Назначение и виды тормозных механизмов

Назначение и виды тормозных механизмов

Тормозной механизм представляет собой устройство, которое предназначено для того, чтобы останавливать транспортные средства, механизмы, или же снижать их скорость. Они собираются из некоторого количества функциональных деталей.

Современные тормозные механизмы подразделяются на барабанные, дисковые, центробежные, пластинчатые, конические, ленточные, колодочные и электрические.

Они используются для того, чтобы осуществлять поглощение инерции движущихся масс или же регулировки скорости. Кроме того, тормозные механизмы используются для того, чтобы изменять скорости отдельных узлов машин, удерживать грузы на весу или опускать их.

Колодочный тормоз

В колодочных тормозах торможение осуществляется за счет того, что специальные колодки надавливают на деталь вращения. Что касается их конструкции, то в ее основу положен так называемый тормозной шкив. Он насажен на тот вал, который требуется затормаживать.

Ленточный тормоз

Эта разновидность механизмов в подавляющем большинстве случаев используется там, где требуется при малых габаритах оказывать значительные тормозные усилия. Кроме того, ленточные тормозы используются в групповых приводах.

Эти механизмы обеспечивают торможение за счет того, что тормозной шкив обхватывается специальной стальной лентой. На ее поверхности располагаются обкладки, изготовленные из различных фрикционных материалов.

Пластинчатый тормоз

В тормозных механизмах которые характеризуются осевым нажатием, то усилие, которое необходимо для получения тормозного момента, действует вдоль оси тормозного вала. Конические и дисковые тормоза относятся именно к этой категории.

Особенностью дисковых (пластинчатых) тормозов с осевым нажатием является то, что их поверхность трения располагается на торце. Для того чтобы уменьшить удельное и осевое давление, в таких тормозах предусматривается установка нескольких дисков. С валом и тормозным кожухом они связаны поочерёдно.

Фиксация ряда дисков пластинчатых тормозах осуществляется в неподвижных корпусах, на шпонках, со скольжением. При этом второй ряд дисков с тормозным валом связан точно таким же образом. Когда обе группы дисков сжимаются силой, то между ними за счет возникновения силы трения создается тормозной момент.

Конический тормоз

Основными элементами конического тормоза являются неподвижный и подвижный конуса. При этом к неподвижному подвижный прижимается за счет осевого усилия, и благодаря тому, что в ходе этого процесса создается сила трения, на образующей конической поверхности возникает тормозной момент.

Центробежный тормоз

В технике центробежные тормозные механизмы получили наиболее широкое распространение в качестве регуляторов скорости. Принцип работы этих устройств состоит в том, что как только увеличивается скорость вращения тормозного вала, сразу же начинает расти такая характеристика, как центробежная сила масс деталей тормозного механизма. На неподвижную часть тормоза оказывается повышенное давление, благодаря чему увеличивается сила трения и, соответственно, тормозной момент. Наиболее распространенным местом установки центробежного тормоза является быстроходный вал какого либо механизма.

Дисковые автомобильные тормоза

Дисковые тормозные механизмы на современных автомобилях используются чрезвычайно широко, поскольку они имеют немало существенных преимуществ перед барабанными системами.

Дисковые тормоза имеют плоские рабочие поверхности, а что касается тех сил, которые сжимают колодки, то они направлены строго перпендикулярно к поверхности диска (а точнее – плоскости его вращения). Поскольку колодки к диску прижимаются равномерно, то возникает сила трения и тормозное усилие.

Барабанные автомобильные тормоза

Чаще всего автомобильные тормоза этого типа монтируются на задних колесах легкового автотранспорта. Это позволяет использовать их как в качестве основных тормозных механизмов, так и в качестве тормозных механизмов стояночных.

В барабанных тормозных механизмах основными элементами конструкции являются колодки и барабан. Колодки прижимаются к барабану, и именно за счет этого возникает тормозное усилие.

Электрические тормоза

Они используются чаще всего в небольших металлорежущих станках, а в основу их действия положено торможение электрическим двигателем. Суть в том, что когда он отключается, то на его статорную обмотку подается постоянный ток, и за сует этого производится торможение тех деталей оборудования, которые продолжают вращаться по инерции. Помимо технологического оборудования электрическими тормозами оснащаются также отдельные модели электропоездов, тепловозов и электровозов. Одной из разновидностей электрических тормозов является тормоз магниторельсовый.

Что нужно знать о тормозной системе автомобиля?

Для обеспечения безопасности на дороге каждый автомобиль должен не только иметь способность эффективно маневрировать, но и остановиться за короткое расстояние. Причем второй фактор более важен. С этой целью в любом транспортном средстве имеется система торможения.

Об устройстве и модификациях рулевого управления мы уже говорили немного ранее. Теперь рассмотрим тормозные системы: их устройство, неисправности и принцип работы.

Что такое тормозная система?

Тормозная система транспортного средства – это совокупность деталей и механизмов, основная цель которых – в кратчайшие сроки замедлить вращение колес. Современные системы оснащаются электронными устройствами и механизмами, которые стабилизируют автомобиль в условиях экстренного торможения или на неустойчивой дороге.

К таким системам и механизмам относятся, например, ABS (об ее устройстве читайте здесь) и дифференциал (что это такое и зачем он нужен в машине, рассказано в другом обзоре).

Краткий экскурс в историю

Как только было изобретено колесо, сразу же встал вопрос: как замедлить его вращение и сделать этот процесс максимально плавным. Первые тормозные механизмы выглядели очень примитивно – деревянный брусок, закрепленный на системе рычагов. При контакте с поверхностью колеса создавалось трение, и колесо останавливалось. Сила торможения зависела от физических данных водителя – чем сильнее нажимался рычаг, тем быстрее транспорт останавливался.

На протяжении многих десятилетий механизм дорабатывался: брусок обтягивали кожей, меняли его форму и положение возле колеса. В начале 1900-х годов появилась первая разработка эффективного автомобильного тормоза, правда, очень шумная. Более улучшенный вариант механизма предложил Луи Рено в том же десятилетии.

С развитием автоспорта в тормозную систему вносились значительные коррективы, так как у машин выросла мощность и вместе с тем скорость. Уже в 50-х годах ХХ века появились разработки действительно эффективных механизмов, обеспечивающих быстрое замедление колес спортивного транспорта.

На тот момент в автомобильном мире уже имелось несколько вариантов разных систем: и барабанные, и дисковые, и колодочные, и ленточные, и гидравлические, и фрикционные. Были даже электронные устройства. Конечно, все эти системы в современном исполнении сильно отличаются от их первых аналогов, а некоторые вообще не используются из-за своей непрактичности и низкой надежности.

Бюджетные автомобили оснащаются комбинированной тормозной системой – спереди на ступицах закреплены диски, а на задних колесах – барабаны. Элитные и спортивные машины на всех колесах имеют дисковые тормоза.

Принцип работы тормозной системы

Активация тормозных механизмов происходит нажатием педали, расположенной между педалями сцепления и газа. Работа тормозов осуществляется гидравлическим методом.

Когда водитель нажимает на педаль, в магистрали, заполненной тормозной жидкостью, создается давление. Жидкость воздействует на поршень механизма, расположенного возле тормозных колодок каждого колеса.

Чем резче и сильнее водитель нажимает педаль, тем четче срабатывает тормоз. Усилия, поступающие от педали, передаются на исполнительные механизмы и, в зависимости от типа системы, на колесах либо колодки зажимают тормозной диск, либо они раздвигаются и упираются в бортики барабана.

Чтобы усилия водителя преобразовать в большее давление, в магистрали имеется вакуум. Данный элемент увеличивает ход жидкости в магистрали. Современные системы устроены так, что если тормозные шланги разгерметизируются, тормоз все равно сработает (если хотя бы одна трубка останется целой).

Подробно о работе тормозов рассказывается в следующем видео:

В устройство тормозных механизмов входят:

• Суппорт – в нем установлен рабочий цилиндр, который реагирует на усилия тормозной жидкости и зажимает диск. Такой механизм входит в конструкцию дисковых тормозов. Что же касается бюджетного варианта, то барабанный тормоз не имеет суппорта, а рабочий цилиндр размещен между двумя колодками. С одной и с другой стороны деталь имеет поршень, который разжимает колодки, благодаря чему они упираются в стенки барабана;
• Диск – устанавливается на ступицы колес (чаще всего на передние). Изготавливаются из толстого и прочного металла, который выдерживает высокую температуру и значительное давление. Некоторые модели имеют перфорацию, которая обеспечивает более эффективное торможение. Охлаждение дисков после торможения обеспечивается исключительно за счет потоков воздуха;
• Барабан – старые автомобили имели только такие тормоза, а бюджетные авто, выпускаемые в наши дни, оснащаются такими тормозами только на задней оси. Торможение в таких механизмах не настолько эффективно, как в дисковых аналогах, но по части надежности они имеют уровень выше (в механизм не может попасть посторонний предмет, например, ветка, и заблокировать его работу), поэтому производители не спешат их удалять из своих автомобилей;
• Колодки – еще один элемент, который принимает участие в торможении колеса. Это металлическая деталь с фрикционной накладкой. Некоторые модели имеют цветовой и звуковой слой, указывающие на износ фрикционной поверхности. На тот случай, если автолюбитель забудет обратить внимание на состояние тормозов, износившиеся колодки дадут о себе знать – постоянным скрипом во время торможения.

Тормозные механизмы

Автомобиль замедляется при помощи двух типов тормозных механизмов:

• Барабанный тормоз – подавляющее большинство машин (в основном это бюджетные модели и представители среднего класса) оснащаются такими механизмами на задней оси. Они обладают высокой надежностью и стабильностью работы. В таких тормозах из-за износа колодок между фрикционной поверхностью и стенками барабанов образуется увеличенный зазор. В устройство механизма входит регулятор, который компенсирует это расстояние, перемещая колодки максимально близко к стенкам барабана. Процесс самоподводки механизма в основном происходит во время резкого торможения. Охлаждаются тормоза за счет ребер на самом барабане и большого количества металлических частей;
• Дисковый тормоз – используется на передней оси, а в спортивных машинах и авто класса премиум и выше задействуются и на задней оси. Суппорт с двух сторон зажимает тормозной диск. Такая схема требует меньше усилий для замедления колеса, поэтому данная система более эффективна по сравнению с барабанным аналогом. Из-за этого механизмы испытывают гораздо большие температурные нагрузки. На современных дисках делаются специальные бороздки, которые улучшают отвод тепла. Такие модификации называются вентилируемыми.

Эти два типа механизмов входят в устройство основной тормозной системы авто. Она работает в обычном режиме – когда водитель хочет остановить машину. Однако в каждом автомобиле есть и вспомогательные системы. Каждая из них может работать в индивидуальном режиме. Вот их различия.

Вспомогательная (аварийная) система

Вся магистраль тормозной системы разделена на два контура. Часто производители к отдельному контуру подключают колеса по диагонали автомобиля. Расширительный бачок, установленный на главном тормозном цилиндре, внутри на определенном уровне (соответствует критически минимальному значению) имеет перегородку.

Пока тормоза в порядке, объем тормозной жидкости выше перегородки, поэтому усилия от вакуума поступают одновременно на два рукава, и они работают, как одна магистраль. Если шланг разорвется или сломается трубка, уровень ТЖ понизится.

В поврежденном контуре давление невозможно создать, пока не будет устранена течь. Однако благодаря перегородке в бачке жидкость не вытекает вся, и второй контур продолжает работать. Конечно, в таком режиме тормоза будут работать в два раза хуже, но автомобиль не будет полностью их лишен. Этого достаточно, чтобы безопасно добраться до сервиса.

Стояночная система

Эта система в народе называется просто ручник. Ее используют, как противооткатный механизм. В устройство системы входит тяга (рычаг, расположенный в салоне возле рычага коробки передач) и трос, разветвленный на два колеса.

В классическом исполнении ручной тормоз активирует основные тормозные колодки задних колес. Однако бывают модификации, имеющие свои колодки. Эта система вообще не зависит от состояния ТЖ в магистрали или неисправности системы (неисправность вакуума или другого элемента основных тормозов).

Диагностика и неисправности тормозной системы

Самая главная неисправность тормозов – износ тормозных колодок. Диагностировать ее очень легко – большинство модификаций имеют сигнальный слой, который при контакте с диском издает характерный скрип во время торможения. Если используются бюджетные колодки, то их состояние необходимо проверять через промежуток, указанный производителем.

Однако этот регламент относительный. Все зависит от манеры езды автолюбителя. Если он любит резко ускоряться на небольших отрезках дороги, то эти детали износятся быстрее, так как тормоза будут задействованы активней обычного.

Вот небольшая таблица других неисправностей и того, как они проявляются:

Периодичность замены колодок и тормозных дисков

Проверка тормозных колодок должна производиться при сезонной замене шин. Так легче вовремя диагностировать их износ. В отличие от технических жидкостей, которые нужно менять с определенной периодичностью, тормозные колодки меняются либо при резком выходе из строя (например, из-за мусора фрикционная поверхность неравномерно износилась), либо при износе до определенного слоя.

Многие производители для повышения безопасности тормозной системы оснащают колодки специальным сигнальным слоем (тормоза пищат, когда основной слой стерся). В некоторых случаях автовладелец может определять износ элементов по цветовой индикации. Эффективность тормозных колодок падает, когда их толщина составляет менее двух или трех миллиметров.

Профилактика тормозной системы

Чтобы тормозная система не выходила резко из строя, а ее элементы отрабатывали весь положенный им ресурс, следует придерживаться основных и несложных правил:

1. Диагностику следует проводить не в гаражном сервисе, а на СТО с точным оборудованием (особенно если машина оснащена сложной электронной системой) и в котором работают специалисты;
2. Придерживаться регламента замены тормозной жидкости (указывает производитель – в основном это период раз в два года);
3. После замены тормозных дисков следует избегать активного торможения;
4. При появлении сигналов от бортового компьютера нужно в ближайшие сроки обратиться в сервис;
5. При замене комплектующих использовать качественную продукцию проверенных производителей;
6. Во время замены тормозных колодок смазывать все нуждающиеся в этом детали суппорта (в инструкции по эксплуатации и монтаже механизма это указывается);
7. Не использовать нестандартные для данной модели колеса, так как в этом случае колодки будут изнашиваться быстрее;
8. Избегать резкого торможения на большой скорости.

Следование этим простым рекомендациям не только продлит ресурс тормозов, но и сделает любую поездку максимально безопасной.

Дополнительно о профилактике и ремонте тормозной системы автомобиля рассказывается в данном видео:

Тормозная система автомобиля: устройство, виды

В число важных автомобильных систем, обеспечивающих безопасность эксплуатации машины, входит и тормозная. Ее предназначение —остановка автомобиля, снижение скорости авто посредством замедления вращения колес. Второстепенная функция тормозов— удержание автомобиля на месте в течение длительного временного промежутка.

Классификация

1. Рабочая. Основной задача тормозов машины, тормозной системы — замедление движения машины и полная его остановка. Управляется через педаль в салоне, нажимая на которую с различным усилием, водитель регулирует динамику торможения. Рабочая система бывает:

• гидравлической;
• пневматической;
• комбинированной

Примечание! Эксперты Моторпэйдж напоминают, что на основной тормоз нужно нажимать только правой ногой, убирая ее с педали газа.

2. Стояночная. Данный механизм используется для удержания авто на месте во время стоянки, исключая его самовольное движение. Также может применяться в следующих целях:
o экстренное торможение, если рабочая система вышла из строя;
o старт движение на подъем, чтобы избежать отката автомобиля назад.

3. Запасная. Устанавливается далеко не на всех машинах. Реализуется в качестве отдельного тормозного узла или как часть уже имеющейся тормозной системы. Функционал у запасного аналогичен основному и требуется для остановки авто в случае отказа последнего.

4. Вспомогательная. Присутствует на грузовых автомобилях. Ее задача — взять на себя частичное обеспечение тормозного усилия, чтобы разгрузить рабочую систему при съезде машины со спуска.

Устройство и принцип работы

Любой тормоз так или иначе состоит из следующих элементов:

• исполнительных тормозных механизмов, которые прижимаются к колесу для создания эффекта торможения;
• привода, управляющего ими.

В свою очередь указанные составляющие делятся на разные виды, отличающиеся по типу устройства.

Тормозные механизмы

1. Дисковые имеют следующую конструкцию и принцип действия:

• диск закреплен на ступице и крутится вместе с колесом;
• внутри суппорта (поршневого механизма) находятся колодки, а сам элемент неподвижно крепится к щитку ,.когда водитель воздействует на тормоз, суппорт прижимает колодки к диску и за счет силы трения скорость авто замедляется.

2. Барабанные отличаются конструктивом и особенностями работы:

• барабан установлен на оси и, аналогично диску, крутится вместе с колесом;
• под корпусом барабана находится неподвижный тормозной щит;
• на щите размещен рабочий цилиндр, в поршни которого упираются колодки в форме полумесяца;
• при активации тормоза поршневые элементы выходят из цилиндра и прижимают колодки к барабанному элементу.

Приводы

1. Гидравлический. Ставят на легковые авто. Ключевые элементы: педаль,главный тормозной цилиндр, трубопровод, вакуумный усилитель, исполнительные механизмы. Внутри системы находится тормозная жидкость, особенность которой заключается в том, что она не сжимается под давлением.

• Создается давление при нажатии на педаль тормоза, повышается усилителем и передается на рабочие цилиндры;
• Активируются поршни суппорта, или барабанного цилиндра, что приводит к контакту с диском ,или тормозным барабаном и происходит замедление.

2. Пневматический. Устанавливается на грузовые машины. Общий принцип работы аналогичен гидравлическому приводу. Только в пневматическом механизме вместо жидкости используется воздух.

• тормозной кран — устройство управляет потоками сжатого воздуха;
• компрессор — агрегат создающий давление в системе
• ресиверы — емкости для хранения закаченного сжатого воздуха;
• воздушные магистрали;
• тормозные камеры (цилиндры) мембранного типа — установлены на колесах.

Привод работает следующим образом: нажатие на педаль заставляет тормозной кран открыть воздушные магистрали между ресиверами и тормозными камерами. За счет появившегося давления воздуха в цилиндрах фрикционные колодки прижимаются к барабану.

3. Комбинированный. В таких системах присутствуют одновременно гидравлический и пневматический приводы, разделенные на два отдельных контура. Редко применяются в автомобильном производстве из-за сложной конструкции и дороговизны реализации (несмотря на большую безопасность).

4. Механический. Встречается на современных машинах только в качестве стояночного тормоза.

• рычаг («ручник»);
• тормозные барабан;
• колодки;
• кулачковые ваы;
• возвратные пружины;
• тросики.

Для торможения водитель тянет рычаг на себя, вследствие чего осуществляется натяжение тросиков, проложенных от «ручника» до тормозных механизмов. Из-за натягивания тросов проворачиваются валы, находящиеся в тормозных устройствах. Каждый вал соединен с колодками и в момент поворота прижимает их к барабану. Возвращение в исходное положение обеспечивается с помощью пружин. Они задействуются, когда водитель опускает рычаг.

Источник http://gk-drawing.ru/line-module/mechanisms/brake-mechanism.php

Источник https://avtotachki.com/chto-nuzhno-znat-o-tormoznoj-sisteme-avtomobilya/

Источник http://www.motorpage.ru/faq/tormoznaja_sistema_avtomobilja__ustrojstvo__vidi.html