Устройство тормозной системы автомобиля для начинающих и чайников

Тормозная система автомобиля

Тормозная система – важнейшая в любом автомобиле! Говорить о том, что от её исправной работы зависит многое – просто банально. Без хороших тормозов и гонку не выиграть в автоспорте, хотя дилетанты нередко полагают, что в автоспорте на первом месте – энерговооружённость авто. На заснеженной и скользкой дороге казалось бы тормоза играют в эпизодах, однако без их нормальной настройки никак не обойтись…

Здесь мы собрали топ десяти общих важнейших вопросов, касающихся тормозных систем. Начинающим отраслевым специалистам эти зарисовки, надеюсь, смогут послужить кратким справочным пособием, а опытным экспертам в области эксплуатации напомнят, не пора ли провести очередную техническую ревизию вверенного им подвижного состава. В качестве сторонних независимых и компетентных консультантов при подготовке данной статьи с нами сотрудничали специалисты компании Bosch.

Основные разновидности и компоненты тормозных систем

Тормозную систему любого автомобиля составляют два основных блока: тормозной привод и колёсные тормозные механизмы. В современных автомобилях наиболее распространены два типа привода: гидравлический и пневматический. Гидропривод тормозной системы применяется на легковых автомобилях, микроавтобусах и малотоннажных грузовиках, как правило, полной массой не более 3,5 т. Гидропривод сегодня всегда имеет усилитель, позволяющий более комфортно и точно осуществлять воздействие на тормозную педаль. Усилитель в большинстве конструкций вакуумного типа, использующий разрежение на впуске.

При надлежащем уходе, который заключается в своевременной замене сомнительных или изношенных компонентов, в первую очередь колодок, шлангов и тормозных цилиндров, гидропривод стабилен и надёжен долгие годы. Но при аварийном повреждении или из-за неисправности оставшиеся в строю рабочие контуры сильно снижают эффективность торможения. Время срабатывания гидропривода в тормозах современного автомобиля ничтожно мало – до 0,3 с.

Пневматический привод тормозов – удел тяжёлой техники. На современных автомобилях он устроен так, что при недостаточном давлении в пневмосистеме машина останавливается или её вовсе невозможно сдвинуть с места без подачи воздуха (это обеспечивается энергоаккумуляторами). Зато даже при наличии неисправностей пневматическая система, благодаря солидному запасу производительности компрессора, позволяет доехать до места стоянки или ремонта без существенного снижения эффективности торможения.

Но время срабатывания пневмопривода тормозной системы гораздо больше, чем у гидравлического – до одной (1!) секунды на автопоезде. Задумайтесь на этим значением. При скорости 60 км/ч за это время транспортное средство преодолеет путь около 16,7 м, при том, что стандартная длина еврофуры 16,5 м. Приплюсуйте сюда путь, пройденный за время реакции водителя, около 0,3 с, а это ещё около 4 метров и задумайтесь о последствиях…

Ещё иногда встречается на дорогах техника с пневмогидравлическим приводом, но это устаревшее решение, которое уже ушло из масс (такие конструкции необходимы для военной техники, связаны с временем оперативной эвакуации ВАТ, но это отдельная и длинная история), поэтому в сегодняшней беседе не рассматривается.

Далее привод тормозной системы преобразует усилие, сообщаемое водителем педали тормоза, в давление, оказываемое на колёсные тормозные механизмы. Они, в свою очередь, создают силу трения, благодаря чему замедляется или прекращается вращение колёс, а автомобиль снижает скорость или останавливается.

В общем и целом вспоминаем школьную физику: тормозная система преобразует кинетическую энергию движения транспортного средства в тепловую и развеивает тепло в атмосферу.

Типажи дисков и барабанов

В современных автомобилях, больших и маленьких, всё чаще встречаются дисковые механизмы на всех осях. Однако по нашим дорогам ездит достаточно много легковушек, оборудованных дисковыми тормозами на передних колёсах и барабанными на задних.

У грузовиков и автобусов за редким исключением колёсные тормозные механизмы на всех осях однотипные: везде стоят или диски, или барабаны. При одинаковых радиусах приложения приводных сил барабанные тормоза эффективнее, поэтому они по-прежнему востребованы на тихоходной и тяжёлой строительной технике, реже требуют замены колодок и иного обслуживания. В магистральных и развозных перевозках сегодня преобладают дисковые механизмы.

Дисковый механизм состоит из тормозного диска на ступице колеса, суппорта и расположенных в его пазах тормозных колодок – именно они, прижимаясь к диску, создают трение, которое и преобразует кинетическую энергию в тепловую.

В барабанном тормозном механизме на ступице колеса находится тормозной барабан, внутри которого расположена пара тормозных колодок. При нажатии на педаль тормоза поршень или разжимной кулачок приводит колодки в движение, прижимая их к барабану, чтобы создать опять же необходимое для замедления движения автомобиля трение.

Как отследить состояние элементов тормозного механизма?

Именно на тормозной механизм приходится основная нагрузка при торможении. От состояния его элементов в значительной степени зависит эффективность всего процесса. Поэтому минимум два раза в год имеет смысл проверить, как же обстоит дело с тормозами на вашей машине.

В случае с барабанным тормозным механизмом без снятия колеса в принципе не обойтись, так как все его элементы находятся внутри барабана без визуального доступа к ним. Дисковые тормоза допускают визуальный осмотр (если, конечно, обзор не закрывают колпаки или особенности дизайна колёсного диска). Нормальной считается толщина фрикционного слоя не менее 3,5 мм. Впрочем, даже если вы увидели именно такую картину, это ещё не повод успокаиваться: бывает так, что наружная и внутренняя колодки изнашиваются неравномерно. В большинстве дисковых тормозных механизмов внутренняя колодка «подходит» быстрее.

В движении, как всегда поступает опытный водитель, следует обращать внимание на то, как ведёт себя машина, какие звуки издаёт при торможении, как реагирует педаль тормоза на нажатие. Неприятные скрипы, появление металлической стружки на тормозных дисках, увеличение хода педали тормоза, вибрация при торможении или увод автомобиля в сторону – признаки износа элементов тормозного механизма.

О том, что тормозные колодки пора менять, могут сообщить специальные датчики – механические или электронные. Первые представляют собой металлическую пластинку из пружинной стали, которая при износе фрикционного слоя колодки начинает тереться о тормозной диск и издавать посторонний звук – «противный скрип». При срабатывании электронного датчика загорается соответствующий индикатор на приборной панели.

До какой температуры нагреваются элементы тормозной системы в процессе торможения и какую должны выдерживать?

В этом вопросе многое зависит от типа автомобиля и стиля вождения. Одно дело – такси или частник, другое дело – большегруз на затяжном спуске. Но температурные показатели схожи и у маленьких, и у больших. Спокойный городской стиль – самый щадящий для тормозного механизма, в таком режиме их сложно разогреть выше 400 °C; более агрессивная манера езды с резкими разгонами и торможениями способна увеличить эту температуру до 500–650 °C, а при запредельных гоночных нагрузках тормозной механизм накаляется в буквальном смысле докрасна – более 800 °C!

Уважающие себя и уважаемые автопроизводителями бренды заботятся о том, чтобы их комплектующие не только благополучно выдерживали экстремальные термические и механические нагрузки, но самое главное – обеспечивали безопасность торможения за счёт стабильности свойств фрикционных материалов и сплавов.

Вопрос «легкового» порядка. Можно ли устанавливать на обычное авто спортивные колодки? Улучшит ли это качество торможения?

Даже если вы любитель больших скоростей, за пределами гоночного трека необходимости в использовании специальных колодок нет. Более того, такие колодки создаются в расчёте на принципиально иной режим эксплуатации в том числе температурный, и наиболее эффективно работают при температурах, недостижимых в обычных условиях. А значит, на городских улицах могут не выручить, а, наоборот, подвести, увеличив тормозной путь, ведь такие фрикционные смеси наиболее эффективны по достижении определённого нагрева.

Вообще это очень больная и актуальная общая тема использования «гоночных» компонентов на обычных автомобилях. И дело здесь не только в тормозах. Для самоконтроля есть простой и точный алгоритм: необходимо всё время помнить, что у гонщиков принципиально иные задачи, чем у повседневных эксплуатантов. Иногда и совсем другие бюджеты. Там надо выиграть гонку и всё, но это очень многое и основное! Все детали и расходные материалы в автоспорте можно менять на любом этапе, после каждого заезда. Спортсменов не интересуют вообще вопросы холодного пуска, прогрева и малых нагрузок, им не нужен ресурс даже крупных узлов, превышающий период состязаний. Поэтому индустрия деталей для автоспорта, хоть и подразумевает самые современные технологии, служит совсем иным задачам…

«Дискобол». Глухие или вентилируемые, перфорированные или с насечками – какие диски выбрать?

Тормозной диск может быть сплошным или иметь в своей конструкции каналы вентиляции, насечки или перфорацию. «Глухая» конструкция, используемая сегодня, в основном на задних осях не самых мощных легковушек – самая простая и доступная по цене, но при этом и самая ненадёжная: быстро перегревается в результате трения и медленно отводит тепло.

Современным стандартом (по крайней мере на передней оси) являются вентилируемые диски – состоящие из двух слоёв, между которыми располагаются специальные каналы для отвода тепла.

Для эффективной работы тормозной системы имеет значение отвод не только тепла, но и газов, которые вырабатываются в результате трения колодок о диск. Для этого на диске может иметься перфорация, насечки либо их комбинация. Эффективность торможения они, конечно, увеличивают, но вместе с тем не лишены недостатков: за счёт неровностей на поверхности колодки изнашиваются быстрее, а сами диски (особенно перфорированные) отличаются меньшей прочностью по сравнению со своими гладкими «собратьями». Такие диски родом из автоспорта, и по большому счёту нужны лишь опытным поклонникам условного «спортивного» стиля вождения. И самое главное – изменять конструкцию и самостоятельно наносить перфорацию либо насечки на сплошной диск ни в коем случае не допускается.

«Минутка наивности». Когда нужно менять тормозные диски и почему это нужно делать только в паре?

Обычно тормозных дисков хватает на 2–3 замены колодок. Однако периодически не лишним будет проверить штангенциркулем толщину диска в нескольких местах, чтобы оценить необходимость замены (максимальную и минимальную величину производитель указывает на самом диске). Замену тормозных дисков нужно проводить в паре на одной оси. От этого зависит синхронность срабатывания тормозов на обоих колёсах, а значит и поведение автомобиля при торможении, то есть безопасность, при этом нагрузка на другие элементы тормозной системы и ходовой части в таком случае распределяется равномерно.

Очевидно, но как ни удивительно, что одновременно с заменой дисков нужно обязательно менять и колодки. Предчувствую вал споров. И спешу ответить. Мы не говорим о вариантах «доехать, дожить, сэкономить». Речь идёт о приведении автомобиля в техническое состояние, заложенное при его проектировании. А как будет у вас, вам и решать! Комбинация старых колодок и новых дисков может привести к порче последних. Не становитесь тем скупцом, которому приходится платить дважды. Кстати, колодки тоже меняются комплектом – по тем же причинам, что и диски.

Можно ли использовать диски или барабаны и колодки разных производителей?

Общее правило – нужно убедиться, что выбранные вами элементы тормозной системы соответствуют друг другу и могут работать «в паре». Комплектующие разных брендов могут оказаться просто несовместимыми, но на практике это бывает крайне редко. В идеале конечно же лучше использовать комплект одного производителя. Это гарантирует, что детали точно подойдут друг к другу.

Как и зачем обкатывать, «притирать» новые колодки и диски?

Это как раз тот случай, когда притирка происходит в самом буквальном смысле: новые детали просто необходимо «познакомить» друг с другом! Помните, сразу после замены дисков или колодок нужно продавить педаль тормоза, чтобы подвести зазоры во фрикционной паре, это делается буквально несколькими нажатиями. Первые километры пробега после замены не забывайте о том, что тормозить нужно плавно, избегая повышенных нагрузок на тормозной механизм. Да и впоследствии какое-то время нельзя резко сбрасывать скорость, «утапливая» педаль тормоза в пол резким движением, работать желательно более плавно, чем обычно. Когда поверхность нового диска приобретет равномерный цвет без полос и пятен, это сигнализирует о том, что первичная притирка прошла удачно. Не стоит волноваться, если первое время при торможении раздаются посторонние звуки и скрипы: это нормально для новых деталей после замены.

Как влияет состояние колодок и дисков на тормозной путь?

Ещё 20 лет назад при торможении со 100 км/ч до полной остановки нормальным считался тормозной путь 50–60 метров (показатель для легковых автомобилей). Сегодня – уже 40–45 метров: технологии не стоят на месте, и тормозные системы работают всё более эффективно. Однако величина тормозного пути непосредственным образом связана с состоянием колодок: изношенные тормозные колодки, диски или барабаны, как и несвоевременная замена тормозной жидкости, могут привести к увеличению тормозного пути!

Нужно ли использовать специальные смазки тормозных систем и их компонентов? Какой это может дать эффект?

Металлосодержащие смазки (алюминиевые, медные и др.) использовать можно и даже нужно, но только на тех поверхностях, где в процессе эксплуатации между разными металлами не сможет возникнуть электрохимическая реакция. Графитовая смазка имеет существенный недостаток – низкую эффективность. Поэтому многие производители предлагают специальные смазки для механизмов тормозной системы, они не содержат металлов и кислот.

Читайте также:

Общее строение автомобиля

На прощание

Каждый нюанс, имеющий отношение к эффективности работы тормозов, заслуживает пристального внимания. Обращайте внимание на любое изменение привычного поведения машины во время торможения, своевременно выполняйте все сервисные манипуляции, внимательно относитесь к выбору запчастей для замены. И тогда большинства неприятных ситуаций, связанных с тормозами, можно будет избежать.

Всё про тормозную систему машины

Расскажем про устройство тормозной системы автомобиля для начинающих и чайников: из чего состоит и как работает (основы). Вопросы и ответы. Как развивалась тормозная система машины.

основная (рабочая) – обеспечивает замедление машины не менее 5,8 м/с2, движущегося со скоростью не более 80 км/ч при усилии на педаль менее 50 кг;
вспомогательная (аварийная) – обеспечивает замедление не менее 2,75 м/с2;
стояночная – может быть совмещена с аварийной.

Как работает

Принцип работы любой тормозной системы прост. Водитель, воздействуя на педаль тормоза передает усилие через ряд устройств на колесные механизмы, которые, в свою очередь, воздействуют на тормозные диски, прижимая к ним колодки и тем самым останавливая их вращение и, соответственно автомобиль в целом. Наиболее часто используется рабочая. Она состоит из ряда устройств, позволяющих водителю снижать скорость вплоть до полной остановки.

тормозные устройства (дисковые, барабанные);
главный тормозной цилиндр;
вакуумный усилитель тормозов;
магистрали с тормозной жидкостью;
регулятор тормозных сил.

Главный тормозной цилиндр (ГТЦ)

Обычно крепится к корпусу вакуумного усилителя тормозов. А сверху находится полупрозрачный полиэтиленовый бачок с датчиком недостаточного уровня тормозной жидкости. На бачке нанесены метки максимального и минимального уровней жидкости. В зависимости от конструкции машины бачок тормозной жидкости также может быть установлен отдельно от ГТЦ и прикреплен к кузову в подкапотном пространстве автомобиля.

Главный тормозной цилиндр конструктивно определяет разделение рабочих контуров гидропривода (например, тормозные механизмы подключены параллельно: два передних + два задних). ГТЦ состоит из двух последовательно расположенных поршней. Каждый из поршней отвечает за давление в отдельно взятом контуре. Если один из контуров по каким-то причинам не работает (поврежден трубопровод и жидкость вытекла из контура задних тормозов), то второй контур (контур передних тормозов) продолжает функционировать, и обеспечивает торможение автомобиля, хотя и с меньшей эффективностью.

Основной неисправностью ГТЦ является потеря герметичности. Он начинает пропускать жидкость, что легко заметить. Жидкость начинает стекать по корпусу вакуумного усилителя, а ее уровень в бачке пропорционально уменьшаться. В этом случае необходим ремонт или замена ГТЦ.

Регулятор

Уменьшает давление в приводе механизмов задних колес. Его ещё называют « колдун ».

При торможении сила инерции движущегося автомобиля и противодействующая ей сила трения создают опрокидывающий момент. Передняя подвеска, реагируя на него, «проседает», а задние колеса «разгружаются». Поэтому даже при не интенсивном торможении задние колёса могут блокироваться, что часто приводит к заносу машины. В зависимости от изменения расстояния между элементами задней подвески и кузовом давление в приводе задних тормозов (по сравнению с передними) ограничивается.

В результате блокировки задних колес (в зависимости от замедления и загруженности автомобиля) не происходит или она возникает значительно позже.

Рабочий контур

2 + 2 подключенных параллельно (передние + задние);
2 + 2 подключенных диагонально (правый передний + левый задний и т. д.);
4 + 2 тормозных механизма (в один контур подключены тормозные механизмы всех колес, а в другой только два передних).

Схема компоновки гидропривода: 1 – главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем; 2 – регулятор давления жидкости в задних механизмах; 3-4 – рабочие контуры.

На многих машинах в тормозной привод встраивают антиблокировочные системы (АБС). Конструктивно АБС – это совокупность датчиков, модуляторов и блока управления. При торможении блок управления анализирует поступающую от датчиков информацию о скорости автомобиля и угловой скорости вращения колес, отслеживает работу исполнительных механизмов, которые регулируют давление жидкости в том или ином колесном механизме, не давая ему заблокироваться в случае экстренного торможения.

Таким образом, для любого состояния дороги определяется режим «относительного скольжения», обеспечивающего минимальный тормозной путь, и полная блокировка колес становится невозможной при любом усилии на педаль тормоза.

Тормозные механизмы

Разделяют на дисковые и барабанные.

Дисковые бывают с подвижным или неподвижным суппортом. Наибольшее распространение получили механизмы с подвижным суппортом, которые исключают неравномерный износ колодок. Еще одной особенностью механизма с подвижным суппортом является меняющееся расстояние от внешнего габарита до колесного диска в зависимости от состояния колодок.

Дисковые тормоза эффективнее барабанных и работают в более высоком температурном режиме. Для лучшего отвода тепла из рабочей зоны часто используют вентилируемые диски. Его увеличенная толщина позволяет разместить между поверхностями трения ребра жесткости, которые обеспечивают принудительную циркуляцию воздуха. При вращении создается центробежная сила, она заставляет поступающий воздух устремляться от центра к краям диска. Нагретый воздух выбрасывается в окружающую среду, а вентилируемый диск охлаждается.

Барабанные механизмы устанавливают обычно на задние колёса. В процессе работы зазор между колодкой и барабаном увеличивается. Для его устранения предназначены механические регуляторы. Износ колодок компенсируется их самоподводкой, происходящей, как правило, при резком торможении. Теплоотвод осуществляется через колодочные накладки, массивную металлическую основу и ребра охлаждения тормозного барабана.

Вспомогательная (аварийная) система

Начинает действовать при разгерметизации одного из рабочих контуров (вытекает тормозная жидкость). В этом случае в бачке с тормозной жидкостью, разделенном на два независимых объема, уровень понижается до критической отметки. Далее он продолжает понижаться только в объеме неисправного контура, а объем исправного сохраняет критический уровень жидкости.

Стояночная система

Имеет механический привод, как правило, на задние колёса. Рычаг стояночного тормоза соединяется тонким тросом с задними механизмами, в которых находится устройство, приводящее в действие штатные или дополнительные (стояночные) колодки.

Вопросы по работе

Барабанные или дисковые

Барабанные тормоза автомобиля долговечнее, но проигрывают дисковым в эффективности. Ведь длина тормозного пути также зависит от скорости срабатывания системы – и здесь «барабаны» уступают «дискам». Дисковые механизмы лучше охлаждаются и сохраняют эффективность при интенсивном торможении. Барабанные тормоза сложно осушить после проезда по глубокой луже и они более склонны к замерзанию.

Срок службы тормозных колодок

Для большинства автомобилей пробег колодок до полного износа составляет до 60 000 км при езде в обычном режиме. Срок службы зависит от стиля вождения, а наличие дефектов на поверхности диска может заметно его сократить. Подробнее в статье – как определить износ колодок.

Читайте также:

Устройство и принцип работы глушителя

Температура торможения

Температуры, возникающие при трении между колодками и дисками, в норме не превышают 370°С даже в условиях интенсивного движения. При спортивной езде – порядка 480-650°С являются обычной, возрастая до 820°С, Примерно до такой температуры нагреваются колодки машины, когда они приобретают красноватый оттенок.

Не стоит приобретать спортивные колодки из-за того, что любите быструю езду. Подавляющее большинство их нуждается в предварительном «разогреве» и не будут эффективно работать при обычных температурах, а это чревато аварийной ситуацией.

Педаль тормоза становиться мягкой или жесткой

Зачастую педаль тормоза кажется в первое время «мягкой» после установки новых колодок. Необходим некоторый промежуток времени для притирки трущихся поверхностей. «Жесткой» педаль становится после некоторого времени или из-за неисправностей (заклинивание цилиндров суппорта в одном из контуров системы).

Большой ход педали тормоза

Увеличенный свободный ход сопровождается ростом тормозного пути. Часто это происходит, когда тормозная система «хватанула» воздуха, поэтому систему придется прокачивать и определять возможные утечки тормозной жидкости. Иногда педаль становится свободной из-за разбухания тормозных шлангов. Тот же эффект дают порванные нити корда шланга. Иногда может закипеть тормозная жидкость, но это бывает с очень старой тормозухой, которую вообще никогда не меняли.

Еще одна причина – большое биение одного или нескольких тормозных дисков. Также может не работать автомат поддержания зазора в барабанных тормозных механизмах.

Преимущества в перфорированных дисках

Они имеют некоторые преимущества – разрушают поверхностную пленку, образующуюся при перегревании тормозов, поддерживают чистоту поверхности тормозной колодки, удаляя продукты сгорания, образующиеся на трущихся поверхностях под воздействием высоких температур.

Что такое горный тормоз

Горный тормоз используется на автобусах и грузовых автомобилях для притормаживания на спусках без использования рабочих тормозов, чтобы не перегреть их. Бывают нескольких видов. Например, моторный горный тормоз, который сочетает прекращение подачи топлива в мотор и перекрытие выпускного тракта для увеличения насосных потерь. Бывают магнитоэлектрические и гидродинамические тормоза, где лишняя энергия переводится в тепло через перемешивание жидкости или через явление электромагнитной индукции.

Как развивалась тормозная система

Даже на дешевых машинах барабанные тормоза исчезают, а система АБС обязательна для всех новых авто. Взамен появляются дисковые тормоза, которые обладают большей эффективностью. Производители устанавливают на передней оси вентилируемые диски, а на задней – дисковые без вентиляции. Это понятно, ведь нагрузка на задние тормоза меньше, чем на передние.

Путь от момента нажатия на педаль тормоза до начала торможения составляет: при скорости 20 км/ч – 4 м, 40 – 8 м, 60 км/ч – 12 м, 80 – 16 м, 100 км/ч – 20 м. Соответственно тормозной путь в этих случаях составляет: 3, 11, 24, 42, 66 м. Дистанция до впереди идущего автомобиля должна быть не менее: при скорости 40 км/ч – 20 м, 50 – 25 м, 80 км/ч – 80 м. В дождь дистанция должна быть увеличена в полтора раза.

С повышением скорости автомобилей возросла мощность тормозной системы, значит требуется дополнительное охлаждение. Стали применять диски с перфорацией и дополнительными канавками, которые ранее были привилегией спортивных машин. Их устанавливают на мощных авто в базовой комплектации. Из автоспорта перешли керамические тормозные диски. Они обладают большей прочностью и быстрее охлаждаются, по сравнению с чугунными. Возможно, «керамика» в будущем будет ставиться на машины среднего класса.

Главное достоинство керамических дисков – они не перегреваются при интенсивном торможении. По этой причине их применяют в автоспорте и на спортивных машинах в качестве опции.

Новинка тормозной системы – система Brake Assist. Суть в том, что радар, установленный на бампере определяет расстояние до впереди идущего автомобиля. Если это расстояние, по его мнению будет критическим, то система подает сигнал на привод тормозов. Он приближает колодки к диску всего на несколько десятых долей миллиметра. При нажатии на педаль тормоза в этот момент, система Brake Assist позволяет сократить тормозной путь.

Последнее веяние – управление тормозами по проводам без механической связи. Такую систему, например имеет Genesis GV70 и GV80, а также европейские производители. Когда водитель давит на педаль тормоза, он лишь сжимает упругий элемент, имитирующий обратную связь. В зависимости от её положения электроника при помощи мотора двигает поршни в главном цилиндре. Механической связи с педалью нет. Она подключается только при отказе системы. Данная система перспективна для электромобилей и машин с автопилотами. А на обычных авто эту систему выдаёт отсутствие вибрации на педали при работе АБС.

На современных авто тормозной путь со 100 км/ч до полной остановки составляет 40-45 метров. На некоторых машинах – до 38 метров. Если посмотрим на 20 лет назад, тогда он составлял 50-60 метров. Прогресс очевиден.

Тормозная система: устройство, особенности работы и неисправности

Недаром говорят, что тормозная система авто является практически настолько же важной, сколько система рулевого управления или двигатель. Во многом от исправности и эффективности работы тормозов зависит безопасность как водителя, так и его пассажиров. Эксперты Avto.pro уверены, что грамотный автолюбитель должен уметь не только выбирать автозапчасти, но также разбираться в особенностях работы отдельных систем авто. Давайте попробуем разобраться, как же работают тормоза в современных автомобилях.

Краткий экскурс в историю
Начнем издалека. 1902 год. Английский джентльмен Уильям Ланчестер запатентовал дисковое тормозное устройство. Это был один из первых действительно рабочих прототипов тормоза для небольших автомобилей. К несчастью, устройство издавало сильный шум при работе. Немногим позже Луи Рено представил более совершенные барабанные тормоза. Но на этом история не закончилась — она только начиналась.

Вплоть до 50-х годов 20 века инженеры экспериментировали с автомобильными тормозами. Талантливые инженеры Уолтер Крайслер и Уильям Локхид серьезно дорабатывают автомобильные тормоза и благотворно влияют на популярность данных устройств. По мере того как скорость выпускаемых автомобилей возрастала (прямое следствие развитие технологий), росла и необходимость использования более совершенных тормозных систем. Тогдашние гидравлические системы хоть и показали свою эффективность, но уступили первенство дисковым тормозам. Эксперименты продолжались, и уже ко второй половине 20 века мир знал несколько тормозных механизмов. Среди них:

1. Барабанный;
2. Дисковый;
3. Колодочный;
4. Ленточный;
5. Электрический;
6. Гидравлический;
7. Механический, он же фрикционный;
8. Колесный.

С появление перфорируемых и вентилируемых дисков эффективность систем, оборудованных этими самыми дисками, возросла. Еще чуть позже появились многопоршневые цилиндры. К слову, потребность в таких цилиндрах была очень высока — диски тормозных систем становились больше, а значит, требовались более крупные колодки, которые было нет так-то просто прижать к дискам.

Читайте также:

Общее строение автомобиля

И вот что имеют легковые автомобили сегодня (по большей части, разумеется): пара передних дисковых тормозов и еще пара барабанных тормозов на задние колеса. Барабанная система отлично показала себя в тяжелом транспорте. Во многом благодаря гению немецких инженеров компании Bosch мир увидел антипробуксовочные и антиблокировочные системы, а там уже недалеко оставалось до появления систем курсовой устойчивости. К нашему времени тормоза сильно преобразались в сравнении с тормозами 20 века: они стали крупнее, тише в работе, они располагают к маневренной езде и способны сбросить скорость даже очень крупного и тяжелого автомобиля. И, разумеется, они имеют большой эксплуатационный ресурс.

А как же остальные системы тормоза? Ленточные тормоза используют лишь в отдельных агрегатах, а довольно сложные электрические тормоза пока что являются объектом тестов и тщательных проверок. Довольно часто в грузовиках и прицепах устанавливают электроусилители тормозов, однако до перехода на полностью электрические тормоза еще далеко. Впрочем, в некотором электротранспорте данная система все же применяется.

Устройство распространенных тормозных систем
Проще всего разбираться в устройстве тормозных систем на реальных примерах. Мы рекомендуем владельцем авто хотя бы раз взглянуть на то, как выглядят тормозные магистрали, а также разобрать тормозной суппорт и посмотреть на его “начинку”. А пока что опишем, что же представляет собой тормозная система и какие элементы она в себя включает.

В коротких описаниях тормозных систем обычно встречаются два основных наименования: механизм и привод. Первый элемент отвечает за создание тормозного момента (сброс скорости и полная остановка). Подавляющее большинство тормозных механизмов являются фрикционными, то есть работающими за счет силы трения. Тормозной механизм поначалу кажется довольно сложным, но на поверку оказывается, что это относительно простая и необычайно надежная система с большим эксплуатационным ресурсом. В состав механизма входят:

— Суппорты. В пазах суппортов монтируются тормозные цилиндры, которые и прижимают колодки к диску/барабану;
— Тормозные диски. Весьма живучие элементы системы, работающий в условиях сильного давление и экстремальных температур. Охлаждаются диски, к слову, исключительно потоками воздухами. Современные дисковые тормоза имеют подвижный суппорт, предотвращающий неравномерное изнашивание колодок;
— Тормозные барабаны. Ключевые элементы системы барабанного тормоза. Если в дисковых тормозах диск сжимается колодками, то здесь, напротив, они разжимаются, упираясь в стенки барабана. Барабан относительно сложен и не так эффективен, как тормозной диск, но вместе с тем надежен. Барабанный тормоз нашел применения на задних осях;
— Тормозные колодки. Изначально неподвижные элементы, оборудованные фрикционными накладками и, опционально, датчиками износа. Основной “расходник” тормозной системы легкового транспорта.

Не менее интересен привод тормозной системы, т.е. управляющий элемент тормозного механизма. Систем привода бывает несколько:

— Механическая. Сегодня используется в стояночном тормозе. Представляет собой систему рычагов, тяг и тросов. В отдельных моделях авто стояночный тормоз приводится в работу не с помощью рычага, а за счет педали или же электронной системы;
— Гидравлическая. Основная система привода автомобильного тормоза. В ней компонуется тормозная педаль, усилитель и цилиндры, регулятор давления, а также специальные шланги и трубки (рабочий контур);
— Пневматическая. Данная система нашла применение в грузовых автомобилях. Как следует из названия, в ней используется сила сжатого воздуха. Включает в себя педаль, компрессор, ресивер, кран, тормозной цилиндр, а также пружину и шток;
— Комбинированная система привода. Довольна сложная система, включающая в себя приводы нескольких типов. Пример: электропневматика на некоторых грузовиках.

Нельзя не рассказать и о системе трубопроводов, которую владельцы автомобилей с гидравлическим приводом тормозов могут обнаружить под транспортным средством. По тормозным трубкам движется тормозная жидкость, через которую усилие может передаваться к каждому из тормозных механизмов. Тормозные трубки достаточно длинные, вследствие чего их изготавливают из металла (медь, реже сталь). Аналогичную функцию выполняют и тормозные шланги — передают усилие, возникшее в гидравлической системе, на тормозные цилиндры, которые затем действуют на колодки.

Как работает тормозная система
Теперь, когда читателю стало более-менее ясно, какие элементы включает в себя тормозная система, давайте разберемся с тем, как эти элементы работают в тандеме. В качестве примера возьмем наиболее распространенную гидравлическую систему:

— При нажатии на педаль тормоза в системе возрастает давление. Затем усилие передается главному тормозному цилиндру. В работу также включается усилитель, отвечающий за создание дополнительного усилия;
— Тормозная жидкость под давление движется по системе трубопроводов к колесным тормозным цилиндрам. Если тормозной жидкости слишком мало, она может подаваться из специального расширительного бачка;
— В работу включаются поршни колесных цилиндров — тормозные колодки соприкасаются с дисками или барабанами. Автомобиль начинает тормозить.

Давление в тормозной системе может достигать отметки в 15 Мегапаскаль. Здесь нельзя не отметить, что чем сильнее водитель будет жать на педаль тормоза, тем активнее будет отрабатывать вся система. Также отметим, что наиболее уязвимый, на первый взгляд, элементы тормозной системы — трубки — продублированы. Если вдруг одна трубка разгерметизировалась, то ее функцию возьмет на себя дополнительная. Таким образом существенно уменьшается вероятность полного отказа тормозной системы вследствие разгерметизации.

Убирая ногу с педали тормоза, водитель может не задумываться над тем, вернется ли педаль в исходное положение. Здесь начинает работать специальная пружина. В исходное положение также вернется главный тормозной цилиндр и тормозные колодки, которые будут отводиться отдельными пружинными элементами. Обратно будет вытеснена и тормозная жидкость, вместе с чем упадет и давление в системе.

Но как быть, если в системе случилась поломка? И этот вариант был предусмотрен инженерами. В автомобиле присутствует так называемая запасная тормозная система. Она включается в работу при аварийном и экстренном торможении, когда основная система торможения вышла из строя. “Запаска” может быть или часть рабочей системы, или же представлять собой отдельный узел.

Подробнее о стояночном тормозе
Наиболее простой стояночный тормоз, который в народе прозвали ручником, включает рычаг с храповым механизмом и от одного до трех тросиков. Вообще, ручник по своей сути является дополнением к рабочей гидравлической тормозной системе, хотя в отдельных автомобилях (ГАЗ-13, а также ГАЗ-21) тот работает в тандеме с трансмиссионным тормозом. В транспорте с пневматическими тормозами на передний план выходят т.н. пружинные энергоаккумуляторы.

Читайте также:

Устройство и принцип работы глушителя

В автомобилях с наиболее распространенными на данный момент дисковыми тормозами могут применяться несколько разновидностей стояночного тормоза:

— Барабанный;
— Винтовой;
— Кулачковый.

Стандартный барабанный механизм используется в системах с дисковыми тормозами, оборудованных несколькими поршнями. Менее сложные, на первый взгляд, винтовые ручники нашли применения в тех же тормозах, но имеющих один поршень. Он управляется вкрученным винтом. Вращение винта обеспечивается рычагом, который соединяется с тросом. Поршень двигается по резьбе, тем самым прижимая колодки к тормозному диску. В кулачковых ручниках движение поршня обеспечивается толкателем, привод которого соединен с кулачком. Последний соединен с рычагом при помощи троса, точно как и в винтовом ручнике. Толкатель начинает перемещаться при повороте кулачка.

Особых сложностей в эксплуатации ручного тормоза любой конструкции нет, однако автолюбитель важно знать о том, что это устройство требует бережного отношения. Так, например, не стоит ехать на ручнике, ведь это приводит к перегреву и быстрому износу тормозных дисков и колодок. На автомобилях с АКПП имеется режим «паркинг», однако его стоит использовать вместе с ручником. В первую очередь это позволяет дольше эксплуатировать механизм «паркинга». Во вторую, имея подключенный ручник, водитель снижает вероятность отката машины, припаркованной в крайне ограниченном пространстве.

Главные неисправности тормозных систем
Так как тормозная система включает в себя множество элементов, неисправностей тоже может быть много. Их условно делят на исправности усилителя тормозов (о них подробно рассказано в данном материале), неисправности тормозного механизма и привода. Обо всех, разумеется, нужно рассказать по-отдельности. Начнем с неисправностей дисковых тормозов:

— Повреждение, сильный износ или же загрязнение колодок;
— Износ или деформация самих дисков;
— Износ, ослабление крепежных элементов тормозного суппорта.

В первых двух случаях элементы меняют, причем как можно скорее. А во втором часто помогает чистка деталей и замена некоторых уплотнительных элементов. Подобрать уплотнители несложно – они входят в недорогие ремкомплекты тормозных суппортов. Что до тормозного привода, то неисправностей у него больше и выявить их иногда бывает не так уж просто:

— Заедание поршней или главного, или рабочего цилиндра;
— Повреждение тормозных шлангов или их засорение;
— Попадание в систему воздуха вследствие ослабления крепления;
— Утечка тормозной жидкости в одной или сразу двух вышеуказанных цилиндрах.

В вакуумных усилителях неисправности могут быть связаны или с повреждением вакуумного шланга, или с недостаточным разрежением в коллекторе, или с выходом из строя следящего клапана. Все эти элементы в случае чего нужно менять. По факту, вакуумный усилитель тормозов практически неремонтопригоден.

Конечно, не всякий владелец авто перед выходом на дорогу проводит тщательный осмотр всех систем и уже потом решает, можно ли садиться за руль. О большинстве неисправностей удается узнать лишь по ходу движения. И вот на что надо обращать внимание:

— При торможении автомобиль сильно отклоняется от прямой траектории. В этом случае нужно проверить все крепления, подвеску, убедиться в том, что тормозной диск и колодки не имеют механических повреждений. Также на СТО нужно проверить тормозных шланги, рабочий и главный цилиндры тормоза;
— Слышится сильный шум при торможении. Часто говорят, что тормоз визжит. Такое происходит при критическом износе или сильном загрязнении тормозных колодок. Тот же эффект дают тормозные диски с задирами на своем поверхности. Стоит отметить, что причиной появления шума могут быть низкокачественные тормозные колодки – хоть они и обеспечивают торможение, их стоит заменить;
— При торможении чувствуется вибрация педали. Проверить стоит в первую очередь ступичные подшипники, тормозные диски и крепления суппортов;
— К педали нужно прилагать значительные усилия. Нужно немедленно проверить вакуумный усилитель тормозов. В редких случаях причина кроется в заедающих поршнях рабочих цилиндров, а еще реже – в критически изношенных колодках;
— К педали нужно прилагать совсем малое усилие. В этом случае нужно проверить тормозные шланги и убедиться, что из главного тормозного цилиндра не уходит жидкость.

Как видите, отклонений от нормальной работы довольно много. В каждом случае систему нужно продиагностировать и провести ремонт как можно скорее. Как показывает практика, в подавляющем большинстве случаев неисправные компоненты тормозной системы нужно менять новыми, а не производить ремонт старых.

Выбор новых элементов тормозной системы и экскурс по брендам
Подбор новых деталей тормозной системы не таит в себе больших сложностей. Проблемы могут возникнуть разве что по ходу выбора неоригинальных шлангов и трубок – руководствоваться придется не столько кодами, сколько геометрией запчастей и имеющими данными о совместимости с вашей моделью автомобиля. В остальных же случаях автозапчасти можно искать по чему-то из следующего:

— Код детали. Зная коды оригинальных комплектующих, можно легко подобрать коды аналогов. В этом очень помогают современные интернет-магазины;
— VIN-код. Долгое время поиск по данному коду считался самым быстрым и надежным, однако с развитием электронных каталогов и составлением обширных кросс-баз удается обойтись вообще без использования VIN-кода;
— Данные автомобиля. В случае тормозной системе речь идет только о марке, модели, а также годе выпуска. Иногда могут потребоваться данные мотора. По данным авто чаще всего ищут в интернет-магазинах запчастей.

Но и здесь важно понимать, что покупая неоригинальные детали тормоза, автолюбитель рискует получить далеко не то качество, на которое он мог расcчитывать. А в случае со, скажем, тормозными диска, барабанами и колодками качество играет очень важную роль. Если в интересах автолюбителя купить хорошие детали тормоза, ему стоит обращать внимание на продукцию следующих фирм: ATE, Lucas-TRW, Zimmerman, Textar, NK, Sumitomo, Remsa, Raybestos (но только без индекса R в каталогах). На удивление хорошие, но при этом недорогие варианты можно найти в каталогах фирм Bosch, Rider, Mintex. Лучшим выбором является оригинал, однако в большинстве европейских автомобилей стоят комплектующие уже упомянутых ATE и Lucas-TRW, вследствие чего переплачивать за оригинал нет особо смысла. Также учитывайте, что основные компоненты тормозной системы подбирают и в соответствии с особенностями езды. Одним больше подойдут спортивные модели тормозов, а другим, напротив, классические тормоза для городской езды.

Вывод
В современных автомобиля нашли применение довольно сложные, но крайне надежные тормозные системы. Их относительно легко обслуживать, а современный рынок предлагает множество решений по комплектующим. Неисправности тормоза категорически не рекомендуется игнорировать, ведь это чревато не только снижением комфортности езды, но также и снижением безопасности.

Тормозная система автомобиля

Тормозная система автомобиля – это система, функции которой направлены на создание и поддержание тормозной силы между колесом и дорожным полотном, снижение скорости движения (торможение), а также обеспечение условий для остановки и удержания транспортного средства от внезапного и незапланированного – самопроизвольного движения на месте во время покоя.

Устройство тормозной системы

Тормозная система авто состоит из двух групп устройств:

Устройства привода: педаль (выполняет роль рычага), цилиндры, вакуумный усилитель для повышения усилия давления на педаль, бачок, трубопроводы, шланги (у гидроприводов), рычаги, система тяг, всевозможные тросы, наконечники (у механических приводов), воздухозаборник, компрессор, ресивер, дроссель, распределитель, пневмомотор (у пневмоприводов). Привод нужен для создания усилия и передачи воздействия непосредственно от педали к тормозному механизму.
Тормозные механизмы: диск, суппорт, накладки (для дисковых механизмов) или барабан, колодки, поршень, цилиндр (для барабанных механизмов). Дисковый механизм монтируют на передних , барабанный – на задних колёсах Тормозной механизм формирует тормозной момент – главное условие для замедления или полной остановки машины.

Колесный цилиндр заднего барабанного тормоза. Прижимает к барабанам тормозные колодки заднего тормоза. Переносит на колодки давление, полученное в главном цилиндре (мастер-цилиндре).
Тросовый привод ручного тормоза.
Уравновешивающий механизм.
Регулируемая тяга стояночного тормоза (такой тормоз выручает, когда нужно удержать машину на уклонах).
Рукоятка стояночного тормоза.
Педаль. Рычажный механизм, формирующий тормозное усилие,пропорциональное силе, прилагаемой к педали.
Вакуумный усилитель рабочего привода. Работает совместно с главным (мастер-) цилиндром. В бензиновых моторах вакуум создается подключением вакуумной камеры к впускному коллектором, в дизелях – за счёт работы специального вакуумного насоса.
Шланг тормозного механизма.
Мастер-цилиндр.
Суппорт. Предназначен для крепления переднего дискового механизма к неподвижной части подвески колеса.
Компенсационный бачок. Обеспечивает требуемое количество тормозной жидкости в контуре.
Механический регулятор тормозных сил в задней оси. В быту – «колдун». Помогает оказать противодействие заносу задней оси транспортного средства, обеспечить пропорциональное торможение каждым из колёс автомобиля минимизировать риски ДТП.
Рычаг привода регулятора

Виды тормозных систем

Существует несколько классификаций. Самая распространённая – деление по функциональному назначению и применению. В зависимости от этого система может быть четырёх видов.

Рабочая. Задействована во всех режимах движения транспорта. Предназначена для снижения скорости транспортного средства до момента полной остановки и кратковременного удержания авто на месте.

Запасная. Нужна для остановки транспортного средства в чрезвычайной ситуации (при выходе из строя базовой – рабочей системы). Тормозящее действие – существенно меньше. Но в экстренной ситуации его достаточно, чтобы предотвратить аварию.

Стояночная. Служит для удержания транспортного средства на месте, предупреждает его самопроизвольное движение. Это, прежде всего, актуальное решение при уклоне дорожного полотна в холмистой местности. Кроме того, для коммерческого транспорта большой грузоподъёмности, автобусов это ещё и отличное подспорье для оптимизации нагрузки на цилиндры основной – рабочей системы. Управляется водителем посредством рычага ручного тормоза.
Вспомогательная. Устанавливается на коммерческом транспорте. Помогает при движении на затяжном спуске. Сохраняет стабильную скорость транспортного средства, снижает нагрузку на колёсный тормоз.

В ряде случаев функции могут совмещаться . Например, функцию запасной системы может взять на себя стояночная система

Кроме того, в зависимости от рабочего тела , за счёт которой система приводится в действие, выделяют следующие типы тормозных систем:

Гидравлическая. Это решение используют для легковых автомобилей, внедорожников, микроавтобусов, малогабаритных грузовиков и спецтехники.
Пневматическая. Монтируется на грузовых машинах, погрузчиках, грейдерах, автокранах, бульдозерах.
Механическая. Привод механическими тягами был использован на первых автомобилях. Но из-за низкого КПД и проблем с равномерным распределением усилия на все колёса, сейчас это решение не актуально .
Комбинированная (например, может совмещаться гидравлический и пневматический механизм работы).

Движение авто всегда связано с наличием кинетической энергии. Процесс торможения всегда связан с преобразованием кинетической энергии в тепловую. Тепловая энергия, выделяющаяся при трении диска и колодок рассеивается в окружающую среду. При рекуперативном торможении часть кинетической энергии преобразуется в электрическую энергию, которая запасается для её использования при разгоне автомобиля.

Принцип рекуперативного торможения долгое время использовался на железнодорожном транспорте, но вскоре он стал базовым и для работы тормозной системы авто.

Принцип действия гидравлической системы

Гидравлическая система реализует следующий принцип:

Водитель нажимает на педаль, мышечное усилие передаётся на поршень главного цилиндра где преобразуется в давление тормозной жидкости.
Жидкость вытесняется поршнем в гидравлические линии (трубки).
По трубопроводам жидкость под давление подаётся к исполнительным цилиндрам.
Срабатывают механизмы торможения.
Скорость вращения колёс уменьшается.

Рабочим телом в гидравлической системе является жидкость, на 93-98%, состоящая из полигликолей и их эфиров, и на 2-7% – из присадок, предназначенных для защиты деталей от коррозии.

Обладающая высокой плотностью, жидкость не сжимается, и гидропривод срабатывает очень быстро. Еще одно достоинство гидропривода – его самодостаточность. Конструкция не содержит компрессор или иное устройство, зависимое от работы мотора.

При перемещении жидкости по трубопроводу потеря энергии – несущественная, и КПД гидропривода достаточно высок (исключение – работа при температурах ниже минус 30 °С).

Работа тормозной системы с рекуперацией

Принцип же действия тормозной системы с рекуперацией иной:

При нажатии на педаль в генераторном режиме запускается электромотор (у электрического и гибридного транспорта) Создаётся тормозной момент на валу мотора.

Начинает вырабатываться электрическая энергия, направляемая в аккумуляторы или суперконденсаторы.

Если транспорт неэлектрический – запасается кинетическая энергия вращения маховика (впоследствии её используют для разгона).

Многие современные автомобили оснащены электронно-управляемой системой торможения, которая одновременно выполняет функции антиблокировочной, пробуксовочной системы; а также оснащена функцией динамической стабилизации транспортного средства.

Решения с рекуперацией способны обеспечить безисносную работу тормоза, кратчайший путь во время торможения с обеспечением высокой курсовой устойчивости, и предотвращение потери сцепления колёс с дорожным полотном.

Конструктивные решения с пневматикой

Отдельного внимания заслуживают решения с пневматикой.

Энергоносителем служит сжатый воздух.
В работе участвуют компрессор, осушитель, регулятор давления (может быть встроенным в осушитель или самостоятельным устройством) и ресиверы регенерации (компоненты хранения и подачи сжатого воздуха), краны, передаточные устройства.
Через воздушный фильтр в компрессор, работающий при включенном двигателе, втягивается воздух, и через регулятор и многоконтурный защитный клапан воздух под давлением закачивается в ресиверы. Осушитель оптимизирует состав воздуха, а регулятор – его давление.

Центральный электронный блок управления.
Кран EBS.
Пропорциональный ускорительный клапан.
Магнитный клапан ABS.
Модулятор задней оси.
Разобщающий клапан резервного контура.
Клапан управления тормозами прицепа.

Читайте также:

Устройство и принцип работы глушителя

Деление систем на независимые контуры

Тормозные системы могут быть одноконтурными, двухконтурными и многоконтурными.

У одноконтурных решений магистрали всех колёс – передних и задних объединены в одну ветвь, для управления воздухом используется всего один кран. Решение дешёвое, не крайне ненадёжное . На практике его сейчас можно встретить только на некоторых сельскохозяйственных машинах и прицепах с пневматикой, причём речь идёт только о старых моделях машин, новые решения с пневмоприводом ориентированы на несколько контуров.

Если же речь идёт о решениях с гидроприводом, то весьма вероятна разгерметизация, и жидкость вытечет из системы. И здесь об использовании одного контура и вовсе не может быть и речи. Предотвратить риски помогает наличие нескольких контуров. Даже если произойдёт разгерметизация одного из них, хоть и возникнет потеря эффективности, катастрофы можно будет избежать. Ведь контуры подстраховывают друг друга.

Самый распространённый вариант – наличие двух контуров. При этом схемы разделения гидропривода на 2 контура могут быть очень разными:

2 +2, параллельное подключение. 1-й контур действует на тормоза передней оси, второй — на заднюю ось). Недостаток—задняя ось обеспечивает не более 40% тормозных сил. Поэтому, если исправен только 2-й контур, длина тормозного пути (ТП) увеличится в 2,5-3 раза.
2+ 2 – диагональное подключение. 1-й контур действует на правое переднее и левое заднее колёса, а второй — на левое переднее и правое заднее.
Подходит для переднеприводных машин. Неисправность любого из контуров чревата увеличением ТП в два раза.
4 + 2. 1-й контур действует на все колеса, а второй — только на передние.

Наиболее безопасно, с точки зрения опытных автомехаников, диагональное деление (эффективности удаётся достичь, даже если один из контуров поврежден) и схема разделения 4 + 2.

У грузовых автомобилей, автобусов часто может встречаться 4 и 5 контуров. Это сложные, но очень надёжные конструкции. У каждого контура— своя «зона ответственности (например, передняя ось, задняя тележка, стояночный, аварийное растормаживание), при этом каждый контур независим. Это возможно благодаря присутствию в конструкции специальных разделяющих клапанов.

Многоконтурная пневмосистема оптимизирует уровень устойчивости крупногабаритного транспортного средства, процесс управления им. Кроме того, пневматическая система позволяет без опасения потери рабочего тела подключать и отключать пневмосистемы тягача к прицепу или полуприцепу. При отсоединении прицепа автоматически срабатывает стояночная топливная система.

Диагностика и неисправности тормозной системы

При торможении траектория движения начинает непредсказуемо изменяться, непонятная сила «уводит» авто в сторону. Это может свидетельствовать о загрязнении или поломке колодок с одной стороны, заклинивании поршня главного цилиндра, повреждении подвески, рулевого управления, ослабевших или изношенных стяжных болтах рессор. Также такое «поведение» автомобиля возможно при неисправности гидроклапана антиблокировочной системы. Для обнаружения этой неисправности на каждое колесо нужно установить манометры. Если будет обнаружен значительный перепад давления, это прямое указание на такую неисправность.
Свободный ход педали существенно увеличивается. Такая проблема чаще всего возникает при неисправностях главного рабочего цилиндра, вакуумного усилителя. Если применяется гидравлический привод, то к такой проблеме также может привести его завоздушивание.
Педаль при нажатии «проваливается», становится «мягкой». Это опять-таки может быть и сигналом появления воздуха в гидравлическом приводе, и сигналом износа главного цилиндра либо повреждения шлангов и трубопроводов.
Педаль «стопорит», для нажатия приходится прикладывать огромные усилия. Очень часто это вызвано, некорректно установленными колодками или неправильно присоединёнными шлангами (стоит только их демонтировать и поставить правильно – проблема тут же решится), повреждение контуров гидропривода. Также иногда это прямая реакция на заклинивший поршень в колёсном цилиндре.
При торможении чувствуется биение, вибрации: со стороны педали или со стороны педали и руля. Как правило, это ответная реакция на коробление диска, ослабленное крепление суппорта или износ одного из элементов рулевого управления, подвески.
Колодки быстро стираются под углом. Главные виновники – неисправные суппорты.

Профилактика тормозной системы

В первую очередь, важно проводить профилактику суппорта. Практика показывает, что профилактику суппорта важно проводить не реже одного раза в два года и при каждой замене колодок. Обязательными мероприятиями является диагностика суппортов, их очистка и смазка.

Для смазки рекомендуется использовать высокотемпературные, нерастворимые в воде и химически стойкие пастообразные составы, совместимые с эластомерными и пластиковыми деталями. Для этого снимается пылезащитные колпачки и очищаются контактные поверхности, затем равномерно наносится смазка.

Одновременно с профилактикой суппортов проводят замену тормозной жидкости, удаление воздуха из системы.
Важными профилактическими мероприятиями также являются регулировка стояночного тормоза, диагностика вакуумного усилителя, проверка на видимые дефекты шлангов, проверка на износ колодок (для этого замеряется их остаточная толщина).

Своевременный осмотр, диагностика, очистка и обработка деталей смазочными пастами, замена отдельных деталей – это предотвращение дорогостоящего ремонта в будущем.

Для того, чтобы максимально систематизировать знания, проверить уровень своих умений, навыков по этой теме, рекомендуем обратить внимание на электронный интерактивный тренинг и систему проверки знаний “Тормозная система автомобиля” на базе электронной платформы ELECTUDE. Обучающий продукт включает 19 учебных модулей, 15 тестовых модулей. Удобный вариант для дистанционного обучения автомехаников, а также проверки знаний при подборе кандидатов на эту вакансию , проведения аудита и аттестации персонала СТО.

Обучение является модульным. Электронная программа позволяет перейти от азов физики к нюансам взаимной работы, включая роль каждого компонента системы. В обучающую платформу встроен специализированный тренажёр. Поэтому слушателям доступны симуляции различных неисправностей. На конкретных примерах можно отточить навыки и увеличить скорость диагностики, ремонта.

Ещё больше систематизированной информации по системам, устройству автомобиля.

Тормозная система автомобиля: устройство и типы

Cегодня безопасность автомобиля немыслима без эффективного тормозного управления, которое в соответствии с требованиями стран – членов ЕЭС должно состоять из следующих тормозных систем (ТС):

основная (рабочая), которая обеспечивает замедление легкового автомобиля не менее 5,8 м/с2;, движущегося со – скоростью не более 80 км/ч при усилии на педаль менее 50 кг;
вспомогательная (аварийная), обеспечивающая замедление не менее 2,75 м/с2;
стояночная, которая может быть совмещена с аварийной.

Основная тормозная система

На современных легковых автомобилях устанавливают основные ТС, состоящие из тормозного гидропривода и тормозных механизмов. Когда водитель нажимает ногой на педаль тормоза, та сила, с которой он давит на педаль, передается на устройство, которое называется главный тормозной цилиндр. Главный тормозной цилиндр имеет поршень, который, двигаясь, увеличивает давление в системе гидравлических тормозных трубок, ведущих к каждому колесу автомобиля. На каждом колесе тормозная жидкость под давлением оказывает воздействие на поршень колесного тормозного механизма, который выдвигает тормозные колодки, а те, в свою очередь, прижимаются к тормозному барабану или тормозному диску. Трение замедляет вращение колес и движение автомобиля.

Читайте также:

Общее строение автомобиля

Схема гидропривода тормозов

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

В гидропривод основной ТС входят:

главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем или без него;
регулятор давления в задних тормозных механизмах;
рабочий контур (трубопровод диаметром 4-8 мм).

Рабочий контур соединяет между собой устройства гидропривода и тормозные механизмы. Главный тормозной цилиндр (ГТЦ) предназначен для преобразования усилия, прилагаемого к педали тормоза, в избыточное давление тормозной жидкости и распределения его по рабочим контурам. Бачок с запасом тормозной жидкости может крепиться на ГТЦ или вне его. Вместе с ГТЦ на большинстве автомобилей устанавливают вакуумные усилители, которые увеличивают силу, создающую давление в тормозной системе. Вакуумный усилитель (рис. 2) конструктивно связан с главным тормозным цилиндром. Основным элементом усилителя является камера, разделенная резиновой перегородкой (диафрагмой) на два объема. Один объем связан с впускным трубопроводом двигателя, где создается разряжение, а другой с атмосферой. Из-за перепада давлений, благодаря большой площади диафрагмы, «помогающее» усилие при работе с педалью тормоза может достигать 30 – 40 кг и больше. Это значительно облегчает работу водителя при торможениях и позволяет сохранить его работоспособность длительное время.

1 – главный тормозной цилиндр; 2 – корпус вакуумного усилителя; 3 – диафрагма; 4 – пружина; 5 – педаль тормоза

Регулятор уменьшает давление в приводе тормозных механизмов задних колес. При торможении сила инерции движущегося автомобиля и противодействующая ей сила трения (точка приложения которой ниже центра тяжести автомобиля) создают продольный опрокидывающий момент. Мягкая передняя подвеска, реагируя на него, “проседает”, а задние колеса “разгружаются”. Поэтому даже при неэкстренном интенсивном торможении задние колеса могут блокироваться, что часто приводит к заносу автомобиля. В зависимости от изменения расстояния между элементами задней подвески и кузовом автомобиля (его продольного наклона) давление в приводе задних тормозов (по сравнению с передними) ограничивается. В результате чего блокировки задних колес не происходит или (в зависимости от замедления и загруженности автомобиля) она возникает значительно позже.

Вспомогательная тормозная система

Рабочий контур, согласно требованиям ЕЭС, должен делиться на основной и вспомогательный. Если вся система исправна, то работают оба, но при разгерметизации одного – другой продолжает работать, становясь вспомогательным (аварийным). Наиболее распространены три компоновки разделения рабочих контуров (рис.3):

2 + 2 тормозных механизма, подключенных параллельно (передние + задние);
2 + 2 тормозных механизма, подключенных диагонально (правый передний + левый задний и т. д.);
4 + 2 тормозных механизма (в один контур подключены тормозные механизмы всех колес, а в другой только два передних).

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

Стояночная система

Стояночная тормозная система имеет механический привод, как правило, на задние колеса. Рычаг стояночного тормоза соединяется тонким тросом с задними тормозными механизмами, в которых находится устройство, приводящее в действие штатные или дополнительные (стояночные) колодки. Регулировка стояночного тормоза обычно производится эксцентриком на тормозном механизме, регулировочной гайкой на штоке приспособления, соединяющего рычаг и приводной трос, или путем изменения местоположения рычага в салоне автомобиля.

Барабанные и дисковые тормоза

Барабанный тормозной механизм (рис. 4) состоит из:

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

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.

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.

Как устроена тормозная система автомобиля: тормозной привод

Безопасность автомобиля немыслима без эффективных тормозов. Расскажем про устройство тормозной системы автомобиля: из чего состоит и как работает.

Тормозная система (ТС) автомобиля состоит из:

основная (рабочая) — обеспечивает замедление легкового автомобиля не менее 5,8 м/с2, движущегося со скоростью не более 80 км/ч при усилии на педаль менее 50 кг;
вспомогательная (аварийная) — обеспечивает замедление не менее 2,75 м/с2;
стояночная — может быть совмещена с аварийной.

На легковых автомобилях устанавливают тормозные системы, состоящие из гидропривода и тормозных механизмов. При нажатии на педаль тормоза в гидроприводе основной ТС возникает избыточное давление тормозной жидкости, которое обеспечивает срабатывание «колесных» тормозных механизмов.

В гидропривод входят:

главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем;
регулятор давления в задних тормозных механизмах;
рабочий контур (трубопровод диаметром 4-8 мм). Он соединяет между собой устройства гидропривода и тормозные механизмы.

Главный тормозной цилиндр (ГТЦ) предназначен для преобразования усилия, прилагаемого к педали тормоза, в избыточное давление тормозной жидкости и распределения его по рабочим контурам. Бачок с запасом тормозной жидкости может крепиться на ГТЦ или вне его.

Вместе с ГТЦ устанавливают вакуумные усилители, которые увеличивают силу, создающую давление в тормозной системе.

Регулятор уменьшает давление в приводе тормозных механизмов задних колес. При торможении сила инерции движущегося автомобиля и противодействующая ей сила трения создают опрокидывающий момент. Передняя подвеска автомобиля, реагируя на него, «проседает», а задние колеса «разгружаются». Поэтому даже при не интенсивном торможении задние колеса могут блокироваться, что часто приводит к заносу автомобиля. В зависимости от изменения расстояния между элементами задней подвески и кузовом автомобиля давление в приводе задних тормозов (по сравнению с передними) ограничивается.

Рабочий контур должен делиться на основной и вспомогательный. Если система исправна, то работают оба, но при разгерметизации одного — другой продолжает работать, становясь вспомогательным (аварийным). Наиболее распространены три компоновки разделения рабочих контуров:

2 + 2 тормозных механизма, подключенных параллельно (передние + задние)
2 + 2 тормозных механизма, подключенных диагонально (правый передний + левый задний и т. д.)
4 + 2 тормозных механизма (в один контур подключены тормозные механизмы всех колес, а в другой только два передних)

Необходимо отметить, что на многих машинах в тормозной привод встраивают антиблокировочные системы (АБС) «колесных» тормозных механизмов. Конструктивно АБС представляет собой совокупность датчиков, модуляторов и блока управления.

При торможении блок управления анализирует поступающую от датчиков информацию о скорости автомобиля и угловой скорости вращения колес, отслеживает работу модуляторов (исполнительных механизмов), которые регулируют давление жидкости в том или ином колесном тормозном механизме, не давая ему заблокироваться в случае экстренного торможения.

Таким образом, для любого состояния дорожного покрытия определяется режим «относительного скольжения», обеспечивающего минимальный тормозной путь, и полная блокировка колес становится невозможной при любом усилии на тормозную педаль.

Все автомобильные тормозные механизмы разделяют на: дисковые и барабанные.

Дисковые бывают с подвижным или неподвижным суппортом. Наибольшее распространение получили механизмы с подвижным суппортом, которые исключают неравномерный износ колодок. Еще одной особенностью тормозного механизма с подвижным суппортом является меняющееся расстояние от его внешнего габарита до колесного диска в зависимости от износа колодок.

По конструктивным особенностям дисковые тормоза эффективнее барабанных и работают в более высоком температурном режиме. Для лучшего отвода тепла из рабочей зоны часто используют вентилируемые диски. Увеличенная толщина вентилируемого диска позволяет разместить между поверхностями трения ребра жесткости, которые обеспечивают принудительную циркуляцию воздуха. При вращении создается центробежная сила, она заставляет поступающий воздух устремляться от центра к краям диска и нагретый воздух выбрасывается в окружающую среду, а вентилируемый диск охлаждается.

Барабанные тормозные механизмы устанавливают обычно на задние колеса. В процессе работы зазор между колодкой и барабаном увеличивается. Для его устранения предназначены разного рода механические регуляторы. Износ колодок компенсируется их самоподводкой, происходящей, как правило, при резком торможении. Теплоотвод в барабанных тормозных механизмах осуществляется через колодочные накладки, массивную металлическую основу колодки и ребра охлаждения тормозного барабана.

Вспомогательная ТС начинает действовать при разгерметизации одного из рабочих контуров (вытекает тормозная жидкость). В этом случае в бачке с тормозной жидкостью, разделенном на два независимых объема, уровень понижается до критической отметки. Далее он продолжает понижаться только в объеме неисправного контура, а объем исправного сохраняет критический уровень тормозной жидкости.

Стояночная система автомобиля

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.

шток с поршнем;
тормозной бачок;
главный тормозной цилиндр; переднего тормозного механизма (дискового);
колесный тормозной цилиндр;
трубопровод передних колес;
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.