Принцип работы дисковых тормозов

Как выбрать тормозную колодку

• Качество и материал изготовления;
• Репутация бренда;
• Наличие датчика износа;
• Уровень абразивности;
• Бесшумность;
• Рабочая температура;
• Результаты тестов;
• Соотношение цены-качества;
• Доступность в автомагазинах;
• Популярность у покупателей.

У водителей легковых машин, коммерческого авто и владельцев мототехники общие требования к тормозным системам одинаковы. Выбор колодок зависит в первую очередь от их совместимости с дисками авто и манеры вождения. Так, для медленной езды подойдут бюджетные аналоги. Для активной лучше брать модели проверенных производителей.

Лучшие антигравии

Тестирование

Так как производителей тормозных колодок очень много, а цены на детали совершенно разные, определиться с выбором порой бывает очень сложно. В связи с этим рядом специалистов были проведены исследования. При этом испытывали тормозные колодки разных марок, и были выбраны лучшие производители тормозных колодок. Рейтинг составлялся по итогам комплексных лабораторных исследований. Испытания проводились при помощи холодного, горячего, остывшего торможений и горного цикла. По результатам все износы высчитывались в процентном соотношении. В исследованиях проверялись показатели коэффициента трения, рабочей температуры, возможности появления искр, дыма и запаха. 

Для испытаний были отобраны следующие колодки: ВАТИ, ЕЗАТИ, STS, «Полиэдр», ТИИР (Россия). ATE, Bosch, Best (Германия). Dafmi, Trans Master (Украина). Lucas, Ferodo, AP Lockheed, QH (Великобритания). Roulunds (Дания). Rona (Венгрия). Samko (Италия). По итогам исследований лучшими себя показали тормозные колодки QH и ATE. И цена, и качество их полностью себя оправдывают. При этом QH лучше всего использовать с родным диском, а для АТЕ оптимальным будет ВАЗовский. На второе место вышли тормозные колодки Rolundus, STS, Best, Rona и Trans Master. Третьего места удостоились детали ЕЗАТИ, ВАТИ и с натяжкой Dafmi и Lucas. Оставшиеся не оправдали себя и даже разочаровали. Итак, какие хорошие тормозные колодки, можно узнать по разным критериям, в частности по производителю, классу, мнению других автомобилистов, а также по результатам независимых экспериментов. 

Какой фирмы тормозные колодки лучше

Фирму производителя, на сегодняшний день, могут рекомендовать исключительно в рекламных целях, но, тем не менее, все же есть такие, на которые стоит обратить внимание при выборе лучших тормозных колодок для своего авто. Самые авторитетные из них. Ferodo, Brembo, Textar, Bosch, ATE, Lucas, TRW, Remsa, Jurid, PAGID

У каждого из этих брендов есть свои преимущества и своя потребительская ниша

Ferodo, Brembo, Textar, Bosch, ATE, Lucas, TRW, Remsa, Jurid, PAGID. У каждого из этих брендов есть свои преимущества и своя потребительская ниша.

Колодки от фирм Ferodo и Brembo устанавливают на автомобили со спортивным стилем езды.

ATE так же ставят в суппорта быстрых и тюнинговых автомобилей, поскольку, по словам производителя, они способны хорошо работать даже при температуре около 800 градусов.

Тормозные колодки Lucas и TRW производятся как раз для обычной городской езды, где требования к эксплуатации поскромнее.

Remsa входит в состав концерна TRW, и производит не только колодки, но и тормозные диски. Их демократичная цена не сказывается на эффективности характеристик.

Один из лидеров авторынка фирма Bosch ранее поставляла свои колодки в качестве аналога к японским машинам, но сейчас сдала свои позиции, и их в качестве базового варианта использует только пара немецких фирм.

Колодки PAGID устанавливаются на премиальные автомобили.

Jurid – это американская фирма, специализировавшаяся исключительно на тормозных колодках, поэтому её запчасти предназначенные для поставки на сборочное производство автомобильных заводов как легковой, так и грузовой техники, в качестве «оригинала» (такие колодки обозначаются индексом «J»), хотя могут встречаться на полках и вторичного авторынка с индексом «D». Продукт этой фирмы может быть представлен на рынка также под марками FRAMR, BendixR, PrestoneR и некоторыми другими.

STS, российский бренд, который можно рассматривать в качестве более-менее неплохого варианта, чтобы установить в суппорт бюджетного или отечественного автомобиля.

На тормозной системе своего автомобиля экономить нельзя, лучше отдавать предпочтение качеству, которое подойдет именно вашей машине. От покупки недорогих тормозных колодок, стоимость которых значительно ниже средней цены в автомагазинах, лучше воздержатся. Низкая цена, зачастую, свидетельствует о том, что при производстве колодок в состав фрикционной смеси добавлялись дешевые составляющие, которые не смогут обеспечить эффективную работу.

Тема выбора «какие тормозные колодки лучше» достаточно спорная и обширная, каждый автовладелец всегда остается при своем мнении, по этому, если хотите купить самые оптимальные тормозные колодки для своего автомобиля, исходя из условий его эксплуатации, всегда дополнительно интересуйтесь тестами колодок и читайте отзывы.

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.

Сборка и регулировка тормозов с гидравлическим приводом

Процедуру проводят в следующей последовательности:

1. Пару регулировочных эксцентриков вставляют в защитный диск, после чего с внешней части на них надевают пружины, а потом — закручивают гайки.
2. Собирают колесный цилиндр тормозной системы. Для этого ставят в него пару манжет, пару поршней, пружину, надевают уплотнители-чехлы, устанавливают упорные колодочные штифты.
3. Проворачивают цилиндры к защитным дискам.
4. Устанавливают колодки: закрепляют их скобами, чтобы вставить опорные пальцы.
5. На пальцы-опоры с оборотной стороны наворачивают контргайки, имеющие шайбы-пружины.
6. Надевают стяжную-пружину колодок.
7. Крепят защитный диск: для заднего колеса — к фланцам кожухов полуосей, для переднего колеса — к фланцам поворотных цапф.
8. Устанавливают барабан тормозной системы.
9. Заворачивают в колесный цилиндр с бока защищающего диска клапаны выпуска лишнего воздуха.
10. Присоединяют штуцеры шлангов гидравлических приводов.

Чтобы провести регулировку перед эксплуатацией, нужно:

1. При помощи домкрата приподнять переднее колесо.
2. Вращая это колесо вперед, также вращать вперед и передний эксцентрик — до самого начала торможения.
3. Затем уже тот эксцентрик поворачивают в противоположном направлении, чтобы добиться свободного колесного вращения.
4. Производят регулировку задней колодки — для этого второй эксцентрик вращают назад, также вращая назад и колесо.
5. По приведенной инструкции регулируют все другие колеса.
6. Тестируют тормозную систему по ходу машины. Если все выполнено верно, то автомобиль полностью остановится, если водитель выдавит педаль тормоза приблизительно на ½ от ее возможного хода.
7. Другой вариант проверки тормозной системы — на спец установке ГАРО, где (в зависимости от модели) проверяется два или четыре колеса сразу. Опираются при этом на данные с динамометра, сравнивая фактические показатели с заводскими.

Дисковый тормозной механизм

Рис. 1 Схема работы дискового тормозного механизма с неподвижным суппортом.

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

Дисковый тормозной механизм (рис.1) состоит из:

— суппорта,

— одного, двух или четырех тормозных цилиндров,

— двух тормозных колодок,

— тормозного диска.

Конструкция дискового тормозного механизма на рисунке 1 называется тормозным механизмом с неподвижным суппортом, который жестко закреплен на поворотном кулаке переднего колеса автомобиля.

Механизм состоит из тормозного диска, колодок с накладками, неподвижной скобы и двух гидроцилиндров. Чугунный тормозной диск жестко закреплен на ступице и вращается вместе с колесом.

Колодки с накладками и гидроцилиндры размещены в неподвижной скобе суппорта. Причем колодки свободно установлены на двух направляющих пальцах и прижимаются к ним фигурными пружинами. Гидроцилиндры соединены между собой гидравлической трубкой. Через штуцер по гибкому трубопроводу (тормозной шланг) в гидроцилиндры подводится тормозная жид­кость. В гидроцилиндре установлен клапан прокачки (системы крана Маевского) предназначенный для удаления воздуха из цилиндра при заправке системы тормозной жидкостью или ее разгерметизацией при ремонте.

Автоматическая регулировка зазора между колодками и диском осуществляется с помощью резиновых уплотнительных колец. При нажатии водителем на педаль тормоза, избыточное давление тормозной жидкости из главного тормозного цилиндра, через рабочий контур (тормозной трубопроводы), подается в рабочие тормозные цилиндры, и тормозное усилие прикладывается к их поршням, а через них к тормозным колодкам, в результате тормозные колодки прижимаются к диску. При торможении уплотнительные кольца деформируются в направлении движения поршня.

После прекращения торможения поршни отводятся в исходное положение за счет падения давления тормозной жидкости, легкого биения тормозного диска и упругости резиновых колец, в свою очередь тормоз­ные колодки отходят от диска и между ними устанавливается требуемый зазор. По мере износа фрикционных накладок зазор между ними и диском регу­лируются автоматически, так как резиновые уплотнительные кольца отво­дят поршни от колодок на одно и то же расстояние, определяемое упругой деформацией резиновых колец.

Сила трения между накладками тормозных колодок и диском находится в зависимости от мускульной силы, с которой нога водителя давит на педаль тормоза тем самым, осуществляя торможение вращения колеса автомобиля.

Для достижения более высокого тормозного усилиямогут быть установлены четыре рабочих цилиндра.

В суппорте дискового тормозного механизма может применяться только один рабочий цилиндр, в этом случае используется так называемый подвижный или «плавающий» суппорт (рис.2).

Рис.2 Дисковый тормозной механизм с подвижным «плавающим» суппортом.Положение суппорта: а — с изношенными колодками; б — после установки новых колодок.

При торможении под действием давления жидкости поршень прижи­мает внутреннюю тормозную колодку к диску. Плавающая скоба перемещается по направляющим пальцам, и суппорт прижимает наружную тормозную колодку к диску. Так как давление жидкости одинаково, то обе тормозных ко­лодки прижимаются к диску с одинаковыми усилиями. После прекращения торможения упругое резиновое кольцо отводит поршень от внутренней тор­мозной колодки. Гидроцилиндр вместе с суппортом (плавающая скоба) пере­мещаются по направляющим пальцам и освобождают наружную колодку.

Автоматическое регулирование зазора в тормозе осуществляется с помощью резинового упругого кольца.

Торможение прицепа в автоматическом режиме (экстренное торможение)

В случае разрыва давление в магистрали мгновенно падает до атмосферного. В результате этого срабатывает тормозной кран 27 и начинается процесс экстренного торможения. При срабатывании рабочей тормозной системы встроенный в клапан управления тормозом прицепа 17, двухходовой двухпозиционный клапан перекрывает проходное сечение в направлении соединительной головки 11 магистрали снабжения сжатым воздухом. Таким образом, разрыв магистрали управления тормозной системы вызовет быстрое падение рабочего давления и в течение законодательно регламентированного времени (не более двух секунд) сработает тормозной кран прицепа 27. Начнется автоматическое торможение. При этом, обратный клапан 13 предотвращает случайное срабатывание стояночной тормозной системы при падении давления в магистрали подачи сжатого воздуха к тормозной системе прицепа.

Диагностика тормозной системы автомобиля на стенде

Если же вы решили доверить работу мастерам своего дела, или у вас просто нет времени заниматься автомобилем самостоятельно, то вполне разумно будет обратиться в специализированный сервис. Главным достоинством этого способа является то, что вы получаете высококвалифицированную помощь специалистов, которые быстро и качественно устранят все неполадки тормозной системы. Однако перед их устранением, необходимо произвести диагностику. В таких сервисах она проводится на специально предназначенных для этого стендах.

Как правило, стенды, которые размещены в сервисах автомобильного обслуживания, являются многофункциональными. На них же вы можете замерить и максимальную скорость автомобиля, и время разгона и другие интересующие вас параметры. Однако наша цель, произвести диагностику тормозной системы. При проверке ее технического состояния, стенд выдает следующие показатели для анализа:

• Общая удельная сила торможения
• Величина коэффициента относительной неравномерности
• Параметры асинхронной отработки

Стоит понимать, что такое оборудование как стенд, является достаточно дорогостоящим удовольствием, поэтому маленькие сервисы не могут себе его позволить. А вот стенды, установленные в крупных автомобильных сервисах, делятся на несколько типов. Либо они установлены как отдельное оборудование, либо составляют с напольным покрытием одно целое. Единственное замечание, зона для размещения автомобиля имитирует асфальтное покрытие.

Ремонт тормозного барабана

Помимо колодок, большая нагрузка идет и на барабаны. Как следствие, они покрываются бороздками, буртиками, неровностями. Такие дефекты значительно увеличивают тормозной путь, способствуют скорому износу элементов системы, становятся причиной неприятного шума при движении.

О том, что с барабанами не все в порядке, можно заметить по следующим признакам:

• Вы ощущаете «биение» в зонах педалей и руля.
• Торможение сопровождается шумами.
• При замедлении автомобиль вибрирует.
• Тормозной путь увеличивается.

О том, что барабанам нужен ремонт, можно узнать по небольшому тесту: ведите машину на небольшой скорости — если авто будет трясти, а его корпус станет вибрировать, то проблема есть. Компонентам тормозной системы понадобится замена или более экономная альтернатива — проточка. Чтобы такое восстановление было возможным, толщина барабана должны быть в нормальных пределах — ведь на станке поверхностный железный слой будет сниматься в целях выравнивания детали.

Сначала мастер снимает примерно 0,5 мм металла, чтобы определить степень изношенности барабана. Затем переходит к процедуре сглаживания поверхности, результат которой — удаление следующего слоя в 0,25 мм. Завершается работа шлифовкой детали.

Современная проточка барабанов тормозной системы отличается целым рядом плюсов:

1. Новые станки способны, благодаря прерывистой подаче, произвести цилиндрическую, а не винтовую проточку.
2. При проведении ремонта накладки не переместятся в сторону.
3. Не будет стука в колодках.
4. Из-за появления грубой поверхности возрастет скорость притирок барабанов и накладок.
5. Проходит факультативное шлифование.
6. На современных станках можно сделать большее число подач, что увеличит скорость проточки на 60 %.

ABS — электронная тормозная система

Следовательно, если задние тормоза развивают ту же силу, что и передние, вероятность блокировки задних колес увеличится. Используя датчики скорости вращения колеса, блок управления ABS определяет этот момент и контролирует входное усилие. Следует отметить, что распределение сил между осями при торможении существенно зависит от массы груза и его расположения. Вторая ситуация, когда вмешательство электроники становится полезным, возникает при остановке под углом. В этом случае внешние колеса загружены, а внутренние — разгружены, поэтому существует риск их блокировки. На основании сигналов от датчиков колес и датчика ускорения EBD определяет условия торможения колес. А с помощью комбинации клапанов она регулирует давление жидкости, подаваемой на каждый из колесных механизмов.

Принцип функционирования

Мы привыкли, что при нажатии на педаль тормоза автомобиль начинает замедляться. Но не все вдаются в подробности того, какие процессы при этом протекают. Не каждый знает, как работает тормозная система ВАЗ-2109, схема которой приведена в данной статье. Если проще сказать, то остановка автомобиля происходит только за счет сжатия жидкости в трубках и шлангах. Давление создается с помощью главного тормозного цилиндра, он является основным узлом системы.

К тормозной жидкости предъявляются определенные требования. Она не должна терять свои свойства при сжатии и нагреве, испытывает колоссальные перегрузки во время торможения, равно как и остальные элементы. О том, какие требования предъявляются к жидкости, будет рассказано немного ниже. Давление в трубках приводит в движение суппорты, которые, в свою очередь, перемещают колодки. Последние трутся о поверхность барабана или диска, замедляя движение колеса вокруг своей оси. Тем самым автомобиль постепенно останавливается.

Периоды времени

Время реакции водителя (см. рис. «Время и замедление при торможении до полной остановки» ) — это время между обнаружением водителем условий, при которых необходимо тормозить, и моментом начала использования тормозной системы (t).

Время срабатывания органа управления — это за­траченное время между моментом, когда орган управления управляющего устройства, на который действует управляющая сила, приходит в движение, и моментом, когда он достигает своего конечного положения, соответствующего прикладываемой управ­ляющей силе. Это так же справедливо для нажатия и отпускания тормозов.

Время первоначального срабатывания тор­мозной системы t₁-t— это время между момен­том, когда орган управления устройства, на который начинает действовать управляющая сила, начинает движение, и моментом воз­никновения тормозной силы.

Время нарастания замедления t₁‘-t₁ — это время между моментом начала действия силы тор­можения и моментом достижения опреде­ленной ее величины (75% асимптотической величины давления в колесном тормозном цилиндре; определено в ЕЭС 71/32032.4, При­ложение III/2.4).

Время активного торможения t₄-t₁ — это время между моментом начала действия тормозной силы и моментом прекращения ее действия. Если автомобиль остановился до прекраще­ния действия тормозной силы, то момент окончания движения определяет конец вре­мени активного торможения.

Время растормаживания — это время между мо­ментом начала отпускания органа управления и моментом прекращения действия тормоз­ной силы.

Время полного торможения t₄-t — это время между моментом начала движения органа управления управляющего устройства и мо­ментом прекращения действия тормозной силы. Если автомобиль остановился до пре­кращения действия тормозной силы, то мо­мент окончания движения определяет конец времени активного торможения.

Тормозной путь s

Расстояние, проходимое автомобилем в те­чение времени полного торможения. Сумму тормозного пути и пути, проходимого за время реакции водителя, называют «остано­вочным путем».

Работа тормозных сил W

Это интеграл произведения мгновенной ре­зультирующей тормозной силы F_f и элемен­тарного перемещения d_s на участке тормоз­ного пути s:

W = ∫s (F_f d_s)

Произведение мгновенной результирующей тормозной силы F_f и скорости движения ав­томобиля v:

P = F_f v

Замедление при торможении

Уменьшение скорости под воздействием тор­мозной системы за рассматриваемый проме­жуток времени t. Различают:

Мгновенное замедление при торможении

a = d_v/d_t

Среднее замедление за промежуток времени: среднее замедление за промежуток времени от t_B до t_E равно

a = (v_E—v_B)/(t_E-t_B)

где v_E и v_B — скорость автомобиля в моменты времени t_E и t_B

Среднее замедление за пройденный путь: Среднее замедление за пройденный путь между точками s_B и s_E :

a_ms = (v2_E—v2_B)/ 2(s_E — S_B)

где:

v_E и v_B— скорости автомобиля при движе­нии в точках s_B и s_E.

Среднее замедление за весь тормозной путь: среднее замедление при торможении вычис­ляется с помощью уравнения:

a_ms0 = -v2/ 2s

где v относится ко времени t (особый слу­чай с a_ms, где s_E= s)

Среднее установившееся замедление d_m : это среднее установившееся замедление за прой­денное расстояние определяется условиями v_B = 0,8 v и v_E = 0,1 v, следовательно,

d_m = (v2_B — v2_E)/2(s_E — S_B)

Среднее установившееся замедление ис­пользуется в Правилах ЕСЕ 13 в качестве меры эффективности тормозной системы. По­скольку здесь используются положительные значения d_m, то математический знак в данном случае обратный. (Чтобы установить взаимос­вязь между тормозным путем и замедлением при торможении, оно должно быть выражено в виде функции от пройденного пути.)

Тормозной фактор z

Отношение между тормозной силой F_f и до­пустимым статическим весом G_s, приходя­щимся на ось или оси автомобиля:

z = F_f/G_s

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ: