Тормозная система барабанного типа. Барабан тормозной: надежная основа классических барабанных тормозов

Читатели знают, что в настоящее время наибольшее распространение в автомобильной промышленности получило два типа тормозных механизмов – дисковые и барабанные. Если с дисковыми тормозами все понятно, то устройство, принцип работы и эффективность эксплуатации барабанных тормозов для многих до сих пор остается загадкой. В сегодняшней статье мы расскажем об основных компонентах барабанных тормозов, опишем алгоритм их работы, а также выясним основные преимущества и недостатки их использования.

Барабанные тормоза

Из чего состоят барабанные тормоза?

Устройство барабанных тормозных механизмов заметно сложнее, нежели конструкция их дисковых «собратьев». Основными внутренними частями таких тормозов являются:

Тормозной барабан. Элемент, изготавливаемый из высокопрочных чугунных сплавов. Он установлен на ступице или опорном валу и служит не только основной контактной частью, взаимодействующей непосредственно с колодками, но и корпусом, в котором смонтированы все остальные детали. Внутренняя часть тормозного барабана шлифуется, чтобы торможение было максимально эффективным.
Колодки. В отличие от тормозных колодок дисковых тормозов, колодки, применяемые в барабанных механизмах, имеют полукруглую форму. Их внешняя часть имеет специальное асбестовое покрытие. Если тормозные колодки установлены на паре задних колес, то одна из них подключается еще и к рычагу стояночного тормоза.
Стягивающие пружины. Данные элементы прикрепляются к верхней и нижней частям колодок, не позволяя им расходиться в разные стороны на холостом ходу.
Тормозные цилиндры. Это специальный корпус, изготовленный из чугуна, по двум сторонам которого смонтированы рабочие поршни. Их задействование происходит путем гидравлического давления, возникающего после нажатия водителем на педаль тормоза. Дополнительными частями поршней являются резиновые уплотнители и клапан для удаления воздуха, попавшего в контур.
Защитный диск. Деталь представляет собой устанавливаемый на ступицу элемент, к которому прикрепляются тормозные цилиндры и колодки. Их закрепление производится путем использования специальных фиксаторов.
Механизм самоподвода. Основой механизма служит специальный клин, углубляющийся по мере стачивания тормозных колодок. Его назначение – обеспечение постоянного прижима, колодок к поверхности барабана, независимо от износа их рабочих поверхностей.

Устройство барабанных тормозов

Перечисленные нами компоненты являются общепринятыми. Их использует большинство крупнейших производителей. Существует ряд деталей, которые устанавливаются некоторыми компаниями частным образом. Таковыми, например, являются механизм подведения колодок, всевозможные распорки и т.п. Подробно останавливаться на них не имеет смысла.

Принцип работы барабанных тормозов

Основная последовательность функционирования барабанных механизмов примерно следующая. Водитель в случае необходимости нажимает на педаль, создавая увеличенное давление в тормозном контуре. Гидравлика надавливает на поршни главного цилиндра, которые задействуют тормозные колодки. Они «расходятся» в стороны, растягивая стяжные пружины, и достигают точек взаимодействия с рабочей поверхностью барабана. Благодаря трению, возникающему при этом, скорость вращения колес уменьшается, а автомобиль притормаживает. Общий алгоритм работы барабанных тормозов выглядит именно так. Существенных различий между системами с одним поршнем и двумя не имеется.

Преимущества и недостатки барабанных тормозов

Несмотря на, казалось бы, общее устаревание конструкции, многие автопроизводители до сих пор применяют барабанные тормоза на своих моделях. Дело в наличии множества плюсов, благоприятно сказывающихся на использовании авто.

Во-первых, барабанные тормозные механизмы служат в 2-3 раза дольше дисковых тормозов. Это касается не только колодок, но и самих тормозных дисков, которые изнашиваются ничуть не меньше.
Во-вторых, барабанные механизмы не боятся попадания воды, в то время как сильно разогретые поверхности дисковых тормозов при резком охлаждении водой могут покрыться микротрещинами, что приводит их к скорому выходу из строя.
В-третьих, смонтировать стояночный тормоз в систему барабанных тормозов заметно легче, нежели интегрировать его в дисковые системы. Разумеется, простота значительно удешевляет издержки, связанные с изготовлением общей конструкции.

Главным недостатком тормозов барабанного типа является меньшая эффективность их работы, по сравнению с дисковыми механизмами. Применять их на автомобилях, под капотом которых установлены мощные оборотистые моторы, а также на моделях с высокой массой небезопасно.

Заключение

Резюмируя, скажем, что в ближайшей перспективе барабанные тормоза, конечно, «уступят дорогу» более совершенным дисковым системам. Уже сейчас многие производители устанавливают барабанные тормозные механизмы исключительно на бюджетные модели, компонуя подавляющее большинство своих новинок различными вариациями дисковых систем.

Тормозные механизмы фрикционного типа, то есть работающие за счет силы трения, подразделяются на барабанные и дисковые. Барабанный тормозной механизм в качестве вращающейся части использует тормозной барабан. Неподвижную часть механизма представляют тормозные колодки и тормозной щит. На данный момент барабанные тормоза не столь популярны у автопроизводителей в силу объективных причин и применяются в основном на бюджетных и грузовых автомобилях.

Устройство барабанных тормозов

Детальное устройство барабанного тормоза. 1,3 — неподвижные части; 2 — вращающаяся часть

Конструктивно в барабанные тормоза входят следующие элементы:

барабан, устанавливаемый на ступицу колеса;
тормозные колодки, на рабочую поверхность которых крепятся фрикционные накладки;
рабочий тормозной цилиндр с поршнями, уплотнительными манжетами и штуцером для прокачки;
возвратные (стяжные) пружины, крепящиеся к колодкам и фиксирующие их в неактивированном положении;
тормозной щит, устанавливаемый на ступицу или балку моста;
стойка поддержки тормозных колодок;
нижняя опора колодок (с регулятором);
механизм стояночного тормоза.

Помимо барабанных тормозов с одним цилиндром существуют системы с двумя цилиндрами, эффективность которых будет значительно лучше, чем в первом варианте. В этом случае вместо нижней опоры устанавливается второй тормозной цилиндр, за счет чего увеличивается площадь соприкосновения барабана и колодки.

Принцип работы барабанных тормозов

Работают барабанные тормоза следующим образом:

Давление рабочей жидкости в системе создается за счет нажатия водителем на педаль тормоза.
Жидкость давит на поршни рабочего тормозного цилиндра.
Поршни, преодолевая усилие стяжных пружин, приводят в действие тормозные колодки.
Колодки плотно прижимаются к рабочей поверхности барабана, замедляя скорость его вращения.
За счет сил трения, возникающего между накладками и барабаном, происходит торможение колеса.
При прекращении воздействия на педаль тормоза стяжные пружины отводят колодки в исходное положение.

Фрикционные накладки передней (по ходу движения) колодки в момент торможения прижимаются к барабану с большей силой, чем задние. Поэтому износ передних и задних колодок неравномерный. Это следует учитывать при их замене.

Преимущества и недостатки барабанных тормозов

Барабанные тормоза отличаются простотой производства и более низкой стоимостью в сравнении с дисковыми. Также они являются более эффективными за счет большей площади соприкосновения колодки и барабана, а также за счет эффекта «расклинивания» колодок: благодаря тому, что нижние части колодок связаны друг с другом, трение о барабан передней колодки усиливает давление на него задней.

А есть ли недостатки у барабанных тормозов? В сравнении с дисковыми, барабанные тормоза имеют большую массу, худшее охлаждение и нестабильность торможения при попадании воды или грязи в барабан. Данные недостатки очень весомы, поэтому они послужили одной из причин перехода производителей на дисковые механизмы.

Обслуживание барабанных тормозов

Проверка толщины тормозной накладки

Износ колодок барабанных тормозов можно определить через специальное отверстие, находящееся с внутренней стороны тормозного щита. Когда фрикционные накладки достигают определенной толщины, колодки необходимо менять.

Если фрикционный материал нанесен на колодку с помощью клея, то её рекомендуется менять при толщине материала в 1,6 мм. В случае размещения фрикционных накладок на заклепках замену необходимо производить, если толщина материала составляет 0,8 мм.

Изношенные колодки могут оставлять на барабанах канавки, а при их продолжительном использовании даже повредить барабан.

Сложно представить автомобиль без тормозной системы. Не так давно, наиболее используемыми считались барабанные тормоза. Рассмотрим устройство механизма, принцип работы, а также наиболее часто встречающиеся неисправности. Изучим некоторые советы по эксплуатации, как правильно следить и не допускать износа и выхода из строя детали.

На барабанный тормоз Volkswagen Polo Sedan нанесен медный аэрозоль с целью устранить скрип.

Устройство и принцип работы барабанных тормозов

В современном автостроении, «барабаны» уже не столь популярны, как еще двадцать лет назад, им на смену приходят более современные и надежные дисковые. Однако, среди бюджетного класса автомобилей, все еще встречается такое устройство тормозной системы, как «барабаны». Как правило, их устанавливают сзади, а дисковые спереди. Популярность у производителей такие системы получили за дешевизну в производстве, а также возможность легко интегрировать ручной тормоз.

Слева дисковый, справа барабанный тормоз

Однако, что касается обслуживания, то барабанные системы достаточно сложные, ведь здесь гораздо больше деталей и компонентов, чем у тех же дисковых, хотя принцип работы у обоих идентичен. Барабанный тормозной механизм состоит из вращающейся части (самого барабана), а также неподвижного механизма, вроде тормозных колодок и щита. Итак, подробное устройство механизма, из чего оно состоит:

Непосредственно самого барабана, устанавливаемого на ступицу колес.

Тормозных колодок, на которые дополнительно устанавливаются фрикционные накладки.

Тормозного цилиндра со штуцерами, манжетами, поршнями.

Специальных стягивающих пружин (для колодок).

Тормозного щита (в зависимости от модификации, может устанавливаться как на ступицу, так и непосредственно на балку).

Различных опор (с регулятором) и стоек для колодок.

Системы стояночного тормоза (трос, рычаг).

В некоторых моделях, применяется для надежности при эксплуатации два рабочих цилиндра.

По сути, глобальной разницы между тормозными системами в принципе работы нет, однако есть свои тонкости, учитывая наличие в барабане дополнительных деталей. Уже выяснили, что основными деталями являются колодки, а также цилиндры, где один, а где и два, не в этом суть.

Принцип работы заключается в следующем. При нажатии на тормоз, жидкость в цилиндрах сжимается и поршень «заставляет» колодки прижиматься к барабану. И происходит так, что колодки прижимаясь, словно заклиниваются. Но, с учетом этого, колодкам же нужно как-то отодвигаться, поэтому и стали использовать возвратные пружины.

Использование регуляторов обусловлено тем, что необходимо постоянно поддерживать оптимальное расстояние до барабана от колодок. К примеру, если колодки износились, поршень потребует больше жидкости, чтобы преодолеть расстояние, отчего педаль станет уходить глубже (в пол). Поэтому, даже при износе колодок, регулятор не позволяет им «отойти» слишком далеко.

Ныне почти повсеместно стали использовать автоматический регулятор. При каждой остановке машины, колодки, как и требуется, максимально прижаты к барабану. При обратном действии, когда давления на педаль нет, регулятор для увеличения зазора смещается на один «зуб». В принципе, регулятор чем-то похож на простой болт с резьбой. Хотя бывают конструкции еще проще, в виде простой пружины или скобы, связанной с возвратными пружинами.

Что касается работы ручного тормоза, то здесь также ничего сложного нет.

Рычаг ручного тормоза, который связан с колодками при помощи стяжной планки, приводится в действие с помощью натянутого троса. То есть сам «ручник» поднимается, натягивается трос, которые тянет рычаг, последний в свою очередь воздействует на распорную планку, которая и раздвигает и сдвигает колодки в обратном направлении.

На какие автомобили устанавливают барабанные тормоза?

Представленные системы тормозов почти повсеместно используются в классе А, так как вес автомобилей небольшой, поэтому и сверх эффективные системы торможения, здесь без надобности. Также используются барабаны в большинстве моделей бюджетного класса В - это KIA RIO 4, Hyundai Solaris в средних комплектациях, отечественные Lada Granta, Kalina, Priora, Largus, семейство ВАЗ 2107-15, Vesta, Xray, Renault Kaptur, Duster, Clio, Logan, Sandero, Nissan Almera, Skoda Fabia, Volkswagen Polo Sedan, Chevrolet Aveo, Lacceti, Cobalt, Geely MK, Opel Corsa, Daewoo Nexia, Lanos.

Среди А сегмента - Daewoo Matiz, Smart, Citroen C1, Lifan Smile, Chevrolet Spark, Peugeot 107, KIA Picanto.

Среди внедорожников - UAZ Patriot, Lada Niva, Nissan Terrano, Navara, Mitsubishi L200, Volkswagen Amarok, Great Wall Wingle.

Тормозной барабан Фольксваген Амарок

Плюсы, минусы, а также отличия барабанных тормозов

Слабый контакт. Даже если используется два поршня, у колодок огромная площадь соприкосновения, и они просто не в состоянии удержать равномерно колодки, виду этого и нестабильность контакта.

Нагрузки. Как бы глупо сейчас не прозвучало, но сильное давление в цилиндрах, способно «порвать» барабан. Дело в том, что колодки работают, как бы наружу, то есть вполне вероятно, что при большом усилие барабан может «порваться».

Плохое сцепление. Учитывая, что корпус барабана закрытый, а значит и продукты износа с фрикционных накладок, остаются внутри. Попадая на поверхности трущихся деталей, значительно ухудшает сцепление.

Перегрев. Вспомним, что барабан закрытый и соответственно никакого обдува нет. При экстренных торможениях, температура достигает 650 градусов. Виду этого, барабан расширяется, и тормоз приходится вдавливать «в пол».

Прикипают, примерзают колодки. Не редко, что после длительного взведенного «ручника» или агрессивного использования тормозов перед остановкой (фрикционные накладки сильно нагреваются), колодки могут прилипнуть. Прилипают они, как уже ясно к той части барабана, об которую и трутся. Похожая проблема встречается зимой, когда примерзает «ручник». Проехав колесами по луже, снегу, влага попадет на колодки. И если затянуть «ручник», колодки просто примерзнут, учитывая минусовую температуру.

Сорвать заклинившее колесо в таком случае сложно, придется «поддомкрачивать, снимать колесо и отверткой либо монтировкой сдвигать колодки. В некоторых случаях, достаточно полить барабан теплой водой (подойдет зимой). Также можно попробовать «раскачать» машину вперед-назад, главное не переусердствуйте, чтобы не «спалить» сцепление.

Кстати, дисковые тормоза от подобной проблемы избавлены.

Даже несмотря на столь откровенные недостатки, у барабанов все же есть определенные преимущества:

Большое тормозной усилие, конечно, данный пункт выглядит несколько противоречиво, с учетом высказываний о слабом контакте, но все равно определенные плюсы есть. К примеру, если увеличить не только диаметр барабана, но и его ширину, то значительно удастся повысить общую плоскость соприкосновения с колодками.

Износостойкость. Да, учитывая меньшее сцепление, в следствие меньший износ. Именно поэтому, колодки на барабанах «ходят» зачастую не менее 70 000 км. Где-то даже больше, вплоть до 150 000 км, естественно все зависит от условий эксплуатации.

Защита от грязи. Пыль, влага, грязь снаружи сюда попросту не проникает (исключение только у тех систем, где сделаны «ребра проветривания).

Исходя из вышеперечисленного, можно сказать, что отличия только в конструкции (есть ли обдув), размерах и форме колодок, а также в принципе разницы конфигураций и способов крепления. В остальном же основная задача у них идентичная.

Неисправности

Можно выделить порядка семи основных проблем, с которыми приходится рано или поздно столкнуться каждому автовладельцу. Итак:

1. Износ колодок, барабана. Особенно опасна ситуация, когда износ происходит одновременно, не редко в таких случаях, колесо попросту блокировалось. Кстати, если износ стенок барабана не большой, достаточно сточить выступающие бортики и отрегулировать систему натяжения колодок.

Изношенный колодки барабана Volkswagen Passat 1996

Что касается колодок, то их менять следует в таком случае:

- если фрикцион нанесен с помощью клея, то допустимый износ - 1,6 мм;

- если фрикцион держится на заклепках, допустимый износ - 0,8 мм.

2. Перекосы колодок, кстати, не редко становятся причиной быстрого износа внутренних стенок барабана, неравномерного стирания, отчего приходится приобретать новую деталь.

3. Поломка стоек, пружин, распорных планок.

Схема

4. Обрыв троса или облом рычага «ручника».

Пружина барабана. Фото — drive2.ru

5. Отсоединения фрикционных накладок.

6. Повреждение цилиндра, манжета, трубопровода. В итоге, разгерметизация, утечка тормозной жидкости.

При частичной разгерметизации, возможно, «завоздушивание» системы и ухудшение работоспособности. При полной утечке жидкости, отказ тормозов.

7. Опасна коррозия пружин, так как они могут «зависнуть» и не работать, как следует.

Как таковых правил эксплуатации для барабанных тормозов нет. Но, важно периодически просматривать этот узел на целостность и наличие повреждений, износа. Итак:

Проверяйте минимум каждые 20 000 км состояние колодок.

Аналогично стоит проводить проверку состояния пружин, распорок, стоек, рычагов.

Не забывайте следить за объемом тормозной жидкости.

Также обращайте внимание на наличие подтеков вокруг цилиндров, возможно, порван манжет или трубопровод.

Хотелось бы привести некоторые советы по «прикатке», только установленных колодок. Итак:

Выберете местность, где можно спокойно разгонятся и резко тормозить без опасности, для других водителей.

Сделайте десять циклов: разгон до 60-70 км/час, резкое торможение до 10 км/час. Главное это делать без остановок, сбросили скорость до 10, сразу же набирайте 60-70.

После этого дайте тормозам «отдохнуть», преодолейте 5 км. в спокойном режиме, без необходимости нажатия тормоза.

Запомните, ни в коем случае не останавливайтесь после проведенных 10 циклов. В противном случае, на стенках барабана останутся частицы прогретого фрикциона. Тем самым нарушится площадь соприкосновения и сцепление.

Заключение

В заключении хотелось бы сделать акцент на том, как важно делать регламентные или даже периодические «осмотры» этого узла, который без преувеличения влияет на безопасность вождения. Изношенные детали могут привести к серьезным последствиям и дорогостоящему ремонту.

К атегория:

Тормозное управление автомобиля

Барабанные тормозные механизмы и их элементы

Барабанный тормозной механизм имеет симметричные колодки (обычно две), несущие на наружных цилиндрических поверхностях фрикционные тормозные накладки, которые под действием приводного устройства прижимаются к внутренней цилиндрической поверхности барабана. Схемы наиболее распространенных барабанных тормозных механизмов приведены на рис. 34. Они классифицированы по виду и количеству приводных устройств, а также по числу степеней свободы колодок. Колодка имеет одну степень свободы, если она поворачивается вокруг неподвижной геометрической оси. Это достигается или шарнирной связью колодки с закрепленной в суппорте осью, или помещением радиусного конца колодки в соответствующее цилиндрическое гнездо суппорта.

Рис. 34. Схемы барабанных тормозных механизмов s

У колодок с двумя степенями свободы геометрическая ось их поворота имеет возможность перемещения, что позволяет колодке самоустанавливаться, а следовательно, обеспечивает лучшее прилегание ее к барабану и более равномерный износ накладки. Колодки с двумя степенями свободы либо опираются закругленным концом на скошенную плоскость суппорта и скользят по ней, либо соединяются с последним при помощи промежуточного звена, которое, в свою очередь, имеет неподвижную геометрическую ось поворота относительно суппорта. Иногда таким звеном является вторая колодка тормоза.

Эффективность различных барабанных тормозных механизмов при одинаковых их размерах и равных приводных силах сильно отличается. Наиболее эффективным является тормозной механизм, имеющий одну прижимную и вторую сервоколодку со скользящими опорами и одно приводное устройство в виде двустороннего колесного цилиндра. У тормозного механизма этого типа серводействие достигает наибольшей величины. Однако чем выше эффективность тормозного механизма, тем более он чувствителен к изменению коэффициента трения фрикционной пары. Так как коэффициент трения является величиной переменной и зависит от многих факторов (скорости и температуры в зоне трения, величины приводной силы, жесткости деталей тормоза и др.). самые эффективные тормозные механизмы обычно и самые нестабильные. При их работе чаще возникают вибрации, писк и т. д. В связи с этим область использования таких тормозных механизмов постепенно сужается.

Рис. 36. Статические характеристики тормозных механизмов

В последние годы с распространением автоматизированных тормозных приводов, позволяющих увеличить приводную силу, все шире применяются тормозные механизмы с небольшим серводействием. Следует отметить, что колодки с двумя степенями свободы имеют большее серводействие, чем с одной. Однако такие колодки, особенно со скользящей опорой, очень склонны к вибрациям и писку. Кроме того, угол наклона опоры колодки должен быть таким, чтобы колодка возвращалась в исходное положение после торможения.

Одним из наиболее простых является барабанный тормозной механизм с шарнирными опорами колодок и кулачковым приводным устройством. Его конструкция показана на рис. 37. Колодки такого тормоза имеют равные перемещения, определяемые формой разжимного кулака (механизмы этого типа иногда называют тормозными механизмами с равными перемещениями). Вследствие этого тормозные моменты, создаваемые обоими колодками, равны, а приводная сила, действующая на отжимную колодку, значительно больше, чем действующая на прижимную. Суммарный тормозной момент этого тормоза при вращении тормозного барабана в обоих направлениях практически одинаков; почти одинаковы и износы обеих накладок. К достоинствам такого тормозного механизма относится его высокая стабильность, а также то, что приложенные к тормозному барабану со стороны колодок силы практически уравновешиваются и не создают дополнительной нагрузки на подшипники колеса. Недостатком тормоза с равными перемещениями является необходимость в значительной приводной силе и сравнительно низкий коэффициент полезного действия кулачкового приводного устройства. По данным отечественных исследователей КПД кулачкового приводного устройства колеблется в пределах от 0,60 до 0,80. Для уменьшения трения между кулаком и колодкой устанавливается ролик, а в опорах кулака применяются подшипники скольжения, что повышает КПД приводного устройства до 0,75-0,90. На практике вследствие попадания грязи в опоры кулака и в оси, на которых вращаются ролики, КПД кулачкового приводного устройства находится на нижнем пределе. Следует указать также на повышенную трудоемкость технического обслуживания такого тормозного механизма из-за необходимости периодически смазывать опоры кулака.

Рис. 37. Тормозной механизм автомобиля ЗИЛ-130:
1 - тормозной бп раб-зи; 2 - фрикциониая накладка; 3 - заклепка; 4 - тормпзнач колодчп; 5 - разжимный кулак; 6 - регулировочный рычаг; 7 - нал червяка; 8 - червяк; 9 - оттяжная пружина колодок; 10 - суппорт; 11 - ось колодки

Рис. 38. Тормозной механизм автомобиля ГАЗ-21:
1 - тормозная колодка; 2- заклепка; 3 - фрикционная накладка; 4 - регулировочная шайба-эксцентрик; 5 - колесный цилиндр; б - оттяжная пружина; 7 - фиксатор колодки; 8 - ось колодки; 9 - суппорт

Широкое распространение получил тормозной механизм, который показан на схеме II рис. 34. Он имеет шарнирные опоры колодок и приводное устройство в виде двустороннего колесного тормозного цилиндра (рис. 38). Здесь к колодкам прикладываются равные приводные силы, однако тормозной момент, создаваемый прижимной колодкой, больше, чем отжимной. Соответственно больше и износ накладки прижимной колодки. Этот тормозной механизм одинаково эффективен при вращении барабана в обе стороны. При равном приводном усилии он дает больший тормозной момент, нежели описанный выше тормозной механизм с кулачком, за счет большего серводействия и более высокого (до 0,95-0,98) КПД приводного устройства.

Недостатком данного тормозного механизма является наличие внешней силы, нагружающей подшипники колеса, а также неодинаковая долговечность фрикционных накладок.

Для устранения этих недостатков применяются ступенчатые колесные цилиндры, создающие разные приводные силы. Иногда накладку на отжимной колодке делают меньшей площади или тоньше, чем на прижимной.

Конструкция третьего достаточно распространенного тормозного механизма приведена на рис. 39. Это тормозной механизм со скользящими опорами колодок и двумя приводными устройствами в виде односторонних колесных цилиндров. Обе колодки являются прижимными при вращении тормозного барабана вперед и отжимными при вращении его назад, вследствие чего эффективность тормозного механизма при движении автомобиля задним ходом значительно меньше.

Рис. 39. Тормозной механизм автомобиля «Москвич-408»:
1 - тормозная колодка; 2 - фрикционная накладка; 3 - прижимная пружина; 4 - оттяжная пружина; 5 - колесный цилиндр; 6 - суппорт

Рис. 40. Клиновое приводное устройство барабанного тормозного механизма:
1 - корпус; 2 - возвратная пружина роликов; 3 - плунжер; 4 - головка плунжера; 5 - штифт; 6 - пылезащитный чехол; 7 - собачка; 8- пружина собачки; 9 - фиксатор; 10 - ролик; 11 - держатель роликов; 12 - шток; 13 - уплотнитель; 14 - возвратная пружина штокаа; 15 - корпус тормозной камеры

Это существенный недостаток такого тормоза. Кроме того, применение двух разнесенных приводных устройств затрудняет привод стояночной тормозной системы. Однако равенство моментов колодок, равномерность износов и большое серводей-ствие позволяют с успехом применять механизм этого типа на передних колесах легковых автомобилей.

В последние годы создана новая конструкция барабанных тормозных механизмов для тормозных систем с пневматическим приводом. В ней колодки разжимаются не традиционным кулаком, а клиновым приводным устройством (рис. 40). Так как шток клина выполнен плавающим, то такой тормозной механизм имеет более высокую эффективность, чем описанный выше тормозной механизм с кулачковым приводным устройством. Опора колодок выполняется как скользящей, так и шарнирной. Весьма перспективной является конструкция тормозного механизма с двумя клиновыми приводными устройствами, причем на одном из них установлена обычная тормозная камера, а на другом - камера с пружинным энергоаккумулятором. Преимуществами тормозного механизма с клиновым приводным устройством являются более равномерный и меньший по величине износ деталей трущейся пары, более высокий КПД, меньшая размерность тормозных камер, вследствие чего значительно меньше количество потребляемого сжатого воздуха. Однако клиновое приводное устрой ство имеет и недостатки: повышенную стоимость в изготовлении и необходимость в хорошей грязезащите.

Важнейшими элементами тормозного механизма являются детали, составляющие его пару трения - тормозной барабан и фрикционные накладки. Эффективность тормоза и ее сохранение в различных условиях практически полностью зависят от качества этих деталей.

Специфика работы тормозного барабана заключается в том, что вследствие крайне низкой теплопроводности материала фрикционных накладок свыше 95% выделившегося при торможении тепла поглощается именно барабаном. Испытания показали, что температура тормозных барабанов тяжелых автомобилей на затяжных спусках может достигать 250 - 360 °С. Возникающие от таких температур тепловые напряжения в барабане усугубляются действием циклических нагрузок со стороны колодок. Заметим также, что по соображениям безопасности прочность тормозного барабана должна быть гарантирована. Тормозные барабаны грузовых автомобилей и автобусов обычно изготавливаются из чугуна и часто для увеличения прочности, жесткости и теплоотдачи имеют ребра на наружной поверхности. На легковых автомобилях для снижения веса применяют комбинированный барабан - стальной штампованный или алюминиевый литой диск, залитый в чугунный обод.

Применение чугуна для изготовления тормозных барабанов вызвано тем, что этот материал обеспечивает в паре с современными фрикционными накладками высокий коэффициент трения, хорошо работает на сжатие, обладает достаточной теплопроводностью. Менее ответственные барабаны трансмиссионных тормозов иногда делают штампованными из стали.

Фрикционная накладка изготавливается из сложной асбестовой композиции, которая состоит из наполнителя - волокон асбеста и связующего -- синтетических смол или их смеси с различными органическими веществами. Иногда в композицию добавляют цинковые или латунные частицы, которые увеличивают механическую прочность накладки и улучшают ее теплопроводность, но они интенсифицируют износ барабана.

В настоящее время асбофрикционные тормозные накладки в основном изготавливаются методом горючего формования. В последние годы ведутся опыты по применению металлокера-мических и металлосмоляных (полуметаллических) накладок. Однако такие накладки пока используются лишь в тормозных механизмах специальных транспортных средств. Обладая высокой термостойкостью, они имеют недостаточную эффективность в холодном состоянии, вызывают повышенный износ барабана, создают вибрации и писк тормозов.

Фрикционные накладки автомобильных тормозных механизмов должны обладать следующими свойствами:
– высоким коэффициентом трения, стабильным при изменении скорости скольжения, удельного давления и температуры во всем диапазоне реальных режимов эксплуатации;
– высокой износостойкостью; малой влаго- и маслопоглощаемостью, способностью быстро восстанавливать эффективность после намокания;
– прочностью и надежностью, способностью работать без возникновения трещин, вырывов и нанесения материала барабана на поверхность накладки, без задиров и чрезмерного износа материала барабана;
– отсутствием склонности к вибрациям и «писку». Большое значение имеет способ крепления фрикционных накладок к колодкам. Обладающие высокой жесткостью накладки грузовых автомобилей обычно приклепываются или привертываются. Такой способ крепления удобен при ремонте, но уменьшает рабочую площадь накладки и ее долговечность, поскольку уменьшается рабочая толщина. Более тонкие и потому эластичные накладки легковых автомобилей часто приклеивают. Приклеенная накладка работает практически до полного износа, но ее удаление и замена весьма трудоемки.

В процессе эксплуатации фрикционные накладки и барабан изнашиваются, что влечет за собой увеличение зазора между ними в расторможенном состоянии. Увеличенный зазор приводит к запаздыванию срабатывания тормоза, увеличению ходов исполнительных элементов привода, а следовательно, к перерасходу рабочего тела в нем. В гидростатических тормозных приводах по этой причине может произойти отказ.

Во избежание подобных явлений современные тормозные механизмы снабжаются устройствами для ручного или автоматического регулирования величины зазора в паре трения. Принцип действия этих устройств заключается в периодическом изменении положения расторможенной колодки. Различают два вида регулировок: заводскую, которая производится после сборки нового тормоза или после замены его деталей, и эксплуатационную, устраняющую влияние износа. Для эксплуатационных регулировок тормозных механизмов с гидроцилиндрами применяются шайбы со спиральным или эксцентриковым профилем, установленные на суппорте тормоза. Поворот такой шайбы 4 (рис. 38) вызывает соответствующее угловое перемещение опирающейся на нее колодки. У тормозных механизмов с кулачковым приводным устройством для этой цели служит червячная пара в регулировочном рычаге (рис. 37). Поворот вала червяка приводит рычага, а следовательно, разжимного кулака 5 в новое угловое положение, и колодки приближаются к барабану. В клиновом тормозном механизме это достигается увеличением длины плунжера путем вращения головки плунжера (рис. 40).

Рис. 41. Автоматический регулятор зазора автомобиля ГАЗ-24:

При заводской регулировке, кроме этих устройств, используются и опоры колодок. Так, в тормозных механизмах, показанных на рис. 37 и 38, оси колодоквыполнены в виде эксцентриков и их поворот изменяет положение колодок.

В последние годы широкое распространение получили автоматические устройства для регулирования зазора в тормозном механизме. Такие устройства значительно снижают трудоемкость технического обслуживания тормозной системы и повышают безопасность движения, постоянно поддерживая тормозные механизмы в состоянии технической готовности.

Принцип действия автоматических регуляторов основан на ограничении обратного хода тормозных колодок при растормаживании, если их рабочий ход из-за увеличившегося зазора оказался больше предусмотренной величины. Автоматические регуляторы встраиваются в приводное устройство или устанавливаются непосредственно на колодку. Примеры их конструкций приведены на рис. 41-13.

Встроенный в колесный тормозной цилиндр ограничитель обратного хода поршня (рис. 41) представляет собой разрезное пружинное кольцо, надетое свободно на шейку поршня и вставленное в цилиндр с большим натягом (усилие, необходимое для его перемещения в цилиндре, составляет 60 кгс). Ширина шейки поршня больше ширины кольца, вследствие чего обеспечивается осевое перемещение поршня относительно кольца на заданную величину (от 1,2 до 2,1 мм). Если зазор в тормозе больше предусмотренной величины, то поршень при торможении в конце своего хода переместит кольцо в новое положение (силы давления в приводе для этого достаточно). При растормаживании оттяжная пружина колодок не сможет преодолеть натяг кольца, и поршень вместе с колодкой установится ближе к барабану.

Рис. 42. Автоматический регулятор зазора автомобиля BA3-2103:
1 - тормозная колодка; 2 - ятулка; 3 - фрикционная шайба; 4 - опорная чашка пружины; 5- пружина; 5 -гайка; 7 - ось; 8 - суппорт тормоза

Рис. 43. Автоматический регулировочный рычаг кулачкового приводного устройства

Автономный ограничитель обратного хода колодки, изображенный на рис. 42, состоит из фрикционных шайб, сжимающих ребро тормозной колодки под действием мощной пружины, а также вставленной с большим зазором в отверстие ребра колодки резьбовой втулки и оси, которая приварена к суппорту тормозного механизма. Обратный ход колодки ограничивается трением между ее ребром и шайбами.

Конструкция автоматического регулировочного рычага кулачкового приводного устройства показана на рис. 43. При торможении корпус регулировочного рычага поворачивается против часовой стрелки и зубчатая рейка, упираясь своим зубом в вырез связанного с неподвижным рычагом диска, поворачивает шестерню и наружную конусную полумуфту. При этом под действием силы на штоке тормозной камеры тарельчатые пружины сжимаются и наружная конусная полумуфта не касается внутренней, выполненной заодно с червяком. При оттормаживании зубчатая рейка удерживается в новом положении, вследствие чего червяк, конусная полумуфта которого под действием пружин связана с наружной конусной полумуфтой, поворачивается на небольшой угол. Поворачивается и находящееся с ним в зацеплении червячное колесо, надетое на шлицы разжимного кулака. Таким образом, кулак поворачивается и зазор между накладкой и барабаном уменьшается. Этот процесс происходит при каждом торможении. Величина, на которую уменьшается зазор, зависит от его первоначального значения. Так, при первоначальном зазоре между накладкой и барабаном 1,6 мм за 40 торможений зазор уменьшается на 1,1 мм, а при первоначальном зазоре 0,5 мм - всего на 0,1 мм.

Аналогично работает автоматический регулятор зазора клинового приводного устройства, в котором при большом ходе плунжера собачка перескакивает на следующий зуб и при обратном ходе поворачивает головку плунжера, вследствие чего штифт выдвигается и приближает колодку к барабану.

К атегория: - Тормозное управление автомобиля

Сейчас очень много производителей, переходят на так называемые дисковые тормоза, причем полностью – то есть они устанавливаются и спереди и сзади. Но на многих бюджетных авто, в том числе и мой AVEO сзади стоят барабанные тормоза, которые вроде бы как считаются устаревшими! Однако – почему же многие производители ставят их на свои машины? Банально экономия или есть какие-либо другие причины? И что, в конце-концов лучше – барабанные или дисковые тормоза? Давайте разбираться …

Если копать историю, то барабанные тормоза раньше устанавливались и на переднюю ось и на заднюю. ТО есть это было единственное доступное решение. И знаете, пока двигатели были маломощные, а скорости в 100 км/ч, казались просто запредельными – их хватало, причем работали они крайне эффективно. Представьте остановить автомобиль со скоростью 30 ну или 60 км/ч максимум, легче легкого.

Нужно отметить, что и те и другие системы тормозов являются жидкостными, они самые эффективные на данный момент.

Строение барабанных вариантов

Я сейчас не буду лезть в «дебри», и размусоливать от и до (про это будет отдельная статья). Просто напомню, итак:

В барабанных вариантах используется две полукруглые колодки, которые находятся внутри цилиндра или барабана. С одной стороны, они закреплены жестко, а вот с другой стоит поршень, который их раздвигает, когда вы нажимаете на педаль тормоза и чем сильнее вы давите на педаль — тем сильнее выходит поршень и раздвигаются колодки.

Между колодками стоят «стягивающие» пружины – когда вы отпускаете педаль, они сводят колодки обратно. Для того чтобы не заклинить барабан. Это если просто рассказать об устройстве.

Строение простое – «обкатанное» многими годами, я бы даже сказал десятилетиями.

Однако прогресс не стоит на месте и скорости, которые раньше были не доступны, сейчас кажутся обыденными, мы уже и не замечаем 60 – 80 км/ ч, а на трассе можем положить стрелку и вовсе до 200 км/ч. Такие показатели даже для гонщиков 40 лет назад, казались просто фантастикой. Поэтому барабанные варианты стали не справляться со своей задачей, при больших скоростях они становятся менее эффективными.

Нужно отметить, что самая первая (и не единственная) проблема – это перегрев колодок, и как следствие ухудшение торможения.

Что делать, нужно было как-то улучшать систему торможения, поэтому обратились к авиастроению, да-да вы не ослышались — именно там впервые установили дисковые тормоза, которые успешно перекочевали на автомобили.

Строение дисковых тормозов

Это совершенно новый виток в эволюции тормозной системы. Как я уже упомянул, их устанавливали на самолеты и тяжелые грузовики (автопоезда). Где есть большие веса и большие скорости.

Строение таково (поясню просто, без углубления):

Специальный тонкий диск, крепится на ось автомобиля, это могут быть как передние колеса, так и задние. Обычно сверху или сбоку на него крепится специальный узел – тормозной суппорт. У него есть также поршень и две колодки. Когда вы нажимаете на педаль тормоза, то поршень выдвигается сжимая колодки. Как вы, наверное, уже догадались, между колодками находится тормозной диск.

Эта система более производительная – все потому что, пятно контакта параллельное, а не как у барабанных тормозов полукруглое. Благодаря такому строению, прижатие колодок к диску очень плотное – что позволяет тормозить намного эффективнее на больших скоростях.

Конечно, обычные дисковые тормоза также греются (но уже при больших скоростях), но сейчас на рынок вышли вентилируемые и перфорированные варианты, у них тормозной путь еще больше сократился.

Отрицательные моменты этого варианта – все просто, пятно контакта лучше, колодки сами меньше – стираются на много быстрее. Да и сам тормозной диск быстрее выходит из строя, его стачивают колодки. То есть ресурс у них как минимум в три раза меньше чем у барабанной конструкции.

Так что сейчас безопаснее, надежнее, выгоднее и что немаловажно эстетичнее? Разберем все плюсы и минусы.

Что лучше, основные плюсы и минусы

Ну что начнем, пожалуй, с барабанных вариантов.

Плюсы :

Как ни странно, но их дешевле производить. Уж не знаю почему, но многие производители на этом банально экономят.
Ресурс у них намного увеличен. Могут свободно ходить по 120 – 170 000 километров, конечно, все зависит от манеры езды.
Большие интервалы замены, меньше тратим денег на заднюю ось.

Как бы все, вот так вот мало плюсов, зато минусов предостаточно.

Минусы :

Плохое пятно контакта. Хуже торможение.
Быстрее нагреваются при больших скоростях, ведь строение закрытое — эффективность торможения падает.
Часто загрязняются внутри. Пыль, грязь, фракции от износа колодок оседают внутри, что еще больше ухудшает тормозные свойства.
Ну и последнее – сложное обслуживание. Наверное, не многие могут разобрать задние барабаны, со временем они «прикипают», нужны специальные съемники.

Что теперь к дисковым вариантам.

Положительные моменты :

Эффективность торможения намного выше, чем у конкурента.
Низкий нагрев (по сравнению с конкурентом), особенно у вентилируемых и перфорированных вариантах. Они постоянно обдуваются набегающим воздухом.
Эффективная очистка. Даже если на них попадет грязь, масло, продукты износа тормозных накладок, то это все быстро удалиться.
Легко заменить. Практически каждый, сам, может поменять – как мне кажется ничего сложного.

Отрицательные моменты:

Высокий износ колодок. Даже дорогие варианты, ходят по 30 000 максимум, сзади по 40 000 потому как нагрузка на них ниже.
Износ дисков. Диски также изнашиваются относительно быстро, уже при 70 – 80 000 требуется замена.
Из-за частых интервалов, такие тормоза обходятся дороже с экономической точки зрения.
Летом могут скрипеть, от нагрева дисков и колодок, особенно на невентилируемых вариантах, с неоригинальными колодками (тупо Китай).

Что и говорить, сейчас на переднюю ось устанавливаются только дисковые тормоза – из-за их эффективности. Барабанные, устанавливаются только на заднюю ось и то не везде! Например, в Европе сейчас дисковые ставят и спереди и сзади.

Барабанные тип, может сейчас может работать только на задней оси, все же она менее нагруженная, да и на автомобилях с небольшой массой, то есть это «A» и «B» класс, иногда ставят на внедорожники и кроссоверы, например наши УАЗ и Renault Duster. Такая установка обусловлена стремлением производителя в первую очередь сэкономить, а также увеличить срок службы задних тормозов, что владельцу в принципе экономит денежку.

В конечном итоге, с ростом мощности моторов, увеличением скоростей, барабанные типы уйдут в прошлое. Потому как сейчас даже на бюджетный «B» класс устанавливают моторы около 130 л.с., которые разгоняют ваш авто, до приличных скоростей — с которыми барабанные типы уже не справляются.