Устройство тормозной системы, принцип работы

Назначение тормозной системы

Тормозная система предназначена для снижения скорости движения и полной остановки (экстренной) автомобиля, а также для удержания на месте неподвижно стоящего автомобиля.

П роцесс торможения движущегося автомобиля заключается в создании искусственного сопротивления этому движению. Обычно уменьшение скорости автомобиля вплоть до полной его остановки осуществляется путем создания тормозных сил в контакте колес с дорогой, направленных в сторону, противоположную движению. Тормозные силы необходимы и для удерживания автомобиля на месте.

Т ормозная сила создается путем торможения колеса специальным, обычно фрикционным, устройством — тормозным механизмом. Наиболее высокая эффективность торможения требуется в экстренных случаях. Именно на это должна быть рассчитана тормозная система, хотя они составляют не более 1—3% от общего числа использования тормозной системы.

Устройство тормозной системы делится на:

Р абочая тормозная система позволяет водителю снижать скорость движения автомобиля и останавливать его при обычном режиме эксплуатации.

Схема рабочей тормозной системы  автомобиля:

1 — тормозной диск колеса;

2 — скоба тормозного механизма передних колес;

3 — передний тормозной контур;

4 — главный тормозной цилиндр;

5 — бачок с датчиком аварийного падения уровня тормозной жидкости;

6 — вакуумный усилитель;

7 — толкатель;

8 — педаль тормоза;

9 — выключатель света торможения;

10 — тормозные колодки задних колес;

11 — тормозной цилиндр задних колес;

12 — задний контур;

13 — кожух полуоси заднего моста;

14 — нагрузочная пружина;

15 — регулятор давления;

16 — задние тросы;

17 — уравнитель;

18 — передний (центральный) трос;

19 — рычаг стояночного тормоза;

20 — сигнализатор аварийного падения уровня тормозной жидкости;

21 — выключатель сигнализатора стояночного тормоза;

22 — тормозная колодка передних колес.

З апасная тормозная система позволяет водителю уменьшать скорость движения автомобиля и останавливать его при неисправности рабочей тормозной системы. С целью упрощения конструкции отдельная (автономная) запасная система практически не применяется. Обычно ее роль выполняют оставшиеся исправные части (контуры привода) рабочей тормозной системы или специальным образом спроектированная стояночная тормозная система. Часто на больших автомобилях для повышения надежности используют одновременно оба указанных технических решения.

С тояночная тормозная система позволяет удерживать автомобиль в неподвижном состоянии на наклонной поверхности и при отсутствии водителя.

В спомогательная тормозная система предназначена для длительного поддержания постоянной скорости, в основном на затяжных спусках. Используемые в остальных тормозных системах фрикционные тормозные механизмы при длительной работе перегреваются и резко снижают эффективность торможения. Поэтому на некоторых типах автомобилей (автобусы, грузовые автомобили большой грузоподъемности) для поддержания безопасной скорости на длительных спусках применяют вспомогательные механизмы, так называемые тормоза-замедлители.

А втоматическая тормозная система — оборудование, автоматически затормаживающее прицеп при его случайном отделении от тягача.

1. Привод тормозной системы

1.1 Системы тормозов

1.2 Приводы тормозных механизмов

1.3 Механический привод тормозов

1.4 Гидропривод тормозов

1.5 Пневмопривод тормозов

1.6 Усилители тормозных приводов

1.7 Двухконтурные тормозные приводы

1.8 Многоконтурные тормозные приводы

1.9 Приборы тормозного пневмопривода

1.10 Двухсекционный тормозной кран

1.11 Кнопочный тормозной кран

1.12 Двухпроводный привод

1.13 Защитные устройства пневматических приводов

1.14 Механизмы пневматических тормозных приводов

2. Тормозная система и ее обслуживание

2.1 Как подобрать тормозную жидкость

2.2 Какой ресурс тормозных колодок?

2.3 Как работает АБС

2.4 Устройство антиблокировочной системы

2.5 Стояночная тормозная система

2.6 Как менять тормозные колодки самому

Работа тормозной системы непосредственно влияет на безопасность движения, поэтому обслуживание тормозной системы автомобиля залог правильной эксплуатации транспортного средства.

Ремонт систем и узлов автомобиля всегда сопровождается планированием ремонта, который зависит от различных факторов. Тем более если вы хотите, чтобы ваш ремонт был экономически целесообразен, нужно понимать, что разборка стоит денег, поэтому важно заменить все узлы и детали системы, ресурс которых на подходе. В данный момент мы рассматриваем тормозную систему, поэтому при замене тормозных колодок мы обращаем внимание на тормозные диски.

Классификация тормозных систем автомобиля

На современных автомобилях устанавливаются три-четыре вида тормозных систем:

• рабочая;
• стояночная;
• вспомогательная;
• запасная.

Основная и самая эффективная тормозная система автомобиля – рабочая. Она используется во всё время движения для регулирования скорости и полной остановки. Ее устройство довольно простое. Приводится она в действие нажатием на педаль тормоза правой ногой водителя. Такой порядок обеспечивает одновременный сброс оборотов двигателя, за счет снятия ноги с педали акселератора, и торможение.



Стояночная тормозная система, как следует из названия, предназначена для обеспечения неподвижности транспортного средства во время длительной стоянки. На практике опытные водители оставляют машину с включенной первой или задней передачей. Однако на больших склонах этого может оказаться недостаточно.



Ручной стояночный тормоз используют также при трогании с места на неровных участках дороги, когда правая нога должна быть на педали газа, а левая выжимает сцепление. Плавно отпуская рукой рычаг тормоза, включая одновременно сцепление и прибавляя газ, удается предотвратить произвольное скатывание автомобиля под уклон.

Запасная тормозная система призвана дублировать основную рабочую в случае её отказа. Это может быть полностью автономное устройство, или представлять собой часть, один из контуров тормозного привода. Как вариант, функции запасной может выполнять стояночная система.

Вспомогательная тормозная система устанавливается на большегрузных автомобилях, например, на отечественных КамАЗах, МАЗах, КрАЗах. Она предназначена для снижения нагрузки на основную рабочую систему во время длительного торможения – при движении в горах или по холмистой местности.

Запасная тормозная система

Запасная тормозная система служит для экстренного или аварийного торможения при отказе или неисправности основной. Она выполняет те же функции, что и рабочая тормозная система, и может функционировать и как часть рабочей системы, и как самостоятельный узел.

Сроки замены тормозных дисков или протачивание тормозных дисков

Обычно, износ тормозных дисков сопоставим по времени с износом двух пар колодок, это если говорить образно, учитывая, что эксплуатация автомобиля имела постоянный характер. Если характер движения меняется, в процессе эксплуатации появляются элементы интенсивной езды, может наступить преждевременный износ дисков.

Некоторые умудряются «убить» тормозные диски при спокойной езде. Для этого достаточно попасть в лужу после интенсивного торможения. В этом случае вода и влага попадет на чугунный диск, соответственно перепад температур сделает свое дело, на рабочих поверхностях диска со временем появятся элементы коробления, что в итоге будет передаваться на рулевое колесо и педаль тормоза.

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.

Стояночная тормозная система

Схема стояночного тормоза

Основными функциями и назначением стояночной тормозной системы являются:

• удержание транспортного средства на месте в течение длительного времени;
• исключение самопроизвольного движения автомобиля на уклоне;
• аварийное и экстренное торможение при выходе из строя рабочей тормозной системы.

Материалы изготовления тормозных дисков

Самым распространенным материалом для изготовления тормозных дисков является чугун. У чугунных тормозных дисков есть свои недостатки: на чугун сильно влияют какие-либо перепады температур, что приводит к изменению внутренней структуры чугуна и характеристик материала (твердость).

На рынке есть альтернативные варианты, такие как тормозные диски из композитных или керамических материалов, но их стоимость существенно выше.

ВИДЫ И УСТРОЙСТВО ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ

В современных автомобилях используют устройства тормозов двух видов – дисковые и барабанные. Название устройств видов тормозных систем пошло от используемого главного элемента, воспринимающего тормозное усилие, выполненного в виде диска или в виде барабана.

Барабанные тормоза насчитывают более ста лет, в настоящее время считаются устаревшими, обычно применяются в ус тройстве заднего моста автомобиля. Устройство задних барабанных тормозов достаточно простое и надежное. Ступица колеса жестко соединена с тормозным барабаном, который и воспринимает тормозящее усилие от двух тормозных колодок со специальными накладками. Пара колодок и гидравлический привод, называемый еще колесным цилиндром, смонтированы на тормозном щите, являющимся силовой деталью заднего моста. Устройство барабана таково, что удачно закрывает весь механизм от грязи и пыли, поэтому задний механизм торможения менее восприимчив к воздействию окружающей среды.

При нажатии педали тормоза давление гидравлической жидкости передается в рабочую полость колесного цилиндра и выталкивает из него два симметричных штока, прижимающих колодки к внутренней поверхности тормозного барабана. В старых моделях барабан изготавливался из специальных сортов чугуна, современные барабаны отливаются из алюминиевых сплавов с чугунными вставками, что значительно улучшает отведение тепла от трущихся поверхностей.

В конструкции барабанного механизма предусмотрено крепление троса стояночного тормоза. При выжимании рычага на определенную величину, легко контролируемую по количеству щелчков храповика фиксатора, трос натягивается и через специальный рычаг механизма тормоза с усилием прижимает колодки заднего тормоза к барабану, тем самым фиксируя колеса машины.

Преимущества устройства барабанных систем:

• общая рабочая поверхность колодок составляет не менее 400 см2для легкового автомобиля класса «В», что в разы больше суммарной поверхности накладок дисковых систем;
• при меньшей эффективности, значительно большее останавливающее действие;
• устройство привода позволяет легко подключить трос ручного стояночного тормоза, тогда как для дисковых систем это сделать значительно сложнее;
• накладки на колодках изнашиваются медленнее.

Важно! Контролировать, насколько выработана и изношена рабочая поверхность барабана, в силу специфики устройства достаточно сложно, поэтому следует с каждой регулировкой системы демонтировать барабан и замерять остаточную толщину стенки.

Усилие торможения может достаточно изменить траекторию движения автомобиля, поэтому в системе управления торможением первым всегда подключается привод задних колес, с небольшим опозданием подключается привод колодок передних колес. Благодаря такой последовательности обеспечивается стабильность курса движения машины без бокового заноса или разворота.

Сравнительные характеристики

Барабанные тормоза проще и дешевле в производстве. Они обладают свойством, называемым – эффект механического самоусиления. То есть, при продолжительном давлении ногой на педаль многократно увеличивается тормозящее действие. Это происходит за счет того, что колодки нижними частями связаны друг с другом, и трение передней о барабан усиливает давление на него задней колодки.

Однако механизм дисковых тормозов меньше и легче. Температурная стойкость выше, они быстрее и лучше охлаждаются за счет предусмотренных отверстий-окон. И замена изношенных дисковых колодок производится намного проще, чем барабанных, что важно, если производить ремонт самостоятельно.

Как узнать, что надо менять тормозные диски?

Во время замены тормозных колодок нужно внимательно осмотреть поверхность тормозного диска на наличие повреждений и трещин. Следует визуально и если требуется приборным методом измерить толщину тормозного диска, которая должна быть не меньше 50 % от номинала. Выход износа тормозного диска за допустимые параметры является показанием к их замене.

Чтобы узнать, нужно ли менять тормозные диски, следует обратить внимание на лишние вибрации на рулевом колесе и педали тормоза. Если при торможении возникает какая-либо вибрация, проведите эксперимент – отпустите педаль тормоза, если вибрация уйдет, меняйте тормозные диски. Есть некая альтернатива замене дисков (в определенных случаях) – протачивание тормозных дисков.

Принцип работы тормозной системы

Самая распространенная гидравлическая тормозная система работает достаточно просто, ниже, на видео-уроке детально показан принцип работы в 3Д анимации.

1. Первой в цепочке элементов стоит педаль тормоза. Когда водитель нажимает на нее, давление передается на вакуумный усилитель тормозов;
2. Вакуумный усилитель увеличивает давление и передает его на главный тормозной цилиндр, вдавливая поршень;
3. От ГТЦ по трубопроводам гидравлическая жидкость поступает к цилиндрам суппортов. За счет несжимаемости жидкости, она почти мгновенно передает усилие от главного цилиндра на тормозные механизмы, и они приходят в действие;
4. Рабочие цилиндры суппортов прижимают тормозные колодки к дискам или барабанам;
   
   Чем сильней водитель давит на педаль, тем больше и резче будет усилие на тормозах. Это дает возможность управлять автомобилем, чувствуя и рассчитывая силу торможения;
5. Когда водитель отпускает педаль, система возвращается в нейтральное положение. Педаль становится на место благодаря возвратной пружине, давление в гидросистеме падает.

Протачивание тормозных дисков: за и против

Если на поверхности тормозного диска образовалась выработка в виде местного коробления, альтернативой к замене тормозных дисков будет протачивание тормозных дисков. Протачивание тормозных дисков проводится при не сильном износе диска по толщине. Это объясняется тем, что слишком тонкий тормозной диск очень плохо переносит тепловую нагрузку, что может привести к полному его разрушению. Поэтому перед тем, как протачивать тормозные диски проводят замеры толщины диска, степени коррозии и величины биения тормозного диска.

Что лучше проточить или заменить тормозной диск

Конечно стоимость проточки тормозных дисков ниже, чем стоимость замены тормозных дисков. Главное, чтобы толщина диска позволяла проводить операцию по расточке. При этом, чтобы избежать тормозного дисбаланса, следует протачивать оба тормозных диска и не забудьте заменить тормозные колодки. Старые тормозные колодки будут негативно влиять на проточенные тормозные диски.

Проточка передних тормозных дисков с заменой колодок будет варьироваться от 30 до 50 долларов.

Стоимость оригинальных тормозных дисков от 60 до 120 долларов

Чтобы определится, что лучше покупать новые тормозные диски или проточить оригинальные тормозные диски, следует понимать, что заводские тормозные диски намного надежнее. Поэтому лучше искать оригинальные запчасти, а если финансы не позволяют, лучше проточить заводские тормозные диски.

Каким требованиям должна соответствовать современная тормозная система? Назначение тормозной системы.

Тормозная система служит для уменьшения скорости движения автомобиля, полной остановки автомобиля и удержания автомобиля на месте. Процесс торможения происходит за счет возникновения силы трения между колесами и дорогой.

 Устройство стояночной тормозной системы

Стояночная тормозная система была создана для возможности удержания автомобиля в неподвижном состоянии при стоянке, иногда выполняет функции запасной тормозной системы, затормаживая автомобиль в случае отказа рабочей тормозной системы.

Привод современной тормозной системы различается по способу воздействия:

—         Антиблокировочная система тормозов ;

—         Усилитель тормозного привода ;

—         Система распределения тормозных усилий ;

—         Электронная система блокировки дифференциала.

Принцип работы гидравлического привода тормозов основан напередаче тормозной жидкостик тормозным механизмам через шланги тормозной системы. Работа гидравлического привода тормозов начинается после нажатия педали тормоза, после чего вступает в работу главный тормозной цилиндр (основной элемент тормозной системы, который служит для преобразования механической работы (нажатие на педаль тормоза), в гидравлическую). Создается давление тормозной жидкости в системе, вследствие которого осуществляется работа тормозных механизмов, тормозной поршень разжимает колодки, и прижимает их к тормозным дискам, за счет чего происходит трение между ними и автомобиль начинает уменьшать скорость.

. Электрический привод тормозов (основан на использовании источника электрической энергии). Преимущества электрического привода тормозов в простоте конструкции и в удобстве эксплуатации. К основным недостаткам электрического привода тормозов можно отнести потребность в мощном источнике электрической энергии, из-за чего электрический привод тормозов не пользуется популярностью сегодня;

4.Пневматический привод тормозов (для процесса торможения автомобиля использует сжатый воздух).

5. Комбинированный привод тормозов (основан на сочетании пневматического и гидравлического приводов).

АБС это система, которая существенно повышает безопасность движения автомобиля на дорогах.

На сегодняшний день устройство современного автомобиля обязательно включает антиблокировочную систему. Работа системы АБС помогает водителю избегать неприятных аварийных ситуаций на дороге. Эта система незаменима для начинающих водителей.

Основная цель АБС — во время экстренного торможения сохранить управляемость автомобиля.

Для сигналов торможения рекомендуется применять специальные фонари заводского изготовления. Такие фонари имеются в розничной продаже. Лампы таких фонарей достаточно подключить параллельно основным сигналам тормозов и приводятся в действие от нажатия на педаль тормоза

Запрещается устанавливать дополнительные сигналы торможения на грязи защитниках задних колес, так как при таком расположении водители грузовых автомобилей их не видят, а это противоречит правилам дорожного движения

В соответствии с техническими услови­ями, эти тормозные жидкости обеспечивают устой­чивую и надежную работу тормозных систем. Технические требования к тор­мозным жидкостям определяются нор­мативными документами (стандарты SAE J 1703, FMVSS 116, ISO 4925). Эксплуатационные характеристики тор­мозных жидкостей содержатся в Феде­ральных требованиях безопасности ав­томобильного транспорта в США (FMVSS 116), а также в других нацио­нальных нормативных документах. Ос­новные свойства тормозных жидкостей, соответствующие требованиям мини­стерства транспорта США (DOT).

Установившаяся температура кипения

Определяет величину сопротивления тормозной жидкости тепловым нагруз­кам. Теплота, образующаяся при работе тормозных гидроцилиндров колес (наи­большая температура во всей тормоз­ной системе) является критическим па­раметром безопасной работы тормозной системы. При температуре, превышаю­щей точку кипения, происходят интен­сивное образование воздушных пузырь­ков испаряющейся тормозной жидко­сти, что может привести к отказам в работе тормозной системы.

Влажностная точка кипения. Этот параметр характеризует устано­вившуюся температуру кипения тор­мозной жидкости в зависимости от аб­сорбируемой   влаги (приблизительно 3,5%). Вследствие попадания в тормоз­ную жидкость воды точка кипения сни­жается. Абсорбция влаги происходит, в основном, за счет диффузии воды через гибкие трубопроводы тормозной систе­мы. Вследствие этого гибкие соедини­тельные трубопроводы заменяются че­рез 1 -2 года. На рис. (см. с. 254) пока­зана зависимость снижения точки кипения двух типов тормозной жидко­сти от абсорбируемой в ней воды.

Вязкость. Чтобы обеспечить надежную работу тормозной системы в диапазоне тем­ператур от -40 до + 100еС, вязкость тормозной жидкости должна оставать­ся по возможности постоянной с мини­мальной зависимостью от температу­ры. Поддержание минимально воз­можной величины вязкости при очень низких температурах особенно акту­ально при использовании анти блоки­ровочной системы тормозов (ABS), си­стемы регулирования тягового усилия на колесах (TCS) и системы электрон­ного управления устойчивостью дви­жения (ESP).

Сжимаемость. Тормозная жидкость должна в процессе эксплуатации сохранять низкий уровень сжимаемости и иметь минимальную чувствительность к колебаниям темпе­ратуры.

Защита от коррозии. Стандарт FMVSS 116 регламентирует требования к тормозной жидкости по защите от коррозии: она не должна ока­зывать коррозирующего воздействия на металлические детали тормозной сис­темы. Защитные антикоррозийные свойства обеспечиваются внесением в тормозную жидкость специальных при­садок.

Набухание эластомеров. Допускаемая величина набухания эластомеров под воздействием тормозной жидкости не должна превышать 10%. При большей величине набухания прочностные свойства эластомеров существенно снижаются, уже незначительное загрязнение минеральным маслом, растворителя) тормозной жидкости на гликолей основе может привести к разрушению резиновых изделий (таких, как уплотнения) и выходу из строя всей тормозной системы.

Химический состав тормозной жидкости, как подобрать тормозную жидкость по химическому составу?

Гликоли. Большинство тормозных жидкостей основано на различных соединениях гликолей (двухатомных спиртов). Хотя эти соединения используются для получения тормозных жидкостей, удовлетворяющих требования стандарта DOT 3. их превышенные гигроскопические свойствявляются причиной относительно встрой абсорбции влаги, сопровождающейся снижением температуры кипения тормозной жидкости. При условии, если свободные гидроксилы частично связаны сложными эфирами с борной кислотой. >разуется высококачественная тормозная жидкость DOT 4 (или «DOT 4+», Super DOT 4»), которая, при взаимодействии с влагой, полностью ее нейтрализует. Поскольку снижение темпе­ратуры кипения тормозной жидкости DOT 4 за время ее эксплуатации происходит значительно медленнее по сравнению с жидкостью DOT 3, срок службы увеличивается.

Жидкости на основе минеральных масел (ISO 7308). Преимуществом тормозных жидкостей созданных на основе минеральных масел. является отсутствие у них гигроскопичности, поэтому температура кипения (при отсутствии абсорбции влаги не снижается. Минеральные и синтетические масла для тормозных жидкостей отбираются с особой тщательностью. Для обеспечения как можно меньшей зависимости вязкости от температуры в тормозную жидкость добавляются спе­циальные присадки.

Нефтяная промышленность, помимо топлив, также поставляет для тормоз­ных жидкостей различные присадки, улучшающие их свойства. Следует от­метить, что не рекомендуется в тормоз­ные системы, в которых в качестве тормозной жидкости применяются гликоли добавлять тормозные жидкости, соз­данные на основе минеральных масел (или наоборот), чтобы не допустить на­бухания эластомеров.

Силиконовые жидкости (SAE J 1705). Поскольку силиконовые жидкости, так­же как и минеральные масла, не абсор­бируют влагу, они в ряде случаев ус­пешно применяются в качестве тормоз­ной жидкости. Недостатками сили­коновых жидкостей являются сущест­венно более высокая сжимаемость и худшие смазывающие свойства, что ог­раничивает их применение в качестве рабочей жидкости во многих гидравли­ческих системах,

При подборе тормозной жидкости к нежелательным последствиям может привести при­менение силиконовых жидкостей и мине­ральных масел приводит накопление во­ды в свободном виде, которая выпарива­ется при нагреве жидкости свыше 100:С и замерзает при охлаждении ее ниже 0°С, с образованием пузырьков, препятству­ющих нормальной работе системы

Ещё статьи..

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет)