Как на самом деле работают барабанные тормоза?

Как на самом деле работают барабанные тормоза?

Вы когда-нибудь задавались вопросом, что на самом деле происходит внутри барабанного тормоза во время его работы и почему дисковые тормоза обычно считаются превосходящими свой аналог более ранней конструкции? Позвольте нам объяснить.

Большинство, вероятно, знают, как работают дисковые тормоза. Вкратце напомним алгоритм действия системы: после нажатия на педаль тормоза главный тормозной цилиндр через тормозную жидкость в гидролиниях начинает повышать давление в суппортах, где один или несколько поршней посредством прилагаемого к ним давления начинают прижимать одну или две колодки к диску (тормозному диску).

При помощи сил трения автомобиль начинает сбрасывать скорость, гарантируя, что вы в конечном итоге не въедете в задний бампер впередиидущего автомобиля или в стену/столб/дерево. Просто и эффективно. Подробнее по теме:

Но как насчет тормозных барабанов? Эти более скромные элементы тормозной технологии, и уж точно гораздо более старые по сравнению с дисковыми тормозами, практически полностью ушли из повседневной жизни автомобильного сообщества. Даже грузовые машины и автобусы все реже прибегают к услугам этих «слуг». Теперь подобные схемы тормозных механизмов можно обнаружить только на очень недорогих автомобилях или специфической технике. Почему так произошло? В чем кроется ахиллесова пята «барабанов»?

По какому принципу работают барабанные тормоза?

Рабочий процесс начинается точно так же, как на дисковых механизмах, – с жидкости, передающей давление от главного тормозного цилиндра к исполнительному механизму тормозов. С этого момента и появляются все главные отличия.

Вместо тормозного суппорта, как у дискового тормоза, в барабанных тормозах жидкость попадает в так называемый рабочий тормозной цилиндр, установленный внутри чугунного тормозного барабана.

Жидкость выталкивает два поршня из корпуса рабочего тормозного цилиндра наружу, в результате чего тормозные колодки расходятся, прилегая к внутренней обшивке тормозного барабана. Так как барабан крепится к ступице, вызываемое трение начинает замедлять вращение колеса.

Также в функциональной части тормозного механизма важную роль играют так называемые стяжные пружины. Две пружины установлены по обоим концам двух колодок. Как ясно из названия, эти пружины возвращают тормозные колодки в исходное положение после отпуска тормозной педали.

По мере износа колодок специальная система подвода будет выбирать лишнее расстояние между барабаном и колодками, что позволит не снижать КПД и скорость работы тормозной системы с течением времени и естественным износом компонентов. Тем не менее – об этом говорят знатоки – передние колодки в барабанных тормозах прижимаются к поверхности с большей силой, что увеличивает их износ.

Есть ли преимущества у барабанного механизма перед дисковым?

Казалось бы, это просто невозможно. Как может быть архаичная система лучше более современной? Но есть несколько неоспоримых плюсов барабанных тормозов, которых у нее не отнять:

1. Поскольку пятно контакта проходит по всей окружности барабана, тормозное усилие, передающееся барабанным тормозам, больше, чем у тормозного диска одинакового размера.

2. Не посчитайте за шутку, но мы вычитали на специализированных сайтах, что использование барабанных тормозов экономит вес, средства на производство элемента для автокомпании и в конечном итоге деньги в кошельках автовладельцев.

Если относительно последних двух пунктов мы знали уже давно – действительно, проще и дешевле конструкции сложно найти, то вот о весе даже не догадывались. Как-то чугунный большой барабан не внушал чрезмерной уверенности в этом. Тем не менее, если учесть, что в дисковом тормозе помимо тормозной гидравлики есть еще и огромный диск (тоже чугунный), то на то и выходит. При одинаковом весе барабанный тормоз будет мощнее за счет большего пятна контакта колодок в нем. Но при одинаковой мощности он будет легче своего современного аналога.

Читать статью  10 лучших фирм тросов ручника

3. Наконец, еще одно неоспоримое преимущество – тормозные колодки, как правило, не стираются гораздо дольше, чем на обычных дисковых тормозах.

Минусы барабанных тормозов

1. Несмотря на простоту конструкции и более дешевое производство, в обслуживании барабанные тормоза не могут конкурировать с дисковыми. Уж больно сложная настройка им требуется. Возня с барабанами в некотором роде была похожа на искусство. Только мастер мог настроить поизносившиеся тормоза идеально. Времени эта настройка тоже отнимала изрядно.

2. Барабаны не так хороши, когда дело доходит до работы в жару. Все компоненты – внутри закрытого барабана, теплу от торможения деваться некуда. Вся система при интенсивном использовании перегревается, а охлаждается медленно.

Перегрев опасен не только закипанием тормозной жидкости, но и уменьшением трения во время использования тормозов, а значит, уменьшением эффективности торможения.

3. Барабанные тормоза также гораздо более восприимчивы к перетормаживанию, когда колодка «прилипает» к барабану даже после отпускания педали. У дисковых тормозов неотвод колодок встречается гораздо реже.

Этих минусов оказалось достаточно, чтобы производитель решил навсегда отойти от данной конструкции.

Поэтому нетрудно понять, почему тормозные диски стали выбором де-факто для производителей автомобилей и почему вы все реже встречаете новые серийные легковые автомобили с барабанными тормозными механизмами.

P. S. Скромный барабанный тормоз по-прежнему используется на медленных, дешевых автомобилях и коммерческих моделях. Так что жив старичок. Жив!

Тормозная система автомобиля

Система торможения относится к основным устройствам обеспечения безопасности управления автомобилем. По этой причине отказы в работе тормозной системы автомобиля стоят самыми первыми в списке всех дефектов, при наличии которых запрещается эксплуатировать автомобиль.

Вот это тормоза!

Устройство тормозной системы автомобиля

Современные автомобили оборудуются тремя или четырьмя системами торможения. К ним относятся:

  • основная или рабочая система;
  • стояночный тормоз;
  • вспомогательная система;
  • дублирующий запасной тормоз.

Рабочая система — по эффективности и применению является главной. Прямое предназначение основной тормозной системы автомобиля заключается в снижении скорости машины или её остановке. Принцип работы системы основан на сжатии вращающегося диска или распорке колёсного барабана специальными металлокерамическими колодками, которые сжимаются или разжимаются педалью тормоза через усиливающую гидравлическую систему передачи давления.

Стояночный тормоз — применяется для фиксации положения автомобиля после остановки на стоянку. При отпускании педали рабочего тормоза основная тормозная система отключается, и автомобиль может свободно скатиться под уклон. Второе его назначение – начало движения на крутом подъёме. Такое часто случается, когда на подъёме глохнет машина. При этом она удерживается на склоне ручным стояночным тормозом. Для начала движения с места необходимо одновременным движением рук и ног включать сцепление, нажимать на газ и убирать стояночный тормоз. При таком синхронном движении удаётся избежать скатывания автомобиля назад под действием силы тяжести.

Дублирующая тормозная система — используется для страхования при отказе рабочей системы. Она может быть независимой от рабочей системы и охватывать все контуры основной системы торможения или дублировать только определённую её часть, например, задние тормозные цилиндры. В некоторых случаях роль запасной системы торможения может выполнять стояночный тормоз.

Вспомогательная система торможения — применяется на дальнобойных крупногабаритных машинах типа КрАЗ, МАЗ, КамАЗ и т.п. Она обеспечивает снятие чрезмерной нагрузки с основной системы торможения во время длительного затормаживания крупнотоннажной автомашины на горных и холмистых участках дороги.

Читать статью  Легковой прицеп с тормозами: принцип работы системы, отзывы владельцев

Принцип работы

Схема гидравлической тормозной системы

1 — впускной трубопровод двигателя;
2 — запорный клапан;
3 и 6 — вакуумные баллоны соответственно переднего и заднего контуров;
4 — сигнализаторы недостаточной величины вакуума;
5 и 10 — гидровакуумные усилители соответственно переднего и заднего контуров;
7— тормозной механизм заднего колеса;
8 — картер заднего моста;
9 — регулятор давления;
11 — воздушный фильтр;
12 — пополнительный бачок;
13 — главный тормозной цилиндр;
14 — тормозной механизм переднего колеса;
15 — регулировочный эксцентрик;
16 — опорные оси;
17 — опорный диск;
18 — рабочий тормозной цилиндр;
19 — оттяжная пружина;
20 — эксцентриковая шайба;
21 — накладка колодки;
22 — направляющие скобы;
23 — перепускной клапан;
24 — подводящий шланг;
25 — резиновый шланг

Типовая структурная схема рабочей тормозной системы состоит из педали управления, гидравлического приводного устройства и исполнительных тормозных механизмов.

Ещё кое-что полезное для Вас:

  • Основные причины биения и вибрации руля при торможении и способы их устранения
  • Как самому поменять тормозные колодки у машины
  • Как выбрать тормозные колодки

Видео: Как работают тормоза

Принцип работы тормозной системы автомобиля заключается в следующем:

  1. движение педали управления механически передаётся на поршень главного гидроцилиндра;
  2. движение поршня внутрь основного цилиндра приводит к увеличению давления жидкости в трубопроводах, подающих тормозную жидкость на исполнительные цилиндры тормоза каждого колеса;
  3. возрастание давления в исполнительных цилиндрах приводит к перемещению поршня, который сжимает дисковые колодки или разжимает барабанные колодки на колесах;
  4. под действием трения рабочей поверхности колодок о поверхность диска или барабана происходит затормаживание колёс.

Таким образом, давление ноги на педаль усиливается гидросистемой и действует на тормозные колодки колёс. При снятии ноги с педали гидравлическое давление в системе выравнивается, и поршень в основном гидроцилиндре занимает своё исходное положение. Колодки, находящиеся под воздействием сил возвратных пружин, отпускают диски или барабаны колёс. Гидравлический привод применяется в качестве привода рабочей тормозной системы легковых и грузовых марок авто с небольшой грузоподъёмностью.

Простейший гидравлический привод состоит из следующих основных узлов и механизмов:

  • педаль управления;
  • основной тормозной цилиндр;
  • вакуумный усилитель (может отсутствовать);
  • трубопроводы;
  • колесные цилиндры;
  • регулятор давления.
  • главный тормозной цилиндр

Схема гидропривод тормозной системы

1 — тормозные цилиндры передних колес;
2 — трубопровод передних тормозов;
3 — трубопровод задних тормозов;
4 — тормозные цилиндры задних колес;
5 — бачок главного тормозного цилиндра;
6 — главный тормозной цилиндр;
7 — поршень главного тормозного цилиндра;
8 — шток;
9 — педаль тормоза

Различные конструкции главного цилиндра имеют общий принцип работы. В них во всех в свободном положении педали тормозная магистраль имеет свободный выход в резервуар, куда заливается тормозная жидкость. Это даёт возможность производить непрерывную компенсацию:

  • утечки жидкости через уплотнительные резинки цилиндров;
  • расширения тормозной жидкости при нагревании;
  • расширения объёма рабочих цилиндров за счёт выработки накладок на тормозных колодках.

Главный цилиндр разделяет контуры управления торможением (параллельные или диагональные), через два отверстия в два разделённых резервуара каждого контура. Такая схема позволяет сохранить общую работоспособность тормозной системы автомобиля при выходе из строя какого-либо из контуров, что поднимает надёжность и безопасность вождения.

Вакуумный усилитель

Схема ваккумного усилителя

Для увеличения гидравлического давления в системе применяется вакуумный усилитель. Он обычно выполнен в одном модуле с главным тормозныи цилиндром. Усилитель имеет круговую камеру, разделённую на две половины с помощью упругой диафрагмы. Одна половина камеры сообщается через клапан с впускным коллектором мотора, где создаётся вакуум. Вторая половина камеры имеет свободный выход в атмосферу. При нажатии на педаль её действие усиливается давлением вакуума на поршень основного гидроцилиндра. В итоге гидравлическое давление в исполнительных цилиндрах увеличивает прижимное усилие колодок дополнительно до 30-40 кг.

Читать статью  Расположение педалей в машине с механической коробкой МКПП и автоматической АКПП

Регулятор давления

Регулятор предназначен для снижения давления в рабочих цилиндрах задних колёс при интенсивном торможении. Его необходимость обусловлена тем, что при торможении основная масса автомобиля по инерции переносится на передние колёса, а задние колёса получают разгрузку. Блокировка колёс может привести к заносу автомобиля, поэтому давление в задних цилиндрах ограничивается распределителем давления. Он включён в цепь обоих контуров системы торможения и распределяет жидкость в задние цилиндры колёс.

Трубопроводная схема

Схема компоновки гидропривода

1 — главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем;
2 — регулятор давления жидкости в задних тормозных механизмах;
3-4 — рабочие контуры.

Схема распределения и передачи тормозной жидкости рабочей системы имеет основной и дублирующий контур. Когда отсутствуют дефекты в системе, оба контура функционируют раздельно как основные. При выходе из строя одного контура (утечки жидкости) второй контур работает как дублирующий. Существует следующие три схемы разделения контуров:

  1. Параллельная развязка на 2 передних и 2 задних цилиндра в каждом контуре.
  2. Диагональная развязка цилиндров по контурам (правый задний – передний левый и наоборот).
  3. Дублирующее включение (первый контур включает все 4 рабочих цилиндра, второй контур включает только 2 передних цилиндра).

Отечественные автомобили с приводом на задние колёса имеют разделение контуров по первой схеме. Иномарки и ВАЗы с передними ведущими колёсами имеют устройство тормозной системы автомобиля по второй схеме.

Тормозные механизмы

Механизмы тормозов используются для создания противодействующего вращению колёс механического момента. В основном на всех авто применяются фрикционные механизмы, работающие на трении соприкасающихся материалов. Они устанавливаются на колесе и делятся по конструкции на дисковые и барабанные типы.

Дисковые тормоза

1 — колесная шпилька дисковые тормоза
2 — направляющий палец
3 — смотровое отверстие
4 — суппорт
5 — клапан
6 — рабочий цилиндр
7 — тормозной шланг
8 — тормозная колодка
9 — вентиляционное отверстие
10 — тормозной диск
11 — ступица колеса
12- грязезащитный колпачок

Дисковые механизмы могут быть с подвижным или статичным суппортом. Подвижный суппорт способствует равномерному износу трущихся накладок и, кроме того, обеспечивает постоянный зазор до поверхности диска вне зависимости от выработки накладок. Он крепится на подвеске с помощью кронштейна и имеет пазы для установки рабочих цилиндров. Диск, соединённый со ступицей колеса, имеет гладкую поверхность и отверстия для быстрого воздушного охлаждения.

Колодки с тормозящими накладками в нормальном положении прижаты к суппорту возвратными пружинами. Под давлением штока поршня исполнительных цилиндров колодки отжимаются к поверхности диска, происходит его торможение. Для индикации выработки накладок в колодках имеется датчик износа, который сигнализирует на приборную доску о критической выработке фрикционного поверхностного слоя колодок.

Барабанная система тормозов

Барабанные механизмы имеют полукруглые колодки в виде полумесяца с фрикционными накладками с наружной стороны, нижние концы которых закреплены на неподвижной оси, а верхние концы могут раздвигаться под давлением поршней исполнительных цилиндров тормозов. Прижатые в нормальном положении друг к другу стяжными пружинами полукруглые колодки под давлением поршней раздвигаются и распирают внутреннюю поверхность вращающегося барабана. Трение поверхностей колодок и барабана приводит к торможению колеса. Для компенсации выработки трущейся поверхности имеется механизм самоподвода колодок к барабану.

По отношению к тормозам барабанного типа дисковые механизмы имеют следующие преимущества:

  • температурные изменения материала не влияют на состояние поверхности, и тормозной момент не зависит от нагрева диска;
  • эффективное воздушное охлаждение за счёт использования отверстий на диске и высокая температурная стойкость материала;
  • меньший тормозной путь за счёт активного действия всей поверхности колодок;
  • меньше вес и габариты;
  • высокая чувствительность системы торможения;
  • оперативность срабатывания;
  • лёгкость замены колодок, не требуется обточка и подгонка накладок при замене колодок;
  • до 70% инерции движения автомобиля могут гаситься на передних тормозных дисках.

Источник https://1gai.ru/publ/521346-kak-na-samom-dele-rabotayut-barabannye-tormoza.html

Источник https://avtomotoprof.ru/obsluzhivanie-i-uhod-za-avtomobilem/tormoznaya-sistema-avtomobilya/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *