Дисковые тормоза
Тормозная система – важнейшая составляющая конструкции любого авто. Функция ее заключается в возможности контролировать движение и скорость, а также производить остановку транспортного средства. Дисковые тормоза — самый распространенный механизм, поэтому важно знать принцип его работы.
Устройство дисковых тормозов
Дисковые тормоза – устройства, работающие за счет силы трения (фрикционное действие). В современных авто применяются наряду с барабанными.
Механизм состоит из следующих элементов:
Материалы тормозных дисков
При производстве роторов используются различные материалы, характеристики которых влияют на качество, долговечность и работоспособность изделий.
Чугун – наиболее распространенный и доступный материал. Его свойства обеспечивают высокую износостойкость расходников. Но перепады температур и влага могут привести к его порче, а при продолжительном простое деталь быстро ржавеет. Важно отметить и большой вес тормозного элемента, но в любом случае основная масса реализуемых комплектующих чугунная.
Детали, сделанные из нержавейки, не подвержены коррозии, выносят резкие изменения температуры, но фрикционные качества несколько снижены.
Карбон легче чугуна, имеет хороший коэффициент трения, увеличенную рабочую площадь, но требует дополнительного ухода (прогрева перед началом работы) и при этом достаточно дорогой.
Керамическими дисками оснащают спорткары, что оправдано, ведь такие расходники долговечны, легки, прочны, устойчивы к износу, не ржавеют и выдерживают высокие температуры. Но слишком дороги для тюнинга обычных автолюбителей.
Как работает дисковый тормоз
Работу дискового механизма можно описать поэтапно.
Водитель нажатием на педаль создает повышенное давление внутри шлангов гидравлической тормозной системы (ГТС). ГТС – это герметичная система трубопроводов, где сигнал от педали до механизмов торможения передается при помощи жидкого компонента. Соответствующий шланг подведен к рабочему цилиндру суппорта.
Жидкость приводит в движение поршень, который сдвигается и входит в контакт с колодкой. Она прижимается к ротору и за счет трения снижает его обороты. Жесткое крепление диска к колесу позволяет произвести остановку либо снизить скорость транспортного средства.
Плюсы и минусы дисковых тормозов в сравнении с барабанными
Перед сравнением следует узнать конструкцию барабанных тормозов. Устройство механизма несложное. В отличие от дискового, на ступицу колеса устанавливают неподвижную часть устройства – барабан. Внутри него размещены две полукруглые колодки с накладками из фрикционного материала и тормозной цилиндр.
Поршни цилиндра воздействуют на колодки, раздвигают их и прижимают к стенкам барабана, который замедляет ход колес. Растормаживание происходит за счет работы возвратных пружин.
Конструкция барабанного тормоза достаточно проста, но дисковой тормоз в сравнении с ним обладает рядом преимуществ:
Присутствуют и существенные недостатки:
Типичные значения удельной площади охвата тормозов на тонну массы автомобиля
Площадь охвата – это размер поверхностного соприкосновения двух колодок с диском.
Чем показатель выше, тем надежнее тормозная система.
Виды тормозных дисков
Тормозные диски должны обладать хорошей теплопроводностью и теплоемкостью, быть жесткими и выдерживать воздействие колодок. Изделия различаются по размеру, что в конечном итоге влияет на размер подходящего колеса. Очевидно, что для каждой машины необходимо подбирать соответствующие ей комплектующие.
В зависимости от особенностей конструкции различаются:
Обычные
Цельная, без отверстий, деталь без каких-либо хитростей в конструкции. Используется на старых машинах, для которых свойственная спокойная езда.
Быстро нагреваются и медленно остывают. Не самая эффективная модель, но зато простая и доступная.
Вентилируемые тормозные диски
Трение колодок о диски приводит к нагреву детали. Единственным способом понизить температуру является охлаждение изделия воздухом.
Вентилируемые модели представляют собой «сэндвичи» из 2 обычных роторов с перегородками. Конструкция помогает воздуху циркулировать в созданных просветах и эффективно отводить тепло.
Перфорированные диски
Для тех же целей на поверхности перфорированных дисков выполняются отверстия. Уменьшенная жесткость компенсируется снижением риска получить деформацию при температурных колебаниях.
Диски с насечками
На поверхности диска выполнены косые углубления (насечки). Они помогают отводить горячий воздух от рабочей поверхности, увеличивают площадь диска для более качественного охлаждения и снижают взаимодействие с колодкой, что помогает уменьшить нагрев деталей.
Типы суппортов их особенности
Выделяют фиксированные и плавающие изделия.
Фиксированные крепятся жестко к подвеске. В металлическом корпусе по обе стороны от диска стоят цилиндры. Нажатие педали приводит поршни внутри цилиндров в движение, сжатие колодок происходит в двух сторонах одновременно.
Цилиндров в суппортах такого вида несколько, что повышает эффективность устройства. Поэтому такие модели ставят на транспорт, требующий усиленной тормозной системы (грузовики, спортивные авто, мотоциклы).
Фиксированный суппорт не имеет направляющих, что делает его простым и долговечным. Но минус заключается в их тяжести и увеличенных габаритах.
Плавающие прикрепляются к подвеске направляющими штырями (пальцами). Направляющие обеспечивают ход суппорта. Поскольку поршень в таких моделях прижимает только одну из колодок, вторая колодка, закрепленная на плавающей скобе, прижимается к диску, перемещаясь вместе с суппортом по направляющим.
Работа механизма происходит следующим образом: нажатие на педаль, поршень прижимает к диску одну из колодок, затем сдвигается весь суппорт, пока противоположная колодка не упрется в диск с другой стороны.
Большинство легковых машин оснащены именно плавающими моделями тормозных элементов. Такие изделия просты, имеют небольшой вес и стоимость ниже, чем у фиксированных, но чуть менее эффективны.
Как правило, в плавающих моделях от одного до двух цилиндров, фиксированные имеют 6-8. По конструкции различаются также задний и передний суппорта. Разница в размерах и наличии стояночного тормоза в моделях для задних колес.
Обслуживание тормозных дисков и колодок
Тормозные диски, как и колодки, изнашиваются по следующим причинам:
О необходимости заменить диск свидетельствует повреждение детали, увеличение тормозного пути, снижение уровня тормозной жидкости, биение диска при торможении.
Истирание колодок можно заметить при осмотре тормозных узлов (толщина 2-3 мм), при наличии скрипа и в случае оповещения на приборной панели, если изделие оснащено датчиками.
Как правило, передние колодки при более высокой нагрузке изнашиваются сильнее задних. Замену деталей следует производить одновременно на колесных парах.
Как продлить срок службы
Аккуратная эксплуатация. Специалисты не рекомендуют резкую остановку на длительное время после некоторого количества резких торможений. Поскольку лучше всего диски охлаждаются на ходу, деталь не успеет отдать тепло равномерно и без последствий. Экстремальные тепловые воздействия могут послужить причиной деформации элемента.
К снижению прочности диска приводит и удерживание горячих элементов в сжатом состоянии и после остановки. В месте контакта прекращается теплоотдача, из-за чего страдает материал детали.
Использование последних разработок в производстве фрикционных материалов для колодок. Современные модели в несколько раз снижают процент износа трущихся деталей, а торможение эффективно в любых условиях.
Возможные неполадки дисковых тормозных систем
Поломка дисковой тормозной системы происходит в случае выхода из строя отдельных ее элементов. Неисправными могут оказаться части суппорта, колодки, направляющие и прочие детали.
Основной проблемой суппортов всех типов является износ поршневых уплотнителей (манжеты) вследствие воздействия влаги и грязи, что приводит к выходу из строя самого поршня. Манжета может набухнуть либо растрескаться.
Испорченный уплотнитель приводит к неисправности в работе поршня (не возвращается на место при растормаживании), утечке тормозной жидкости, разгерметизации и завоздушиванию системы.
Признаки неисправных суппортов:
Колодки имеют свойство изнашиваться по объективным причинам, но иногда процесс происходит неравномерно. Такое возможно при закисании нижней направляющей. Колодка стирается только в верхней части. Также колодки может заклинить. Происходит это часто из-за коррозии. При этом показано удаление ржавчины, зачистка детали и добавление специальной смазки.
Закисание — характерная для плавающих суппортов неисправность, обусловленная тем, что направляющие теряют подвижность из-за прихода в негодность пыльников. Через отверстие на деталь попадает вода, грязь, что приводит к окислению. Подвижность ее нарушается либо прекращается, что провоцирует перекос и заклинивание устройства.
Закиснуть может и поршень тормозного цилиндра. Свидетельствовать о неисправности подобного рода может увеличившийся тормозной путь.
Неисправности, причиной которых стали испорченные уплотнители и пыльники, решаются разбором проблемной части, тщательной очисткой, смазкой и заменой испорченного комплектующего.
Завоздушивание. Признаком того, что в гидросистему попал воздух, служит вялое торможение. В таком случае следует провести диагностику, заменить испорченные детали, долить либо заменить тормозную жидкость, удалить воздух, прокачав тормоза.
Рейтинг популярных тормозных дисков
Тормозной диск – важная комплектующая автомобиля. От качества детали зависит безопасность и комфорт вождения. Развитие науки и техники позволяет совершенствовать технические характеристики и находить новые решения в деле автомобильной комплектации. Существует небольшой рейтинг лидерами рынка, специализирующихся на производстве расходников.
Ferodo
Компания, входящая в английский концерн Federal-Mogul, занимается производством элементов тормозных систем с конца 19 века. Специализируется на запчастях для легкового и коммерческого транспорта.
Тормозные диски Ferodo – элитный товар. Характеризуются высоким качеством, износостойкостью, равномерностью нагрева и устойчивостью к высоким температурам, обеспечивающим отличное торможение. Продукт покрыт антикоррозийным составом.
Концерн JNBK (Япония) выпускает диски и колодки, а также имеет большой ассортимент других запасных частей для городских авто. В последнее время уделяет большое внимание комплектующим для спортивных машин.
Продукция Nibk соответствует высоким стандартам качества, цены при этом доступные. Особые технологии производства чугуна позволяют увеличить время эксплуатации изделия.
Диски покрыты антикоррозийным покрытием, обладают повышенной сопротивляемостью агрессивным химическим составам, характерным для городских дорог, защищены от влаги. Небольшой недостаток заключается в шуме, производимом деталью во время работы.
Brembo
Итальянский лидирующий производитель комплектующих для тормозных систем. Оригинальные диски Brembo имеют уникальное, затвердевающее под УФ-лучами покрытие, производимое на водной основе, что делает его безвредным для окружающей среды.
Оно защищает деталь от воды и соли, что особенно важно для езды по городу.
Bosch
Известный немецкий производитель как запасных частей для автомобилей, так и бытовой техники, инструментов и т.д.
Изготавливается диски для легковых авто, мотоциклов, грузовиков и споркаров. Продукция Bosch долговечна, устойчива к износу, не производит много шума, сохраняет функциональность при любой погоде.
Lucas TRW
TRW – ведущая европейская компания по производству комплектующих. Диски этой фирмы качественные и безопасные. Материал изготовления – чугун и высокоуглеродистые сплавы.
Чугунные изделия прочны и покрыты защитным слоем, поэтому не ржавеют. Детали из сплавов обладают меньшим весом, устойчивы к деформациям и воздействию температур.
Ebc brakes
Продукция английской компании популярна как в Европе и Азии, так и в Соединенных Штатах. Является лидером среди производителей комплектующих для мототранспорта, но выпускает детали и для спортивных и городских авто.
EBC brakers использует технологию проверки изделий рентгеном для отбраковки деталей с внутренними дефектами (полостями и т.д.), что повышает качество продукта. Перфорированные изделия не имеют сквозных отверстий, что исключает риск растрескивания запчасти.
Otto zimmermann
Известный немецкий производитель неоригинальных запасных частей. Высокое качество по доступной цене. Фирма выпускает продукцию как для конвейерной сборки, так и для вторичного рынка.
Диски OZ идентичны оригинальным и соответствуют требованиям оригинальных производителей. Качество хорошее, устойчивы к истиранию.
Еще один немецкий бренд неоригинальных деталей, качество которых соперничает с оригинальными. Диски Ate представлены всего двумя линейками: оригиналы и усиленные. Оригинальные детали производятся для большого количества мировых марок авто, в том числе для Mercedes.
Конструкция усиленных позволяет изделиям выдерживать повышенные нагрузки при спортивной езде, машина держит дорогу и на мокрой трассе, не боятся грязи, влаги и перегрева.
Как правильно подобрать тормозной диск
Выбор такого элемента тормозной системы, как диски, должен зависеть не только от желания приобрести дорогую и качественную вещь, но и в большей степени от марки, состояния автомобиля, манеры езды и особенностей дорожного покрытия. Не всегда характеристики товара от популярного бренда совпадают с потребностями транспортного средства. Лучше всего подбирать комплектующее по техническим параметрам, руководствуясь консультацией продавца-специалиста либо механика с опытом.
Как не купить подделку
Советы, помогающие отличить подделку от оригинального товара, как правило, сводятся к следующему:
При всем разнообразии моделей комплектующих, устройство дискового тормоза остается стандартным. Следует помнить о важности этого узла и следить за его техническим состоянием.
Принцип работы дисковых тормозов
Устройство тормозной системы, неисправности, ремонт
Тормозная система предназначена для управляемого изменения скорости автомобиля, его остановки, а также удержания на месте длительное время за счет использования тормозной силы между колесами и дорогой.
Виды тормозных систем
Рабочая тормозная система обеспечивает управляемое уменьшение скорости и остановку автомобиля.
Запасная тормозная система используется при отказе и неисправности рабочей системы и может быть реализована в виде специальной автономной системы или части рабочей тормозной системы (один из контуров тормозного привода).
Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля на месте длительное время.
Устройство тормозной системы
Тормозной механизм предназначен для создания тормозного момента, необходимого для замедления и остановки автомобиля.
На автомобилях устанавливаются фрикционные тормозные механизмы, работа которых основана на использовании сил трения.
Тормозные механизмы рабочей системы устанавливаются непосредственно в колесе.
Тормозной механизм стояночной системы может располагаться за коробкой передач или раздаточной коробкой.
В зависмости от конструкции фрикционной части различают:
барабанные тормозные механизмы;
дисковые тормозные механизмы.
В качестве вращающейся части барабанного механизма используется тормозной барабан, неподвижной части –тормозные колодки или ленты.
Вращающаяся часть дискового механизма представлена тормозным диском, неподвижная – тормозными колодками.
Дисковый тормозной механизм состоит из вращающегося тормозного диска, двух неподвижных колодок, установленных внутри суппорта с обеих сторон.
Тормозной диск при томожении сильно нагреваются. Охлаждение тормозного диска осуществляется потоком воздуха. Для лучшего отвода тепла на поверхности диска выполняются отверстия. Такой диск называется вентилируемым. Для повышения эффективности торможения и обеспечения стойкости к перегреву на спортивных автомобилях применяются керамические тормозные диски.
Тормозные колодки прижимаются к суппорту пружинными элементами. К колодкам прикреплены фрикционные накладки. На современных автомобилях тормозные колодки оснащаютсядатчиком износа.
Тормозной привод обеспечивает управление тормозными механизмами.
Типы тормозных приводов
Механический привод используется в стояночной тормозной системе и представляет собой систему тяг, рычагов и тросов, соединяющую рычаг стояночного тормоза с тормозными механизмами задних колес.
Гидравлический привод является основным типом привода в рабочей тормозной системе.
Конструкция гидравлического привода включает:
главный тормозной цилиндр;
шланги и трубопроводы.
Гидравлический тормозной привод включает в свой состав различные электронные компоненты:
антиблокировочная система тормозов,
усилитель экстренного торможения,
система распределения тормозных усилий,
электронная блокировка дифференциалов,
Пневматический привод используется в тормозной системе грузовых автомобилей.
Комбинированный тормозной привод представляет собой комбинацию нескольких типов привода.
Дисковый тормоз
По конструктивному исполнению дисковых тормозных механизмов их подразделяют на открытые и закрытые, одно- и многодисковые, а в зависимости от конструкции диска различают механизмы со сплошным и вентилируемым, металлическим и биметаллическим дисками.
Самый простой, сплошной диск применяется в тех случаях, когда возможно активное охлаждение дискового тормоза. Вентилируемый диск выполняется в виде крыльчатки-турбины.
По способу крепления скобы различают дисковые тормозные механизмы с фиксированной и плавающей скобой.
Рис. Дисковый тормоз: а — общий вид; б — поперечный разрез; 1 — тормозной диск; 2 — кожух; 3 — тормозные колодки; 4 — суппорт; 5 — трубка; 6 — клапан удаления воздуха; 7 — рабочий тормозной цилиндр; 8 — подвижные поршни; 9 — уплотнительное кольцо; 10 — резиновая манжета; 11 — фрикционные накладки
Дисковый тормоз с фиксированной скобой обеспечивает большое приводное усилие и повышенную жесткость механизма. В дисковом тормозе вращающейся деталью является тормозной диск 7, изготовленный, как правило, из чугуна и жестко прикрепленный к ступице колеса. К диску с двух сторон прижимаются тормозные колодки 3 с фрикционными накладками 11, установленные в защитном суппорте 4, прикрепленном к неподвижной стойке подвески. Внутри суппорта в специальные пазы установлены цилиндры 7 с поршнями, прижимающие тормозные колодки к диску в момент торможения. Под действием сил трения вращение диска прекращается, колеса автомобиля останавливаются. Снаружи тормозной диск закрыт диском колеса, а изнутри — защитным штампованным кожухом 2.
Дисковые тормоза устанавливают на некоторых моделях грузовых автомобилей на передних колесах. Для управления такими тормозами применяется в основном гидравлический привод. Тормозная жидкость подается в полость тормозного цилиндра по трубкам от главного тормозного цилиндра. Для соединения тормозных цилиндров, расположенных по обе стороны диска, и выравнивания давления тормозной жидкости служит трубка 5. Тормозные колодки перемещаются в осевом направлении на специальных пальцах, служащих направляющими.
Дисковые тормоза, работающие в масле, широко используются в трансмиссиях современных гусеничных машин.
Неисправности дисковых торомозов
Внешние
Внутренние
Когда говорят о возможных проблемах, случающихся с тормозной механикой, это могут быть изношенные или поврежденные тормозные колодки, а также диски и деформированный суппорт.
Причины поломок
Для их предотвращения необходима еженедельная проверка тормозной системы. Внутри бачка должна быть тормозная жидкость в определенном количестве, на колесах и комплектующих не должно быть никаких подтеков.
Советы автовладельцу по эксплуатации тормозной системы
Дисковые тормоза
У дисковых тормозов суппорт может быть неподвижным и подвижным. Подвижный суппорт имеет конструкцию, исключающую неравномерное стирание тормозных колодок.
Дисковые тормоза являются более эффективными, способными работать при высоких температурах. Также используются диски с вентиляцией. Увеличение толщины дает возможность установить несколько ребер жесткости. Они могут обеспечить приток воздуха к металлу. Причем во время вращения колеса центробежная сила всасывает воздух и распределяет его равномерно от центра к краям. Именно за счет этого происходит охлаждение металла.
Дисковый тормозной механизм
Рис. 1 Схема работы дискового тормозного механизма с неподвижным суппортом.
Дисковый тормозной механизм (рис.1) состоит из:
— одного, двух или четырех тормозных цилиндров,
— двух тормозных колодок,
Конструкция дискового тормозного механизма на рисунке 1 называется тормозным механизмом с неподвижным суппортом, который жестко закреплен на поворотном кулаке переднего колеса автомобиля.
Механизм состоит из тормозного диска, колодок с накладками, неподвижной скобы и двух гидроцилиндров. Чугунный тормозной диск жестко закреплен на ступице и вращается вместе с колесом.
Колодки с накладками и гидроцилиндры размещены в неподвижной скобе суппорта. Причем колодки свободно установлены на двух направляющих пальцах и прижимаются к ним фигурными пружинами. Гидроцилиндры соединены между собой гидравлической трубкой. Через штуцер по гибкому трубопроводу (тормозной шланг) в гидроцилиндры подводится тормозная жидкость. В гидроцилиндре установлен клапан прокачки (системы крана Маевского) предназначенный для удаления воздуха из цилиндра при заправке системы тормозной жидкостью или ее разгерметизацией при ремонте.
Автоматическая регулировка зазора между колодками и диском осуществляется с помощью резиновых уплотнительных колец. При нажатии водителем на педаль тормоза, избыточное давление тормозной жидкости из главного тормозного цилиндра, через рабочий контур (тормозной трубопроводы), подается в рабочие тормозные цилиндры, и тормозное усилие прикладывается к их поршням, а через них к тормозным колодкам, в результате тормозные колодки прижимаются к диску. При торможении уплотнительные кольца деформируются в направлении движения поршня.
После прекращения торможения поршни отводятся в исходное положение за счет падения давления тормозной жидкости, легкого биения тормозного диска и упругости резиновых колец, в свою очередь тормозные колодки отходят от диска и между ними устанавливается требуемый зазор. По мере износа фрикционных накладок зазор между ними и диском регулируются автоматически, так как резиновые уплотнительные кольца отводят поршни от колодок на одно и то же расстояние, определяемое упругой деформацией резиновых колец.
Сила трения между накладками тормозных колодок и диском находится в зависимости от мускульной силы, с которой нога водителя давит на педаль тормоза тем самым, осуществляя торможение вращения колеса автомобиля.
Для достижения более высокого тормозного усилиямогут быть установлены четыре рабочих цилиндра.
В суппорте дискового тормозного механизма может применяться только один рабочий цилиндр, в этом случае используется так называемый подвижный или «плавающий» суппорт (рис.2).
При торможении под действием давления жидкости поршень прижимает внутреннюю тормозную колодку к диску. Плавающая скоба перемещается по направляющим пальцам, и суппорт прижимает наружную тормозную колодку к диску. Так как давление жидкости одинаково, то обе тормозных колодки прижимаются к диску с одинаковыми усилиями. После прекращения торможения упругое резиновое кольцо отводит поршень от внутренней тормозной колодки. Гидроцилиндр вместе с суппортом (плавающая скоба) перемещаются по направляющим пальцам и освобождают наружную колодку.
Автоматическое регулирование зазора в тормозе осуществляется с помощью резинового упругого кольца.
Выбор дисковых тормозов для полуприцепа
Плюсы:
Минусы: