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

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

Содержание

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

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

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:

Тормозная система автомобиля, устройство, принцип работы

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

Тормозная система автомобиля входит в число механизмов, обеспечивающих безопасность движения.

Основной задачей ее является обеспечение снижения скорости движения вплоть до полной остановки авто путем воздействия на его колеса. Тормозные механизмы на транспортных средствах начали использоваться задолго до появления авто. Поначалу они были примитивными, но все же позволяли снизить вращение колес.

Читать статью  Резко-прерывисто или плавно-медленно? Как правильно тормозить

Появившиеся первые машины сразу же оснащались данными механизмами. С развитием транспортных средств развивались и системы снижения их скорости.

Классификация тормозных систем автомобиля

Тормозная система автомобиля состоит из нескольких видов механизмов, каждый из которых выполняет определенные функции.

Одни из них взаимосвязаны между собой, другие могут выполнять несколько функций одновременно.

Но в целом, тормозная система включает в себя такие их виды:

  • Рабочий механизм;
  • Стояночный;
  • Запасной;
  • Вспомогательные.

Рабочий тормоз является основным.

Именно при помощи него осуществляется замедление движения вплоть до полной остановки во время движения.

Управляется он за счет педали, установленной в салоне. Нажимая на нее ногой с разным усилием, водитель регулирует скорость замедления автомобиля.

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

Для исключения повышения оборотов силовой установки с одновременным замедлением, управление педалями акселератора и тормоза осуществляется одной ногой — правой. То есть, водитель либо управляет мотором, либо тормозами.

Предназначен для обездвиживания автомобиля во время стоянки и предотвращения самовольного его передвижения.

Организована работа этого типа тормозов так, что при стоянке водитель блокирует вращение колес.

Для этого также можно задействовать трансмиссию автомобиля (включенная передача не дает свободно вращаться колесам), но при постановке машины под уклоном трансмиссия не всегда может удержать автомобиль.

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

Используя же трансмиссию в паре со стояночным тормозом, можно достаточно эффективно обездвижить автомобиль, особенно если ручник послаблен и «не держит» автомобиль.

Дополнительно ручной тормоз является вспомогательным средством при начале движения на подъем.

Поскольку водитель не может одновременно управлять двумя педалями – газом и тормозом, то высока вероятность, что при попытке тронуться с места на подъем автомобиль откатиться назад.

В случае же использования ручника, машину можно удерживать, пока двигатель не сможет сдвинуть авто с места, а после тормоз отпустить, тем самым исключив вероятность отката назад.

Реализуется далеко не на всех автомобилях. Предназначен он для обеспечения торможения автомобиля в случае отказа рабочего механизма.

Может быть реализован как отдельная автономная система, воздействующая на тормозные механизмы колес, или же запасной тормоз может быть частью контура рабочей системы.

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

Зачастую этот тип на легковые авто не устанавливается, а его роль выполняется стояночный тормоз.

Встречаются на грузовых автомобилях и позволяют разгрузить рабочий тормоз при движении на затяжных спусках.

Также к вспомогательным механизмам относятся контуры системы, отвечающие за срабатывание тормозных механизмов прицепов.

Виды тормозных систем

Всего на автомобилях использовалось четыре вида тормозных систем, отличающиеся между собой по принципу действия.

Некоторые из них на автотранспорте уже не применяются, а некоторые были выбраны, как приоритетные.

Итак, на авто применялись такие виды тормозов:

  • Ленточные;
  • Механические;
  • Гидравлические;
  • Пневматические.

Ленточные тормоза использовались на первых авто и давно не применяются из-за слабой эффективности и требуемых значительных усилий от водителя, поэтому подробно их рассматривать не будем.

И хотя каждый вид тормозной системы включает в себя несколько типов устройств, основным из них является рабочий тормоз.

Состоит он из двух основных составляющих – привода и исполнительных механизмов, но об этом чуть позже.

А пока рассмотрим виды тормозных систем.

Механический тормоз

Механические тормоза стали применяться с появлением барабанных тормозных механизмов, устанавливаемых между колесом и его осью.

Состоял такой тип тормозов из механизмов, включавших в себя:

  1. Тормозной барабан;
  2. Колодки;
  3. Кулачковый вал и пружины, устанавливаемых на каждую ось колеса;
  4. Механизма управления, состоящего из системы тросиков и тяг.

Водитель при надобности воздействовал на механизм управления. Его усилие посредством тяг и тросиков передавалось на кулачковый вал.

Этот вал проворачивался и начинал разжимать колодки, заставляя их прижиматься к барабану. Возникающее трение замедляло вращение колеса.

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

Как рабочий тормоз такой тип привода уже не применяется, разве что в качестве стояночного тормоза он еще используется, но только на авто, оснащенных барабанными механизмами хотя бы на одной оси.

С пневматическим приводом

Последний тип привода, используемый на автотранспорте – пневматический, нашел большее применение на грузовых авто.

Работы такого типа идентичен гидравлическому, но в качестве рабочего элемента выступает сжатый воздух.

Краткая конструкция системы такова: имеются те же барабанные тормозные механизмы с кулачковым валом. Но соединен этот вал с рабочей тормозной камерой мембранного типа.

К этой камере подходят магистрали подачи воздуха. Давление воздуха обеспечивается компрессором и под давлением он сохраняется в ресиверах.

Управление механизмом осуществляется тормозным краном.

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

  • Водитель посредством педали открывает тормозным краном магистрали подачи воздуха.
  • Сжатый воздух попадает в рабочие камеры мембранного типа.
  • Мембрана соединена штоком с механизмом поворота кулачкового вала.
  • Сжатый воздух давит на мембрану, та отклоняется и толкает шток, который воздействует на механизм и вал проворачивается, разжимая колодки.

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

Тормоза с гидравлическим приводом

В легковых автомобилях распространение получил гидравлический тип привода.

В целом рабочий тормоз состоит из пяти элементов, цепь расположения которых выглядит так:

  • Педаль;
  • Усилитель (вакуумный);
  • Главный тормозной цилиндр;
  • Трубопроводы;
  • Рабочие цилиндры (входящие в конструкцию исполнительных механизмов);

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

В основу работы всей этой системы положена такое свойство жидкости, как отсутствие изменения объема при создании давления на нее (она не сжимается).

Благодаря этому и существует возможность использования жидкости в качестве элемента для передачи усилия.

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

Принцип работы такой системы очень прост: водитель прикладывает усилие, нажимая на педаль, а имеющийся в конструкции усилитель повышает его.

Далее усилие передается на поршни главного цилиндра. Те, перемещаясь, создают давление на жидкость, из-за чего она выдавливается из цилиндра, и по трубопроводам подается на рабочие цилиндры.

Поршни рабочих механизмов от полученного воздействия жидкости перемещаются, обеспечивая срабатывание рабочего механизма.

У барабанного механизма имеется два поршня рабочего цилиндра, которые взаимодействуют с колодками.

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

У дисковых тормозов в суппорте установлен только один рабочий цилиндр с поршнем. Но сам суппорт может перемещаться по своим осям крепления.

У этого механизма тормозной диск располагается между двух колодок, установленных в суппорте.

Поршень при создании давления на него прижимает только одну колодку к диску, вторая же прижимается суппортом, который смещается при давлении поршня в колодку и диск.

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

Данный тип привода сейчас оснащается дополнительными механизмами и системами, такими как вакуумный усилитель, облегчающих водителю создание усилие на жидкость, а такжеABS система, которая исключает полную блокировку колес при торможении, что не дает авто пойти юзом и значительно уменьшает тормозной путь.

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

При отпускании педали, установленные в главном цилиндре пружины, возвращают поршни в начальное положение, что приводит к сбросу давления в системе, и возврат рабочих поршней в исходную позицию.

Контуры тормозной системы

У гидравлического и пневматического типа тормозов существует такое понятие, как контуры.

Контур – это привод определенного количества тормозных механизмов без взаимодействия с остальными механизмами.

То есть, контур обеспечивает срабатывание тормозных механизмов только тех колес, к которым идет привод в рамках этого же контура.

Сейчас каждое авто оснащается как минимум двухконтурной системой тормозов.

Делаются контуры для того, чтобы обеспечить срабатывание тормозов даже при отказе одного из них, поскольку между собой они не взаимодействуют.

Как не трудно догадаться, это как минимум в два раза повышает безопасность движения.

Для примера рассмотрим две ситуации.

Машина не имеет контуров и весь привод объединен в один.

При пробое магистрали, рабочий элемент (жидкость, воздух) травит, не обеспечивая создание нужного давления для срабатывания тормозных механизмов, авто практически лишается тормозов.

У машины имеется двухконтурная система.

В этом случае, каждый контур обеспечивает привод двух механизмов, при пробое одного из них, второй продолжает работать в обычном режиме, поскольку он независим от другого контура – тормозная система сохраняет работоспособность, но только двух колес, общая эффективность тормозов падает, но они все же работают.

Как правило в один контур зацикливаются переднее левое колесо с задним правым и переднее правое колесо с задним левым, так называемое диагональное подключение.

Но существуют тормозные системы и с параллельным подключением.

Барабанные и дисковые исполнительные механизмы

Основная работа при торможении лежит на исполнительных механизмах, ведь именно они обеспечивают замедление вращения колеса.

В основу их работы положена сила трения, поэтому все тормозные механизмы на авто – фрикционного типа.

На автомобилях распространение получили два типа таких механизмов – барабанные и дисковые.

Каждый из них имеет свои конструктивные особенности, преимущества и недостатки.

Примечательно, что комбинирование их вполне приемлемо. Так, у многих авто все механизмы могут быть либо только барабанными (обычно на грузовиках), или только дисковыми (многие легковые авто).

Но также встречается и их комбинация – на передних колесах устанавливаются дисковые, а на задних – барабанные механизмы.

Тормозной механизм дискового типа.

Сейчас такой механизм все чаще используется, благодаря ряду преимуществ перед барабанным типом.

Конструктивно он состоит из нескольких элементов:

Диск выступает одной из фрикционных частей механизма и используется он для создания трения при торможении. Закреплен он на ступице и вращается с идентичной колесу скоростью.

Колодки – вторая фрикционная составляющая. За счет прижима их к диску, между этими элементами создается трение, которое обеспечивает снижение скорости вращения диска, а вместе с ним и колеса.

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

Для повышения силы трения, на колодках имеются специальные фрикционные накладки.

В конструкцию суппорта входит рабочий цилиндр привода. Именно эта составляющая обеспечивает прижим колодок.

Конструкции его бывают разные — как однопоршневая (наиболее распространена), так и двух двухпоршневая.

Выглядит конструкция этого механизма так: над диском закрепляется суппорт с поршнями, при этом рабочие поршни (один или два) располагаются перпендикулярно боковым поверхностям этого диска.

Между суппортом и двумя боковыми (рабочими) поверхностями диска помещены колодки. В расторможенном состоянии, между фрикционными составляющими имеется зазор, поэтому колодки не мешают вращаться диску.

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

Теперь немного о том, как срабатывают механизмы с однопоршневым и двухпоршневым суппортами.

В первом случае суппорт может смещаться по направляющим, что и позволяет одновременно прижимать обе колодки.

Действует это так: при возрастании давления в рабочем цилиндре, поршень выходит и начинает прижимать колодку. При этом создается обратное усилие, которое перемещает суппорт по направляющим.

Смещаясь, он корпусом начинает прижимать вторую колодку. В результате происходит выравнивание усилия прижима колодок с обеих сторон диска.

В двухпоршневом же суппорте, его перемещение не предусмотрено, поскольку каждую колодку прижимает свой поршень.

Устройство и работа барабанного тормозного механизма.

Конструкция барабанного исполнительного механизма отличается от дискового, причем кардинально.

Устройство его включает в себя:

  • Барабан;
  • Колодки;
  • Двухпоршневой рабочий цилиндр;
  • Щит;
  • Стяжные пружины.

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

Как и в случае с дисковым механизмом, у барабанного имеются две фрикционные составляющие, между которыми возникает трение при торможении. Здесь их роль выполняют барабан и две колодки, выполненных в виде полумесяца.

Читать статью  Расположение педалей газа и тормоза в машине на коробке автомат

Барабан является подвижным элементом, он располагается на оси и вращается вместе с колесом. Неподвижным же элементом является щит с закрепленными на нем рабочим цилиндром (вверху) и опорой колодок (внизу).

Колодки (с фрикционными накладками) размещены так, что своими вершинами упираются в поршни цилиндра и опору.

Удерживают их в таком положении за счет стяжных пружин (вверху и внизу) и прижимов. Все элементы, располагающиеся на щите, получаются помещенными внутрь барабана, то есть они закрыты им.

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

Работает все очень просто: при нажатии на педаль, поршни выходят из цилиндра, и преодолевая усилие пружин, разводят колодки.

Это перемещение приводит к тому, что колодки начинают прижиматься к внутренней поверхности (рабочей) барабана, что и обеспечивает его замедление вращения.

При отпускании педали, пружины возвращают колодки в исходное положение.

Как уже отмечено, каждый из применяемых типов механизмов имеет свои достоинства и недостатки.

К положительным качествам дисковых механизмов относится:

  • Высокая эффективность;
  • Меньшее время на срабатывание;
  • За счет открытой конструкции обеспечивается вентиляция (механизм лучше охлаждается, а также отводятся продукты износа);
  • Быстрое удаление влаги;
  • Легкость разборки при обслуживании и ремонте.

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

Но вместе с тем, такие механизмы изнашиваются быстрее, поэтому их обслуживание, с заменой расходных материалов, нужно проводить чаще.

Открытая конструкция имеет и негативные стороны.

Во-первых, между колодкой и диском попадает больше сторонних частиц, что увеличивает скорость износа.

Во-вторых, влаге значительно проще попасть на рабочие элементы. При этом, если диск будет сильно разогрет, высока вероятность его коробления.

Также такие механизмы сложно использовать как элементы стояночной системы.

Что касается барабанных механизмов, то к их достоинствам относятся:

  • Большой ресурс без надобности замены расходных материалов;
  • Рабочие элементы защищены от попадания сторонних частиц (они закрыты);
  • Высокая устойчивость барабана к резким перепадам температур;
  • Возможность использования в качестве элемента стояночного тормоза (именно из-за этого очень часто такие механизмы используют на задних колесах).

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

Но такие тормоза менее эффективны, существует вероятность их отказа при сильном нагреве, обладают более сложной конструкцией, что осложняется ремонт.

К тому же, разрушение пружин или самих колодок может привести к заклиниванию механизма.

Принцип работы стояночного тормоза

Как и в рабочей системе, стояночный тормоз состоит из двух составляющих – привода и исполнительного механизма.

Зачастую в стояночном тормозе используется механический тип привода, который обладает простотой конструкции и надежность.

В качестве исполнительных механизмов обычно используются барабанные тормоза, для чего в их конструкцию добавлены специальные рычаги.

Весь привод состоит из храпового механизма, установленного в салоне связанного с тросом, тянущимся под автомобилем к тормозным механизмам, где он соединяется с рычагами.

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

Принцип работы очень прост: поднимая рычаг в салоне, водитель задействует храповой механизм, исключающий самовольное опускание ручника.

В результате этого действия, водитель тянет трос, а тот в свою очередь обеспечивает перемещение рычага, который разводит колодки, прижимая их к барабану.

Для растормаживания водитель нажимает клавишу на рычаге, тем самым выводя из зацепления собачку из храпового механизма. Это позволяет опустить рычаг и привести весь механизм в исходное положение.

Недостатком такого привода ручного тормоза является надобность в периодическом регулирования натяжения троса. Также трос со временем может перепреть, и его придется менять.

В современных системах ручного тормоза применяются электрические приводы. Причем некоторые из них даже используются в качестве исполнительного механизма дисковые тормоза.

Также такой тип стояночного тормоза может блокировать не колеса, а трансмиссию.

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

Суть такого типа привода сводится к тому, что в рабочие механизмы устанавливаются электродвигатели, которые и воздействуют на колодки.

Но такие приводы считаются конструктивно сложными, что значительно повышает вероятность их поломки. Поэтому они пока не получили широкого распространения.

Многие автопроизводители продолжают отдавать предпочтение простому и дешевому тросовому ручному тормозу.

Диагностика тормозной системы

Для диагностирования общей эффективности тормозной системы зачастую применяются специальные стенды.

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

Наибольшее распространение получили барабанные стенды, позволяющие определить усилие, создаваемое тормозной системой на каждом колесе и время срабатывания системы.

Затем исходя из показаний, производится обслуживание и ремонт.

Народные методы диагностики тормозов.

Одним из таких методов является замер тормозного пути. Именно этот метод положен в основу площадочного стенда.

Суть метода сводиться к движению авто с определенной скоростью по ровной площадке с последующим экстренным торможением.

После этого замеряется тормозной путь и на основе замеров и сравнения их с номинальным значением, указанным в тех. документации к авто, определяется эффективность тормозов.

К примеру, на ВАЗ 2109 в полностью загруженном состоянии тормозной путь на сухой ровной поверхности при скорости 80 км/ч должен составлять примерно 38 м.

Значение меньше или таковое указывает на отличную работу тормозов, большее значение сигнализирует о проблемах в работе.

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

Недостатком этого метода является невозможность определения эффективности работы тормозов на каждом колесе и время срабатывания привода.

Также на показания в значительной мере влияют дорожные условия при проведении диагностики (мокрая поверхность дороги или сухая и т.д.).

Уход за тормозной системой автомобиля

Тормозная система играет одну из основных ролей в обеспечении безопасности при движении на автомобиле.

Поэтому в обязательном порядке необходимо следить за ее состоянием и своевременно проводить техническое обслуживание.

Поскольку что в рабочем, что в стояночном тормозе составных элементов немного, то уход за всей системой не очень сложен.

В перечень работ по обслуживанию входит:

  • Контроль уровня рабочей жидкости в бачке;
  • Прокачка гидравлического привода для удаления воздуха из системы;
  • Замена изношенных колодок;
  • Проверка и регулировка ручника.

Помимо этого, также периодически следует осматривать состояние гидравлических магистралей, особенно их резиновых частей.

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

Что касается дисков и барабанов, то они тоже изнашиваются, но очень медленно, поэтому замене они подлежат очень редко, если, конечно, диск не покоробило от перепада температур.

Особенности ремонта элементов тормозной системы.

Следует отметить, что ремонт тормозов авто не является особо дорогостоящим, если он не оборудован дополнительно вспомогательными системами.

А вот если имеется та же АБС, да еще включающая в себя несколько систем (антиблокировка колес и система экстренного торможения) и на премиальном авто, к примеру, любой из современных Ауди, неисправности именно с этими системами могут обойтись очень дорого.

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

Какой бы тормозной системой не оснащался автомобиль, она требует постоянного контроля работоспособности, а также обслуживания и ремонта, поскольку это значительно влияет на безопасность движения.

Без определенных знаний все выше перечисленное сделать сложно, поэтому мы надеемся, что после прочтения данной статьи вы начали хоть немного разобраться в этих вопросах.

Устройство тормозов, разновидности и особенности эксплуатации

Про автодвижок

Если говорить о безопасности в автомобиле, сложно представить что-то более важное, чем хорошие тормоза. Всё остальное тоже важно, никто не спорит:на плохом двигателе далеко не уедешь, на плохих амортизаторах особо не расслабишься, но нормальная, исправная тормозная система автомобиля – это то, с чего вообще нужно начинать разговор о вождении.

Учитывая, что от тормозов буквально зависит человеческая жизнь, инженеры постарались сделать эту систему как можно более надежной. Что же там, под средней педалью?

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

Тормозная система автомобиля

Классификация тормозных систем автомобиля

На современных автомобилях устанавливаются три-четыре вида тормозных систем:

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

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

Читайте также: Как завести машину в мороз? 6 проблем «холодного запуска» и их решения

тормозной диск

Стояночная тормозная система, как следует из названия, предназначена для обеспечения неподвижности транспортного средства во время длительной стоянки. На практике опытные водители оставляют машину с включенной первой или задней передачей. Однако на больших склонах этого может оказаться недостаточно. Ручной стояночный тормоз используют также при трогании с места на неровных участках дороги, когда правая нога должна быть на педали газа, а левая выжимает сцепление. Плавно отпуская рукой рычаг тормоза, включая одновременно сцепление и прибавляя газ, удается предотвратить произвольное скатывание автомобиля под уклон.

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

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

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

Виды тормозных приводов

Выше говорилось, что автомобильные тормозные приводы подразделяются:

  • механическими;
  • гидравлическими;
  • пневматическими;
  • гибридными.

Поговорим о каждой из разновидностей более детально.

Механический

Устройство тормозной системы легкового автомобиля

Не предусматривает дополнительного усиления нажатия педали. Последняя связана с тросом, который идет к колодкам передних колес и уравнителю, с которого тянется к задним. При нажатии трос приводится в движение и задействует колодки, которые прижимаются к дискам.

В настоящее время подобная схема используется для организации стояночных систем.

Главные достоинства такого привода – простота и очень высокая надежность. А главный недостаток – необходимость прикладывать значительное усилие для остановки транспортного средства.

Гидравлический

гидравлический тормоз

Наиболее распространенное конструктивное решение в современных легковых автомобилях. Более подробно его устройство и принцип работы описаны выше. Чаще всего используется в качестве рабочей системы, так как относительно прост, надежен и обеспечивает хорошее усиление усилия, которое водитель прилагает водитель для нажатия на педаль.

Главный плюс привода – простота и хорошее усиление нажатия. К минусам можно отнести более сложное устройство по сравнению с механическим.

Пневматический

Устройство тормозной системы легкового автомобиля

В данном случае усиление нажатия на педаль происходит за счет воздействия сжатого воздуха. Он хранится в специальной емкости, именуемой ресивером. Туда воздух нагнетается с помощью компрессора, который работает за счет оборотов двигателя.

Педаль связана с клапаном, который расположен между контуром системы и ресивером. При нажатии на нее клапан открывается и воздух под давлением поступает на главный, а затем на колесные цилиндры, которые приводят в движение колодки.

Главные достоинства приводов подобного типа – фактическая неисчерпаемость ресурсов. Ведь в них не нужно время от времени менять тормозную жидкость. Недостатков 2:

  • более долгое по сравнению с другими типами срабатывание;
  • отъем части энергия двигателя для работы компрессора.

Комбинированный

Также существуют комбинированные, или гибридные, приводы. Чаще всего можно встретить пневмогидравлические. В них, как и в гидравлике, усилие с педали на колодки передает тормозная жидкость. Однако давление в данном случае обеспечивает не диафрагма, а компрессор, в который нагнетается сжатый воздух за счет оборотов двигателя. Подобный тип привода объединяет свойства двух разновидностей.

Читать статью  Какие тормоза лучше: дисковые или барабанные?

Читайте также: Почему в машине изнутри запотевают стекла и что делать, чтобы устранить проблему

В дорогих моделях автомобилей часто объединяют гидравлический и электрический привод. Схема работы похожа на пневмогидравлику, только давление жидкости усиливается не путем использования не компрессора, а за счет электрической аппаратуры.

Устройство системы и принцип действия

Основное в тормозной системе любого автомобиля – это тормозные механизмы и их приводы. Гидравлический тормозной привод, применяемый на легковых автомобилях, состоит из:

тормозные шланги

  1. педали в салоне;
  2. рабочих тормозных цилиндров передних и задних колес;
  3. вакуумного усилителя;
  4. трубопровода (тормозных трубок);
  5. главного тормозного цилиндра с бачком.

Принцип работы таков — водитель нажимает на педаль тормоза, приводя в движение поршень главного тормозного цилиндра. Поршень выдавливает жидкость в трубопроводы к тормозным механизмам, которые тем или иным образом создают сопротивление вращению колес, и таким образом происходит торможение.

Отпущенная педаль тормоза посредством возвратной пружины возвращает поршень назад, и жидкость перетекает обратно в главный цилиндр – колеса растормаживаются.

На отечественных заднеприводных автомобилях схема тормозной системы предусматривает раздельную подачу жидкости из главного цилиндра на передние и задние колеса.

На иномарках и переднеприводных ВАЗах применяется схема контура трубопровода «левое переднее – правое заднее» и «правое переднее – левое заднее».

Аварийный режим

Стоит отметить высокую надежность системы. И даже если будут неисправности главного тормозного цилиндра (ВАЗ — не исключение), автомобиль исправно затормозит. Это обеспечивает второй аварийный контур. Если произошла утечка в первом, поршень переместится в цилиндре до соприкосновения со вторым. А далее он начнет перемещаться, обеспечивая исправную работу тормозных механизмов. Но если наблюдаются утечки во втором контуре, работа механизма будет немного отличаться. Первый поршень будет толкать собой второй, пока он не упрется в верхнюю часть металлического корпуса. Далее уровень давления в первом контуре возрастает и автомобиль начинает тормозить. И несмотря на то что система работает в аварийном режиме, машина успеет затормозить в случае необходимости.

При утечке во втором контуре работа главного тормозного цилиндра происходит иначе. Первый поршень выталкивает второй, после чего он двигается до верхней части металлического корпуса. Уровень давления в первом контуре растет. Автомобиль начинает тормозить. Разумеется, имея такие неисправности главного тормозного цилиндра, эксплуатировать автомобиль без ремонта просто опасно. Но доехать до ближайшего гаража или СТО – возможно.

Типы тормозных механизмов, применяемые в автомобилях

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

тормозной диск и суппорт

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

Устройство и работа барабанного тормозного механизма

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

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

задние колодки

Читайте также: Как сделать капремонт двигателя Лады Приора?

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

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

Тормозной механизм дискового типа

Устройство дисковых тормозов состоит из:

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

дисковые тормоза

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

Системы безопасности

Как отмечено выше, современный автомобиль оснащается множеством систем безопасности, которые повышают эффективность тормозов. Первой из таких систем стала антиблокировочная (ABS), предотвращающая полную блокировку колес при торможении. А уже на основе ее были созданы и другие системы:

  • Распределения усилий (EBD);
  • Противопробуксовочная (ASR);
  • Курсовой устойчивости (ESP);
  • Экстренного торможения (BA);
  • Имитации блокировки дифференциала.

Системы активной безопасности
Установить все эти системы удалось благодаря использованию дополнительных модулей:

  • рабочего модуля (исполнительного механизма, врезанного в магистрали тормозной системы);
  • электронного блока, управляющего модулем;
  • датчиков определения скорости вращения колес.

Работают эти составляющие в зависимости от того, какая система безопасности задействуется. К примеру, при включении ABS во время торможения блок управления «следит» посредством датчиков за скоростью вращения колес. При обнаружении, что одно из них замедляется быстрее, блок подает сигнал на модуль, и последний при помощи клапанов снижает давление жидкости в магистрали этого колеса.

Тормозная система постоянно совершенствуется. Но если рассматривать только механическую составляющую, то особых улучшений она не требует. Поэтому ее доработки сводятся к использованию новых материалов при изготовлении дисков, барабанов, колодок.

А вот электронная составляющая доработкам подвергается чаще. Но здесь все сводится к расширению функционала блока управления. По такому принципу построены практически все системы безопасности, поскольку основой для них выступает ABS. Хотя все чаще системы, построенные на базе тормозов, взаимодействуют с другими, не относящимися к тормозной системе. К примеру, при срабатывании ESP, включаются не только тормозные механизмы, а и системы, следящие за работой мотора.

Сравнительные характеристики

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

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

Замена неисправного цилиндра тормозов

Схема замены в семействе ВАЗ практически одинакова для цилиндров обоих контуров с мелкими различиями.

Изначально нужно приготовить необходимые ключи и подходящие по размеру патрубков заглушки. Сняв колесо и открутив патрубки, для предотвращения утечки жидкости надеваем на них заглушки. Открутив соответствующие гайки, демонтируем старый цилиндр и на его место ставим новый, производя сборку в обратном порядке. Если после замены, сборки колеса мешают слишком разведенные колодки, можно подпилить концовки колодок, только не переусердствуйте, это может сказаться на работе ручного тормоза. После любых манипуляций с системой тормозов требуется ее прокачка согласно схеме.

Принцип работы стояночного тормоза

Он является чисто механическим устройством. Приводится в действие поднятием рычага «ручника» в вертикальное положение до момента щелчка фиксатора. При этом происходит натяжение двух металлических тросов, проходящих под днищем автомобиля, которые плотно прижимают тормозные колодки задних колес к барабанам.

Для снятия машины со стояночного тормоза надо пальцем утопить фиксирующую кнопку и опустить рычаг книзу, в первоначальное положение.

Не забывайте перед началом движения проверить положение ручника! Езда с не отпущенным ручным тормозом быстро выведет из строя тормозные колодки.

ручной тормоз

Принцип работы рабочего тормозного цилиндра

Поступающая из главного, под давлением, тормозная жидкость воздействует на оба поршня в рабочем цилиндре, те, в свою очередь, сдавливают или разжимают тормозные колодки, что приводит к торможению. Передний контур тормозов дисковый, задний у многих авто — барабанного типа.

  1. Передние суппорта.
  2. Трубопровод, подводящий гидравлическую жидкость к передним колесам.
  3. Задний трубопровод.
  4. Вальцы задних колес.
  5. Бачок.
  6. Главный вальц.
  7. Один из поршней.
  8. Шток.
  9. Педаль.

Уход за тормозной системой автомобиля

Как один из наиболее важных узлов, тормозная система автомобиля требует постоянного внимания и ухода. Здесь буквально любая неисправность может привести к непредсказуемым последствиям на дороге.

Некоторые диагнозы можно поставить, исходя из характера поведения тормозной педали. Так увеличенный ход или «мягкая» педаль свидетельствуют, скорее всего, о попадании воздуха в систему гидропривода в результате утечки тормозной жидкости. Поэтому необходимо периодически контролировать уровень жидкости в бачке.

Её повышенный расход может быть следствием повреждения гидрошлангов и трубок, а также обыкновенного испарения со временем. Это приводит к попаданию в систему воздуха и отказу тормозов.

Пришедшие в негодность детали необходимо заменить, а систему придется прокачивать, выпуская воздух из каждого рабочего цилиндра на колесах и доливая жидкость. Процесс длительный и нудный. Уход автомобиля при торможении в сторону говорит о возможном выходе из строя одного из рабочих цилиндров или чрезмерном износе накладок на каком-то определенном колесе. При загрязнении тормозных механизмов может возникать характерный шум при нажатии на педаль.

Все эти неисправности легко устраняются самостоятельно или обращением в сервисный центр. А чтобы свести к минимуму вышеописанные неприятности, берегите тормоза, чаще используйте торможение двигателем, особенно на крутых и затяжных спусках. Продолжительное по времени включение основной рабочей системы ведет к перегреву деталей и служит причиной различных поломок.

Что еще стоит почитать

Принцип работы сцепления автомобиля

Принцип работы сцепления автомобиля

Не работает стояночный тормоз

Не работает стояночный тормоз

Читайте также: Lada Kalina 2 масло для двигателей сколько и какого требуется?

Главный цилиндр сцепления

Главный цилиндр сцепления

Устройство глушителя

Устройство глушителя Бачок сцепления

А что будет — если один из контуров потеряет герметичность

Даже несмотря на потерю герметичности одного из контуров, второй контур останется в рабочем состоянии. Вот допустим, утечка произошла в первом контуре, тогда первый поршень переместиться без сопротивления по цилиндру до второго поршня. А второй поршень перемещаясь создаст давление, необходимое для работы тормозных механизмов в своем контуре. Только следует учитывать, что свободный ход педали добавится из-за неисправности первого контура.

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

Если утечка произошла во втором контуре, то работа первого контура будет происходить вот так: оба поршня будут перемещаться, пока второй поршень не дойдет до конца и только потом в первом контуре создастся давление способное привести контур в рабочее состояние. Тут тоже ход педали тормоза будет увеличен, но тормозная система будет работать.

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

Источник https://autotopik.ru/obuchenie/811-tormoznaya-sistema-avtomobilya.html

Источник https://toyota-chr2.ru/sovety/tormoznaya-sistema.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: