Какие существуют современные тормозные системы для автомобилей

Проверка тормозной системы на специализированном стенде

Хоть самостоятельная диагностика и не занимает много времени и усилий, но в некоторых случаях лучше обратиться за помощью в автосервис. Обычно там имеются специальные стенды для проверки работы тормозной системы. Самый важный параметр, который может выявить стенд — разница тормозных сил на правом и левом колесе на одной оси. Большая разница соответствующих усилий может привести к потере стабильности машины при торможении. Для полноприводных машин существуют аналогичные, но специальные стенды, которые учитывают еще и особенности полноприводной трансмиссии.


Как проводится проверка тормозов на стенде

Для автовладельца процедура сводится лишь к тому, чтобы загнать машину на диагностический стенд. Большинство стендов барабанного типа, они имитируют скорость движения машины, равную 5 км/ч. Далее проверяется каждое колесо, которое получает вращающие движения от валков стенда. В процессе проверке педаль тормоза нажимается до упора, и тем самым валок фиксирует усилие тормозной системе на каждом колесе. Большинство автоматизированных стендов имеют специальное программное обеспечение, вносящие коррективы в полученные данные.

Заключение

Зачастую эффективность работы, а также состояние отдельных элементов тормозной системы автомобиля можно выполнить, просто сев за руль машины и выполнив соответствующие действия. Этих манипуляций бывает достаточно для выявления проблем в системе. Более детальная диагностика подразумевает осмотр отдельных частей.

Устройство тормозной системы делится на:

Рабочая тормозная система позволяет водителю снижать скорость движения автомобиля и останавливать его при обычном режиме эксплуатации.

Схема рабочей тормозной системы  автомобиля

1 — тормозной диск колеса; 2 — скоба тормозного механизма передних колес; 3 — передний тормозной контур; 4 — главный тормозной цилиндр; 5 — бачок с датчиком аварийного падения уровня тормозной жидкости; 6 — вакуумный усилитель; 7 — толкатель; 8 — педаль тормоза; 9 — выключатель света торможения; 10 — тормозные колодки задних колес; 11 — тормозной цилиндр задних колес; 12 — задний контур; 13 — кожух полуоси заднего моста; 14 — нагрузочная пружина; 15 — регулятор давления; 16 — задние тросы; 17 — уравнитель; 18 — передний (центральный) трос; 19 — рычаг стояночного тормоза; 20 — сигнализатор аварийного падения уровня тормозной жидкости; 21 — выключатель сигнализатора стояночного тормоза; 22 — тормозная колодка передних колес.

Запасная тормозная система позволяет водителю уменьшать скорость движения автомобиля и останавливать его при неисправности рабочей тормозной системы. С целью упрощения конструкции отдельная (автономная) запасная система практически не применяется. Обычно ее роль выполняют оставшиеся исправные части (контуры привода) рабочей тормозной системы или специальным образом спроектированная стояночная тормозная система. Часто на больших автомобилях для повышения надежности используют одновременно оба указанных технических решения.

Стояночная тормозная система позволяет удерживать автомобиль в неподвижном состоянии на наклонной поверхности и при отсутствии водителя.

Вспомогательная тормозная система предназначена для длительного поддержания постоянной скорости, в основном на затяжных спусках. Используемые в остальных тормозных системах фрикционные тормозные механизмы при длительной работе перегреваются и резко снижают эффективность торможения. Поэтому на некоторых типах автомобилей (автобусы, грузовые автомобили большой грузоподъемности) для поддержания безопасной скорости на длительных спусках применяют вспомогательные механизмы, так называемые тормоза-замедлители.

Автоматическая тормозная система — оборудование, автоматически затормаживающее прицеп при его случайном отделении от тягача.

1. Привод тормозной системы

1.1 Системы тормозов

1.2 Приводы тормозных механизмов

1.3 Механический привод тормозов

1.4 Гидропривод тормозов

1.5 Пневмопривод тормозов

1.6 Усилители тормозных приводов

1.7 Двухконтурные тормозные приводы


1.8 Многоконтурные тормозные приводы

1.9 Приборы тормозного пневмопривода

1.10 Двухсекционный тормозной кран

1.11 Кнопочный тормозной кран

1.12 Двухпроводный привод

1.13 Защитные устройства пневматических приводов

1.14 Механизмы пневматических тормозных приводов

2. Тормозная система и ее обслуживание

2.1 Как подобрать тормозную жидкость

2.2 Какой ресурс тормозных колодок?

2.3 Как работает АБС

2.4 Устройство антиблокировочной системы

2.5 Стояночная тормозная система

2.6 Как менять тормозные колодки самому

Плюсы и минусы

Это устройство обладает своими плюсами и минусами. Начнем с минусов:

  • Доказано, что эффективность торможения этого типа механизмов немного ниже, чем у дисковых. Тормозной путь получается длиннее почти на 20%. Это обусловлено такими причинами: недостаточная площадь контакта, которую не обеспечивают даже два цилиндра и возникающее скольжение, которое вызвано проникшей в механизм пылью.
  • Перегрев барабанов из-за отсутствия охлаждения, при торможении температура барабанов может подниматься до 6000 градусов.
  • Сниженное значение предельной нагрузки, при высоком давлении может разорвать барабаны давлением жидкости.

Однако, не все так плохо, есть и неоспоримые преимущества у этого механизма:

  • Закрытая конструкция позволяет получить хорошее тормозное усилие, и можно повысить поверхность трения сделав барабан шире и колодки тоже. Именно это обеспечило повсеместное применение такого механизма на всех грузовиках и автобусах.
  • Степень стойкости к износу и продолжительность службы накладок увеличенная, что вызвано не столь сильным контактом трения, как у дискового тормоза.
  • Хорошая защита от попадания внутрь грязи которой дисковый вариант не обладает.

Ободные тормоза

Устройство V-brake:1 — коромысло троса;2 — трос;3 — фиксатор коромысла;4 — регулировочный болт;5 — наконечник троса;6 — плечо тормоза;7 — винт фиксации колодки;8 — тормозная колодка;9 — ступица;10 — винт крепления тормоза к раме;11 — подстроечный винт;12 — конец пружины

Ободные тормоза сжимают с двух сторон обод велосипедного колеса тормозными колодками, замедляя его вращение. Сжимающее усилие передаётся с помощью тросика, протянутого от тормозной ручки, размещаемой на руле (значительно реже с помощью гидравлической линии). Ободные тормоза являются на сегодняшний день самым распространённым типом тормозов на горных велосипедах начального и среднего уровней. Невысокая цена, простота в установке и обслуживании, и вместе с тем достаточно высокая эффективность обеспечили тормозам этого типа популярность среди многих велосипедистов.

Кроме того необходимо отметить разные стандарты крепления ободных тормозов. «Крабы» не встанут на посадочное место для V-brake и наоборот. Существует также специальное 4-болтовое крепление для ободной гидравлики, используемое, в основном, в велотриале.

Модели ободных тормозов: Механические: Векторные тормоза, V-brakes, «вибрейки», — наиболее популярная сегодня модель, V-образное крепление рычагов с тормозными колодками; Клещевые тормоза, «крабики», — U-образная форма рычагов, в основном используются на шоссейных велосипедах и BMX; устанавливались на передних колесах велосипедов, выпускавшихся в СССР; Кантилеверные тормоза — устаревшая модель, предшественник V-brake’а. Часто используются на циклокроссовых велосипедах ввиду большого грязевого зазора. При правильной настройке по эффективности не уступают другим ободным тормозам.

Гидравлические. В гидравлических тормозах усилие от ручки передается жидкостью по гидролинии. Самая известная модель ободной гидравлики — это Magura HS-33

Данная модель использует в качестве тормозной жидкости специальное масло.

Преимущества ободных тормозов: В связи с тем, что усилие прикладывается к ободу, невысока нагрузка на спицы и втулку. Меньше нагреваются, чем дисковые тормоза, так как площадь обода больше, чем площадь диска, и линейная скорость движения обода выше; Настройка очень простая, доступная, можно производить в полевых условиях;

Масса ободного тормоза меньше массы дискового, это важно в некоторых дисциплинах; Дешевизна. Цена ободных тормозов существенно ниже цены дисковых.


Недостатки ободных тормозов:

Вода, грязь, снег, лёд, случайно попавшее масло моментально снижают эффективность торможения

Это приводит к опасным ситуациям. Песок и грязь могут очень быстро испортить обод; Небольшое изменение геометрии колеса будет приводить к задеванию колодок и постоянному притормаживанию; Колодки требуют относительно частой смены; Невозможность установки на многие рамы и вилки; Протирание обода колеса тормозными колодками приводит к его учащённой смене. Этот недостаток важен для горных и других экстремальных велосипедов, для городских это несущественно; V-brakes могут отрицательно влиять на раму, раздвигая перья. Специально для таких случаев продаются специальные дуги-«усилители» рамы. Гидравлические же могут просто оторвать перо или крепление на вилке при торможении.

Колодки для ободных тормозов делают из резины с металлическим креплением. На рабочей поверхности колодки могут делаться насечки для отвода влаги, что улучшает торможение при мокром ободе. Есть колодки со сменными резиновыми вставками.

V-brake

Кантилеверные тормоза

Клещевые тормоза

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:

  • барабанные;
  • дисковые.

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.

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.

Вентилируемые диски

Внешне такой диск напоминает два склеенных между собой отдельных диска, разделенных лопатками воздухоотводов. Пустое пространство способствует вентиляции, позволяя воздуху проходить сквозь диск во время вращения, охлаждая его. У вентилируемых дисков более прочная конструкция. Чаще всего они используются при тюнинге тормозной системы. Правда, на современные автомобили производители все чаще ставят вентилируемые диски уже штатно.

Перфорированные диски (с поперечным сверлением)

Отталкивают воду, газ, охлаждают и способствуют удалению частиц грязи и нагара. Диски с поперечным сверлением имеют один недостаток — со временем вокруг просверленных отверстий появляются трещины и надломы. Кроме того, небольшие отверстия забиваются грязью и нагаром.

С насечками

Такие диски отталкивают воду, газ и тепло, способствует удалению частиц грязи и нагара, а также матирует тормозные колодки. Устанавливаются на спортивные автомобили — в основном для того, чтобы отводить грязь и нагар. При работе издают больше шума, чем обычные, ввиду того, что колодки трутся о канавки диска.

Карбоновые и керамические

Обеспечивают хорошее трение, менее склонны к генерации тепла. Карбоновые диски предназначены для спортивных автомобилей, поэтому для обычных машин не совсем подходят, так как им необходимо хорошо прогреться для корректной работы. Керамические диски изготовлены из углеродного волокна, обладают малым весом и хорошо переносят высокую температуру. Недостаток — очень высокая цена.

А вот для увеличения скорости торможения необходимо увеличение наружного диаметра диска. Но тут стоит быть внимательным: увеличение размера диска, как правило, ведет за собой увеличение размера колеса.

По соотношению «цена — эффективность» лучшим вариантом для тюнинга являются вентилируемые тормозные диски, которые, помимо лопаток воздухоотводов, имеют и перфорацию, и рифление. Стоит помнить, что тюнинговые тормозные диски увеличивают износ тормозных колодок в результате увеличивающегося трения.

Возможные неисправности тормозной системы автомобиля

  • когда машина тормознула, раздается резкий свист или скрежет;
  • торможение неэффективно и транспортное средство проделывает слишком большой тормозной путь;
  • у педали существенно увеличился ход;
  • педаль опустилась;
  • на панели индикаторы постоянно показывают низкий уровень жидкости в гидравлике (даже после обслуживания и дозаправки);
  • сильная вибрация педали.

Причин подобных проявлений может быть несколько. Вот наиболее распространенные.

  • Утечка. Приводит к таким «симптомам», как постоянный низкий уровень жидкости или увеличение тормозного пути. Вызывается повышенным износом или механическими повреждениями деталей (причем не только патрубков, по которым течет жидкость, но и цилиндров и даже колодок). Проблема решается обследованием авто на предмет утечки и заменой вышедшей из строя детали.
  • Неисправность главного цилиндра. Приводит к увеличению мягкости педали. На практике вызывается клином цилиндра из-за перегрева или износа. Сопровождается снижением эффективности торможения. В случае перегрева цилиндра из-за повышенного давления регулируют или меняют усилитель. Если проблема возникла по причине износа цилиндра, то замене подлежит именно он.
  • Повышенный износ диска. Сопровождается вибрацией педали при нажатии. Также может появляться скрежет. «Лечится» заменой диска.
  • Попадание воздуха в жидкость. Вызывается неправильным обслуживанием и заправкой, а также нарушением работы атмосферной камеры усилителя. Приводит к существенному снижению эффективности торможения и увеличению ходя педали. Устраняют проблему путем перезаправки жидкости. Если проблемы в усилители, то его ремонтируют или меняют.
  • Вибрация дисков. Вызывает визг при торможении. Решается расточкой диска и колодок или их полной заменой на новые.

Замена тормозных колодок

Тормозные колодки передних тормозов необходимо заменить, если их толщина меньше минимально допустимой. Очередность работ при замене обкладок следующая:

  • Ослабить гайки крепления передних колес, поднять перед автомобиля и передние колеса.
  • Снять передние колеса.
  • Вывернуть болты из направляющих пальцев.
  • Извлечь суппорт и отвести его, не допуская нагрузки на гибкий тормозной шланг.
  • Извлечь изношенные колодки и заменить их новыми.
  • Вдвинуть поршень внутрь цилиндра суппорта, стараясь не повредить пыльник поршня и не допуская вытекания тормозной жидкости из бачка.
  • Установить на место суппорт и ввернуть болты в направляющие пальцы.
  • Установить передние колеса, наживить гайки, опустить перед автомобиля и затянуть колесные гайки с усилием 40…70 Нм.

Химический состав тормозной жидкости, как подобрать тормозную жидкость по химическому составу?

Гликоли. Большинство тормозных жидкостей основано на различных соединениях гликолей (двухатомных спиртов). Хотя эти соединения используются для получения тормозных жидкостей, удовлетворяющих требования стандарта DOT 3. их превышенные гигроскопические свойств являются причиной относительно встрой абсорбции влаги, сопровождающейся снижением температуры кипения тормозной жидкости. При условии, если свободные гидроксилы частично связаны сложными эфирами с борной кислотой. >разуется высококачественная тормозная жидкость DOT 4 (или «DOT 4+», Super DOT 4»), которая, при взаимодействии с влагой, полностью ее нейтрализует. Поскольку снижение темпе­ратуры кипения тормозной жидкости DOT 4 за время ее эксплуатации происходит значительно медленнее по сравнению с жидкостью DOT 3, срок службы увеличивается.


Жидкости на основе минеральных масел (ISO 7308). Преимуществом тормозных жидкостей созданных на основе минеральных масел. является отсутствие у них гигроскопичности, поэтому температура кипения (при отсутствии абсорбции влаги не снижается. Минеральные и синтетические масла для тормозных жидкостей отбираются с особой тщательностью. Для обеспечения как можно меньшей зависимости вязкости от температуры в тормозную жидкость добавляются спе­циальные присадки.

Нефтяная промышленность, помимо топлив, также поставляет для тормоз­ных жидкостей различные присадки, улучшающие их свойства. Следует от­метить, что не рекомендуется в тормоз­ные системы, в которых в качестве тормозной жидкости применяются гликоли добавлять тормозные жидкости, соз­данные на основе минеральных масел (или наоборот), чтобы не допустить на­бухания эластомеров.

Силиконовые жидкости (SAE J 1705). Поскольку силиконовые жидкости, так­же как и минеральные масла, не абсор­бируют влагу, они в ряде случаев ус­пешно применяются в качестве тормоз­ной жидкости. Недостатками сили­коновых жидкостей являются сущест­венно более высокая сжимаемость и худшие смазывающие свойства, что ог­раничивает их применение в качестве рабочей жидкости во многих гидравли­ческих системах,

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.

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 .

Работа гидроусилителя рулевого привода автомобиля ЗИЛ-4331:

a — нейтральное положение; б — перемещение золотника вправо; в — перемещение золотника влево; 1 и 7 — перепускные клапаны; 2 — сапун; 3 и 4 — сетчатые фильтры; 5 — коллектор; 6 — насос; 8 — предохранительный клапан; 9 и 10 — демпфирующие отверстия; 11 — калиброванное отверстие; 12 — шариковый клапан; 13 — реактивный плунжер; 14 — золотник; 15 — винт механизма рулевого управления; 16 — вал сошки; 17 — картер механизма рулевого управления.

Если водитель перестает поворачивать рулевое колесо, то прекращается и поворот управляемых колес, так как винт перестает вращаться и поступающая в картер механизма рулевого управления жидкость перемешает поршень-рейку с винтом и золотником в исходное среднее положение, при котором прекращается действие жидкости на поршень-рейку.В работе гидроусилителей автомобилей марок «ЗИЛ» и «КамАЗ» много общего, но конструкция гидроусилителя автомобилей марки «КамАЗ» имеет некоторые особенности. Распределитель расположен впереди углового редуктора. В центральном отверстии распределителя размещен золотник, вокруг которого в трех сквозных отверстиях расположено по два цилиндра с центрирующей пружиной между ними, а в трех глухих отверстиях расположено по одному плунжеру с пружиной. Наличие трех плунжеров в глухих отверстиях объясняется следующим. Жидкость, находящаяся в корпусе углового редуктора, действует на три торца реактивных плунжеров, находящихся в сквозных отверстиях, а также на кромку сечения винта по месту его уплотнения, а в полости слева под передней крышкой действуют лишь на торцы трех плунжеров. Чтобы обеспечить одинаковое реактивное усилие на рулевом колесе от давления жидкости при повороте как направо, так и налево со стороны углового редуктора расположены три дополнительных плунжера, общая площадь которых равна площади кромки сечения винта.В одном из плунжеров встроен обратный клапан, который при отказе гидросистемы соединяет между собой магистрали высокого и низкого давления, обеспечивая работу рулевого управления без усилителя. Предохранительный клапан соединяет магистрали нагнетания и слива при давлении жидкости свыше 8 МПа, предохраняя насос от перегрева, а детали от перегрузок. Размещение предохранительного клапана в отдельной бобышке облегчает его регулировку и ремонт.Отдельный гидроусилитель автомобиля МАЗ. Распределитель крепится к корпусу шаровых шарниров и силового цилиндра. Внутри корпуса распределителя имеются три кольцевых канавки: две крайние соединены между собой каналом и с магистралью нагнетания, средняя сообщает магистраль слива с бачком насоса. Две кольцевые канавки золотника соединяются каналами (Одна — с левой, другая — с правой стороны) с реактивными камерами, представляющими собой замкнутую полость. Шаровые пальцы сошки и продольной рулевой тяги закреплены в корпусе шаровых шарниров. Этот корпус фланцем скреплен с корпусом золотника. Шаровые пальцы зажаты пружинами между сферическими сухарями пробкой и регулировочной гайкой. Сухари удерживаются от вращения штифтами, а шаровые пальцы в сухарях могут поворачиваться в некоторых пределах. Внутри корпуса шаровых шарниров в осевом направлении может перемещаться стакан с закрепленным в нем шаровым пальцем сошки. Со стаканом перемещается и золотник, жестко соединенный с ним болтами. На корпус шаровых шарниров навернут силовой цилиндр, в котором помещен поршень со штоком. С одной стороны полость цилиндра закрыта пробкой, а с другой — крышкой. На конце штока имеется головка для его крепления в кронштейне рамы. Полости цилиндра, разделенные поршнем, соединены трубопроводами с каналами в корпусе распределителя, выходящими в полость между кольцевыми проточками. 

Суппорты

Чем больше поршней (4, 6, 8) в суппорте, тем равномернее распределяется на диске давление во время торможения, тем самым нагрузка на диск и колодки сокращается, а также уменьшается вибрация. Такие суппорты однозначно повышают эффективность тормозной системы. Улучшенные суппорты, помимо облегченной массы (изготавливаются из алюминия), обладают еще одним плюсом — способностью рассеивать тепло лучше, чем чугунные.

Удобнее приобретать суппорты вместе с дисками и тормозными колодками. На сегодняшний день лучшими считаются суппорты с четырьмя рабочими цилиндриками — по два на каждую колодку. Это приводит к моментальному срабатыванию тормозов при нажатии на педаль. Надо понимать, что вентилируемые тормозные диски шире штатных, и, как следствие, суппорт тоже будет большего размера, что влечет за собой увеличение диаметра колеса, а иногда и его ширины. Иногда для качественного торможения устанавливают два суппорта с двух сторон диска. Очень часто приходится менять и крепеж суппорта, поэтому выгоднее купить для вашего авто готовый комплект. Причем обычно колодки и шланги в него уже входят.


С этим читают