Дисковые тормоза: устройство и принцип работы, плюсы и минусы

≪

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

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

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

Пошаговая схема работы дисковых тормозов:

При нажатии водителем на педаль тормоза, ГТЦ создает давление в тормозных трубках.
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.
Диск, зажатый между двумя колодками, уменьшает скорость за счет силы трения. А это, в свою очередь, приводит к торможению автомобиля.
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:

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:

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:

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:

Визуальный, основанный на проверке толщины фрикционной накладки. На износ указывает толщина накладки в 2-3 мм.
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.
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

Материалы: http://techautoport.ru/hodovaya-chast/tormoznaya-sistema/diskovyi-tormoz.html

2 ≫

Суппорт — это важная часть тормозной системы автомобиля. От него во многом зависит безопасность движения машины. Главной задачей устройства является принятие на себя нагрузки, которая создаётся при сжатии тормозного диска. За передачу отвечают тормозные колодки.

Устройство тормозного суппорта состоит из двух элементов. Первый это скоба, которая является неподвижной. Она крепится к цапфе. Второй элемент движущийся. Собственно, он и носит название суппорт. Деталь крепится к скобе болтами. Также он способен перемещаться по горизонтали.

Что такое тормозной суппорт можно посмотреть на видео ниже:

Особенности суппортов

Принцип работы

Принцип работы устройства тормозного суппорта базируется на гидравлической системе. Именно благодаря ей нагрузка равномерно распределяется по ходовой части транспортного средства. В основе процесса лежит преобразование кинетической энергии в тепловую.

Ближайшим аналогом суппортов является устройство барабанных тормозов. Но если брать во внимание автомобильные тенденции последних лет, то с каждым годом они всё реже встречаются в современных машинах. Дело в том, что барабанные тормоза обладают меньшей эффективностью. Поэтому они ломаются намного чаще, чем устройство суппортов, и им нужен ремонт, требующий капиталовложений

Показательными в данном контексте будут действия автомобилестроительных компаний, которые занимаются выпуском внедорожников. Раньше у них на задней оси стояли барабанные тормоза. Но сейчас даже на независимых подвесках устанавливаются суппорты из-за надёжности их устройства.

Достоинства и недостатки

Устройство суппортов имеет целый ряд достоинств. К наиболее весомым можно причислить:

эффективное торможение;
долговечность;
относительную простоту конструкции;
недорогое обслуживание.

Но, пожалуй, самым важным достоинством на фоне современных трендов к экономии является лёгкость устройства суппортов. Они очень мало весят в сравнении с ближайшими аналогами.

К сожалению, без недостатков устройство суппортов не обошлось. Тем не менее их не так много. Мало того, есть лишь одно весомое, на которое стоит обратить внимание — это открытость. Как результат при попадании воды на диск эффективность торможения падает.

Если брать во внимания отзывы автомобилистов, то тормозной суппорт практически вечен. Само же обслуживание состоит из простой замены колодок и смазки. В некоторых случаях меняется и цилиндр, но это происходит очень редко.

Две ветви развития суппортов

В это тяжело поверить, но первые дисковые тормоза появились в 1890 году. И уже тогда в них использовался держатель. Он сжимал тормозные колодки. Вот только возможности внедрить технологию в массовое производство тогда не было. Как результат о ней забыли.

Спустя годы она стала применяться в авиационной промышленности. Боевые самолёты оснащались такой тормозной системой. На автомобилях технология была впервые применена в гоночных машинах. Успех был настолько большим, что вскоре тормоза такого типа стали устанавливать на серийные машины.

С каждым годом технология получала всё новые стимулы к развитию. Неудивительно, что появлялись разные концепции, расходящиеся друг с другом в тех или иных местах. В итоге суппорты стали делать с плавающей и фиксированной скобой.

Фиксированная система появилась раньше. Такая конструкция не отличается особенной сложностью. Она состоит из двух цилиндров по бокам тормозного диска. Корпус конструкции фиксируется на кулаке. Как только водитель нажимает педаль тормоза, колодки фиксируют диск с двух сторон. В разведённом состоянии их удерживают пружины. Они отличаются необычной формой. Через разветвлённую систему трубок тормозная жидкость подаётся сразу во все цилиндры. В результате эффективность работы такой конструкции возрастает в несколько раз. Подобные системы устанавливают на автомобили с большим весом, к примеру, Mercedes-Benz W463.

Плавающая конструкция отличается от фиксированной тем, что только на одной стороне колодка закреплена. Сам же держатель имеет в своей основе кронштейн и цилиндр, который находится на внутренней стороне.

В цилиндре устанавливается один или два поршня. Когда водитель давит на педаль тормоза, то поршень давит на колодку. Как результат она начинает двигаться и прижимается к диску. Скоба движется ей навстречу, и уже две колодки фиксируют диск. Эта технология проще и дешевле в производстве, но она обладает куда меньшей надёжностью. Поэтому её редко применяют при создании спортивных автомобилей.

Итоги

Тормозной суппорт — довольно сложное устройство, которое обеспечивает нормальный процесс торможения даже на больших скоростях. Технологию часто используются при создании спортивных автомобилей. В таком случае устанавливают фиксированную систему, так как она обладает большей надёжностью.

Как обслуживать тормозной суппорт можно узнать на видео:

Материалы: http://mashintop.ru/articles.php?id=2826

3 ≫

Поршень тормозного суппорта: устройство и возможные неполадки
Поршень суппорта тормозного и другие элементы системы
Целостность защиты тормозного суппорта – залог безопасности
Замена пыльника – пробуем сделать самостоятельно
Собираем систему правильно

Тормозной суппорт - одна из важнейших деталей тормозной системы автомобиля. От исправности тормозных суппортов зависит жизнь находящихся в автомобиле людей. Кроме того, тормозной суппорт - наиболее "динамично развивающаяся" часть тормозной системы.

Это обусловлено жесткой конкуренцией между производителями автомобилей, старающихся привлечь потенциальных покупателей, в том числе, и за счет увеличения максимальной скорости.

При поломке тормозной системы автовладелец сразу проверяет поршень тормозного суппорта и примыкающие к нему узлы.

Это оправдано, потому что это устройство влияет на безопасность эксплуатации автомобиля и в конечном итоге на сохранение здоровья и жизни людей. Но что еще мы знаем о суппортах и их эксплуатации?

Если рассматривать устройство тормозного суппорта в целом, следует помнить, что это такой агрегат, который при помощи поршней обеспечивает равномерное прижимание колодок. Сама конструкция дисковых тормозов предполагает их работу в критических температурных условиях. Между колодкой и диском в результате трения происходит нагрев поверхностей деталей до температуры в 500-600 градусов Цельсия.

На других деталях суппорта происходит рассеивание и отвод тепла, благодаря чему значение температуры гораздо ниже, однако ее показатель держится на минимальном уровне в 150 градусов. В таких условиях решающее значение имеет смазка для суппорта тормозов. Кроме того, на узлы и детали суппорта постоянно воздействуют вода и соли, появляющиеся на дорожном покрытии.

Поэтому применяемая смазка должна обладать высокотемпературной устойчивостью, быть стойкой к химическому воздействию тормозной жидкости, она не должна плавиться, растворяться в воде.

Рассматривая устройство дискового тормоза с плавающей скобой суппорта, следует отметить его характерные особенности. Его движение относительно диска при торможении происходит таким образом, что довольно легко может спровоцировать различные неисправности в виде критических скоплений грязи, коррозии, а также заклинивания.

В таких ситуациях происходит быстрое изнашивание колодок и увеличение расхода топлива. Более надежной конструкцией считается фиксированный вариант суппорта, где отсутствует его движение относительно диска.

Устройство, принцип работы и виды тормозных суппортов

В процессе эволюции дисковых тормозов выявились две отдельные "ветви" развития - тормозные суппорты фиксированной конструкции и с так называемой "плавающей скобой".

Тормозной суппорт фиксированной конструкции

Фиксированные суппорта хронологически появились раньше, чем тормозные механизмы с плавающей скобой. Суппорт фиксированного типа состоит из металлического корпуса и расположенных симметрично с двух сторон от тормозного диска рабочих цилиндров. Корпус жестко закреплен на кулаке передней или задней подвески.

При нажатии на тормоз колодки прижимаются к диску одновременно с двух сторон. В разведенном состоянии колодки удерживаются на месте пружинами особой формы. Для обеспечения одновременного срабатывания поршней тормозная жидкость подается при помощи разветвленной системой трубок одновременно во все цилиндры.

За счет того, что в механизме используется несколько цилиндров, фиксированные тормоза обладают большой эффективностью. Их ставят на автомобили, обладающие большой массой (например Mercedes-Benz G-класс W463) или спортивные автомобили. Устройства такого типа производят специализированные компании по производству спортивных запчастей, такие как Brembo.

Тормозной суппорт с плавающей скобой

Тормозные механизмы этого типа отличаются от фиксированных тем, что на одной стороне колодка постоянно находится на одном месте. Суппорт с плавающей скобой состоит из кронштейна и корпуса цилиндра, закрепленного с внутренней стороны колеса. В корпусе цилиндра установлен один (реже два) поршень.

При торможении поршень надавливает на вторую колодку, находящуюся перед ним. Таким образом, сначала начинает двигаться колодка, а когда она прижимается к плоскости диска, плавающая скоба суппорта начинает перемещаться навстречу поршню по направляющим пальцам, в результате чего к тормозному диску прижимается вторая, внешняя колодка.

Механизм этого типа проще, дешевле в производстве и обладает небольшим размером. Тормоза этого типа получили распространение на недорогих автомобилях гольф-класса, оснащенных штатными дисками малого диаметра.

Устройство суппорта переднего тормоза и заднего

Конструкция и устройство суппорта переднего тормоза представляет собой открытый агрегат, позволяющий его эффективно охлаждать во время движения. В его состав входит диск, закрепляемый на ступице колеса, и сам суппорт.

В гнездах размещаются цилиндры, установленные в определенном положении при помощи специальных фиксаторов. Внутри цилиндров установлены поршни, уплотненные резиновыми кольцами.

Для того чтобы защитить внутреннюю полость от пыли и грязи, устанавливается пыльник направляющей тормозного суппорта. Во внешнем цилиндре располагается специальный клапан, с помощью которого удаляется лишний воздух. Давление жидкости дает возможность поршням, выдвигающимся из цилиндров, прижимать к диску колодки.

При процессе обратного растормаживания поршни возвращаются в свое первоначальное положение с помощью упругих колец.

Устройство заднего тормозного суппорта имеет более сложную конструкцию из-за наличия дополнительного механизма ручника.

Таким образом, тормозная система задних колес может работать от двух приводов – обычного гидравлического и механического, обеспечивающего дополнительную работу стояночного тормоза.

Профилактический ремонт, который может понадобиться вашим тормозам, чтобы не допустить серьезных неполадок, это замена пыльника тормозного суппорта, который обеспечивает защиту открытых частей от проникновения внутрь влаги, пылевых и грязевых частиц, других химически активных веществ.

Если эту маленькую деталь не поддерживать в исправном состоянии, то любая грязь, попав внутрь, испортит вам сложную конструкцию.

Однако, перед тем как снимать пыльник, необходимо отсоединить поршень заднего тормозного суппорта. Чтобы извлечь его из корпуса, он должен быть выкручен со стержня, являющегося составной частью ручника. С передней частью тормозов будет немного попроще.

Очень многие автолюбители производят ремонт тормозного суппорта своими руками. Однако в современных автомобилях устройство этой системы является достаточно сложным механизмом, для ремонта которого чаще всего требуется помощь квалифицированных специалистов.

В каком же порядке подобраться к пыльнику и заменить его?

1. Снимаем с суппорта колпачок, который защищает головку направляющей (ее также называют "пальцем").

2. Берем подходящий шестигранник, выворачиваем ее и достаем.

3. Теперь нам доступен сам пыльник, снимаем и его.

4. Если под ним имеется грязь, ее нужно хорошенько вымыть, причем желательно не только с видимой части поверхности суппорта. Если есть возможность, то вдавите поршень, обычно для этого используется специальный инструмент.

Это позволит исключить порчу системы внутри, где песок будет царапать внутреннюю поверхность суппорта и внешнюю поршня. Если на промываемых местах Вы обнаружили ржавчину, ее нужно восстановить специальными жидкостями, ни в коем случае не оставляйте ее при установке нового пыльника, это очень скоро приведет к неполадкам.

5. Когда Вы все хорошо промыли, можно вернуть поршень на привычное место и проверить его ход. Если он ходит теперь плавно, а внутри не скрежещет песок, то Вы добились своего, можно ставить пыльник и собирать систему. Но раз уж Вы оказались под машиной и заглянули в суппорт, то можно снять его и проверить полностью на наличие дефектов.

6. Для этого следует отсоединить его от шланга с тормозной жидкостью, при этом пережав его, чтобы не стекла вся жидкость из бачка, если Вам не хочется пока что менять ее полностью и заниматься прокачкой.7

7. Пережмите шланг хомутом и откручивайте болт, который крепит шланг к суппорту. Предварительно подставьте емкость для тормозной жидкости. Теперь, когда последние капли упали, можно снять суппорт, который закреплен в направляющей. Чтобы дальше рассмотреть его, нужно выдавливать поршень. Делается это с помощью тисов.

8. Приступаем к цилиндру, его поверхность можно промыть и вытереть.

9. Осматриваем теперь поршень, на его поверхности не должно быть ржавчины или вмятин.

Когда все проверено, можно собирать детали на место, предварительно просмотрев новый комплект пыльника и резинок на наличие дефектов. Если резинки не нужны, то можно их оставить до лучших времен.

А если у вас и вовсе нет такого ремкомплекта именно для вашего автомобиля, а собрать систему нужно срочно, то для некоторых импортных моделей подходят пыльники от машин советского автопрома, например, от Газели. Это, как правило, получается дешевле, и они всегда есть в продаже.

Дело остается за малым, смазываем поршень и цилиндр, располагаем пыльник на дне поршня (это его задняя часть). Теперь загоняем поршень в цилиндр, делается это плавно, можно немного прокручивать для равномерности проталкивания, чтобы его не заклинило. Проверяем равномерность расположения пыльника.

Теперь нужно все смазать, будьте внимательны при покупке средства, это не должен быть чистый силикон, также в нем не должен содержаться металл, он погубит резиновые элементы.

Собрав систему, насаживаем суппорт на "палец", опускаем его, вдавив поршень. Тут следует обязательно придерживать колодки сжатыми вместе, чтобы не порвать новый пыльник, чего вы не увидите сразу и будете собирать грязь на протяжении долгого времени, пока опять что-то не начнет барахлить.

Теперь "палец" закручивается, ставится колпачок, приделывается тормозной шланг, прокачиваем тормоза. Все готово!

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Конфиденциальность
Реклама на сайте
Редакция

Использование любых материалов, размещенных на сайте, разрешается при условии ссылки на auto.today

Редакция портала может не разделять мнение автора и не несет ответственности за авторские материалы, за достоверность и содержание рекламы

Материалы: http://auto.today/bok/2236-porshen-tormoznogo-supporta-ustroystvo-i-vozmozhnye-nepoladki.html