Барабанные и дисковые тормоза

Устройство механизма торможения

Тормозная система на современных авто может включать в себя 3 или 4 контура, выполняющих разные задачи. К ним следует отнести:

• Основной.
• Дублирующий.
• Стояночный (ручной, горный).
• Вспомогательный.

Рабочая система

Главную роль среди перечисленных систем играет основная (рабочая). Она используется непосредственно во время езды и предназначена для замедления ТС вплоть (при необходимости) до полной остановки. Существует два типа рабочих систем:

• Дисковая.
• Барабанная.

Рекомендуем: Признаки неисправности датчика температуры охлаждающей жидкости

Специальные колодки в механизмах первого типа при нажатии педали сжимают диск с двух сторон, не давая ему вращаться и останавливая колесо. В системах второго типа колодки устанавливаются внутри колесного барабана. При надавливании на педаль они распирают его, препятствуя вращению колеса.

Дублирующий тормоз

Дублирующий механизм выполняет страховочную роль, вступая в работу при отказе основного. На одних моделях она полностью дублирует задние, а также передние тормоза, на других ее действие распределяется только на одну из частей (чаще всего на задние цилиндры). Иногда эта функция возлагается на ручной тормоз.

Стояночный механизм

Стояночный (горный, ручной) тормоз предназначен для обеспечения устойчивости машины на месте стоянки. Отпуская тормозную педаль, водитель отключает основную систему. Если площадка, выбранная для остановки, имеет даже незначительный уклон, авто может запросто покатиться, и не остановится, пока не упрется во что-либо на пути. «Чем-либо» может оказаться другой автомобиль, стенка здания или дерево, и тогда повреждения практически гарантированы. Дополнительной функцией ручника является удерживание машины на склоне, если она заглохла во время подъема. В этом случае для того, чтобы тронуться с места, водитель плавно отпускает сцепление, одновременно нажимая акселератор и опуская рычаг горного тормоза. При синхронном выполнении этих действий автомобиль назад не покатится.

Привод ручного тормоза ВАЗ 2106: 1 — чехол; 2 — передний трос; 3 — рычаг; 4 — кнопка; 5 — пружина тяги; 6 — тяга защелки; 7 — втулка; 8 — ролик; 9 — направляющая заднего троса; 10 — распорная втулка; 11 — оттяжная пружина; 12 — задний трос; 13 — кронштейн заднего троса

Вспомогательная система

Вспомогательные тормозные механизмы устанавливаются на крупногабаритные и тяжеловесные машины, используемые для перевозки различных грузов на дальние расстояния. Они позволяют частично разгрузить основную систему, когда автомобиль в течение достаточно длительного времени затормаживается на дорогах, проходящих по холмам или расположенным в горах.

Устройство дисковых тормозов велосипеда

Дисковые тормоза предназначены для торможения велосипеда путем преобразования кинетической энергии в тепловую посредством трения колодок о тормозной диск. Как говорилось ранее, дисковые тормоза велосипеда бывают механические и гидравлические. Принцип их действия одинаков, но присутствуют небольшие отличия в конструкции.

Дисковые механические тормоза велосипеда

Дисковая механика представляет из себя следующую конструкцию.

1. Тормозная ручка. Устанавливается на руль (крепится при помощи хомута) велосипеда и предназначена для передачи усилия нажатия руки на тормозные колодки.
2. Регулятор троса с контргайкой. Регулятор троса предназначен для изменения силы натяжения троса дисковых механических тормозов. Контргайка – для фиксации регулятора.
3. Регулятор тормозной ручки. Позволяет регулировать расстояние от тормозной ручки до руля, тем самым дает возможность выставить комфортное положение непосредственно под длину пальцев велосипедиста.
4. Рубашка троса. Служит для защиты троса от повреждений и загрязнений.
5. Трос. Необходим для передачи движения тормозной рукояти на калипер тормозов.
6. Фиксатор троса. Место куда крепится трос и зажимается фиксирующим болтом.
7. Калипер. Механизм, который при натяжении троса приводит в действие тормозные колодки.
8. Тормозные колодки. Представляют собой металлические площадки с нанесенным на них органическим или металлизированным веществом. Вставляются в калипер.
9. Адаптер. Служит своеобразной прослойкой между калипером и рамой велосипеда.
10. Ротор (тормозной диск). Устанавливается на втулку колеса.

Дисковые гидравлические тормоза велосипеда

Дисковая гидравлика очень похожа на механический аналог. Главное отличие, что сила, приложенная к тормозной ручке, передается на колодки не при помощи троса, а благодаря тормозной жидкости DOT4 (на тормозах Avid, Hayes, Helix) или минерального масла (на тормозах Shimano). Далее рассмотрим конструкцию гидравлических дисковых тормозов.

1. Тормозная ручка. Приводит в действие поршень, который давит на тормозную жидкость.
2. Регулятор тормозной ручки. Как и у дисковой механики предназначен для регулировки положения рукояти относительно руля.
3. Мастер-цилиндр. Он состоит из нескольких деталей. Расширительный резервуар с крышкой, служит в качестве хранилища тормозной жидкости. Крышка используется при заполнении и прокачке тормозов. Внутри также находится поршень с манжетой и возвратная пружина.
4. Гидролиния. Представляет собой прочный шланг, который соединяет между собой мастер-цилиндр и калипер.
5. Калипер. Механизм, который при появлении давления в гидролинии приводит в действие поршни, толкающие тормозные колодки.
6. Тормозные колодки. Служат для преобразования силы трения в тепловую энергию, тем самым останавливая велосипед.
7. Адаптер. Деталь, при помощи которой калипер тормозной системы устанавливается на вилку или раму велосипеда.
8. Ротор. Представляет собой перфорированный металлический диск, о который, при нажатии ручки, трутся колодки.

Мощность торможения

Самое главное и требуемое качество – мощность торможения. Чем она больше, тем лучше. Конечно, у дисков она явно выше, что дает преимущество велосипедисту во многом. Те, кто катались с обычными ободными тормозами, знают, что нажимать на ручку нужно заранее, так как при высокой скорости тормозной путь будет составлять несколько метров. Дисковые тормоза решают эту проблему на девяносто процентов. Единственное, если резко тормозить, то колесо резко заблокируется, а покрышки по инерции будут «чесать асфальт». Такие экстремальные остановки могут быстро привести к «облысению» резины.

Принцип работы дисковых тормозов

Принцип работы гидравлических тормозов значительно отличается от изделий механического типа. Импульс от ручки поступает на колодки не с помощью тросика, а за счёт давления тормозной жидкости, либо минерального масла. При нажатии на ручку эта жидкость подвергается давлению, за счёт которого выталкивает поршни, а те воздействуют на колодки.

В системе имеется ротор, и чем больше его диаметр, тем эффективнее торможение. Роторы крепятся к колёсной втулке (преимущественно слева). Через металлический трос, либо герметичную гидравлическую линию на калипер воздействует импульс, в последствии сводящий колодки. Затем между ними зажимается диск, что приводит к торможению.

Механические тормозные диски схожи по функционалу со стандартными ободными тормозами. В обоих случаях натягивается тросик, размещённый между калиптером и ручкой. Как только велобайкер на неё нажимает, тросик смещается и задействует рычаг, а тот, в свою очередь, — колодки.

Несмотря на такие различия в принципе действия, дисковые тормоза любого типа одинаково монтируются: сам диск – на колёсную втулку, калипер – на вилку. Зачастую тормозные диски делают из стали, а колодки, трущиеся об них, из композитного материала.

Необходимые рекомендации

Если у Вас достаточно средств и Вы увлекаетесь экстремальным велоспортом, то Вам необходимо приобрести гидравлический тип тормозов.

Если же Ваш бюджет ограничен и Вам важен простой и надежный ремонт, оптимальным выбором в этом случае является покупка тормозов «механических» или «гибридных».

Экономичный вариант – это купить комплект, включающий 1 тормоз, 1 диск и 2 втулки – переднюю и заднюю. В летний период тормоз следует поставить на переднее колесо, а для зимних грязевых велопоходов – на заднее. Тормоз легко крепится при помощи хомутов к вилке и задним перьям. При наличии необходимого оборудования, механический тормоз можно смастерить самому.

Устройство дисковых тормозов

Конструкция дискового тормоза следующая:

• суппорт (скоба);
• рабочий тормозной цилиндр;
• тормозные колодки;
• тормозной диск.

Конструкция дискового тормоза Суппорт, представляющий собой чугунный или алюминиевый корпус (в виде скобы), закреплен на поворотном кулаке. Конструкция суппорта позволяет ему перемещаться по направляющим в горизонтальной плоскости относительно тормозного диска (в случае механизма с плавающей скобой). В корпусе суппорта размещены поршни, которые при торможении прижимают тормозные колодки к диску.

Рабочий тормозной цилиндр выполнен непосредственно в корпусе суппорта, внутри него находится поршень с уплотнительной манжетой. Для удаления скопившегося воздуха при прокачке тормозов на корпусе установлен штуцер.

Тормозные колодки, представляющие собой металлические пластины с закрепленными фрикционными накладками, устанавливаются в корпус суппорта по обеим сторонам тормозного диска.

Вращающийся тормозной диск устанавливается на ступицу колеса. Крепление тормозного диска к ступице осуществляется при помощи болтов.

Разновидности тормозных механизмов

Задача работающего механизма заключается в создании механического момента, который будет препятствовать движению колес. В основе его функции лежит сила трения соприкасающихся поверхностей. Как было сказано выше, существуют следующие виды основных тормозов: барабанные и дисковые.

Барабанные тормоза

Оснащены тормозными колодками, которые имеют полукруглую форму. Наружные стороны этих элементов оборудуются фрикционными накладками. Верхние части деталей под воздействием поршней колесных тормозных цилиндров раздвигаются, в то время как нижние жестко зафиксированы на неподвижной оси. В обычном положении колодки, удерживаемые пружинами, плотно соприкасаются поверхностями. При надавливании педали поршни раздвигают планки, которые распирают изнутри вращающийся барабан. Взаимное трение элементов замедляет крутящееся колесо до нужной скорости или остановки.

Тормозной барабан: 1. Пробка для прокачки тормозной жидкости; 2. Рабочий тормозной цилиндр; 3. Пружина; 4. Основа тормозной колодки барабанного типа; 5. Материал тормозной колодки; 6. Тормозной барабан; 7. Шпилька; 8. Пружина; 9. Пружина

Дисковые тормоза

Дисковые механизмы оборудуются суппортом, который на разных моделях бывает подвижным или неподвижным. Если эта деталь подвижна, она обеспечивает равномерный износ накладок, а также одинаковый промежуток между колодками и поверхностью тормозного диска независимо от того, насколько сработался фрикционный материал. Крепление суппорта производится посредством кронштейна на подвеске. Рабочие цилиндры устанавливаются в имеющиеся на суппорте специальные пазы. Поверхность диска гладкая, для эффективного воздушного охлаждения на ней имеются отверстия. Деталь крепится на колесной ступице.

1 — тормозной диск; 2 —направляющая колодок;3 — суппорт;4 — тормозные колодки;5 — цилиндр;6 — поршень;7 — сигнализатор износа колодок;8 — уплотнительное кольцо;9 — защитный чехол направляющего пальца;10 — направляющий палец;11 — защитный кожух.

Фрикционные накладки планок в обычном положении посредством пружин прижимаются к суппорту. Поршень цилиндра колеса при надавливании на педаль прижимает колодки к диску, затормаживая его. Современные автомобили оснащаются механическими или электронными датчиками износа. Если фрикционный материал стерт до критического уровня, эти устройства оповещают водителя о неисправности: механический индикатор – свистом и скрипом при торможении, а электронный – загоранием значка на панели приборов.

Вентилируемый диск

Вероятно, самый популярный тип диска использующийся на современных автомобилях. Его конструкция состоит из двух частей роторов с расставленными между ними каналами для охлаждения. Хитрая схема, скрытая от глаз, позволяет теплу рассеиваться, предохраняя диск от перегрева, появления трещин, скручивания диска и увеличивая срок службы колодок.

Первоначально отличавшиеся наличием прямых каналов, вентилируемые диски с годами эволюционировали для улучшения воздушного потока. На изображении выше можно увидеть изменения тормозных дисков от Brembo: прямые каналы, изогнутые каналы и три разных более сложных типа рисунка, с более эффективным распределением воздушного потока.

Дисковые механические вело-тормоза

У механических дисковых тормозов тросовый привод. Они конструкционно просты и очень надежны. Принцип их действия несложен: нажатием на тормозную ручку в рабочее состояние приводится подвижная колодка, которая и прижимает диск к другой, неподвижно-нерегулируемой колодке.

Как вариант существуют механические дисковые тормоза с двумя подвижными колодками. Но такая тормозная система устанавливается на велосипедах гораздо реже одноколодочной.

К особенностям обслуживания механических дисковых тормозов можно отнести:

1. Постоянную регулировку зазора между колодками и ротором. Иначе тормозная ручка будет проваливаться, а диск жаться уже не к стершейся напрочь колодке, но непосредственно к калиперу. Что приведет неизбежно к нарушениям в работе тормоза и потере его мощности.
2. Зазор между ротором и колодками в дисковой механике регулируются очень просто (в отличие от тех же гидравлических систем). И регулирование это не допускает негативного трения колодок о ротор, а значит предупреждает их скорый износ.
3. Чтобы дисковые колодки не изнашивались впустую, на механических системах при езде в грязь и слякоть, их и вовсе можно развести.

Минусы

Несмотря на большое количество положительных качеств, дисковые тормоза обладают следующими минусами:

• большой вес, что подходит не для всех видов велосипедов;
• стоимость значительно выше, чем у ободной тормозной системы;
• установка, настройка и ремонт тормозов – сложный процесс;
• для ремонта поломок потребуются качественные запчасти;
• гидравлические дисковые тормоза невозможно починить за пределами мастерской;
• при торможении на большой скорости райдер по инерции может сделать сальто через руль;
• тормозная жидкость – токсична;
• металлический диск легко погнуть, например во время неаккуратной перевозки.

Виды тормозных колодок

Стандартные безасбестовые тормозные колодки

Тормозные колодки, в зависимости от материала фрикционных накладок, подразделяются на следующие виды:

• асбестовые;
• безасбестовые;
• органические.

Первые очень вредны для организма, поэтому чтобы поменять такие колодки, нужно  соблюдать все меры безопасности.

В безасбестовых колодках роль армирующего компонента могут выполнять стальная вата, медная стружка и другие элементы. Стоимость и качество колодок будут зависеть от их составляющих элементов.

Наилучшими тормозными свойствами обладают колодки, сделанные на основе органических волокон, но и стоимость их будет высока.

Преимущества и недостатки дисковых тормозов.

Здесь мы приведем очевидные различия между дисковыми и ободными аналогами. Выделим их преимущества перед последним видом тормозов и укажем недостатки.

К положительным характеристикам можно отнести:

• отличаются долговечностью;
• с ними можно ездить в любую погоду, потому что они не забиваются снегом и грязью;
• обеспечивают большой коэффициент трения между металлическим диском и абразивом в сравнении с показателем механики (колодкой и алюминиевым ободом);
• быстрее срабатывает и выдерживает при скоростных спусках;
• обод и колеса практически не изнашиваются;
• его диски не боятся сильного разогрева и внезапного торможения;
• одной регулировки достаточно на весь период эксплуатации;
• если велообод будет поврежден, то это не отразится на их работе.

Имеются некоторые отрицательные моменты, к ним относятся:

• при установке и обслуживании потребуются спец инструменты;
• некоторые модели отличаются ощутимым весом, и из-за него идет нагрузка на втулку и спицы велосипеда;
• высокая стоимость;
• могут возникнуть сложности при замене тормозных колодок;
• часто мешают при установке велобагажника.

На сегодняшний дней лучшим видом дисковых тормозов считается гидравлика. Вышеописанные положительные стороны в большинстве своем касались именно ее. Все больше гонщиков, заботясь о своей безопасности и комфорте, устанавливают на свои велосипеды именно эту систему.

Классификация тормозных систем

Современные автомобили оснащены следующими видами тормозных систем:

● рабочей системой;

● стояночной;

● вспомогательной системой ;

Рекомендуем: Устройство и принцип работы торсионной подвески

● 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.

Типы тормозных механизмов, применяемые в автомобилях

На подавляющем большинстве авто установлены тормозные механизмы фрикционного типа, работающие по принципу сил трения. Устанавливаются они непосредственно в колесе и конструктивно подразделяются на:

• барабанные;
• дисковые.

Существовала традиция устанавливать барабанные механизмы на задние колеса, а дисковые на передние. Сегодня в зависимости от модели могут ставиться одинаковые типы на все четыре колеса – или барабанные, или дисковые.

Устройство и работа барабанного тормозного механизма

Устройство системы барабанного типа (барабанный механизм) состоит из двух колодок, тормозного цилиндра и стяжной пружины, размещенных на щите внутри тормозного барабана. На колодки наклепаны или приклеены фрикционные накладки.

Тормозные колодки своими нижними концами шарнирно закреплены на опорах, а верхними – под воздействием стяжной пружины – упираются в поршни колесного цилиндра. В незаторможенном положении между колодками и барабаном имеется зазор, обеспечивающий свободное вращение колеса.

Когда через тормозную трубку в цилиндр поступает жидкость, поршни, расходясь, раздвигают колодки. Они приходят в плотное соприкосновение с вращающимся на ступице тормозным барабаном, и сила трения вызывает торможение колеса.

Необходимо отметить, что в приведенной конструкции износ передних и задних колодок происходит неравномерно. Дело в том, что фрикционные накладки передней по ходу движения колодки в момент торможения при движении вперёд прижимаются к барабану всегда с большей силой, чем задние. Как выход, рекомендуется менять колодки местами через определенный срок.

Тормозной механизм дискового типа

Устройство дисковых тормозов состоит из:

1. суппорта, закрепленного на подвеске, в теле которого размещены наружный и внутренний тормозные цилиндры (может быть один) и две тормозные колодки;
2. диска, который закреплен на ступице колеса.

При торможении поршни рабочих цилиндров с помощью гидравлики прижимают тормозные колодки к вращающемуся диску, останавливая последний.

Эксплуатация дисков

Большую роль при износе тормозных дисков влияет стиль и особенности вождения автомобилем

После пройденного километража немало важно и качество дорожного покрытия. Износостойкость тормозов также зависит качества и материала изготовления диска

Тормозная система у Ssang Yong Actyon

Необходимая для торможения толщина диска определяется в зависимости от марки и модели автомобиля. Ведь тормоза должны останавливать автомобиль по нормативным значениям, не зависимо от массы и мощности.

Кроме параметров самого диска, существуют несколько факторов указывающих о необходимости замены тормозов или хотя бы их диагностики:

— толчки при торможении;

— явные механические недочеты;

— ухудшение тормозных характеристик;

— недостаточный уровень рабочей жидкости.