Принцип работы дисковых тормозов автомобиля

Виды, устройство и принцип работы дисковых тормозов

Дисковые гидравлические тормоза являются одной из разновидностей тормозных механизмов фрикционного типа. Их вращающаяся часть представлена тормозным диском, а неподвижная – суппортом с тормозными колодками. Несмотря на достаточно распространенное применение тормозов барабанного типа, дисковые тормоза все же приобрели наибольшую популярность. Разберемся в устройстве дискового тормоза, а также узнаем отличия между двумя тормозными механизмами.

  1. Устройство дисковых тормозов
  2. Виды дисковых тормозных механизмов
  3. Принцип работы дисковых тормозов
  4. Виды тормозных дисков
  5. Виды тормозных колодок
  6. Обслуживание тормозных дисков и колодок
  7. Износ и замена дисков
  8. Износ и замена колодок
  9. Плюсы и минусы дисковых тормозов в сравнении с барабанными

Устройство дисковых тормозов

Конструкция дискового тормоза следующая:

  • суппорт (скоба);
  • рабочий тормозной цилиндр;
  • тормозные колодки;
  • тормозной диск.

Конструкция дискового тормоза

Суппорт, представляющий собой чугунный или алюминиевый корпус (в виде скобы), закреплен на поворотном кулаке. Конструкция суппорта позволяет ему перемещаться по направляющим в горизонтальной плоскости относительно тормозного диска (в случае механизма с плавающей скобой). В корпусе суппорта размещены поршни, которые при торможении прижимают тормозные колодки к диску.

Рабочий тормозной цилиндр выполнен непосредственно в корпусе суппорта, внутри него находится поршень с уплотнительной манжетой. Для удаления скопившегося воздуха при прокачке тормозов на корпусе установлен штуцер.

Тормозные колодки, представляющие собой металлические пластины с закрепленными фрикционными накладками, устанавливаются в корпус суппорта по обеим сторонам тормозного диска.

Вращающийся тормозной диск устанавливается на ступицу колеса. Крепление тормозного диска к ступице осуществляется при помощи болтов.

Виды дисковых тормозных механизмов

Дисковые тормоза делятся на две большие группы по типу применяемого суппорта (скобы):

  • механизмы с фиксированной скобой;
  • механизмы с плавающей скобой.

Механизм с фиксированной скобой

В первом варианте скоба имеет возможность перемещаться по направляющим и имеет один поршень. Во втором случае скоба фиксирована и содержит два поршня, установленные по разные стороны от тормозного диска. Тормозные механизмы с фиксированной скобой способны создавать большее усилие прижатия колодки к диску и, соответственно, большую тормозную силу. Однако и стоимость их выше, чем у тормозов с плавающей скобой. Поэтому данные тормозные механизмы применяются, в основном, на мощных автомобилях, (с использованием нескольких пар поршней).

Принцип работы дисковых тормозов

Дисковый тормозной механизм, как и любой другой тормоз, предназначен для изменения скорости движения автомобиля.

Пошаговая схема работы дисковых тормозов:

  1. При нажатии водителем на педаль тормоза, ГТЦ создает давление в тормозных трубках.
  2. Для механизма с фиксированной скобой: давление жидкости воздействует на поршни рабочих тормозных цилиндров с обоих сторон тормозного диска, которые, в свою очередь, прижимают к нему колодки. Для механизма с плавающей скобой: давление жидкости воздействует на поршень и корпус суппорта одновременно, заставляя последний перемещаться и прижимать колодку к диску с другой стороны.
  3. Диск, зажатый между двумя колодками, уменьшает скорость за счет силы трения. А это, в свою очередь, приводит к торможению автомобиля.
  4. После того, как водитель отпустит педаль тормоза, давление пропадает. Поршень возвращается в исходное положение за счет упругих свойств уплотнительной манжеты, а колодки отводятся с помощью небольшой вибрации диска в процессе движения.

Виды тормозных дисков

По материалу изготовления тормозные диски подразделяются на:

  1. Чугунные;
  2. Диски из нержавейки;
  3. Карбоновые;
  4. Керамические.

Керамический диск

Чаще всего тормозные диски изготовлены из чугуна, который имеет хорошие фрикционные свойства и невысокую стоимость производства. Износ тормозных дисков из чугуна не велик. С другой стороны, при регулярном интенсивном торможении, вызывающем повышение температуры, возможно коробление чугунного диска, а при попадании на него воды – покрытие трещинами. Помимо этого, чугун достаточно тяжелый материал, а после длительной стоянки может покрываться ржавчиной.

Известны диски и из нержавейки, которая не так чувствительна к перепадам температур, но обладает более слабыми фрикционными свойствами, чем чугун.

Перфорированный вентилируемый диск

Карбоновые диски отличаются меньшим весом, по сравнению с чугунными. Также они имеют более высокий коэффициент трения и рабочий диапазон. Однако по своей стоимости такие диски могут конкурировать со стоимостью автомобиля малого класса. Да и для нормальной работы необходим их предварительный прогрев.

Керамические тормоза не могут сравниться с карбоном по показателю коэффициента трения, но имеют ряд своих преимуществ:

  • устойчивость к высокой температуре;
  • стойкость к износу и коррозии;
  • высокая прочность;
  • небольшая удельная масса;
  • долговечность.

Есть у керамики и свои минусы:

  • плохая работа керамики при низких температурах;
  • скрип при работе;
  • высокая стоимость.

Тормозные диски можно подразделить и на:

  1. Вентилируемые;
  2. Перфорированные.

Первые состоят из двух пластин с полостями между ними. Это сделано для лучшего отвода тепла от дисков, средняя рабочая температура которых составляет 200-300 градусов. Вторые имеют перфорацию/насечки по поверхности диска. Перфорация или насечки предназначены для отвода продуктов износа тормозных колодок и обеспечения постоянного коэффициента трения.

Виды тормозных колодок

Тормозные колодки, в зависимости от материала фрикционных накладок, подразделяются на следующие виды:

  • асбестовые;
  • безасбестовые;
  • органические.

Первые очень вредны для организма, поэтому чтобы поменять такие колодки, нужно соблюдать все меры безопасности.

В безасбестовых колодках роль армирующего компонента могут выполнять стальная вата, медная стружка и другие элементы. Стоимость и качество колодок будут зависеть от их составляющих элементов.

Наилучшими тормозными свойствами обладают колодки, сделанные на основе органических волокон, но и стоимость их будет высока.

Обслуживание тормозных дисков и колодок

Износ и замена дисков

Износ тормозных дисков напрямую связан со стилем вождения автомобилиста. Степень износа определяется не только километражем, но и ездой по плохим дорогам. Также на степень износа тормозных дисков влияет их качество.

Минимально допустимая толщина тормозного диска зависит от марки и модели транспортного средства.

Среднее значение минимально допустимой толщины диска передних тормозов – 22-25 мм, задних – 7-10 мм. Это зависит от веса и мощности автомобиля.

Основными факторами, указывающими на то, что передние или задние тормозные диски необходимо менять, являются:

  • биение дисков при торможении;
  • механические повреждения;
  • увеличение тормозного пути;
  • снижение уровня рабочей жидкости.

Износ и замена колодок

Износ тормозных колодок, прежде всего, зависит от качества фрикционного материала. Немаловажную роль играет и стиль вождения. Чем интенсивнее будет торможение, тем сильнее износ.

Передние колодки изнашиваются быстрее задних за счет того, что при торможении они испытывают основную нагрузку. При замене колодок лучше менять их одновременно на обоих колесах, будь-то задние или передние.

Неравномерно могут изнашиваться и колодки, установленные на одну ось. Это зависит от исправности рабочих цилиндров. Если последние неисправны, то они сдавливают колодки неравномерно. Разница в толщине накладок в 1,5-2 мм может говорить о неравномерном износе колодок.

Существует несколько способов, позволяющих понять, нужно ли менять тормозные колодки:

  1. Визуальный, основанный на проверке толщины фрикционной накладки. На износ указывает толщина накладки в 2-3 мм.
  2. Механический, при котором колодки оснащаются специальными металлическими пластинками. Последние по мере истирания накладок начинают соприкасаться с тормозными дисками, из-за чего скрипят дисковые тормоза. Причиной скрипа тормозов является истирание накладки до 2-2,5 мм.
  3. Электронный, при котором используются колодки с датчиком износа. Как только фрикционная накладка сотрется до датчика, его сердечник соприкоснется с тормозным диском, электрическая цепь замкнется и загорится индикатор на приборной панели.

Плюсы и минусы дисковых тормозов в сравнении с барабанными

Дисковые тормоза имеют ряд преимуществ перед барабанными. Их плюсы заключаются в следующем:

  • стабильная работа при попадании воды и загрязнении;
  • стабильная работа при повышении температуры;
  • эффективное охлаждение;
  • малые размеры и вес;
  • простота обслуживания.

К основным недостаткам дисковых тормозов в сравнении с барабанными можно отнести:

  • высокая стоимость;
  • меньшая эффективность торможения.

Все что нужно знать про дисковые тормоза

Тормоза, что в жизни, что в автомобиле представляют собой наиглавнейшую составляющую безопасности. Немаловажно правильно анализировать их состояние и вовремя менять. На сегодняшний момент существуют два вида данного механизма: барабанные и дисковые тормоза. В первом случае основное торможение производит барабан, во втором, соответственно, диск.

На Санг Енг Актионах установлены и на передние, и на задние колеса, дисковые гидравлические тормоза. Рассмотрим устройство, а также главное отличие двух тормозных систем.

Устройство дисковых тормозов

Составляющие тормозного механизма:

Суппорт – это скоба в чугунном или алюминиевом корпусе. Его крепят на поворотный кулак. Внутри корпуса суппорта находятся поршни. Именно они во время торможения давят на тормозные колодки и прижимают их к диску. Конструктив суппорта позволяет сделать его плавающим, тогда он имеет возможность перемещаться вдоль тормозного диска по горизонтальным направляющим.

На корпусе суппорта также можно найти цилиндр с внутренним поршнем. Скопившейся воздух удаляется прокачкой тормозов с помощью штуцера.

Тормозными колодками называют обычные металлические пластинки с фрикционными вкладышами для лучшего торможения. Они находятся по бокам тормозного диска.

Тормозной диск болтами крепится на саму ступицу колеса, с которой он одновременно и вращается.

Виды дисковых тормозных устройств

Спецы своего дела делят дисковые тормоза еще на две группы по применяемым суппортам (скобам):

Первый вариант предполагает, что скоба будет перемещаться по определенным направляющим, и будет иметь всего лишь один поршень для торможения. Второй вариант с фиксированной скобой имеет в механизме два поршня, расположенные с разных сторон от диска.

Дополнительные поршни подразумевают и дополнительное создаваемое тормозное усилие колодки к диску, тем самым улучшая и торможение всего автомобиля.

В обычных автомобилях применяются тормозные механизмы с плавающим суппортом. Они намного дешевле сложной системы с фиксированной скобой.

Тормоза с несколькими парами поршней применяются в гоночной индустрии для более мощных автомобилей.

Процесс работы дисковых тормозов

Дисковые тормоза, как и любые другие тормоза, предназначены для уменьшения скорости движения автомобиля. Рабочий процесс дисковых тормозов можно описать примерно так:

  1. Система начинает работать, как только водитель нажмет на педаль тормоза. В первую очередь необходимо создать давление в тормозных трубках.
  2. Если тормоза с неподвижной скобой: под давлением жидкости поршни по обе стороны тормозного диска начинают прижимать к нему тормозные колодки. Если тормоза с плавающим суппортом, то давление взаимодействует и с поршнем, и с корпусом скобы. Перемещаясь по диску, суппорт прижимает к нему колодку с другой стороны.
  3. Зажатому между двух колодок диску ничего не остается, как тереться о них и снижать скорость вращения колес автомобиля.
  4. Как только водитель отпускает педаль тормоза, давление в трубках прекращается. Поршень и колодки принимают исходное положение и больше не оказывают сопротивление вращению колеса.
Читайте также  Принцип работы датчика кислорода до катализатора

Виды тормозных дисков

Тормозные диски изготавливают из:

Как уже Вы, наверное, поняли чугунные диски – самые недорогие из приведенного списка. Помимо большого плюса в стоимости, они имеют отличные фрикционные качества и в процессе работы мало изнашиваются. На этом достоинства данного материала заканчиваются. Чугун боится резких скачков температуры: его коробит и трескает, что само-собой плохо для тормозов. Еще надо не забывать, что этот материал относится к разряду изрядно тяжелых и изрядно ржавеющих.

Тормозные диски из нержавейки проигрывают чугуну по фрикционным свойствам, зато они не боятся перепада температур.

Карбоновые диски относительно невелики по весу, с большим коэффициентом трения и рабочим диапазоном, что очень хорошо для тормозов. Проигрывают они лишь в цене. Да и нормально работать карбон начинают только после предварительного прогрева.

Стоимость карбоновых дисков соизмерима со стоимостью целого небольшого автомобиля!

Если сравнивать с карбоном, то керамические тормоза проигрывают ему по коэффициенту трения, но никто не отменяет другие преимущества:

— устойчивое состояние при повышенных температурах;

— невосприимчивость к коррозии;

— высокие прочностные характеристики;

— небольшая масса материала;

— большой срок эксплуатации.

Далее перечислю минусы керамических тормозов:

— недостаточная работоспособность керамики при пониженных температурах;

— присутствие скрипа при работе.

Тормозные диски делятся еще на вентилируемые и перфорированные.

Вентилируемые диски лучше отводят тепло с поверхности благодаря полостям между двух пластинок. Их применяют для материалов с рабочей температурой 200-300˚С. Перфорированные диски отличаются специальными насечками на поверхности. Такая перфорация отводит продукты износа тормозных колодок и обеспечивает стабильное трение.

Виды тормозных колодок

Фрикционные накладки тормозных колодок изготавливают из различных материалов. Вот в зависимости от них колодки бывают:

Асбестовые колодки применяются редко. Они вредны для здоровья человека, поэтому их замена требует определенных условий для безопасности. Стоимость безасбестовых колодок варьируется в зависимости от компонента, который применяется в роли армирования: сталь, медь и т.д.

Органические колодки – это наилучший вариант из представленных на рынке. Они обладают превосходными тормозными свойствами. Правда стоит учесть, что органические волокна отнюдь недешевы.

Обслуживание тормозных дисков и колодок

Эксплуатация дисков

Большую роль при износе тормозных дисков влияет стиль и особенности вождения автомобилем. После пройденного километража немало важно и качество дорожного покрытия. Износостойкость тормозов также зависит качества и материала изготовления диска.

Тормозная система у Ssang Yong Actyon

Необходимая для торможения толщина диска определяется в зависимости от марки и модели автомобиля. Ведь тормоза должны останавливать автомобиль по нормативным значениям, не зависимо от массы и мощности.

Толщина переднего тормозного диска варьируется от 22 до 25 мм, для заднего допускается меньше – от 7 до 10 мм.

Кроме параметров самого диска, существуют несколько факторов указывающих о необходимости замены тормозов или хотя бы их диагностики:

— толчки при торможении;

— явные механические недочеты;

— ухудшение тормозных характеристик;

— недостаточный уровень рабочей жидкости.

Эксплуатация колодок

Те факторы, которые оказывают влияние на изнашивание тормозных дисков, также взаимодействуют и с колодками. На передних колесах они изнашиваются быстрее, чем на задних, так как основная нагрузка ложиться именно на перед автомобиля. В случае замены колодки меняют по осям – на всех передних или задних колесах.

Неравномерность в износе тормозных колодок может быть связан с неисправностью рабочих цилиндров, и, соответственно, подаваемом ими различном давлении на тормоза. Разница толщины накладки колодок в 1,5-2 мм говорит о неполадках в системе.

Перечислим способы распознавания, при которых необходима замена тормозных колодок:

— При визуальном осмотре. Толщина фрикционной накладки 2-3 мм считается недостаточной.

— Механический способ. Колодки могут иметь специальные металлические пластины, которые при истирании накладок до 2-2,5 мм будут соприкасаться с диском и издавать неприятный скрежет.

— Электронный способ. На тормозную колодку устанавливают датчик износа, который при соприкосновении с диском замкнет цепь, и на приборной панели тут же загорится индикатор.

Сравнение дисковых и барабанных тормозов

Рассмотрим, какие преимущества имеются у дисковых тормозов:

  • Работу дисковых тормозов не затрудняет попадание воды или грязи;
  • Дисковым тормозам не страшны повышения температуры;
  • Они могут иметь более эффективное охлаждение;
  • Малогабаритны;
  • Имеют небольшой вес;
  • Дисковые тормоза просты в обслуживании.

Основными недостатками тормозов на основе диска можно назвать их высокую стоимость и меньшую эффективность при торможении, чем у барабанных аналогов.

Как работает тормозной диск и чем он лучше барабана: разбираемся вместе с Ferodo

Злые языки людей недалеких или просто медлительных быстро окрестили «тормозами». И, надо сказать, очень зря. Не только с точки зрения этики, но с точки зрения техники: тормоз – штука сложная, умная и очень быстрая. Конечно, в начале своего развития тормоза действительно были примитивными, малоэффективными и не очень надежными, но за сотню лет своей истории они сильно изменились.

Немного истории ​

Необходимость в тормозах появилась практически сразу после изобретения колеса, однако предки пару тысяч лет назад не стали торопить события и долго ездили на колесницах без тормозов в нашем привычном понимании. Однако к появлению карет тормоза уже поспели: это были механизмы, воздействующие непосредственно на колесо. Колодка, прижимаемая рычагом к внешней поверхности колеса, не могла эффективно остановить конный экипаж, но помочь лошадям была вполне способна. Но тут изобрели резиновые шины, и механизм с прижимом колодки к колесу ушел на пенсию. По крайней мере, в дорожном транспорте: сегодня механизмы с внешним прижимом успешно работают на железной дороге, хотя и там альтернатив им хватает. На обычных же дорогах кареты обзавелись ленточными тормозами: барабан на оси останавливался тормозной лентой, натягиваемой рычагом. Однако эффективность такой схемы тоже быстро была признана недостаточной, так что инженеры продолжили работать над изобретением новых механизмов.

Результатом этой работы стали два фундаментальных механизма, которые работают в автомобилях по сей день: барабанный и дисковый тормоз. Появились они практически одновременно, в самом начале 20 века, однако на первых порах барабанные механизмы захватили лидерство. Дело было не только в авторитете Вильгельма Майбаха, который установил на изобретенный им автомобиль барабанные тормоза, и Луи Рено, который запатентовал конструкцию с полукруглыми колодками. Барабанные тормоза были проще, а разработка фрикционных материалов способствовала их популяризации. Ключевым этапом в развитии фрикционных материалов стало создание тормозных накладок на основе асбеста и фенолформальдегидных смол, и сделала это в 1902 году компания Ferodo. В общем, начало века стало по-настоящему отправной точкой в развитии тормозных систем.

Однако дисковым механизмам потребовалось время, чтобы догнать барабаны и стать популярными. На ранних этапах у них было больше проблем, чем преимуществ: не было подходящего материала для изготовления дисков, в отсутствие усилителей система с механическим приводом требовала большего усилия по сравнению с барабанной, и даже гидравлический привод не решил вопрос из-за отсутствия нормальной тормозной жидкости. В общем, вопросов было больше, чем ответов, поэтому поначалу применение дисковых тормозов было эпизодическим. Одним из пионеров их применения был Уильям Ланчестер, но и он на тот момент не смог сделать дисковые механизмы конкурентным преимуществом своих машин. К примеру, на автомобилях Lanchester в начале 20 века диски из-за ограниченного выбора материалов были бронзовыми, что не способствовало их износостойкости. Однако полученный им патент все же стимулировал не только его самого к продолжению работы над совершенствованием дисковых тормозов.

Реальное развитие дисковая схема получила спустя еще 25-30 лет. К тому моменту был отработан гидравлический привод, а для снижения усилия на педали до приемлемого был внедрен вакуумный усилитель. Правда, в 30-е годы вакуумный усилитель в основном внедрялся на американские машины с барабанными тормозами, поскольку те все еще были дешевле и проще в производстве. Однако грядущий переход от барабанов к дискам уже был осязаем и неизбежен. Правда, в потребительском сегменте его сильно задержала Вторая мировая война. В военное время дисковым тормозам, разумеется, тоже уделяли внимание, однако они применялись и совершенствовались на танках и самолетах, а не на легковых машинах. Ну а после войны, на рубеже 40-х и 50-х, такие механизмы начали впервые появляться и на серийных автомобилях.

Разумеется, развитие дисковых тормозов сопровождалось совершенствованием конструкции и материалов. Помимо вакуумных усилителей и более эффективной тормозной жидкости, которая не закипала при торможении, важным этапом был переход к чугуну в качестве материала изготовления тормозных дисков. Причем серый чугун стал настолько эффективным решением, что применяется и поныне в подавляющем большинстве автомобилей. Чугун, правда, не решил полностью старые проблемы. Если охлаждение удалось улучшить за счет отливки вентилируемых тормозных дисков, то коррозия, пусть и внешняя, осталась верным спутником дисковых тормозов. О коррозии мы, впрочем, еще поговорим – а пока перейдем от древней истории к современной и вспомним, как эффективность дисковых тормозов выросла в последние десятилетия.

От чего зависит эффективность дисковых тормозов?

После получения практически идеального рецепта из нормальных чугунных дисков, качественных колодок и стойкой к перегревам тормозной жидкости на основе полиэтиленгликоля и его эфиров, развитие дисковых тормозных систем пошло в основном по экстенсивному пути. Переход к вентилируемым дискам состоялся быстро, ведь охлаждение было одной из ключевых задач повышения эффективности тормозов. А вот дальше начался поиск идеального баланса между диаметром тормозного диска, его конструкцией, материалом его изготовления и устройством тормозного механизма. Ведь с учетом того, что чугунный диск весьма прочен, отлично держит нагрузки и хорошо рассеивает тепло, на него можно и нужно хорошо давить. И здесь на сцену вышли многопоршневые конструкции. Тут все тоже несложно: если базовый тормозной механизм с плавающей скобой предусматривает наличие всего одного поршня, который давит на диск и прижимает к нему колодки с обеих сторон, то увеличение числа поршней и, соответственно, площади колодок позволяет повысить эффективность торможения без значительного увеличения диаметра самого диска. А это условие куда важнее, чем может показаться: ведь чугунный диск немало весит, так что повышение эффективности тормозов исключительно за счет увеличения площади диска – путь практически тупиковый из-за неоправданного роста неподрессоренных масс.

В борьбе за неподрессоренные массы родились не только многопоршневые механизмы, но и составные диски. Ведь тормозной диск фактически состоит из двух частей: ротора, на который давят колодки, и центральной части, которая крепится к ступице. При этом работа по созданию тормозного усилия ложится главным образом на ротор, да и охлаждать нужно именно его. А вот на материале центральной части можно и нужно сэкономить килограмм-другой. В этом, собственно, и состоит суть составных дисков, в которых центральная часть выполнена из более легкого материала вроде алюминиевого сплава, а ротор, прикрепленный к ней винтами или заклепками, – из традиционного чугуна.

Читайте также  Принцип работы абсорбера топливных паров

Следующим шагом здесь стала замена чугуна на более легкие материалы, такие как углеродное волокно и керамика. Казалось бы, вот он – новый прорыв, ведь карбон-керамические тормоза можно делать сколь угодно большими из-за их небольшой массы, а их износостойкость и термостойкость лишь укрепляют веру в прогресс. Однако на практике оказалось, что диски из углеродного композита хороши лишь при экстремальных нагрузках, когда рабочие температуры переваливают за тысячу градусов. В гражданских же условиях «холодные» тормоза работают гораздо менее эффективно, и в основном именно эта зависимость эффективности от температуры ограничивает их применение на массовых машинах.

Таким образом, главным материалом тормозных дисков потребительского уровня остается высокопрочный чугун с шаровидным графитом, а основной фокус делается на качестве изготовления и эффективности охлаждения. Важными в этих условиях становятся технологии производства: качество сырья и литья, чистовая обработка поверхностей, а также отработанная процедура стендового и практического тестирования для контроля качества. Все это доступно крупным производителям тормозных компонентов с большим опытом и историей производства – таким, как Ferodo. Именно Ferodo, как мы помним, более века назад дала толчок к развитию тормозных систем своими разработками в области фрикционных материалов. А сегодня продукция Ferodo является частью обширного ассортимента, предлагаемого подразделением DRiV корпорации Tenneco. Компания выпускает полный ассортимент тормозных компонентов, включая диски, колодки, суппорты, гидроцилиндры и шланги тормозной системы, тормозные жидкости и многое другое.

А теперь на секундочку вернемся к коррозии, о которой мы говорили выше. Для чугунных дисков окисление – проблема все же не эксплуатационная, а эстетическая: чтобы чугунный диск съела ржавчина, потребуется не один десяток лет, а вот поверхностная коррозия появляется на нем уже спустя несколько месяцев, особенно в условиях агрессивной среды вроде дорожной химии. И у Ferodo есть решение этого эстетического вопроса: диски с технологией Coat+, имеющие цинк-алюминиевое гальваническое покрытие для защиты диска от коррозии. Эта технология надежно защищает от коррозии не только ступичную часть диска, но и внутренние каналы охлаждения, обеспечивая требуемую эффективность отвода тепла при торможении. То есть жизнь владельцев красивых машин, которые уделяют внимание мелочам и не любят видимые внешние дефекты, становится немного проще: диски с технологией Coat+ сохраняют свой изначальный внешний вид долгие годы – при условии правильной эксплуатации и, конечно же, ухода.

Заключение

Завершая разговор о тормозах, обычно говорят об их важности, о том, что экономить на них, как и на шинах, нельзя, а также о том, что тормоза – это главное условие безопасности. Хорошие колодки – не просто те, что не скрипят. Хорошие диски – не просто те, что вышли с завода ровными и круглыми, а те, что выполнены из качественного материала, имеют эффективное охлаждение и, соответственно, не деформируются при активной эксплуатации. Конечно, даже покоробленные диски в ряде случаев можно проточить, но чудес обычно не бывает: если они испортились раз, то испортятся и второй. Мы с этими прописными истинами, разумеется, согласны, а потому рассказываем не только о теории, но и о выборе качественной продукции – такой, как Ferodo. Уж если этому бренду более 120 лет и специалисты Ferodo разрабатывали и производили детали тормозной системы и для повозок в далеком 1897 году, и делают это сейчас для современных автомобилей, то в тормозах они разбираются однозначно.

AutoXS.ru — Авто Энциклопедия

  • Тюнинг и доработки
  • Ремонт и обслуживание
  • История
  • Разное про автомобили
  • Масштабные модели

Виды, устройство и принцип работы дисковых тормозов


Дисковые гидравлические тормоза являются одной из разновидностей тормозных механизмов фрикционного типа. Их вращающаяся часть представлена тормозным диском, а неподвижная – суппортом с тормозными колодками. Несмотря на достаточно распространенное применение тормозов барабанного типа, дисковые тормоза все же приобрели наибольшую популярность. Разберемся в устройстве дискового тормоза, а также узнаем отличия между двумя тормозными механизмами.

Устройство дисковых тормозов

Конструкция дискового тормоза следующая:

  • суппорт (скоба);
  • рабочий тормозной цилиндр;
  • тормозные колодки;
  • тормозной диск.

Суппорт, представляющий собой чугунный или алюминиевый корпус (в виде скобы), закреплен на поворотном кулаке. Конструкция суппорта позволяет ему перемещаться по направляющим в горизонтальной плоскости относительно тормозного диска (в случае механизма с плавающей скобой). В корпусе суппорта размещены поршни, которые при торможении прижимают тормозные колодки к диску.

Рабочий тормозной цилиндр выполнен непосредственно в корпусе суппорта, внутри него находится поршень с уплотнительной манжетой. Для удаления скопившегося воздуха при прокачке тормозов на корпусе установлен штуцер.

Тормозные колодки, представляющие собой металлические пластины с закрепленными фрикционными накладками, устанавливаются в корпус суппорта по обеим сторонам тормозного диска.

Вращающийся тормозной диск устанавливается на ступицу колеса. Крепление тормозного диска к ступице осуществляется при помощи болтов.

Виды дисковых тормозных механизмов

Дисковые тормоза делятся на две большие группы по типу применяемого суппорта (скобы):

  • механизмы с фиксированной скобой;
  • механизмы с плавающей скобой.


В первом варианте скоба имеет возможность перемещаться по направляющим и имеет один поршень. Во втором случае скоба фиксирована и содержит два поршня, установленные по разные стороны от тормозного диска. Тормозные механизмы с фиксированной скобой способны создавать большее усилие прижатия колодки к диску и, соответственно, большую тормозную силу. Однако и стоимость их выше, чем у тормозов с плавающей скобой. Поэтому данные тормозные механизмы применяются, в основном, на мощных автомобилях, (с использованием нескольких пар поршней).

Принцип работы дисковых тормозов


Тормозной механизм с плавающей скобой. 1 – тормозной диск; 2 – тормозные колодки; 3 – поршень; 4 – рабочий тормозной цилиндр (суппорт)

Дисковый тормозной механизм, как и любой другой тормоз, предназначен для изменения скорости движения автомобиля.

Пошаговая схема работы дисковых тормозов:

  1. При нажатии водителем на педаль тормоза, ГТЦ создает давление в тормозных трубках.
  2. Для механизма с фиксированной скобой: давление жидкости воздействует на поршни рабочих тормозных цилиндров с обоих сторон тормозного диска, которые, в свою очередь, прижимают к нему колодки. Для механизма с плавающей скобой: давление жидкости воздействует на поршень и корпус суппорта одновременно, заставляя последний перемещаться и прижимать колодку к диску с другой стороны.
  3. Диск, зажатый между двумя колодками, уменьшает скорость за счет силы трения. А это, в свою очередь, приводит к торможению автомобиля.
  4. После того, как водитель отпустит педаль тормоза, давление пропадает. Поршень возвращается в исходное положение за счет упругих свойств уплотнительной манжеты, а колодки отводятся с помощью небольшой вибрации диска в процессе движения.

Виды тормозных дисков

По материалу изготовления тормозные диски подразделяются на:

  • Чугунные;
  • Диски из нержавейки;
  • Карбоновые;
  • Керамические.


Керамический диск

Чаще всего тормозные диски изготовлены из чугуна, который имеет хорошие фрикционные свойства и невысокую стоимость производства. Износ тормозных дисков из чугуна не велик. С другой стороны, при регулярном интенсивном торможении, вызывающем повышение температуры, возможно коробление чугунного диска, а при попадании на него воды – покрытие трещинами. Помимо этого, чугун достаточно тяжелый материал, а после длительной стоянки может покрываться ржавчиной.

Известны диски и из нержавейки, которая не так чувствительна к перепадам температур, но обладает более слабыми фрикционными свойствами, чем чугун.

Перфорированный вентилируемый диск

Карбоновые диски отличаются меньшим весом, по сравнению с чугунными. Также они имеют более высокий коэффициент трения и рабочий диапазон. Однако по своей стоимости такие диски могут конкурировать со стоимостью автомобиля малого класса. Да и для нормальной работы необходим их предварительный прогрев.

Керамические тормоза не могут сравниться с карбоном по показателю коэффициента трения, но имеют ряд своих преимуществ:

  • устойчивость к высокой температуре;
  • стойкость к износу и коррозии;
  • высокая прочность;
  • небольшая удельная масса;
  • долговечность.

Есть у керамики и свои минусы:

  • плохая работа керамики при низких температурах;
  • скрип при работе;
  • высокая стоимость.

Тормозные диски можно подразделить и на:

  • Вентилируемые;
  • Перфорированные.

Первые состоят из двух пластин с полостями между ними. Это сделано для лучшего отвода тепла от дисков, средняя рабочая температура которых составляет 200-300 градусов. Вторые имеют перфорацию/насечки по поверхности диска. Перфорация или насечки предназначены для отвода продуктов износа тормозных колодок и обеспечения постоянного коэффициента трения.

Виды тормозных колодок


Тормозные колодки, в зависимости от материала фрикционных накладок, подразделяются на следующие виды:

  • асбестовые;
  • безасбестовые;
  • органические.

Первые очень вредны для организма, поэтому чтобы поменять такие колодки, нужно соблюдать все меры безопасности.

В безасбестовых колодках роль армирующего компонента могут выполнять стальная вата, медная стружка и другие элементы. Стоимость и качество колодок будут зависеть от их составляющих элементов.

Наилучшими тормозными свойствами обладают колодки, сделанные на основе органических волокон, но и стоимость их будет высока.

Обслуживание тормозных дисков и колодок

Износ и замена дисков

Износ тормозных дисков напрямую связан со стилем вождения автомобилиста. Степень износа определяется не только километражем, но и ездой по плохим дорогам. Также на степень износа тормозных дисков влияет их качество.

Минимально допустимая толщина тормозного диска зависит от марки и модели транспортного средства.

Среднее значение минимально допустимой толщины диска передних тормозов – 22-25 мм, задних – 7-10 мм. Это зависит от веса и мощности автомобиля.

Основными факторами, указывающими на то, что передние или задние тормозные диски необходимо менять, являются:

  • биение дисков при торможении;
  • механические повреждения;
  • увеличение тормозного пути;
  • снижение уровня рабочей жидкости.

Износ и замена колодок

Износ тормозных колодок, прежде всего, зависит от качества фрикционного материала. Немаловажную роль играет и стиль вождения. Чем интенсивнее будет торможение, тем сильнее износ.

Передние колодки изнашиваются быстрее задних за счет того, что при торможении они испытывают основную нагрузку. При замене колодок лучше менять их одновременно на обоих колесах, будь-то задние или передние.

Читайте также  Принцип работы esp на автомобиле

Неравномерно могут изнашиваться и колодки, установленные на одну ось. Это зависит от исправности рабочих цилиндров. Если последние неисправны, то они сдавливают колодки неравномерно. Разница в толщине накладок в 1,5-2 мм может говорить о неравномерном износе колодок.

Существует несколько способов, позволяющих понять, нужно ли менять тормозные колодки:

  1. Визуальный, основанный на проверке толщины фрикционной накладки. На износ указывает толщина накладки в 2-3 мм.
  2. Механический, при котором колодки оснащаются специальными металлическими пластинками. Последние по мере истирания накладок начинают соприкасаться с тормозными дисками, из-за чего скрипят дисковые тормоза. Причиной скрипа тормозов является истирание накладки до 2-2,5 мм.
  3. Электронный, при котором используются колодки с датчиком износа. Как только фрикционная накладка сотрется до датчика, его сердечник соприкоснется с тормозным диском, электрическая цепь замкнется и загорится индикатор на приборной панели.

Плюсы и минусы дисковых тормозов в сравнении с барабанными

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Устройство дисковых тормозов

Эффективность тормозной системы автомобилей оттачивалась производителями с годами. Безопасность водителя и пассажиров обеспечивают эффективные тормоза способные при создании аварийной обстановки остановить машину и избежать тем самым столкновения. Всё чаще на современных автомобилях можно увидеть дисковые тормоза. Это неслучайно, ведь они смогли доказать свою надёжность и долговечность по сравнению с прочими системами.

Ещё сотни лет тому назад наши предки на телегах, бричках и повозках использовали прародителей современных дисковых тормозов. Для замедления хода колеса применялись специальные деревянные элементы. Они проводились в действие, извозчиком прижимая колесо, останавливали телегу или повозку. Понадобились десятки лет, прежде чем автопроизводители поняли, что эффективнее конструкций, чем дисковые тормоза просто не существует. Возможно, они в будущем появятся, но сегодня лучше, чем дисковые тормоза ещё не изобрели.

С развитием автомобилей в техническом плане менялись конструктивно тормоза. Глобальных изменений не произошло, но некоторые новшества появились. Они в первую очередь направлены на увеличение эффективности работы тормозов машины. Для многих водителей устройство дисковых тормозов является «тёмным лесом». Они очень туманно и отдалённо представляют принцип их работы.

Что собой представляют дисковые тормоза?

Составляющим элементом современной тормозной системы автомобиля являются дисковые тормоза. Их задача состоит в плавном или резком замедлении транспортного средства в зависимости от текущей дорожной ситуации. Принцип действия механизма прост но тем не менее, достаточно эффективен. Тормозные колодки с обеих сторон сжимают диск, жёстко зафиксированный на колесе. Возникающее трение уменьшает частоту вращения колеса, и автомобиль начинает терять скорость.

Дисковые тормоза всё активнее вытесняют менее эффективные барабанные механизмы. Последние стали менее востребованными в силу низкой эффективности и надёжности. Если ранее на старых моделях автомобилей дисковые тормоза устанавливались сугубо на передних колёсах, то в настоящее время ситуация кардинальным образом изменилась. Теперь практически невозможно найти новый автомобиль с барабанными тормозами.

Ещё одним преимуществом тормозов этого типа является их прекрасная совместимость с системами ABS и TCS. Это козырь в их борьбе с барабанными механизмами, который оказался решающим и определил выбор в их пользу. Отдельные виды дисковых тормозов для снижения отрицательного эффекта высокой температуры имеют специальные отверстия в диске. Они предназначены для отведения тепла, образующегося при трении диска и колодок. Подобный тип тормозов получил название вентилируемые дисковые механизмы.

При изготовлении дисковых тормозов используются только качественные материалы, обеспечивающие устойчивую работу механизма. Зачастую безопасность водителя и пассажиров автомобиля зависит от эффективности работы тормозной системы. Даже при самых неблагоприятных условиях эксплуатации дисковые тормоза зарекомендовали себя как надёжный и долговечный механизм.

Устройство дисковых тормозов

Активно внедряться в тормозную систему они начали ещё в 50-х годах прошлого века. Многих производителей подкупила простота и надёжность конструкции. Обыкновенный металлический диск, сжимаемый с обеих сторон колодками. Всё просто и доступно даже для дальнейшего ремонта и обслуживания.

Устройство дисковых тормозов следующее:

1.Диск.

Фиксируется на ступице колеса автомобиля при помощи болтов. В последнее время для эффективного отвода тепла и снижения нагрузки имеет специальные вентиляционные отверстия. Очистка диска от грязи и ржавчины происходит самопроизвольно за счёт работы тормозных колодок.

2.Суппорт.

Является чугунным корпусом из двух половинок. Одна из них крепиться жёстко, и полностью обездвижена. Вторая половинка свободно вращается. Для их фиксации используются направляющие втулки.

3.Цилиндры.

Тормозные цилиндры состоят из корпуса, внутри которого перемещается поршень. Приводится он в движение за счёт давления создаваемого тормозной жидкостью.

4. Колодки.

Главная задача тормозной колодки заключается в замедлении вращения диска. Представляет она собой металлическую пластину с фрикционными накладками. Их можно менять по мере стирания.

Как происходит процесс торможения автомобиля?

При движении автомобиля дисковые тормоза находятся в свободном положении и не создают сопротивления движению колеса.

Если дорожная обстановка вынуждает водителя применять торможение происходит следующий процесс:

  1. Нога водителя выжимает тормозную педаль;
  2. Главный тормозной цилиндр при помощи жидкости создаёт необходимое давление в системе;
  3. Возросшее давление заставляет начать движение поршень тормозного цилиндра;
  4. Поршень, перемещаясь, приводит в движение колодку, которая прижимается к вращающемуся диску;
  5. С другой стороны диска вторая половина суппорта вместе с тормозной колодкой прижимается к его поверхности;
  6. Диск оказывается зажат с обеих сторон;
  7. Его вращение замедляется, и автомобиль начинает терять скорость.
  8. Отпуская педаль тормоза, водитель возвращает все механизмы в исходное положение.

Преимущества дисковых тормозов

Наличие вентиляционных отверстий позволяет дисковым тормозам достаточно быстро отводить тепло, образующееся в процессе трения. Очень часто особенно в барабанных механизмах избыточная температура приводила к значительному снижению эффективности работы тормозов.

  1. Высокая устойчивость механизма к высоким температурам.
  2. Надёжность и удобность обслуживания;
  3. Высокий уровень ремонтопригодности;
  4. Устойчивость к возрастающей силе трения;
  5. Применяются сменные тормозные накладки;
  6. Отсутствие увеличенного хода педали при нагревании механизма.

Заключение

Сегодня дисковые тормоза являются самыми передовыми механизмами в тормозной системе. Они обеспечивают эффективное и безопасное торможение в любой ситуации и при неблагоприятных климатических условиях.

Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах. Читайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и интересные статьи сайта.

Устройство дисковых и барабанных тормозных механизмов. Принцип работы системы

Тормозная система служит для:

  • изменения скорости движения автомобиля;
  • полной остановки ТС;
  • обеспечения длительной стоянки на одном месте.

Существуют три вида тормозной системы, которые устанавливаются на автомобили:

  1. Рабочая. Обеспечивает торможение или полную остановку машины во время движения.
  2. Запасная или аварийная. Начинает действовать после отказа или неисправности рабочей системы и по принципу действия ничем не отличается от первого вида.
  3. Стояночная. Обеспечивает неподвижное положение автомобиля, длительный период времени.

Устройство

Тормозная система состоит из:

  • механизмов;
  • привода.

Чаще всего на машинах установлены фрикционные механизмы, работающие за счет силы трения.

Рабочая система размещается непосредственно в колесе, а механизм стояночного тормоза может располагаться за коробкой передач или за раздаточной коробкой.

Тормозные механизмы могут различаться по конструкции фрикционной части и подразделяются на:

  • дисковые;
  • барабанные.

Дисковый механизм

Состоит из суппорта, одного или двух тормозных цилиндров, а также двух колодок и диска.

Суппорт крепится на поворотном кулаке переднего колеса машины. В нем есть два тормозных цилиндра и к ним две тормозные колодки. Которые находятся с обеих сторон тормозного диска, который вращается вместе с прикрученным к нему колесом.

  1. При нажатии на педаль тормоза, поршни выходят из цилиндров и прижимают колодки к диску.
  2. При отпускании педали, механизмы возвращаются в начальное положение. Это возможно из-за легкого биения диска.

Посмотрите полезное видео, устройство и принцип работы дискового тормозного механизма:

Дисковые тормоза эффективны и просты в обслуживании. Ремонт не доставит больших хлопот.

Об достоинствах

  • температурная стойкость дисков выше, чем у барабанных. Лучше охлаждаются;
  • высокая эффективность уменьшает тормозной путь;
  • меньше размеры и вес;
  • уменьшено время срабатывания;
  • изношенные колодки просто менять;
  • разная температура, возникающая при работе, не влияет на прилегание тормозных поверхностей.

Барабанный механизм

  • барабана,
  • двух колодок;
  • возвратных пружин;
  • рабочего цилиндра и опоры колодок;
  • опорного щита.

На опорном щите закреплен тормозной цилиндр и опора. При нажатии на педаль поршни в цилиндре расходятся и давят на концы тормозных колодок.

Колодки прижимаются накладками к внутренней стороне круглого барабана. Который вращается вместе с прикрученным к нему колесом.

Торможение колеса получается за счет сил трения, которое происходит между накладками колодок и барабана.

При отпускании педали, стяжные пружины притягивают колодки в начальное положение и действие тормозов прекращается.

Об достоинствах

  • простота изготовления;
  • низкая стоимость;
  • имеют эффект самоусиления. Нижние части колодок тесно связаны друг с другом и трение о барабан передней части, усиливает прижатие к нему и задней части.

Стояночная система

Для постановки машины на длительную стоянку, чаще используется механический привод, в основу которого входят различные тяги и тросы, объединенные в систему.

Имеются случаи, когда в автомобиле для срабатывания стояночного тормоза, необходимо нажать на педаль. Недавно, стали применять электропривод.

Посмотрите интересное видео, устройство и принцип работы барабанного и стояночного тормоза:

  1. Тормозной привод основанный на работе воздуха, называется пневматическим и чаще применяется на большегрузных автомобилях.
  2. Если сочетаются несколько приводов, то он называется комбинированным.

Принцип действия тормозной системы

Легко понять на примере гидравлической системы:

  1. При нажатии на педаль, сила передается на главный тормозной цилиндр.
  2. Поршень главного цилиндра двигается и увеличивает давление в системе гидравлических трубок, которые ведут к каждому колесу транспортного средства.
  3. Тормозная жидкость давит на поршень колесного цилиндра. Который двигая колодки, прижимает их к барабану или диску. Трение замедляет вращение колес и автомобиль останавливается.

После отпускания тормозной педали, она с помощью возвратной пружины возвращается на место. Усилие, действующее в главном цилиндре ослабевает и его поршень, возвращается в исходное положение. Заставляя колодки с фрикционными накладками разжаться, тем самым, освобождая диски или барабаны колеса.

Есть ещё вакуумный усилитель, который применяется в тормозной системе. Его использование, значительно облегчает работу.

Посмотрите видео по теме, принцип работы тормозной системы: