную систему. Он запатентовал его в Великобритании (GB190800241A) в декабре 1908 года, позже в Европе и США, а затем выставил его на Лондонском автосалоне 1909 года. Его брат, Уильям Герберт Вес улучшил патент (GB190921122A), и оба были переданы компании Weight Patent Automobile Brake Ltd. на 23 Бридж-стрит, Бристоль, когда она была основана в 1909/10. Компания, у которой был завод на Лаквелл-Лейн, Бристоль, установила четырехколесную гидравлическую тормозную систему на шасси Metallurgique с кузовом Hill and Boll, которое было выставлено на Лондонском автосалоне в ноябре 1910 года. Хотя тормозная система была установлена ​​на большем количестве автомобилей, и компания активно рекламировала ее, она исчезла, не добившись заслуженного успеха.

Компания Knox Motors Co. использовала гидравлические тормоза в 1915 году в тягаче .

Малькольм Лугхед (который позже изменил написание своего имени на Локхид ) изобрел гидравлические тормоза, которые он запатентовал в 1917 году. «Локхид» — это общий термин для обозначения тормозной жидкости во Франции.

Фред Дюзенберг использовал гидравлические тормоза Lockheed Corporation на своих гоночных автомобилях 1914 года, а его автомобильная компания Duesenberg была первой, кто применил эту технологию на Duesenberg Model A в 1921 году.

Компания Knox Motors из Спрингфилда, Массачусетс, оснащала свои тракторы гидравлическими тормозами, начиная с 1915 года.

Технология получила распространение в автомобилестроении и, в конечном итоге, привела к внедрению гидравлической барабанной тормозной системы с автономным питанием (Эдвард Бишоп Боутон, Лондон, Англия, 28 июня 1927 г.), которая используется до сих пор.

Устройство гидравлических тормозов

Любой гидравлический тормоз состоит, как минимум, из двух цилиндров с поршнями, соединенных магистралью, или проще говоря, шлангом, выдерживающим высокое давление. Когда велосипедист нажимает на ручку тормоза, поршень вытесняет тормозную жидкость из главного цилиндра и передает ее в рабочий цилиндр, расположенный в машинке. Здесь под действием давления поршни начинают выдвигаться и давят на тормозные колодки. А уже вследствие трения колодок о ротор (тормозной диск) и наступает торможение.

Схема устройства гидравлической системы

Цилиндры в тормозной машинке всегда используются большего размера, чем в ручке тормоза. Благодаря этому в соответствии с законом гидравлики, рабочие тормозные поршни давят на колодки в несколько раз с большей силой, чем это делает велосипедист, нажимая на ручку. Также этот закон здесь работает благодаря тому, что на тормозной машинке устанавливается два цилиндра, а то и все 4, по 2 с каждой стороны.

Способы обслуживания

Существуют два способа обслуживания гидравлических тормозов велосипеда:

Прямое прокачивание

При прямой прокачки гидросистемы масло вливается непосредственно в расширительный бачок и после зажатия рычага направляется вниз по гидросистеме.

В процессе работы необходимо постоянно прослеживать показатель уровня масла и подливать новую порцию жидкости чтобы не допустить опорожнения бака, при этом постукивая ключом или отверткой по бачку и гидролинии, чтоб выгнать воздух из системы.

Во время прохождения жидкости шланг перекрывается, после этого несколько раз опускается до предела рычаг и открывается вентиль. Под воздействием давления воздух проходит в трубу, удерживается тормозной рычаг и перекрывается вентиль.

В расширительный бачок подливается жидкость и так продолжается до появления масла однородной консистенции и без пузырьков воздуха.

В конце операции добавляется тормозная жидкость, и бак закрывается.

Обратная прокачка

1. Шприц с объемом 200 мл вводится через короткую трубку на вентиль калипера;
2. Перекрывается рычаг и всасывается воздух из суппорта и гидравлического шнура;
3. Перекрывается вентиль калипера, отсоединяется шланг с шприцом, выдавливаются воздушные пузыри;
4. Шприц вставляется на место и процедуры повторяется до полного очищения гидравлики от воздуха;
5. Следующий этап – полное заполнение гидравлической системы тормозной жидкостью.

Данным способом удобно закачивать жидкость в в тормоза, если не удается выдавить весь воздух из системы при прямой прокачке. И прокачка первым способом требует большего количества времени.

Также, таким способом выкачивается воздух из противоположной половины суппорта без собственного вентиля.

Подробное видеоруководство по обслуживанию гидравлических тормозов:

Принцип работы

Суппорт тормозной на ВАЗ имеет стандартную конструкцию. Для производства корпуса используют прочный закаленный металл, который защищает внутренние детали от преждевременных повреждений и негативного воздействия воды. Внутри расположены поршни, металлические скобы для фиксации, направляющие.

Резиновые пыльники защищают от попадания и проникновения пыли. Конструкция включает также крепежные элементы, уплотнительные прокладки. Принцип функционирования этого устройства выглядит следующим образом:

1. Поршень подключается к гидравлической системе тормозной системы. Жидкость влияет на поршни переднего тормозного суппорта, поэтому создается определенный уровень давления.
2. Когда происходит повышение давления, поршень начинает выталкивать колодку.
3. Под давлением происходит надежный прижим колодок, которые соединяются с дисками. Сила активности и сжатия зависит от интенсивности давления на педаль транспортного средства. Все узлы в таком случае создают силу трения, поэтому машина начинает останавливаться.
4. Когда водитель отпускает педаль транспортного средства, все узлы рассоединяются между собой и принимают первоначальное состояние.

Это классический вариант функционирования суппорта

Важно помнить, что существуют конструкции деталей, поэтому принцип работы может отличаться

Виды тормозных систем

• Вспомогательная;
• Основная;
• Стояночная;
• Резервная или запасная.

В зависимости от вида тормозная система автомобиля имеет свои особенности при общности основной выполняемой функции.

Вспомогательная система

Стоит сразу отметить то, что такая тормозная система характерна для автомобилей с большой массой. Она не оказывает жёсткого воздействия на колёса, а лишь создаёт сопротивление движению. Иными словами, чтобы снизить скорость на спусках, нужно задействовать это устройство. На легковом автомобиле достаточно использовать торможение двигателем, которое реализуется посредством включения пониженной передачи при работе на холостых оборотах.

Но для грузовых авто нужно нечто посерьёзнее. На помощь приходят механизмы, существенно замедляющие движение. Среди них могут быть использованы те, которые полностью закрывают выход газов из двигателя. Происходит полная отсечка в топливном насосе высокого давления и мотор оказывается закрытым. Создаётся пневматическое сопротивление воздуха в цилиндрах. Это в значительной степени затрудняет вращение коленчатого вала и связанной с ним трансмиссии, а значит, колёс.

Кроме этой, есть и другие типы. К ним относятся электрические и гидравлические.

Для электрической системы характерно торможение за счёт электромагнитных сил, возникающих при протекании по обмоткам статора тока.

Гидравлическая тормозная система работает под действием масла, поступающего в камеру, где находится колесо с лопастями. При его вращении они создают сопротивление за счёт вязкости масла. Ускорительный процесс грузовых авто требует значительного замедления по той причине, что сила, действующая на него очень велика, т. к. масса большая.

Рабочая система

Рабочая тормозная система получила такое название по причине частого её использования. Практически всё время работы приходится на неё. Она есть у любого даже самого малого автомобиля. Рассмотрим устройство тормозной системы. Она состоит из следующих частей:

• Главный тормозной цилиндр;
• Рабочие цилиндры;
• Тормозные трубки и шланги;
• Колодки;
• Тормозные диски или барабаны;
• Регулятор давления;
• Педаль тормоза;
• Усилитель.

При нажатии педали тормоза в главном цилиндре перемещаются поршни, которые толкают жидкость по трубкам к рабочим цилиндрам. За счёт этого происходит перемещение колодок. Они прижимаются к поверхности трения. В роли последней выступает барабан или диск. Поэтому тормоза называют барабанными или дисковыми. Тормозная система современных легковых автомобилей снабжена усилителем. До этого приходилось нажимать на педаль тормоза со значительным усилием. Регулятор давления состоит из четырёх камер. Две из них соединяются с главным цилиндром, остальные две с рабочими цилиндрами задних колёс. Принцип его работы состоит в том, чтобы изменять тормозное усилие на них в зависимости от нагрузки.

Стояночная система

Эта система носит такое название по причине своей способности удерживать автомобиль неподвижным на протяжении длительного времени. Конечно, можно долго держать нажатой педаль тормоза, но это очень неудобно. Стояночный тормоз является очень удобным, особенно, когда приходится проводить время, останавливаясь на спуске. У легкового автомобиля она выполнена на основе рычага и тросов, отходящих к задним тормозным механизмам. Грузовые машины требуют более серьёзной конструкции. Например, есть стояночный тормоз, который приводится в действие за счёт мощных пружин, которые при работе двигателя удерживаются сжатым воздухом, а он нагнетается компрессором. Когда двигатель не работает, то специальный клапан выпускает воздух из камер, и пружины освобождаются. В движении этот клапан закрыт.

Запасная тормозная система

Когда рабочая система выходит из строя, то на помощь ей приходит запасная. Её неотъемлемой частью является ускорительной клапан, который сокращает время срабатывания системы и является ещё одним гарантом безопасности. Ускорительный клапан срабатывает при открытии тормозного крана, при этом впускной клапан открывается, а выпускной закрывается. Поступление и выход воздуха значительно ускоряется, поэтому клапан носит название ускорительный. Клапан ускорительный состоит из следующих элементов:

• Впускной клапан;
• Выпускной клапан;
• Камера управления;
• Поршень;
• Пружина;
• Корпус;
• Выводы.

Ускорительный процесс происходит за счёт быстрой подачи сжатого воздуха. Это обеспечивается благодаря более коротким и толстым трубкам. Ускорительный клапан может быть заменён полностью или отремонтирован.