Какие бывают тормоза: виды, описание

1 ≫

Одним из самых совершенных изобретений человечества можно назвать автомобили. Их особенности эксплуатации обуславливают то, что все системы должны работать максимально эффективно, все возможные случаи во время эксплуатации предусматриваются на момент конструирования каждой модели. Все это связано с тем, что во время движения на высокой скорости возникает опасность для тех, кто находится внутри транспортного средства, и для тех, кто снаружи. К системам, которые предназначены увеличить безопасность движения, можно назвать тормозной механизм. Ему уделяется большое внимание.

Предназначение тормозной системы

Тормозная система применяется для регулирования скорости движения или для фиксации автомобиля во время покоя. Особые навыки управления позволяют использовать тормоза для резких, сложных маневров, которые не связаны со снижением скорости движения.

Если двигатель и другие системы позволяют набирать скорость, то тормоза проводят ее сброс. Естественно, чем они надежнее и совершеннее, тем лучше происходит торможение.

История создания

Для того чтобы понять принцип работы системы, которая способна снизить скорость за несколько секунд, следует обратить внимание на историю ее создания. Столь совершенная система была получена не сразу, а путем проб и ошибок, которые определили как название систем, так и их эксплуатационные качества.

История создания первых механизмов, которые позволяли снизить скорость, начинается с гужевого транспорта. При больших скоростях лошадь не могла сама остановить повозку быстро, поэтому стали использовать системы рычагов, когда к ободу прижималась колодка. До 1920 года подобная система применялась и на первых автомобилях.

Тогда за одну поездку приходилось несколько раз менять кожаную накладку, так как она быстро истиралась. Подобная, но усовершенствованная система по сей день используется на скоростных велосипедах.

В начале 20 века автомобили стали разгоняться до скорости выше 100 км/час. Именно тогда стало ясно, что именно тормозная система не позволяет совершенствовать автомобиль. Интересным фактом можно назвать, что именно дисковые тормоза появились первыми. Однако используемые материалы при изготовлении определяли сильный скрежет на момент движения. Поэтому большой популярностью стали пользоваться барабанные системы. На тот момент их хватало всего на 2 тысячи пройденного пути.

До 1953 года проводилось совершенствование барабанных тормозных систем. И только после этого года была разработана иная система, которая основывалась на применении дисков. После этого конструкция усовершенствуется и при создании современных автомобилей.

Классификация тормозных систем

Существует довольно много вариантов исполнения тормозных систем. Не все они используются при конструировании автомобилей. По предназначению можно выделить следующую классификацию:

Механизм рабочего предназначения необходим для регулирования скорости машины во время движения. Этот вариант исполнения самый востребованный, так как применяется на протяжении всего движения. В последнее время конструкция подобной системы значительно усложняется путем включения в систему различных устройств по контролю усилия, проскальзывания колес и так далее.
Тормоз стояночного типа применяется на момент стоянки или кратковременной остановки. Согласно установленным правилам именно стояночный тормоз стоит использовать на момент остановки под горку, на светофоре и в других подобных случаях. Зачастую задействовать системы можно при помочи специального рычага, современные автомобили имеют электрический включатель. На легковых автомобилях от рычага проложен трос, которые сразу идет к задним колесам. Грузовые имеют воздушную систему с установленными энергоаккумуляторами.

Также можно отметить вспомогательную тормозную систему, которую зачастую включают в конструкцию грузовых автомобилей, автобусов. Ее работа основана перекрытии выпускного трубопровода, который подает топливо в двигатель. Используют систему при длительном спуске, так как рабочая может перегреться и потерять свою эффективность. Также проведем рассмотрение того, какие тормоза еще бывают по типу привода.

Важным показателем также можно назвать то, какой тип системы приводит в движение исполнительный механизм, который непосредственно выполняет торможение. По данному показателю можно выделить:

Механический привод. Использовался на старых автомобилях. Имеет высокую надежность, но при этом малую эффективность работы. Механические привод основывался на использовании системы тяг для приведения исполнительного органа в движение, при нажатии на педаль.
Гидравлический получил широкое применение при создании современных легковых автомобилей. Его работа основана на не сжимаемости используемой рабочей жидкости. Система представлена несколькими исполнительными органами, а давление передается при помощи жидкости.
Пневматическая система работает на основе сжатого воздуха. Как и жидкость, газообразные вещества имеют предел сжимаемости. Именно поэтому газообразные вещества, зачастую именно воздух, используются для передачи усилия.
Существует также комбинированный вариант исполнения, когда в системе используется как воздух, так и жидкость. Зачастую подобную систему можно встретить на грузовых автомобилях и автобусах.
Электронный вариант исполнения используется крайне редко, так как надежность подобной системы находится на относительно низком уровне. Ак правило, чем проще система, тем она надежнее. Именно поэтому довольно редко проводится установка электрической тормозной системы, когда команда на исполнительный орган передается при помощи электричества.

Тип привода в большей степени определяет особенности работы тормозной системы.

Кроме вышеприведенных особенностей также следует отметить тип исполнительного органа. По данному показателю можно выделить нижеприведенные системы:

Сочетание барабана и прижимного механизма с колодками – ранее наиболее распространенный исполнительный механизм, который зачастую устанавливается автобусы и автомобили категории «С». Ее особенность можно назвать то, что сила трения возникает внутри барабана.
Тормозная система на основе диска и прижимного суппорта используется при создании всех современных автомобилей. Особенностью данной системы можно назвать сочетание диска, которые вращается вместе с колесом, и суппорта, который проводит сжимание колодок для торможения.

Наиболее эффективной системой считается сочетание диска и суппорта. Применение новых материалов при изготовлении накладок, которые создают силу трения, позволяет значительно увеличить надежность рассматриваемой системы.

Преимущества дисковых тормозов

При рассмотрении практически всех современных легковых автомобилей следует отметить, что они имеют дисковую систему. Это связано с нижеприведенными нюансами:

Конструкция намного проще, а значит дешевле и надежнее.
Проводится автоматическое регулирование зазора при стирании накладок.
Конструкция компактнее и легче, что позволяет создавать быстрые спортивные автомобили.
Несмотря на уменьшение площади колодок эффективность подобной системы значительно выше. Это связано с тем, что диск и колодки имеют ровную поверхность, а это обеспечивает равномерное прижимание.
Проще провести обслуживание. Проводить ограничение прижимной силы не нужно.
Лучшее охлаждение, так как воздух свободно циркулирует. Стоит отметить, что перегрев зачастую приводит к значительному ухудшению работы тормозов. Поэтому для повышения эффективность охлаждения используют специальные колесные диски.
Продукты загрязнения легко удаляются. В барабане зачастую накапливается большое количество грязи, что обуславливает снижение эффективности работы системы.

Однако при создании подобной конструкции также были выявлены некоторые трудности. Примером можно назвать необходимость воздействия большого усилия, что возможно стало при использовании только гидравлического привода. Также устанавливается механизм, который позволяет уменьшить необходимое усилие при нажатии на педаль.

Источники: http://carsaround.ru/kakie-byvayut-tormoza-vidy-opisanie.html

2 ≫

Полезное для автолюбителей – все об автомобилях

Как бы удивительно это ни звучало поначалу, но тормозной путь машины не сильно зависит от конструкции тормозных устройств – даже допотопные «барабаны» способны выработать усилие, которого будет достаточно, чтобы заблокировать колеса. В чем тогда смысл внедрения более совершенных тормозов?

Преимущественно – в большей энергоемкости, другими словами, возможности вбирать и рассеивать тепловую энергию, переходящую от автомобиля в процессе трения. Если энергоемкости у тормозов будет недостаточно, то температура диска тормоза либо барабана начнет возрастать, а коэффициент трения, напротив, падать (тормоза большинства машин сделаны из чугуна либо стали, а для этих материалов характерно именно такое поведение). Если тормоза будут нагреваться, то на педаль тормоза нужно будет давить все сильнее, до тех пор, пока усилий уже не станет хватать, и, вследствие этого, тормозной путь опасно увеличится.

Знакомая ситуация? Вероятнее всего, нет – перегрев в условиях обыкновенной езды говорит об ошибках в конструкции тормозной системы, а поэтому бывает не часто. Но в условиях езды по гоночной трассе, часто начинают сдавать даже с виду мощные тормоза.

Явное решение – установка более мощных тормозов, теплоотдача и теплоемкость у которых больше, но это влечет за собой рост не подрессоренных масс. В спорткарах вес тормозных устройств может доходить до 60% от массы колеса. При таких показателях ухудшается динамика и плавность хода. Поэтому инженеры стараются всеми способами избежать выбора меж массой и энергоемкостью.

Тормоза автомобилей бывают 2-ух разновидностей: барабанные и дисковые. Сначала вошли в обиход барабанные тормоза, в которых колодки в форме полукруга изнутри распирают закрытый железный цилиндр. В таком виде, только с незначительными изменениями, они используются уже более века.

Достоинством барабанных тормозов является то, что колодки в них имеют имеют большую площадь прилегания к барабану и наибольшее расстояние от оси вращения колеса. Этим и объясняется увеличенный срок эксплуатации самих колодок, кроме того, нет необходимости в высоком давления в системе торможения – момент силы трения и так довольно велик.

Плюс еще и эффект «самоподжатия» – это когда, в результате трения, колодки немного поворачиваются вокруг оси и еще плотнее прижимаются к барабану во время вращения, – то это даже давало возможность какое-то время не использовать усилитель тормозов.

Очевидно, на данный момент эти хитрости уже не принципиальны – усилитель уже давно стал привычной деталью, но вот повышенный срок эксплуатации, как и раньше, необходим в классе дешевых автомобилей. Не случайно барабаны и до настоящего времени встречаются чаще всего на задней оси, где в полной мере проявляется очередное их достоинство – наилучшая защищенность от пыли, которая летит из-под фронтальных колес.

Но на передней оси, где колеса, в момент замедления, позволяют воплотить больший тормозной момент, барабанных тормозов уже не ставят. Причина – недостаточно быстрое остывание, хорошо остывает только наружная часть, а внутренняя, которая закрыта, остывает медленно.

При всем этом восполнить снижение коэффициента трения увеличением усилия прижатия колодок невозможно в достаточной степени, ведь прочность на разрыв у барабанной поверхности имеет свой ограниченный предел.

Совсем другое дело – дисковые тормоза. Колодки давят на диск, и это давление не ограничено, а сам диск открыт и прекрасно охлаждается со всех боков. Кроме того, диски бывают не сплошные, а вентилируемые – практически сдвоенные со особыми воздушными каналами в центре, и служат в качестве центробежного вентилятора.

Правда, в этом случае есть и свои минусы. Сравнительно маленькие по площади колодки очень нагреваются, а от них нагревается тормозная жидкость – в случае кипения жидкости, образовавшийся пар отчасти вытолкнет жидкость из магистрали и, при следующем торможении, педаль тормоза, с большой вероятностью, «провалится». С возникновением гликолевых жидкостей, начинающих закипать только при 250°С, данный сценарий стал маловероятен, но незадача заключается в том, что они гигроскопичны и, со временем, постепенно накапливают воду из атмосферы, и точка кипения становится ниже. Вот поэтому их нужно, время от времени, менять.

Нуждаются дисковые тормоза и в более массивном усилителе. Колодки в них размещены еще ближе к оси вращения колеса, и, при иных равных условиях, момент силы трения получается меньше, чем в барабанных тормозах. По этой причине появляется необходимость сильнее сдавливать колодки. Возможность достижения более интенсивной силы сжатия дают многопоршневые суппорты – усилия, которые они развивают, достаточно, чтобы остановить даже диск, который раскален докрасна. А если и этого не достаточно? Тогда приходится находить другие материалы.

До сего времени мы исходили из того, что тормозные диски сделаны из чугуна либо стали. Но почему только из них? Дело в том, что материал, из которого изготовлен диск, должен удовлетворять многим требованиям. Не считая тривиальной прочности и высочайшего коэффициента трения, это к тому же стабильность характеристик при нагревании, высочайшая теплопроводность, большая теплоемкость, стойкость к термическому удару, вследствие внезапного и сильного нагревания, также низкая способность к адгезии.

Лучше всего из металлов этим требованиям отвечают некоторые виды стали и чугуна. И все-таки снижение коэффициента трения и склонность коробиться во время нагревания ограничивают температуру функционирования таких тормозов в районе 500°С.

Есть и гораздо более стойкие материалы. К примеру, глиняные диски выдерживают нагревание чуть ли не до 1000°С, и при этом коэффициент трения практически не снижается. А если добавить, что они в два раза легче железных, не коробятся при резком перепаде температур и обладают ресурсом износостойкости, исчисляющимся сотками тыс. км, то в перспективе этой технологии практически не сомневаешься. Вот только их цена превышает цену обычных тормозов на несколько тыс. евро! А поэтому глиняные диски остаются уделом только избранных супер автомобилей, тем паче, что почувствовать их достоинства можно только в гоночных условиях.

Существуют еще карбоновые диски, которые широко используются в автоспорте, в особенности в Formula 1. Их главные достоинства перед глиняными – приблизительно в 5 раз наименьший вес, рост (а не снижение!) коэффициента трения в процессе нагрева и немного большая максимальная температура – около 1200°С. Но спектр рабочих температур у них варьируется в пределах 300 - 650 градусов. Если нагрев небольшой, то коэффициент трения тоже низкий и торможение неэффективно, если же нагрев достаточно сильный, то карбон стремительно окисляется и изнашивается.

По этой причине, пилоты Formula 1 всегда прогревают тормоза перед началом гонки, а сами тормоза обустроены особыми воздухопоглотителями, захватывающими воздух для остывания со скоростью до 400 л/сек! Да и этого, время от времени, оказывается недостаточно, тогда и при длительном торможении из-под колес болидов вылетает темная карбоновая пыль от дисков, которые разрушаются от перегрева. В общем, это разработка, неприменимая в критериях обычной езды.

Гонка мощностей и повальное увлечение спортивными автомобилями привели к видимому развитию тормозных устройств за последние 15 лет. Вот, что интересно: сегодня даже далекие от автоспорта машины способны выдержать долгую езду по гоночному треку – настолько стойкие у них тормоза. Но что все-таки дальше?

Разумеется, мы сможем наблюдать тенденцию к уменьшению тормозов, их размеры будут более компактные. Их энергоемкость будет снижаться, но это будет компенсировано повышением эффективности электронных тормозов, преобразующих кинетическую энергию автомобиля не просто в тепло, а в электронный заряд аккумуляторов. Нечто схожее уже реализовано на гибридных авто – называется рекуперативное торможение. Справедливости ради скажем, что пока электрические моторы не очень сильны, а батареи не способны принимать долгий заряд током большой силы, чтоб такое торможение стало действенным – замедление еще невелико. Но преодоление этой трудности – дело времени.

Источники: http://autoinfa.com/post.php?id=111

3 ≫

Дорогие друзья, коли вы на страницах нашего блога, то вам архиважно знать про тормоза! Я с трудом представляю, как можно управлять автомобилем без тормозов. Такой поступок впору сравнить, пожалуй, с камикадзе, желавшего умереть ради великого императора. Нам это не к чему, а вот знать как устроена гидравлическая тормозная система автомобиля очень полезно.

А узнав, будет приятно давить на педальку тормоза, представляя как там все движется и перетекает, проскальзывает и шоркает попискивая… Ведь мы же не согласны с утверждением — «тормоза придумали трусы»

Приступим. Для оптимального управления любым транспортным средством нужна соответствующая классу автомобиля тормозная система.

Для чего она нужна? Тут предельно понятно — для снижения скорости, для замедления, остановки и выполнения любого маневра.

А вот в случае продолжительной стоянки, особенно на склоне, для предотвращения самопроизвольного движения нужен стояночный тормоз.

Есть и другие тормозные системы. Ознакомимся с ними, с их классификацией, типами, принципом работы и конструктивными особенностями.

Современные автомобили оснащены следующими видами тормозных систем:

Рабочая тормозная система

Рабочая тормозная система является основной и, соответственно, наиболее эффективной. Служит для снижения скорости и остановки. Приводится в действие при нажатии водителем правой ногой на педаль тормоза, далее приводится механизм сжатия (тормоза дискового типа) или разжатия (тормоза барабнного типа) тормозных колодок тормозных механизмов всех колес одновременно.

Стояночный тормоз

Стояночная тормозная система служит для обеспечения неподвижного состояния автомобиля при длительной стоянке. Многие водители фиксируют машину, включив первую или заднюю передачу. Правда на крутом склоне этой меры может не хватить.

Стояночный тормоз также используют для трогания с места на участке дороги с уклоном. В этом случае правая нога находится на педали газа, а левая на педали сцепления. Плавно отпуская ручник, включают сцепление и одновременно прибавляют газ, это исключает скатывание под уклон.

Запасная тормозная система

Запасную тормозную систему разработали для подстраховки основной рабочей, на случай отказа. Она может быть выполнена как автономное устройство, но чаще всего выполняется как один из контуров основной системы.

Вспомогательная система

Вспомогательной тормозной системой в основном оснащают большегрузные автомобили, такие как КамАЗ, МАЗ, и естественно все грузовики иностранного производства. Вспомогательные системы снижают нагрузку с основной при длительном торможении, например, в горной и холмистой местности.

К примеру так называемый, горный тормоз. Торможение происходит двигателем, при движении автомобиля на передаче. Принцип его заключается в том, что кратковременно, специальными заслонками перекрываются впускные и выпускные патрубки, а так же прекращается топливо для работы двигателя. В цилиндрах создается вакуум и двигатель начинает затруднять движение автомобиля, тем самым его замедляя.

Проследим принцип работы на гидравлических тормозах:

Водитель жмет на педаль, чем приводит в движение поршень в главном тормозном цилиндре. Автоматически подключается усилитель тормоза, снижая нагрузку на педаль тормоза;
Жидкость через трубопроводы передает давление в тормозные механизмы, которые создают сопротивление вращению колес — происходит торможение;
При снятии ноги с педали, возвратная пружина тянет поршень назад, вследствие чего снижается давление, освободившаяся жидкость направляется обратно к главному цилиндру – колеса растормаживаются.

Гидравлическая тормозная система

Тормозные механизмы и приводы гидравлической системы:

тормозные шланги высокого давления;
педаль тормоза;
рабочие тормозные цилиндры передних и задних колес;
вакуумный усилитель тормозов;
трубопроводы;
главный тормозной цилиндр с бачком.

Примечание: Отечественные заднеприводные автомобили имеют схему с раздельной подачей жидкости из главного цилиндра к передним и задним колесам.Некоторые иномарки и переднеприводные ВАЗы имеют схему контура «левое переднее и правое заднее», плюс «правое переднее и левое заднее».

контур, правый задний — левый передний тормозные механизмы;
сигнальный датчик
контур левый задний — правый передний тормозные механизмы;
бачок тормозной жидкости главного тормозного цилиндра;
главный тормозной цилиндр
усилитель тормозов вакуумный
педаль тормоза
регулятор давления между контиурами
трос тормоза, стояночного
тормозной механизм — заднее колесо
регулировочный наконечник стояночного тормоза
рычаг привода тормоза стояночного
тормозной механизм колеса переднего

Механическая система тормоза

Механический – в стояночной тормозной системе. Хотя в последних моделях используют и электропривод, тогда его называют электромеханическим ручником.

Для слаженной и безопасной работы тормозов, современные авто оснащены всевозможными электронными блоками, улучшающими их работу: АБС, усилитель экстренного торможения, блок распределения тормозных усилий.

Пневматическая система тормозов

Пневматический привод применяется в основном на большегрузных автомобилях.

Отличие этой системы от гидравлической в том, что вместо тормозной жидкости в системе работает воздух. Давлением воздуха разжимаются тормозные колодки, а давление воздуха в системе обеспечивает специальный компрессор, работающи от двигателя через ременную передачу.

Комбинированный привод

Комбинированный привод – это комбинация из нескольких типов тормозных систем. К примеру, совмещение гидравлического привода с воздушным, электрического и пневматического, есть и такие.

Большинство автомобилей оснащены механизмами фрикционного типа, в которых используется принцип сил трения. Расположены они в колесе и по конструкции делятся на барабанные и дисковые.

Раньше барабанные механизмы устанавливали на задних колесах, а дисковые на передних. Теперь могут ставить одинаковые типы на всех осях – как барабанные, так и дисковые.

Барабанные.

Барабанный тип или в обиходе – барабанный механизм представляет из себя две колодки, цилиндр и стяжную пружину, которые установлены на площадке в тормозном барабане.

На колодках приклеены фрикционные накладки (могу быть и наклепаны).

Колодки нижней частью закреплены шарнирно на опорах, а верхней – стяжной пружиной упираются в поршни колесных цилиндров.

В не заторможенном режиме между колодкой и барабаном есть зазор, который обеспечивает свободное вращение колес.

При поступлении жидкости в цилиндр, поршни расходятся и раздвигают колодки, которые соприкасаются с барабаном, и тормозят колеса.

Известно, что в такой конструкции передние и задние колодки изнашиваются неравномерно.

Дисковые.

Дисковый вариант включает:

● суппорт, закрепленный на подвеске, в его теле расположены внутренний и наружный тормозные цилиндры (есть вариант с одним цилиндром) и пара колодок;

● диск, закрепленный на ступице.

В случае торможения поршни прижимают колодки к вращающемуся диску, и останавливают его.

Барабанный вариант дешевле и проще в производстве. Он отличается эффектом механического самоусиления, который выражается в том, что при длительном давлении на педаль значительно увеличивается сила торможения. Это объясняется тем, что колодки внизу связаны одна с другой, и трение о барабан передней усиливает давление задней.

Но дисковый вариант меньше и легче, а его температурная стойкость лучше, из-за быстрого охлаждения. Также менять изношенные дисковые колодки проще, чем барабанные, что немаловажно, если вы производите ремонт сами.

Надеемся, что вам было интересно, но это не последняя беседа о тормозах. Подписывайтесь на рассылку новостей и делитесь знаниями.

До скорой встречи!