Виды тормозных механизмов автомобиля: преимущества и недостатки

Возможные неполадки дисковых тормозных систем

Поломка дисковой тормозной системы происходит в случае выхода из строя отдельных ее элементов. Неисправными могут оказаться части суппорта, колодки, направляющие и прочие детали.

Основной проблемой суппортов всех типов является износ поршневых уплотнителей (манжеты) вследствие воздействия влаги и грязи, что приводит к выходу из строя самого поршня. Манжета может набухнуть либо растрескаться.

Испорченный уплотнитель приводит к неисправности в работе поршня (не возвращается на место при растормаживании), утечке тормозной жидкости, разгерметизации и завоздушиванию системы.

Признаки неисправных суппортов:

• авто уводит в сторону в момент торможения;
• для остановки требуется больше усилий;
• педаль пульсирует или проваливается;
• задние тормоза блокируются при резкой остановке;
• тормоза клинит.

Колодки имеют свойство изнашиваться по объективным причинам, но иногда процесс происходит неравномерно. Такое возможно при закисании нижней направляющей. Колодка стирается только в верхней части. Также колодки может заклинить. Происходит это часто из-за коррозии. При этом показано удаление ржавчины, зачистка детали и добавление специальной смазки.

Закисание — характерная для плавающих суппортов неисправность, обусловленная тем, что направляющие теряют подвижность из-за прихода в негодность пыльников. Через отверстие на деталь попадает вода, грязь, что приводит к окислению. Подвижность ее нарушается либо прекращается, что провоцирует перекос и заклинивание устройства.

Закиснуть может и поршень тормозного цилиндра. Свидетельствовать о неисправности подобного рода может увеличившийся тормозной путь.

Неисправности, причиной которых стали испорченные уплотнители и пыльники, решаются разбором проблемной части, тщательной очисткой, смазкой и заменой испорченного комплектующего.

Завоздушивание. Признаком того, что в гидросистему попал воздух, служит вялое торможение. В таком случае следует провести диагностику, заменить испорченные детали, долить либо заменить тормозную жидкость, удалить воздух, прокачав тормоза.

Силовые роликовые стенды

Силовые роликовые стенды с использованием сил сцепления колеса с роликом позволяют измерять тормозные силы в процессе его вращения со скоростью 2.10 км/ч. Вращение колес осуществляется роликами стенда от электродвигателя. Тормозные силы определяют по реактивному моменту, возникающему на статоре мотор-редуктра стенда при торможении колес.

Роликовые тормозные стенды позволяют получать достаточно точные результаты проверки тормозных систем. При каждом повторении испытания они способны создать условия (прежде всего скорость вращения колес), абсолютно одинаковые с предыдущими, что обеспечивается точным заданием начальной скорости торможения внешним приводом. Кроме того, при испытании на силовых роликовых тормозных стендах предусмотрено измерение так называемой «овальности» — оценка неравномерности тормозных сил за один оборот колеса, т.е. исследуется вся поверхность торможения.

При испытании на роликовых тормозных стендах, когда усилие передается извне (от тормозного стенда), физическая картина торможения не нарушается. Тормозная система должна поглотить поступающую извне энергию даже несмотря на то, что автомобиль не обладает кинетической энергией.

Есть еще одно важное условие — безопасность испытаний. Самые безопасные испытания — на силовых роликовых тормозных стендах, поскольку кинетическая энергия испытуемого автомобиля на стенде равна нулю

В случае отказа тормозной системы при дорожных испытаниях или на площадочных тормозных стендах вероятность аварийной ситуации очень высока.

Следует отметить, что по совокупности своих свойств именно силовые роликовые стенды являются наиболее оптимальным решением как для диагностических линий станций техобслуживания, так и для диагностических станций, проводящих гостехосмотр.

Современные силовые роликовые стенды для проверки тормозных систем могут определять следующие параметры:

• по общим параметрам транспортного средства и состоянию тормозной системы — сопротивление вращению незаторможенных колес; неравномерность тормозной силы за один оборот колеса; массу, приходящуюся на колесо; массу, приходящуюся на ось
• по рабочей и стояночной тормозным системам — наибольшую тормозную силу; время срабатывания тормозной системы; коэффициент неравномерности (относительную неравномерность) тормозных сил колес оси; удельную тормозную силу; усилие на органе управления

Данные контроля выводятся на дисплей в виде цифровой или графической информации. Результаты диагностирования могут выводиться на печать и храниться в памяти компьютера в базе данных диагностируемых автомобилей.

Результаты проверки тормозных систем могут выводиться также на приборную стойку.

Динамику процесса торможения можно наблюдать в графической интерпретации. График показывает тормозные силы (по вертикали) относительно усилия на педали тормоза (по горизонтали). На нем отражены зависимости тормозных сил от усилия нажатия на педаль тормоза как для левого колеса (верхняя кривая), так и для правого (нижняя кривая).

С помощью графической информации можно наблюдать также разницу в тормозных силах левого и правого колес. На графике показано соотношение тормозных сил левого и правого колес. Кривая торможения не должна выходить за границы нормативного коридора, которые зависят от конкретных нормативных требований. Наблюдая характер изменения графика, оператор-диагност может сделать заключение о состоянии тормозной системы.

Стояночная тормозная система грузового автомобиля

Стояночная тормозная система грузового автомобиля — это неза­висимая тормозная система, которая должна удерживать автомобиль в неподвижном со­стоянии после полной остановки даже при отсутствии водителя в автомобиле. Эффект удержания в неподвижном состоянии вы­числяется на уклоне автомобиля с полной загрузкой. Угол уклона для отдельных авто­мобилей категорий М, N, О (кроме О₁) состав­ляет 18%. У автомобиля с прицепом эффект удержания в неподвижном состоянии должен также достигаться с расторможенным при­цепом. В этом случае угол уклона составляет только 12% (рис. «Условия испытаний стояночной тормозной системы» ).

Стояночная тормозная система у грузовых автомобилей и автобусов обычно оборуду­ется тормозными цилиндрами с пружинными энергоаккумуляторами. Пружинные энергоаккумуляторы (когда колесные тормоза регулируются в соответствии с предписа­ниями) создают такую же силу, что и пнев­матические тормозные цилиндры в рабочей тормозной системе, когда номинальное давление (расчетное давление в тормозной системе) воздействует на их номинальную эффективную площадь. При возникновении определенных сбоев — например, неисправ­ностей тормозного контура или источника энергии, подпружиненные тормоза не могут тормозить автоматически и поэтому должны быть соответствующим образом защищены и устроены.

Стояночные тормозные системы с тормоз­ными цилиндрами, оборудованными пру­жинными энергоаккумуляторами, должны оснащаться как минимум одним устройством аварийного отпускания. Это устройство мо­жет быть механическим, пневматическим или гидравлическим. Стояночная тормозная система должна быть предназначена только для градуированной (дозированной) работы, если она должна достигать предписанного эффекта запасного торможения.

В прицепе стояночная тормозная система часто работает как система с мускульным источником энергии. Если систему управле­ния прицепом настроить так, чтобы рабочий тормоз в прицепе реагировал также при за­действовании стояночного тормоза в тягаче (управляющий клапан прицепа с воздушным ресивером 4.3, см. рис. «Структура пневматической тормозной системы с управлением прицепом» ), клапан стояноч­ного тормоза должен иметь тестовую регу­лировку. Это позволяет отпускать рабочий тормоз прицепа при задействовании стоя­ночного тормоза в тягаче. Это, в свою оче­редь, позволяет проверить, может ли тягач на одном стояночном тормозе удержать весь автопоезд.

Барабанные и дисковые тормоза

Барабанный тормозной механизм (рис. 4) состоит из:

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

Схема работы барабанного тормозного механизма

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

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

Преимущества барабанных тормозов:

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

Дисковый тормозной механизм (рис.5) состоит из:

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

Схема работы дискового тормозного механизма

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

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

Преимущества дисковых тормозов:

• при повышении температуры характеристики дисковых тормозов довольно стабильны, тогда как у барабанных снижается эффективность
• температурная стойкость дисков выше, в частности, из-за того, что они лучше охлаждаются
• более высокая эффективность торможения позволяет уменьшить тормозной путь
• меньшие вес и размеры
• повышается чувствительность тормозов
• время срабатывания уменьшается
• изношенные колодки просто заменить, на барабанных приходится предпринимать усилия на подгонку колодок, чтобы одеть барабаны
• около 70% кинетической энергии автомобиля гасится передними тормозами, задние дисковые тормоза позволяют снизить нагрузку на передние диски

Как правильно подобрать тормозной диск

Выбор такого элемента тормозной системы, как диски, должен зависеть не только от желания приобрести дорогую и качественную вещь, но и в большей степени от марки, состояния автомобиля, манеры езды и особенностей дорожного покрытия. Не всегда характеристики товара от популярного бренда совпадают с потребностями транспортного средства. Лучше всего подбирать комплектующее по техническим параметрам, руководствуясь консультацией продавца-специалиста либо механика с опытом.

Как не купить подделку

Советы, помогающие отличить подделку от оригинального товара, как правило, сводятся к следующему:

1. Упаковка. Оригинальные запчасти всегда продаются в фирменной упаковке. Цвет, принт, оттиски, наименование компании, логотипы – все выглядит качественно и красиво. Коробка ровная, товар уложен плотно, без зазоров.
2. Код. Доказательством того, что коробку не вскрывали, служит целостность торцевой наклейки, на которой находится логотип фирмы, QR-код или буквенно-цифровой код, помогающий определить подлинность товара на официальном сайте производителя.
3. Голограмма. Также содержит уникальный код, повтор которого на другой упаковке говорит о фальшивке.
4. Товар. Осмотр продукта тоже может дать нужную информацию. Диск должен быть новым, без трещин и царапин. Маркировка на детали должна совпадать с данными на упаковке.
5. Продавец. Покупать оригинальные запчасти лучше всего у официальных представителей производителя в вашем городе.

При всем разнообразии моделей комплектующих, устройство дискового тормоза остается стандартным

Следует помнить о важности этого узла и следить за его техническим состоянием

Тормозные диски на Лада Калина 2: выбор и замена

Прежде чем приступать к данному ремонту, сначала нужно измерить толщину тормозного диска. Если она составляет меньше чем 17,8 мм, то в этом случае необходимо будет произвести замену. Для выполнения данной работы нам потребуются некоторый набор принадлежностей, о котором подробно напишу ниже.

Необходимый инструмент для выполнения работы по снятию и установке тормозного диска

1. Балонный ключ, или головка с воротком на 17 для снятия переднего колеса
2. Домкрат
3. Ключ на 7
4. Головка на 13, и с профилем TORX E12
5. Рожковый на 17
6. Плоская отвертка
7. Молоток с деревянным бруском или специальный съемник

Порядок действий при замене тормозных дисков на Ладе Калине

Для начала необходимо поднять переднюю часть машины домкратом и снять колесо:

Затем отгибаем металлические пластины, которые фиксируют (стопорят) болты суппорта сверху и снизу:

После чего откручиваем эти два болта, ключом на 17 придерживая внутреннюю гайку:

После чего поднимаем и отводим суппорт в сборе с тормозным цилиндром в сторону, предварительно вынув из посадочного места резиновое кольцо фиксации шланга :

И чтобы он не мешался при дальнейшей работе, можно его отодвинуть в сторону, желательно подальше. Лучше всего положите его на защиту двигателя, только аккуратно, чтобы не перегибать тормозной шланг и не натягивать его:

Теперь можно приступать к снятию направляющей скобы колодок, которая крепится с помощью двух болтов профиля TORX E12:

И снять скобу, просто вынув ее в сторону переднего бампера:

Осталось совсем малая часть ремонта. Необходимо выкрутить направляющие шпильки тормозного диска:

После этого, нам понадобится специальный съемник для замены тормозных дисков, которого пока у меня к сожалению нет, но на фото ниже привел пример, как он приблизительно выглядит.

Здесь показан механизм не Лады Калины, но думаю, что смысл его работы понятен:

Если данного приспособления в наличии нет, то можно воспользоваться старым проверенным способом, взять молоток и деревянный брусок и постучать через него с обратной стороны по диску, предварительно побрызгать в месте соединения со ступицей специальной смазкой WD-40. Подождать несколько минут, пока все откиснет и со средним усилием постукивать с обратной стороны, пока тормозной диск не собьется со ступицы.

После проделанной работы по снятию, установку производим в обратной последовательности

Обратите внимание, что замену стоит производить парой: левого и правого колеса, после чего сразу же поставить новые колодки

Замена тормозных дисков Калины

Тормозные диски автомобиля меняются по мере износа. Если толщина одного из дисков Калины меньше минимальной допустимой величины (17,8мм), тогда нужно заменить тормозные диски на новые.

Чтобы самостоятельно снять тормозной диск необходимо сначала демонтировать суппорт: Потребуется: снять переднее колесо и приготовить накидной ключ «на 17».

Порядок действий:

1. Отвернуть два болта крепления направляющей колодок к поворотному кулаку, с помощью ключа «на 17».
2. Снять с тормозного диска направляющую колодок в сборе со скобой и колодками.
3. Чтобы тормозной шланг не натягивался, следует подвязать суппорт к пружине подвески.

Совет:

Если будете свинчивать рабочий цилиндр с наконечника тормозного шланга, тогда сразу же заглушите отверстие наконечника шланга любым доступным способом, чтобы предотвратить вытекание тормозной жидкости.

Установка суппорта Калины осуществляется в обратной последовательности, убедившись в том, что тормозной шланг не перекручивался. После установки обязательно проверьте уровень тормозной жидкости в бачке главного тормозного цилиндра, а также удалите воздух из тормозной системы. Потребуется: снять суппорт и приготовить накидной ключ «на 7».

Порядок действий:

1. Вывернуть два направляющих штифта, используя ключ «на 7».
2. Снять тормозной диск Калины своими руками. Если этого сделать не получается, тогда сбиваем его молотком.
3. Чтобы снять щит тормозного диска дополнительно потребуется ключ «на 10», которым следует открутить три болта крепления его к поворотному кулаку.
4. Снять защитный щиток тормозного диска.

Типы тормозных колодок

Велосипедные тормозные колодки

Заменяя колодки в дисковых тормозах, нужно выбрать один из трёх типов поверхности колодки: металлическая, полуметаллическая и смолистая (органическая). Что бы тормозные колодки послужили нам хорошо и долго, они должны быть выбраны в соответствии со стилем, в котором вы ездите. Смоляные (органические) колодки обеспечивают среднюю силу торможения, не перегружая диск. Они более подходят для расслабленной езды и для легких велосипедистов. С другой стороны, металлические колодки обеспечивают высокую силу торможения, но в то же время нагружают диск больше. Поэтому стоит использовать более качественные диски с такими колодками. Металлические колодки иногда могут скрипеть. Полуметаллические колодки — золотая середина, которая сочетает в себе преимущества металлических и органических колодок. Они не нагружают тормозной диск и при этом обеспечивают хорошее сцепление.

При покупке тормозных колодок необходимо проверить, подходят ли они к зажимам тормоза. Существуют множество различных моделей тормозов, многие из них, даже от одного производителя, имеют различные зажимы для колодок.

Типы тормозных систем у разных моделей легковых автомобилей

Попробуем разобраться какие типы тормозных систем эксплуатируются на легковых автомобилях. Существуют следующие разновидности тормозных систем легковых автомобилей: рабочая (она же основная), запасная, парковочная (стояночная), вспомогательная (ABS), исключающая блокировку колёс машины при торможении, уменьшая тормозной путь и увеличивая управляемость во время снижения скорости.

Далее разберем подробнее устройство различных тормозных систем легкового автомобиля. В основе лежат механизмы торможения и их приводы. Сам тормозной механизм нужен для создания определенного усилия, которое приводит к замедлению либо остановке машины. Он расположен на ступице колеса, при повышении давления в замкнутой системе колесные цилиндры прижимают колодки к стенкам барабанов либо поверхности дисков, под действием силы трения скорость движения снижается, это получается за счёт того, что одна часть неподвижна (тормозные колодки), а другая часть совершает вращательные движения (тормозной барабан либо диск).

Применяются различные типы приводов тормозной системы на разных легковых автомобилях:

1. Механический: работает за счёт тросов и рычагов, в основном используется для парковочного тормоза.
2. Гидравлический: работает за счёт колебания давления тормозной жидкости в герметичном контуре.
3. Пневматический: для перемещения колодок используется воздух.

В большинстве транспортных средств почти всегда, кроме ручника, применяется гидравлический привод систем торможения.

Гидропривод состоит из:

1. Главного тормозного цилиндра.
2. Колесных (рабочих) тормозных цилиндров.
3. Вакуумного усилителя.
4. Некоторые авто оснащены блокомABS.
5. Регулятора давления задних тормозов (для машин без ABS).
6. Рабочих контуров.

Назначение главного тормозного цилиндра — преобразовать усилие, приложенное к тормозной педали, в давление жидкости в тормозных контурах.

Вакуумный усилитель позволяет создать большее давление при меньшем усилии при нажатии на педаль тормоза. Это делает вождение более комфортным.

Регулятор давления предотвращает движение юзом, обеспечивает равномерное торможение передней и задней оси путем уравнивания давления в заднем контуре.

Контуры— это трубки, доставляющие тормозную жидкость ко всем колесным тормозным цилиндрам, что обеспечивает прижимание колодок.

Во многих автомобилях совместно с гидравлической системой работают вспомогательные электронные:

1. Антиблокировочная система, ABS. Предотвращает блокировку колёс во время снижения скорости, делая машину более контролируемой и управляемой.
2. Система курсовой устойчивости, ESC. Это система динамической стабилизации, она не даёт автомобилю отклонится от заданной траектории при резком маневрировании.
3. Усилитель экстренного торможения, BAS. Уменьшает время срабатывания тормозов при экстренном торможении, сокращая тормозной путь.
4. Система, распределяющая тормозные усилия, EBD. Распределяет усилие на каждое из колес в зависимости от скорости его движения.

Рассмотрим особенности компоновки тормозных систем современных легковых автомобилей:

• Поосевая компоновка самая простая. Один контур в ней отвечает за передние колёса, другой — за задние. Достоинство состоит в исключении движения в сторону при одном рабочем контуре. Недостаток: если повреждается передний контур, эффективность торможения снижается не менее, чем на 65%.
• Диагональная компоновка. В ней один контур отвечает за правое переднее и левое заднее колеса, второй —левое переднее и правое заднее колеса. Преимущество такого контура в равномерном распределении тормозящего усилия. Но при повреждении любого из контуров эффективность торможения падает на 50%.
• Полная компоновка. В ней один контур отвечает за четыре колеса, другой —за передние. При такой компоновке система торможения передних колес всегда остается в работоспособном состоянии, что обеспечивает возможность безопасной остановки.

Требования к вспомогательным тормозным системам

Вспомогательные тормозные системы дополни­тельно используются для снятия напряжения с рабочей тормозной системы на затяжных спу­сках. Автомобили категории М₃ для локальных и дальних перевозок (автобусы массой более 5,5 т (кроме городских)) и прочие автомобили категорий N₂ и N₃ снаряженной массой бо­лее 9 тонн (директива 71/320/ЕЕС, §41 StVZO, с. 15) должны быть оснащены тормозом- замедлителем. Горные тормоза (устройства для замедления движения за счет дросселирования выхлопа) и схожие с ними устройства классифи­цируются как замедлители. Тормоз-замедлитель должен быть рассчитан на удержание полностью загруженного автомобиля при движении по спу­ску 7 % на расстояние 6 км со скоростью 30 км/ч.

Классификация тормозных систем

Современные автомобили оснащены следующими видами тормозных систем:

● рабочей системой; ● стояночной; ● вспомогательной системой ; ● 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. Так же торможение двигателем происходит при кратковременном прекращении подачи топлива для работы двигателя.

В цилиндрах создается вакуум и двигатель начинает затруднять движение автомобиля, тем самым его замедляя.

Немного теории о тормозной системе

Как вы понимаете, она необходима для того, чтобы изменить скорость машины. Сигналом к этому может служить либо действие водителя, либо электронная система управления. Также оно необходимо, чтобы удерживать машину неподвижно во время стоянки.

Выделяют три типа тормозных систем. Первая — это, конечно же, рабочая. Она необходима для нормальной эксплуатации машины. С ее помощью осуществляется торможение с больших или малых скоростей. О том, какие особенности имеет тормозная система «Нива-2121», схема которой является классической, будет рассмотрено ниже.

Второй тип — это стояночная. Она больше известна как ручной тормоз, если нужно машину поставить на длительный срок. В частности, если имеется уклон дорожной поверхности, эта система просто необходима. Ручником можно пользоваться во время экстренной остановки. А есть еще системы запасного типа. Они сравнительно недавно начали использоваться на автомобилях. Чаще всего их можно встретить на тех машинах, на которых имеется электрический ручной тормоз. Главное ее назначение — дать возможность водителю остановить автомобиль, если откажет рабочая система. Монтируется она на машины с электрическим ручным тормозом по одной причине: стояночный тормоз не может быть выжат, если скорость автомобиля больше нуля.