Тормозная система: в ответе за безопасность всех участников дорожного движения

Тормозная система: в ответе за безопасность всех участников дорожного движения

Автомобиль нужно не только разогнать и поддержать его скорость, но и остановить — за это отвечает тормозная система. О том, что такое тормозная система автомобиля, какие она выполняет функции, какие виды тормозных систем бывают, как они устроены и работают, читайте в данной статье.

Назначение тормозной системы автомобиля

Движущийся автомобиль обладает определенной кинетической энергией, и чем больше масса автомобиля, тем больше в нем запасается энергии. Для снижения скорости или полной остановки эту энергию необходимо у автомобиля «отнять». Наиболее просто достичь этого можно переводом кинетической энергии в энергию другого вида, например — в тепловую. Как это реализовать на практике? Например, с помощью сил трения — достаточно заставить колеса сильнее тереться о дорогу или иную поверхность, в результате кинетическая энергия перейдет в тепловую, а автомобиль остановится.

Именно эту задачу и решает тормозная система автомобиля: она за счет сил трения, возникающих в тормозном механизме, приводит к снижению скорости или полной остановке автомобиля. Также существует рекуперативное торможение (о котором мы писали ранее в статье «Система рекуперативного торможения»), но в нем используется тот же принцип преобразование кинетической энергии в энергию другого вида — например, в электрическую, за счет чего и происходит остановка транспортного средства.

Вообще, у тормозной системы есть не одна, а сразу две функции:

— Снижение скорости или полная остановка транспортного средства;
— Препятствие движению покоящегося транспортного средства.

За решение каждой из этих задач отвечают разные типы тормозных систем, о чем сказано ниже.

Типы и виды тормозных систем

Существует три типа тормозных систем по их применению:

— Рабочая тормозная система;
— Стояночный тормоз (или ручной тормоз);
— Запасная стояночная система.

Рабочая тормозная система — это основная система, которая используется во время движения автомобиля для снижения скорости и полной остановки, а также для кратковременного удержания автомобиля на месте до начала движения или до включения стояночного тормоза. Данная система присутствует на всех автомобилях.

Стояночный тормоз («ручник») — система, необходимая для удержания транспортного средства во время его стоянки, а также при остановке на горке и для начала движения на подъеме. Данный тормоз включается специальным рычагом, почему и получил название «ручник».

Запасная тормозная система дублирует основную, и при выходе последней из строя позволяет безопасно управлять автомобилем. Обычно в качестве запасной системы выступает один из контуров основной тормозной системы, но на некоторых транспортных средствах она выполняется в виде автономной системы.

Также тормозные системы можно разделить по типу используемых в них тормозных механизмов и приводов.

По типу тормозного механизма:

— С тормозными дисками;
— С тормозными барабанами;
— Комбинированные (на одной оси, обычно задней, устанавливаются барабанные тормоза, на другой — дисковые).

По типу привода:

— Системы с механическим приводом (чаще применяются на мотоциклах и компактных автомобилях, а также он повсеместно используется в стояночном тормозе);
— Системы с гидравлическим приводом (используются на большинстве современных автомобилей);
— Системы с пневматическим приводом (наиболее часто применяются на грузовых автомобилях);
— Системы с электромеханическим приводом;
— Комбинированные системы (в частности, гидравлические тормозные системы грузовых автомобилей часто дополняются пневматическим усилителем, который снижает усилие, необходимое для нажатия на педаль).

Ниже мы рассмотрим устройство дисковых и барабанных тормозных систем с гидравлическим приводом, которые на сегодняшний день являются наиболее распространенными в грузовых и легковых транспортных средствах.

Устройство и принцип действия тормозной системы

Как было сказано выше, тормозная система состоит из двух основных компонентов — тормозного механизма и тормозного привода. Тормозной механизм предназначен для непосредственно торможения автомобиля, а привод — для включения тормозного механизма.

Тормозной механизм, независимо от типа и устройства, имеет подвижный и неподвижный элемент. Первый вращается вместе с колесом, а второй закреплен на ступице, поэтому остается в покое. И именно трение между этими элементами вызывает снижение скорости и остановку автомобиля. В барабанном и дисковом тормозных механизмах подвижными являются, соответственно, барабан и диск, а неподвижными — колодки.

Читать статью  Почему возникают вибрации при торможении?

Схема тормозной системы

  1. тормозная колодка заднего тормозного механизма (барабанного);
  2. тормозной цилиндр заднего колеса;
  3. педаль тормоза;
  4. шток с поршнем;
  5. тормозной бачок;
  6. главный тормозной цилиндр;
  7. тормозная колодка переднего тормозного механизма (дискового);
  8. колесный тормозной цилиндр;
  9. трубопровод передних колес;
  10. трубопровод задних колес.

Барабанный тормоз. Этот тип тормозного механизма состоит из закрепленного на колесе барабане, внутри которого зафиксированы колодки и гидроцилиндры, прижимающие колодки к внутренней стороне барабана. Барабанные тормоза изобретены свыше 110 лет назад, однако они все еще применяются многими автопроизводителями для установки на задние колеса.

Дисковый тормоз. Состоит из закрепленного на колесе стального диска и суппорта с колодками. Колодки расположены таким образом, что они зажимают диск, как тиски — это и приводит к торможению автомобиля. Дисковые тормоза используются на автомобилях с 60-х – 70-х годов прошлого века, и на легковых машинах практически полностью вытеснили барабанные тормоза.

Основное преимущество дисковых тормозов заключается в том, что они меньше подвержены перегреву, так как колодки и сам диск лучше обдуваются воздухом, чем колодки в барабанном тормозе. С другой стороны, дисковые тормоза требуют приложения больших усилий, чем барабанные, поэтому они часто оснащаются пневматическим усилителем.

Привод тормозной системы необходим для передачи усилия от педали на тормозные механизмы. В гидравлическом приводе для этого используется жидкость, в механическом — стальные тросы.

Устройство гидравлического привода несложно, он содержит несколько элементов:

— Педаль тормоза;
— Главный тормозной цилиндр;
— Бачок с тормозной жидкостью;
— Колесные цилиндры (в дисковых тормозах обычно выполнены в суппортах);
— Гидравлические магистрали;
— Пневматический усилитель (не во всех автомобилях).

Принцип действия тормозной системы с гидравлическим приводом прост: при нажатии на педаль усилие передается на шток основного цилиндра, тормозная жидкость поступает в рабочие колесные цилиндры, которые приводят в движение колодки. При отпускании педали возврат колодок (как и самой педали) в исходное положение производится пружинами.

Обычно тормозная система выполняется многоконтурной, причем в каждом контуре есть свои главные и колесные цилиндры, поэтому выход из строя одного контура позволит безопасно управлять автомобилем.

В современных автомобилях имеются дополнительные системы, делающие торможение более эффективным. Наиболее известные из них — антиблокировочная система ABS, система блокировки дифференциала EDS, антипробуксовочная система ESP, система распределения тормоза EBD, усилитель экстренного торможения BAS и другие.

Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию тормозной системы

Тормозная система автомобиля — это, в первую очередь, безопасность, поэтому ей необходимо уделять самое серьезное внимание, своевременно производить техническое обслуживание и грамотно эксплуатировать. Есть несколько простых рекомендаций, которые помогут продлить срок службы тормозной системы, сделать ее более надежной и эффективной.

В первую очередь, необходимо следить за чистотой колодок и диска (или барабана), особенно опасны загрязнения пылью, песком и солью. Грязь в тормозах ухудшает их эффективность, а песок и подобные загрязнения приводят к усиленному (а к тому же и неравномерному) износу фрикционных накладок, диска и барабана. Поэтому тормозной механизм нужно регулярно чистить.

В теплое время года некоторую опасность представляют лужи — после проезда по воде эффективность тормозной системы снижается, поэтому тормозной механизм необходимо подсушить. Сделать это легко — нужно в движении несколько раз нажать на тормоз, колодки и диск (или барабан) нагреются, и вода быстрее испарится с них.

Неисправные тормоза необходимо как можно скорее ремонтировать. Это в равной степени относится и к приводу тормозов (могут выходить из строя магистрали, цилиндры и другие элементы), так и к тормозным механизмам. В частности, подлежат обязательной замене деформированные диски и барабаны. И, конечно же, необходимо менять колодки по мере их износа.

При установке новых колодок первые 200 км пробега рекомендуется аккуратно пользоваться тормозами, придерживаться спокойного стиля вождения и стараться полностью не выжимать педаль тормоза. Колодки и диск должны притереться, и только через 200-300 км пробега будет достигнута максимальная эффективность торможения.

Также нужно обратить внимание на то, что обслуживание и чистка тормозов могут оказывать негативное влияние на здоровье человека. Раньше в колодках активно применялся асбест, сейчас используются другие материалы, однако порошок, образующийся при истирании колодок и диска, тоже весьма опасен. Поэтому при чистке тормозных механизмов нельзя вдыхать пыль, а лучше пользоваться защитными средствами (маской или респиратором).

Своевременное обслуживание и грамотная эксплуатация тормозной системы значительно повышает безопасность езды на автомобиле, причем это в равной степени относится и к тем, кто едет в машине, и к пешеходам. На автовладельцах лежит большая ответственность, поэтому тормозной системе необходимо уделять самое пристальное внимание.

Читать статью  Как правильно прокачать тормоза с АБС

Как работает тормозная система автомобиля: классификация, устройство и принцип действия различных видов тормозов

Тормозная система автомобиля – группа механизмов, которая отвечает за снижение скорости транспортного средства вплоть до полной его остановки. Является основным узлом системы активной безопасности автомобиля. В зависимости от типа тормозной системы, в её функции также входит удержание автомобиля на месте в состоянии покоя. Тормозные системы имеют множество различных конструкций. В этой статье рассмотрена классификация и устройство тормозной системы автомобиля: из чего состоит, как работает и какие виды существуют.

Устройство тормозной системы

Т ормозные системы появились еще до появления автомобилей – примерно со времён начала активного применения гужевого транспорта в 19 веке, так как лошади не справлялись со своевременной остановкой повозок. Тогда начинали применять деревянные колодки с системой рычагов, которые прижимались к наружной стороне обода колёса, но с появлением резиновых шин эта система стала неприменимой и с тех пор началось активное развитие тормозных систем.

Любую тормозную систему автомобиля можно условно разделить на две основные группы устройств – приводные (они отвечают за передачу усилия тормозного механизма) и исполнительные (отвечают за непосредственно процесс торможения или удержания автомобиля на месте). Вся система вместе отвечает за создание тормозного момента.

Дисковая тормозная система в сборе с частью подвески

Дисковая тормозная система в сборе с частью подвески

Приводные механизмы

В зависимости от конструкции тормозной системы автомобиля, к тормозным приводам могут относиться:

Педаль тормоза;
Рычаг стояночного тормоза;
Вакуумный усилитель тормозов;
Тормозные цилиндры;
Система шлангов и тормозных трубок;
Пневмомотор (у тормозных систем с пневматическим приводом);
Тяги, тросы и наконечники;
Распределитель;
Компрессор;

Исполнительные механизмы

В свою очередь к исполнительным механизмам тормозной системы относятся:

Тормозные диски;
Поршни в суппортах;
Накладки на диски;
Тормозные барабаны;
Тормозные колодки;

Виды тормозных систем (классификация)

Сегодня существует большое количество видов тормозных систем и над их развитием и совершенствованием активно продолжается работа с целью улучшения ходовых характеристик автомобилей, повышения уровня безопасности и получения новых достижений в автоспорте. Тормозные системы делят по назначению, типам приводного и исполнительного механизмов, по количеству контуров. Подробная классификация тормозных систем приводится ниже.

По назначению

Обычно выделяют четыре основных типа тормозных систем в зависимости от их назначения: это рабочая, стояночная, запасная и вспомогательная системы. Каждая служит определенной цели.

Рабочая

Педали авто

Основная, или базовая тормозная система автомобиля, активно используется большую часть времени при использовании транспортного средства. Обычно когда идут разговоры про тормозную систему автомобиля подразумеваются именно рабочая. Она непосредственно отвечает за торможение транспортного средства, в том числе позволяет удерживать автомобиль на месте (например, на склоне, перекрестке и т.д.). Управляется путём нажатия на ножную педаль тормоза.

Стояночная

Стояночная тормозная система

Предназначена для исключения самопроизвольного движения транспортного средства, в основном находящегося в состоянии покоя (особенно актуально при парковке на уклоне). Управляется с помощью рычага ручного тормоза (в современных автомобилях стояночный тормоз может активироваться с помощью соответствующей кнопки или автоматически). Некоторые водители используют стояночный (также называется ручной) тормоз для удержания автомобиля на месте на перекрестке вместо применения рабочей тормозной системы. Часто при выходе из строя ручного тормоза автовладельцы просто оставляют автомобиль на передаче.

Запасная

Дисковая тормозная система задних колёс со стояночным тормозом

Или резервная тормозная система помогает остановить автомобиль при отказе основной системы. Сильно уступает по эффективности последней, но на случай экстренной ситуации это лучше, чем ничего. Запасные тормоза могут быть в составе автономной системы, либо же управлять механизмами вышедшей из строя рабочей тормозной системы. В качестве запасной тормозной системы может выступать стояночная.

Вспомогательная

Электрический тормоз-замедлитель

Помогает рабочей тормозной системе в сложных дорожных ситуациях (например, при торможении на спуске, езде по серпантинам и т.д.). Обычно вспомогательные тормоза устанавливаются на тяжелую технику. Одной из разновидностей вспомогательных тормозных систем может быть собственно двигатель автомобиля, которому перекрывают подачу воздуха на впуске (так называемое торможение двигателем). На фото справа – электрический тормоз-замедлитель.

По приводному механизму (виду рабочего тела)

Ленточная

Ленточная тормозная система (или шкивной тормоз) – одна из первых конструкций тормозных систем, принцип действия которой заключается в создании тормозного момента за счёт трения фрикционного материала (закрепленного на стальной ленте) о наружную поверхность тормозного шкива в форме цилиндра. Ленточная тормозная система была изобретена в начале 19 века Вильгельмом Даймлером в качестве замены… дисковым тормозам. Тогда в последних применялись медные колодки, которые издавали жуткий скрип. Однако позднее ленточный тормоз был всё же вытеснен колодочными тормозами с фрикционными накладками.

Принцип действия ленточных тормозов

Принцип действия ленточных тормозов

Читать статью  Устройство автомобиля. Как работают барабанные тормоза

Преимущества:

Максимально простая и компактная конструкция;
Способность выдавать большой тормозной момент.

Недостатки:

Невысокая надежность – обрыв стальной ленты означает аварию;
Отличается тормозное усилие при разных направлениях вращения шкива;
Неравномерный износ фрикционного материала из-за разного распределения давления по дуге обхвата.

Гидравлическая

Гидравлическая тормозная система – группа механизмов, тормозной момент в которой создается благодаря давлению жидкости. Этой технологии уже более 100 лет – первый патент на такую систему получил американский авиационный инженер Малькольм Локхид в 1917 году. За век конструкция претерпела ряд доработок и улучшений, но основной принцип действия гидравлических тормозов, основанный на свойстве несжимаемости жидкости, не изменился.

Дисковая тормозная система автомобиля с исполнительными механизмами

Дисковая тормозная система автомобиля с исполнительными механизмами

В упрощенном виде тормозной гидропривод работает следующим образом:

Водитель нажимает на педаль тормоза, тем самым приводит в действие шток, который толкает главный тормозной цилиндр;

Главный тормозной цилиндр (или мастер-цилиндр) создает давление в гидравлической магистрали;

Поскольку жидкость несжимаема, она давит на поршни внутри тормозных цилиндров, приводящие в действие исполнительные механизмы (тормозные колодки или башмаки в зависимости от того, дисковая тормозная система или барабанного типа);

За счёт силы трения тормозных колодок о диск и/или башмаков о барабан и осуществляется остановка автомобиля.

Схема гидравлической тормозной системы автомобиля

Схема гидравлической тормозной системы автомобиля

Основные узлы гидравлической тормозной системы: педаль тормоза, бачок, главный (или мастер) цилиндр, гидравлические трубки, тормозные суппорты, тормозные цилиндры с поршнями, тормозные колодки. тормозные диски, тормозные башмаки (для систем с барабанными тормозами).

Современные гидравлические тормозные системы дополнительно комплектуются вакуумным усилителем тормозов (значительно снижает необходимое усилие нажатия на педаль тормоза), антиблокировочной системой (ABS), датчиком контроля уровня тормозной жидкости, регуляторами давления в системе и другими вспомогательными элементами.

Гидравлическая тормозная система имеет ряд преимуществ:

Автономность – основной функционал не зависит от других узлов автомобиля;
Простота – в системе нет особо сложных механизмов;

Надежность – современные тормозные системы отрабатывают сотни тысяч километров без ремонтов (с учетом плановых замен расходных материалов – тормозных колодок, башмаков, дисков);

Одновременное воздействие на все колёса;

Мгновенный отклик – высокоплотная тормозная жидкость (примерный состав: 95% – полигликоли и эфиры и 5% – антикоррозионный состав) не сжимается и обеспечивает передачу тормозного усилия за 0,1 секунды;

Высокий коэффициент полезного действия (КПД) – выше 90% (в нормальных температурных условиях).

К недостаткам гидравлического привода можно отнести:

Практически мгновенный выход системы из строя при значительной разгерметизации гидравлического контура;

Снижение эффективности тормозной системы при низких температурах;
Коррозия компонентов, требующая регулярной диагностики и обслуживания системы;
Неспособность к длительному торможению (перегрев колодок и дисков).

Дисковая тормозная система на задней оси

Дисковая тормозная система на задней оси

Пневматическая

В качестве рабочего тела в пневматических тормозных системах применяется сжатый воздух. Данная система активно применяется на автобусах, грузовой технике, прицепах к ним и других тяжелых транспортных средствах. Впервые пневматическая тормозная система была запатентована американским инженером Джорджом Вестингаузом в 1972 году для железнодорожного транспорта, где по сути провела революцию, позволив перевозить больше груза на более высоких скоростях.

В упрощенном виде принцип работы пневматической тормозной системы заключается в следующем. Компрессор (воздушный насос) закачивает в систему атмосферный воздух, который хранится под давление в ресиверах (баллонах). При нажатии на педаль газа воздух из баллонов поступает в тормозным камеры, где с помощью штоков приводятся в действие тормозные колодки. При отпускании педали газа воздух из тормозных камер выпускается в атмосферу, а механические детали тормозной системы возвращаются в исходное положение под действием пружин.

Типовая схема пневматической тормозной системы представлена на изображении:

Устройство пневматической тормозной системы автомобиля

Устройство пневматической тормозной системы автомобиля

I — компрессор; II — манометр; III — тормозной механизм; IV — воздушный баллон; V — соединительная головка; VI — разъединительный кран; VII — тормозная камера; VIII — тормозной кран; 1 — тормозная колодка; 2 — стяжная пружина; 3 — разжимной кулак; 4 — регулировочный механизм; 5 и 6 — клапаны нагнетания и впуска соответственно; 7 — патрубок подачи воздуха; 8 — плунжер; 9 — регулятор давления; 10 и 11 — указатели давления в тормозных камерах и воздушных баллонах соответственно; 12 — клапан-предохранитель; 13 — выпускной кран для сжатого воздуха; 14 — кран спуска конденсата из воздушного баллона; 15 — тяга ножного привода тормозов; 16 — рычаг ручного привода тормозов; 17 и 20 — диафрагмы секции привода тормозов прицепа и автомобиля; 18 и 19 — выпускной (слева) и впускной клапаны (справа) секций тормозов прицепа и автомобиля; 21 — рычаг включения привода тормозов автомобиля; 22 — тормозной барабан; 23 — коромысло включения привода тормозов прицепа; 24 — шток; 25 — педаль тормоза; 26 — рычаг ручного (стояночного) тормоза; 27 — регулировочная вилка; 28 — возвратная пружина педали тормоза; 29 — регулировочный червяк.

Пневматическая тормозная система по сравнению с гидравлической имеет свои плюсы и минусы.

Минусы:

Источник https://www.autoopt.ru/articles/products/4040032

Источник https://dr1ver.ru/16212-tormoznaya-sistema-avtomobilya.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *