Дисковые тормоза, принцип работы, из чего состоит, виды, положительные и отрицательные стороны

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.

Что собой представляют дисковые тормоза?

Составляющим элементом современной тормозной системы автомобиля являются дисковые тормоза. Их задача состоит в плавном или резком замедлении транспортного средства в зависимости от текущей дорожной ситуации. Принцип действия механизма прост но тем не менее, достаточно эффективен. Тормозные колодки с обеих сторон сжимают диск, жёстко зафиксированный на колесе. Возникающее трение уменьшает частоту вращения колеса, и автомобиль начинает терять скорость.

Дисковые тормоза всё активнее вытесняют менее эффективные барабанные механизмы. Последние стали менее востребованными в силу низкой эффективности и надёжности. Если ранее на старых моделях автомобилей дисковые тормоза устанавливались сугубо на передних колёсах, то в настоящее время ситуация кардинальным образом изменилась. Теперь практически невозможно найти новый автомобиль с барабанными тормозами.

Ещё одним преимуществом тормозов этого типа является их прекрасная совместимость с системами ABS и TCS. Это козырь в их борьбе с барабанными механизмами, который оказался решающим и определил выбор в их пользу. Отдельные виды дисковых тормозов для снижения отрицательного эффекта высокой температуры имеют специальные отверстия в диске. Они предназначены для отведения тепла, образующегося при трении диска и колодок. Подобный тип тормозов получил название вентилируемые дисковые механизмы.

При изготовлении дисковых тормозов используются только качественные материалы, обеспечивающие устойчивую работу механизма. Зачастую безопасность водителя и пассажиров автомобиля зависит от эффективности работы тормозной системы. Даже при самых неблагоприятных условиях эксплуатации дисковые тормоза зарекомендовали себя как надёжный и долговечный механизм.

Устройство дисковых тормозов

Конструкция дискового тормоза следующая:

• суппорт (скоба);
• рабочий тормозной цилиндр;
• тормозные колодки;
• тормозной диск.

Конструкция дискового тормоза

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.

Механизм с фиксированной 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).

Цельный (невентилируемый тормозной диск)

Самый простой вид ротора, который только можно купить. Как следует из названия, запчасть сделана из единого куска металла. Обычно в качестве материала используют чугун. Ничего примечательного – простейшая конструкция, состоящая из однородного ротора и центральной части диска. Дешевый в производстве, недорогой при покупке. Нет чего серьезно плохого в таких дисках, просто они разработаны для установки на старые, маломощные и небыстрые автомобили. Разогреваются они быстро, а тепло отводят медленно. То есть не так эффективны, как следующие диски в нашем списке, на которые мы хотели бы обратить внимание:

Материал тормозных дисков

Чаще всего тормозные диски изготовляют из чугуна. Популярность этого материала объясняется хорошими фрикционными свойствами и невысокой стоимостью производства. Наряду с этими преимуществами, чугун имеет ряд существенных недостатков, которые ограничивают его использование в некоторых типах транспортных средств – спортивных машинах и мотоциклах. При регулярных интенсивных торможениях, вызывающих значительное повышение температуры (400 С и выше), возможно коробление диска, а если на его перегретую в таких режимах поверхность попадает вода, например, из лужи, чугунный диск покрывается сетью трещин и иногда даже рассыпается. Кроме того, такие диски очень тяжелые, и после длительных стоянок их рабочая поверхность покрывается коркой ржавчины. Чтобы избежать этих недостатков, диски, в большей степени мотоциклетные и значительно реже автомобильные, начали делать из «нержавейки». Более слабые фрикционные свойства этого материала компенсировали увеличением диаметра дисков и их рабочей поверхности. Для изготовления этой ответственной детали тормозной системы используют и обычную сталь, которая, как и «нержавейка», не столь чувствительна к перепадам температур и обладает несколько худшими фрикционными свойствами, чем чугун.

В 70-е годы на спортивные машины начали устанавливать тормозные диски из углепластика – карбоновые. Преодолев период роста, карбоновые тормоза оставили своих металлических коллег далеко позади. Посудите сами: вес тормозного диска из карбона на порядок меньше металлического, коэффициент трения на порядок выше, а рабочий диапазон, ограничивающийся на обычных тормозах 500-600 С, здесь простирается далеко за отметку в 1000 С. Карбоновые диски не коробятся, а снижение неподрессоренных и вращающихся масс положительно сказывается на ходовых качествах автомобиля. Тем не менее путь к обычным дорожным автомобилям таким тормозам пока заказан. Стоимость комплекта карбоновых тормозов может достигать стоимости нового автомобиля малого класса, а нормально работать они начинают только после хорошего прогрева: до этого коэффициент трения тормозов даже ниже обычных! Нельзя забывать и об удобстве управления замедлением: если с традиционными тормозами все просто и понятно, то здесь контролировать замедление сверхсложно. Фактически в обычных условиях карбоновые тормоза будут аналогом переключателя «ехать/стоять».

Керамические тормозные диски

Более радужные перспективы в автомобилестроении имеют керамические тормоза. Они не имеют такого ошеломляющего коэффициента трения, как карбоновые, но обладают целым рядом преимуществ. У керамики гораздо больше возможностей, чем у металла или различных композитов. Этот материал отличается отличной устойчивостью к высоким температурам, высокой стойкостью к коррозии и износу, небольшой удельной массой и высокой прочностью. Но это еще не все. Керамические тормозные диски, в сравнению аналогичным деталями из серого чугуна легче на 50%. Вес, например, керамического тормозного диска PORSCHE 911 в два раза легче обычного, значит, меньше и неподрессоренные массы, а следовательно, и нагрузка на подвеску. Уменьшается и так называемый гироскопический эффект, когда вращающееся с большой скоростью тело сопротивляется смене направления вращения. Кроме того, применение керамики позволяет увеличить на 25% коэффициент трения, а заодно резко повысить эффективность торможения в горячем состоянии. Еще одно преимущество – невероятная долговечность. Керамические диски обычно не требуют замены на протяжении 300 000 км. К сожалению, есть и недостатки. Во-первых, холодные керамические диски хуже останавливают машину, чем холодные тормозные диски из металла. Во-вторых, керамика плохо работает при очень низких температурах. В третьих, такие диски при работе неприятно скрипят. И, наконец, в четвертых, цена у них ну просто непомерная.

Как происходит процесс торможения автомобиля?

При движении автомобиля дисковые тормоза находятся в свободном положении и не создают сопротивления движению колеса.

Если дорожная обстановка вынуждает водителя применять торможение происходит следующий процесс:

1. Нога водителя выжимает тормозную педаль;
2. Главный тормозной цилиндр при помощи жидкости создаёт необходимое давление в системе;
3. Возросшее давление заставляет начать движение поршень тормозного цилиндра;
4. Поршень, перемещаясь, приводит в движение колодку, которая прижимается к вращающемуся диску;
5. С другой стороны диска вторая половина суппорта вместе с тормозной колодкой прижимается к его поверхности;
6. Диск оказывается зажат с обеих сторон;
7. Его вращение замедляется, и автомобиль начинает терять скорость.
8. Отпуская педаль тормоза, водитель возвращает все механизмы в исходное положение.

Преимущества дисковых тормозов

Наличие вентиляционных отверстий позволяет дисковым тормозам достаточно быстро отводить тепло, образующееся в процессе трения. Очень часто особенно в барабанных механизмах избыточная температура приводила к значительному снижению эффективности работы тормозов.

1. Высокая устойчивость механизма к высоким температурам.
2. Надёжность и удобность обслуживания;
3. Высокий уровень ремонтопригодности;
4. Устойчивость к возрастающей силе трения;
5. Применяются сменные тормозные накладки;
6. Отсутствие увеличенного хода педали при нагревании механизма.

Вентилируемый диск

Вероятно, самый популярный тип диска использующийся на современных автомобилях. Его конструкция состоит из двух частей роторов с расставленными между ними каналами для охлаждения. Хитрая схема, скрытая от глаз, позволяет теплу рассеиваться, предохраняя диск от перегрева, появления трещин, скручивания диска и увеличивая срок службы колодок.

Первоначально отличавшиеся наличием прямых каналов, вентилируемые диски с годами эволюционировали для улучшения воздушного потока. На изображении выше можно увидеть изменения тормозных дисков от Brembo: прямые каналы, изогнутые каналы и три разных более сложных типа рисунка, с более эффективным распределением воздушного потока.

Плюсы и минусы разных конструкций тормозных дисков

Каждый задавался вопросом, что хорошего в вентилируемых дисках или в чем преимущество роторов с просверленными в них отверстиями? Позвольте нам все объяснить…

Все мы знаем основную функцию и принцип работы дисковых тормозов. Суппорт толкает одну или несколько колодок, прижимая их к диску, тем самым вызывая трение и замедление вращения вала, к которому присоединен тормозной ротор. Но несмотря на то, что работа всех тормозных систем построена на этом едином принципе, используемые для работы части с течением времени и в зависимости от применения транспортного средства могут значительно меняться.

Различаться может материал тормозных колодок, есть множество типов суппортов – для дорожных автомобилей одни, для спортивных машин – другие, третьи для гиперкаров и так далее. Различными могут быть даже тормозные диски.

Итак, темой сегодняшнего разговора станут типы и классификация тормозных дисков, а также их различия:

Заключение

Сегодня дисковые тормоза являются самыми передовыми механизмами в тормозной системе. Они обеспечивают эффективное и безопасное торможение в любой ситуации и при неблагоприятных климатических условиях.

Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах. Читайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и интересные статьи сайта.

Виды тормозных колодок

Стандартные безасбестовые тормозные колодки

Тормозные колодки, в зависимости от материала фрикционных накладок, подразделяются на следующие виды:

• асбестовые;
• безасбестовые;
• органические.

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.

Диск с прорезями

Эти прорези на диске пытаются решить все ту же проблему с отведением газов, только по-другому. Шлицы или пазы на поверхности диска позволяют газам своевременно отводиться, но у такого дизайна есть иные преимущества.

Скребущие по поверхности тормозных колодок края углублений способны очищать тормозную поверхность от грязи, также увеличивая зацепление при соприкосновении с краями борозд. Минусом безусловно является активный износ колодок. И, наконец, как и просверленные диски, они выглядят просто очень красивыми.

Конструкции паза могут значительно различаться, одними из самых своеобразных борозд можно назвать «J»-образные крючки (на фото выше), которые предназначены для того же удаления твердых частиц и отведения газов, но с минимальной вибрацией диска во время торможения. При этом, выглядят они еще лучше.

Покрытый ямочками (с канавками)

Вот вариант номер три, позволяющий этим надоедливым газам улетучиваться. Поверхностное высверливание части материала с диска, которое оставляет структурную целостность дисков нетронутой, в то же время давая газам и абразиву с колодок место для отвода.

Некоторые производители дисков сочетают канавки с пазами. Насколько это улучшает эффективность очистки, сказать сложно. Просто очередной вариант применения технологии.

Волнообразный тормозной диск

Разрез просверленного волнообразного диска, показывающий внутренние каналы охлаждения

Волнообразные диски давно прижились в мире мотоциклов, но стремясь извлечь выгоду из своего приобретения Ducati, Audi начала вводить концепцию в некоторые из своих наиболее быстрых автомобилей всего несколько лет назад. Уменьшение в весе (используется меньше материала) и более качественный теплоотвод – главные преимущества технологии. Как и во многих проектах, о которых мы только что говорили, внешний вид почти наверняка является фактором для выбора дизайна детали производителем и конечным потребителем.

Углерод – керамический диск

Самый экстремальный путь управления температурой тормозных дисков – выбор для установки углерод – керамических роторов. Горячий диск разогревает до высокой температуры колодки, а это приводит к еще большему количеству газов, твердых частиц и снижению качества торможения. Так почему бы не найти другой материал, вместо чугуна?

Тормозные диски из керамики и углерода значительно более устойчивы к нагреванию, а также, менее вероятно, что они «поплывут» или деформируются при интенсивном использовании. Значит, жить они будут дольше. В качестве бонуса они, как правило, намного легче, чем их железные коллеги. Что снижает неподрессоренную массу и улучшает управляемость.

Но есть причина, по которой их использование все еще не так распространено: стоимость. Углеродные тормоза намного дороже в производстве. Средний комплект тормозных дисков может обойтись в 400 тыс. рублей! Для старых автомобилей это вряд ли подходит.

Кроме того, вам понадобятся тормозные колодки со специальным компаундом. Угадайте, что? Они тоже стоят больших денег. В общем, вариант исключительно для очень дорогих спорткаров.

Вы недавно обновили тормоза? Какие диски вы выбрали и почему? Поделитесь своим мнением в голосовалке наверху!

Барабанные и дисковые тормоза – особенности, отличия, что лучше выбрать

Что собой представляют барабанные и дисковые тормоза: их особенности, сходства и отличия, что лучше выбрать. Видео о барабанных и дисковых тормозах.

Тормозной механизм, так же как и конструкции шасси и топливной системы, за последние годы прошел долгий путь. То, что начиналось на заре 60-х как эксперименты по обеспечению адекватного торможения высокопроизводительных гоночных машин, переросло в индустрию, где тормоза варьируются от просто надежных до совершенно феноменальных.

Разработка и внедрение новых компонентов вроде углеродного волокна и легкой стали наряду с введением ABS способствовало сокращению тормозной дистанции и повышению безопасности автомобилей в целом (хотя споры касательно АБС продолжаются).

Один из первых прорывов по улучшению торможения был сделан в начале семидесятых, когда производители в массовом порядке перешли с барабанных устройств на дисковые. Поскольку большая часть тормозной способности автомашины сосредоточена в области передних колес, поначалу лишь передние тормоза модернизировались до дисковых. С тех пор многие автостроители пошли дальше, внедряя их на все 4 колеса не только в наиболее высокопроизводительных, но и в недорогих экономичных моделях.

Но иногда, как в случае с Mazda Protege 1999 года, производители возвращаются от полной дисковой системы к барабанным тормозам для задней части автомобиля, чтобы сократить как производственные затраты, так и закупочную цену машины.

Почему дисковые установки лучше барабанных и насколько заметно меняется торможение при использовании тех или других тормозов в современном автомобиле? Это то, что мы собираемся обсудить в данной статье. Мы исследуем сильные и слабые стороны обеих вариаций при повседневном использовании, покажем вам, как они работают, а затем сравним их.

Трение и тепло

Прежде чем оценивать разницу между барабанными и дисковыми тормозами, надо понять общие принципы, относящиеся к обеим системам при остановке автомобиля: трение и нагрев. Прикладывая сопротивление (или трение) к вращающемуся колесу, тормоза вынуждают его замедляться и в итоге останавливаться, выделяя тепло как побочный продукт.

Быстрота замедления находится в зависимости от многих аспектов, включая вес автомобиля, тормозное усилие, приложенное к педали, и совокупную площадь тормозной поверхности. Она также сильно зависит от того, насколько эффективно тормозная система преобразует движение колеса посредством трения в тепло, и как быстро оно отводится от задействованных компонентов. Именно здесь становится очевидной разница между барабанными и дисковыми альтернативами.

Барабанные тормоза

Ранние тормозные установки, пройдя эпоху автомобильных ручных рычагов, использовали барабанную конструкцию на всех 4-х колесах. До их появления тормоза представляли собой деревянный брусок на рычаге, который давил на шину (также известный как ручной тормоз). Первые барабанные тормоза были выпущены в 1900 году на Maybach, а два года спустя запатентованы легендарным автомобильным инженером Луи Рено.

Систему назвали «барабанной», потому что ее элементы размещались в цилиндре – «барабане», вращавшимся вместе с колесом. Внутри имелся набор колодок, прижимающихся к цилиндру при давлении на педаль, тем самым замедляя колесо. Для преобразования энергии педали тормоза в энергию тормозных колодок использовалась маслянистая жидкость, а сами колодки изготавливались из термостойких фрикционных материалов, аналогичных тем, что используются для дисков сцепления.

У этой базовой конструкции, хорошо проявляющей себя в большинстве случаев, имелся лишь один серьезный недостаток. В условиях интенсивного торможения, например, при спуске по значительному уклону с тяжелым грузом или серии повторяющихся замедлений на высокой скорости, барабанные тормоза часто «гасли» и теряли эффективность. Эта особенность сохраняется по сей день.

Процесс становится понятным, если помнить о принципе торможения, заключающемся в преобразовании кинетической энергии (вращения колеса) в тепловую. Когда барабанные тормоза нагреваются, они выходят из строя, поскольку горячие элементы создают меньшее трение, а чем меньше трения, тем менее эффективно замедляются колеса. Это часто называют выцветанием, или затуханием тормозов. Нынешние барабанные системы, естественно, прошли долгий путь в плане дизайна и материалов, однако выцветание по-прежнему остается их серьезным недостатком.

Дисковые тормоза

Более совершенные тормоза были запатентованы Фредериком Уильямом Ланчестером в 1902-м – тогда же, когда Луи Рено запатентовал «барабаны». Хотя это была превосходная конструкция, потребовалось полвека, прежде чем технологи смогли успешно произвести необходимые детали.

В 1953 году Jaguar – небольшая компания в то время – разработала первые надежные дисковые тормоза с суппортом для своего гоночного C-Type. Они вошли с ним в гонку «24 часа Ле-Мана» в 1953-м и заняли первое место. Позже в том же году 100S Austin-Healey станет первым серийным автомобилем, проданным со всеми дисковыми тормозами.

Хотя дисковые альтернативы основаны на тех же основных принципах замедления транспортного средства (трение и нагрев), их конструкция и метод работы отличается. Вместо заключения главных компонентов в круглый металлический корпус в них используется тонкий ротор и суппорт для задержки колеса. Внутри последнего находятся тормозные колодки, располагающиеся с каждой стороны ротора и сжимающиеся при нажиме на соответствующую педаль. Опять-таки, для преобразования энергии используется специальная жидкая среда – тормозная жидкость.

Но в отличие от барабанных конструкций, позволяющих теплу накапливаться внутри барабана при резком торможении, ротор дисковых тормозов полностью открыт для внешнего воздуха. Это способствует его постоянному охлаждению, что существенно снижает тенденцию к перегреву или выцветанию.

Неудивительно, что слабые места барабанных установок и сильные стороны дисковых были первоначально продемонстрированы в условиях гонок. Пилоты, работающие с дисковыми системами торможения, могли входить в крутые повороты в последнюю секунду и применять значительное тормозное усилие без риска перегреть элементы. По прошествии времени эта технология, как и многие другие передовые достижения в автомобилестроении, проникла в обычные автомобили, которыми управляют простые обыватели на дорогах общего пользования.

Барабан против диска сегодня

В современном автомобильном пантеоне среди стандартного оборудования моделей средней ценовой категории, не ориентированных на трековую производительность, нередко встречаются полные 4-колесные дисковые системы. Однако для большинства новых машин применяется комбинация передних дисковых и задних барабанных тормозов. Неужели производители ставят под удар безопасность пользователей в стремлении сэкономить немного денег, ставя дисковые тормоза не везде, а лишь на пару передних колес?

Хотя ответ «да», безусловно, напрашивается правда в том, что сегодняшние дисково-барабанные схемы прекрасно подходят для большинства новых машин. Технологии обеих систем значительно улучшились со времени их повсеместного внедрения. Нынешние задние барабанные тормозные установки обеспечивают лучшую тормозную способность, чем передние дисковые системы семидесятых годов.

Те, в свою очередь, тоже развились, став поистине выдающимися с позиции эффективности торможения. Учитывая, что от 60 до 90 процентов тормозной способности транспортных средств обеспечивается за счет передних колес, очевидно, что грамотно разработанные барабанные тормоза способны справиться с большинством тормозных функций.

Чем хороши или плохи барабанные тормоза

Они могут считаться устаревшим оборудованием, но все еще могут удержать свои позиции в постоянно совершенствующемся автомобильном секторе. Преимущества барабанных тормозов:

• они недороги в производстве, поскольку детали, входящие в их состав, довольно легко изготовить – это снижает общие затраты на автомобиль;
• благодаря особому принципу работы, для их «включения» требуется меньшее усилие;
• ремонтировать колесный цилиндр легче, чем суппорты дискового тормоза;
• они позволяют разместить механизм стояночного тормоза, не занимая лишнего места.

• плохо отводят тепло, что приводит к перегреву и небольшому расширению металлических частей;
• внутри закрытой конструкции могут собираться нежелательные вещества, способные вызвать такие проблемы, как ржавление и/или снижение производительности поршня;
• из-за большого количества тепла и высокого трения такие тормоза довольно быстро изнашиваются, и большинство их компонентов не имеют длительного срока службы;
• большее количество деталей повышает вероятность отказа какой-то из них.

Плюсы и минусы дисковых альтернатив

Дисковые тормоза, по сравнению с барабанными, новее и совершеннее. Но главное, что при любом диаметре они обладают довольно высокой тормозной способностью:

• даже при небольшом размере, они обеспечивают солидную тормозную мощность и могут останавливать высокоскоростные автомобили лучше, чем барабанные тормоза;
• поскольку диски открыты, они хорошо отводят тепло, что гарантирует отсутствие перегрева;
• опять же, благодаря открытости они не удерживают нежелательные вещества, следовательно, быстрее сохнут во влажном состоянии и практически не подвержены ржавчине или ухудшению производительности;
• дисковые тормоза с АБС не блокируются во время высокоскоростного торможения. Раньше у них была проблема с блокировкой, сопровождающаяся лишением контроля над транспортным средством. С помощью ABS их самая большая слабость теперь превратилась в преимущество.

• довольно дороги в установке и производстве, что, в свою очередь, увеличивает общие расходы на транспортное средство;
• незначительное попадание воздуха в главный цилиндр может полностью вывести их из строя и привести к серьезным авариям, поэтому при обслуживании автомобиля необходимо проводить прокачку тормозов;
• тормозную жидкость требуется часто менять, чтобы она не стала менее вязкой;
• дисковый тормоз без АБС имеет неприятно высокую вероятность буксования и блокировки шин.

Какой вариант лучше

Несмотря на то, что в большинстве автомобилей используются обе системы, дисковые спереди и барабанные сзади, дисковые тормоза по-прежнему являются лучшим выбором для скоростных машин. Однако не стоит недооценивать и барабанные. Благодаря низкой себестоимости и простоте обслуживания для владельцев обычного повседневного транспорта они могут быть более разумным выбором в долгосрочной перспективе.

Итак, какой тип лучше? Как и в большинстве жизненных ситуаций, ответ не может быть однозначным. Выбирая между двумя системами, необходимо руководствоваться не старыми слухами и веяниями моды, а типом автомобиля и условиями вождения.

Барабанные конструкции имеют ряд серьезных недостатков: они быстро перегреваются, им требуется больше времени для высыхания и, как правило, они тяжелее дисковых. В то же время дисковые тормоза нельзя использовать в качестве стояночного тормоза, потому что они расширяются в горячем состоянии и сжимаются в холодном. Если бы мы применяли их в качестве стояночного тормоза после напряженной работы, они в конечном итоге остыли бы, сузились и потеряли контакт. Проблема очевидна.

Эти два вида просто разные. Дисковые, конечно, более эффективны, но со своими ограничениями. Барабанные менее практичны, но имеют решающее значение для парковки – если, конечно, вы не хотите вернуться к деревянным блокам на палках. Некоторые спортивные модели используют дисковые тормоза на всех четырех колесах, но имеют дополнительный барабанный механизм для парковки.

Заключение

Высокопроизводительные автомобили и спорткары полностью оправдывают использование четырехколесной дисковой тормозной схемы, особенно если участвуют в той или иной форме санкционированных гонок. Владельцы же более прозаичных машин получают больше выгоды от недорогих в покупке и ремонте барабанных установок, неприхотливых в обслуживании и долговечных при аккуратной эксплуатации. Тотальное оснащение производимых сегодня транспортных средств полным дисковым тормозным комплектом повлекло бы значительный рост закупочных цен, а это способно остановить покупателей гораздо быстрее, чем любая тормозная система.

Видео о барабанных и дисковых тормозах:

Что собой представляют барабанные и дисковые тормоза: их особенности, сходства и отличия, что лучше выбрать. Видео о барабанных и дисковых тормозах.

Дисковые тормоза — виды, устройство и принцип работы

Принципиальное отличие заключается в работе тормозных колодок с фрикционными накладками не по внутренней поверхности тормозного барабана, а по наружным торцам массивного стального или чугунного диска. Отсюда образовался и типовой состав колёсного тормоза:

• диск, соединённый со ступицей колеса;
• тормозные колодки, охватывающие диск с двух сторон;
• механизм удержания колодок, включающий суппорты и скобы;
• исполнительные (рабочие) гидравлические цилиндры привода тормозов;
• вспомогательные и крепёжные элементы в зависимости от конкретной конструкции.

Суппорт крепится к элементам подвески, в случае управляемых колёс это поворотный кулак, а для задних передача реактивного крутящего момента и продольного усилия может происходить через аналогичный узел или кожух чулка заднего моста.

Назначение суппорта состоит в удержании тормозных колодок в рабочей зоне, предоставлении им свободы в направлении прижатия к диску и обратно, для отвода при растормаживании. Усилия здесь значительны, поэтому суппорты представляют собой геометрически сложные конструкции, прочные и массивные, выполненные при помощи литья.

Внутри суппорта располагаются рабочие гидроцилиндры, один или несколько, в зависимости от мощности и надёжности системы. Они могут быть выполнены как в виде отдельных деталей, зафиксированных на суппортах различными способами, так и путём размещения поршней в проточках материала суппорта. К цилиндрам подходят гибкие шланги привода, а для прокачки от воздуха имеются отдельные штуцеры в верхней части рабочих объёмов.

Если гидроцилиндры воздействуют только на одну колодку, то противоположная приводится от скобы плавающего типа, охватывающей диск с внешней стороны его окружности. Жёсткость скобы, которая также представляет собой массивную литую деталь, обеспечивает передачу второй колодке точно такого же усилия, что и от поршня первой, но с противоположной от диска стороны.

Возможно расположение рабочих цилиндров в многопоршневых системах симметрично относительно плоскости диска, напротив друг друга. Равенство усилий в этом случае определяется одинаковыми диаметрами поршней и подачей на них одного и того же давления с гидравлики привода.

Как правило, диски выполняются из чугуна, имеющего подходящие фрикционные характеристики. Возможно и применение иных материалов. К ним прижимаются колодки, располагающие для этого приклёпанными или приклеенными накладками из тщательно подобранного материала, удовлетворяющего целому спектру требований.

Типы тормозных механизмов

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.

Две основные схемы организации суппортов

Отличие заключается в организации скобы. Её можно жёстко зафиксировать относительно поворотного кулака, тогда поршни придётся разместить симметрично относительно диска. Каждый из них будет действовать на свою колодку, и обе эти силы равны по законам геометрии и гидравлики. Это равенство обеспечит отсутствие паразитной разницы в усилиях, которая способна действовать перпендикулярно плоскости диска в целом и нагружать ступичные подшипники. Диск будет лишь сжиматься встречными силами прижатия колодок.

Примерно так же сработает более простая система с плавающей скобой. По направляющим прорезям в суппорте скоба способна перемещаться, выравнивая усилие на колодках, хотя поршень действует лишь на одну из них. Возникает ситуация, когда через систему виртуальных рычагов, образованных суппортом, направляющими и скобой, поршень давит на одну колодку, а цилиндр – на другую. Разумеется, эти силы равны, хотя на практике не всё так просто.

Принципиальным недостатком плавающего механизма является наличие силы трения в направляющих скобы. По причинам естественного износа, загрязнения или неточностей в исполнении эти силы могут достигать значительной величины, что ведёт к неравномерному износу внутренней и внешней колодок. Таков существенный недостаток, которым приходится расплачиваться за относительную простоту конструкции.

Систему с фиксированной скобой, несмотря на затраты, активно используют в дорогих, быстроходных, тяжёлых и спортивных автомобилях. Причём когда речь идёт о поршнях, то дело редко ограничивается одним в плавающей схеме или двумя в фиксированной. По разным причинам количество цилиндров увеличивается, достигая шести или даже восьми в самых совершенных и мощных тормозах. Такие конструкции сложны, дорого стоят, но при этом чрезвычайно надёжны, работают с высокой эффективностью, останавливая машины с огромной кинетической энергией за считанные секунды.

Особенности тормозной системы

Воздух, накапливаемый между колодками, а также дисками, свободно циркулирует, и поэтому происходит быстрое охлаждение дисковых тормозов (ни в одной другой системе торможения охлаждение невозможно настолько же быстро).

Также имеется самоочищение, благодаря чему удаляется накопленная грязь. Тем не менее, грязь все равно иногда попадает туда, где колодки контактируют с диском, из-за чего он может поцарапаться. Вот почему со временем тормозные диски необходимо будет сменить.

Так как у колодки достаточно маленькие размеры, становится сильнее сопротивление, необходимое для остановки транспорта. Увеличенное давление приводит к скорому износу колодок (все-таки это расходный материал). Диск разогревается, когда машина останавливается, и температура становится настолько высокой, что требования к свойствам тормозной жидкости должны быть весьма серьезными (особенно это касается его составляющих и показателей термоустойчивости). Поэтому дисковые тормоза достаточно дорогостоящие.

Проблемы могут возникнуть, когда на устройство дискового механизма устанавливается стояночный привод.

Признаки неисправности тормозной системы

Для понимания того, как работают дисковые тормоза, необходимо знать, какими бывают нарушения их нормального функционирования. Можно отметить несколько важных признаков неисправностей. При их обнаружении, конечно же, следует сразу же обратиться в технический сервис для ремонта, поскольку плохо работающая тормозная система предполагает аварийную опасность. Некоторые внешние признаки:

• Наличие странных посторонних шумов, когда автомобиль тормозит.
• Присутствие отклонений при прямолинейном движении.
• Необходимость повышенных усилий на педаль.
• Увеличение хода педали.
• Необходимость уменьшения усилий на педаль (причем педаль порою даже проваливается).
• Наличие вибрации.
• Дефекты механического характера.

Полезное: Передние тормоза: устройство, особенности

Впрочем, далеко не всегда признаки оказываются внешними. Порой дисковые тормоза перестают нормально функционировать вследствие внутренних повреждений:

• Проблемы с тормозным механизмом;
• Дефекты привода;
• Дефекты тормозного усилителя.

Когда говорят о возможных проблемах, случающихся с тормозной механикой, это могут быть изношенные или поврежденные тормозные колодки, а также диски и деформированный суппорт.

Из дефектов привода можно отметить:

• Поврежденные шланги;
• Произошедшую утечку жидкости для торможения;
• Воздушный подсос, вызванный ослабленным креплением;
• Поршневые заедания.

Наконец, с тормозным усилителем могут быть следующие неисправности:

• Недостаточное разряжение внутри впускного коллектора;
• Дефекты клапана;
• Поврежденный вакуумный шланг.

Почему происходят поломки?

Само собой разумеется, тормоза перестают функционировать нормально и ломаются не просто так, а вследствие определенных причин. Необходимо выделить несколько из них:

• Несоблюдение эксплуатационных правил при торможении;
• Воздействие внешних факторов;
• Комплектующие плохого качества и так далее.

Для избегания подобных поломок хотя бы единожды в неделю необходима проверка тормозной системы. Внутри бачка должна быть тормозная жидкость в определенном количестве, на колесах и комплектующих не должно быть никаких подтеков.

Если говорить о современных транспортных средствах, в них предусматриваются различные датчики, обеспечивающие контроль. Как только тормозные колодки изнашиваются, случаются какие-нибудь неисправности, на специальной панели об этом сообщают сигнальные лампы.

Правила ухода

Следует перечислить несколько основных правил, связанных с уходом за дисковыми тормозами. Их соблюдение необходимо, чтобы тормозная система не вышла из строя раньше времени, могла бы прослужить долго и не привела к авариям. Итак, правила являются такими:

1. Необходимость смены тормозной жидкости – через каждые три года. Чтобы прокачать тормоза, пользоваться следует непросроченной жидкостью (желательно прибегать к средству, указанному в автомобильном паспорте). Когда прокачка завершена, нужно долить жидкость для достижения необходимого уровня.
2. Необходима проверка дисков, а также колодок. Когда проверяются колодки, надо проанализировать показатели толщины накладок, которые должны быть, как минимум, миллиметр. Износ колодок должен происходить равномерно – для проверки этого следует снять колесо с последующим осмотром колодок. Если износ неравномерен, их желательно заменить.
3. Лучше пользоваться колодками, изготовленными отечественным производителем, поскольку, как показывает практика, они оказываются более долговечными, а их стоимость – привлекательнее. Размеры дисков для тормозов могут быть разными, однако правила безопасности предполагают использование устройств, размер которых должен равняться, как минимум, десяти миллиметрам, иначе их понадобится заменить.
4. Трубопровод с тормозным приводом необходимо проверять время от времени – герметичны ли они?
5. Когда заклинивает поршень, понадобится смена жидкости, а также цилиндров. Чтобы цилиндры не повредились, они должны быть обработаны жидкостью под названием WD-40. Монтаж поршня должен происходить с большой аккуратностью посредством монтировки.
6. Для монтажа поршня в необходимую позицию следует нажать педаль. Для облегчения хода понадобится прокачка тормозов, производимая несколько раз. Когда поршень устанавливается на место, нельзя, чтобы монтировка касалась диска.
7. Появление воздуха внутри тормозной системы приводит к необходимости избавления от него. С этой целью:

• внутрь цилиндра заливается тормозная жидкость;
• отвинчивается пробка клапана второго цилиндра;
• устанавливается штуцер, имеющий полуметровый резиновый шланг.

Полезное: Виды задних тормозов, особенности

Нужен постоянный контроль того:

• Как закреплен главный цилиндр;
• Как функционирует тормозная система;
• В каком состоянии пружины колодок;
• Какой зазор наблюдается от колодок до диска;
• Исправлен ли тормозной усилитель;
• Как работает антиблокировочный механизм.

Работа тормозов

Принцип действия дисковой системы прост и интуитивно понятен. После нажатия педали водителем поршень главного тормозного цилиндра перемещается, выбирая все зазоры и оказывая давление на несжимаемую тормозную жидкость. Оно равно в любой точке магистрали, а значит и во всех исполнительных цилиндрах. Равенство площадей поршней в рабочих цилиндрах обеспечивает полную идентичность сил, действующих на тормозные колодки одной оси автомобиля.

Распределение усилий по осям – это тема, разрабатываемая в рамках устройства привода и обеспечивающая тормозной баланс автомобиля. Но на одной оси силы должны быть строго равны, иначе на ровной и однородной поверхности возникнет занос автомобиля. Исключение составляет сознательное управление силами в активных системах тормозов.

Поршни рабочих цилиндров давят на колодки со стороны металлической подложки, а фрикционные накладки со значительной силой прижимаются к дискам. Благодаря нормированному коэффициенту трения, на дисках, а значит и на колёсах, возникает тормозной момент, придающий автомобилю нужное замедление.

Контуры подключения

Отказ тормозов всегда был самым большим кошмаром любого водителя. Поэтому инженеры давно придумали, как сделать, чтобы можно было остановить машину даже с поврежденной тормозной системой (а повредить гидравлическую систему проще, чем любую другую. Потек уплотнитель – и привет горячий).

Одним из вариантов страховки на случай отказа стало разнесение системы на два контура. Оказалось, двухконтурные тормоза это не так сложно, как могло быть, зато надежно и безопасно. Даже если один из контуров откажет, система продолжит работать, позволив избежать аварии.

1. 4+2, параллельная со страховкой передней оси. Один контур запитывает все четыре колеса, второй – только два передних.
   Контуры параллельные, схема 4+2
2. 2+2, параллельная. Один контур на переднюю ось, второй на заднюю. Так чаще всего конструируют заднеприводные автомобили.
   Контуры параллельные, схема 2+2
3. 2+2, диагональная. Один контур идет на левое переднее и правое заднее колесо, второй на правое переднее и левое заднее. Эту систему обычно ставят на переднеприводные автомобили.
   Контуры диагональные, схема 2+2
4. 3+3, комбинированная. Один контур идет на передние колеса и правое заднее, а другой тоже идет на передние колеса и на левое заднее.
   Контур комбинированный, схема 3+3
5. 4+4, параллельная. Два контура подводятся на все 4 колеса параллельно.
   Контур параллельный, схема 4+4

Лучшие статьи : Как усовершенствовать велосипед

В большинстве случаев владелец автомобиля даже не задумывается, какая там у него схема разнесения контуров. Тормоза работают – и отлично.

Особенности конструкции дисков

Обычно диски изготовлены из чугуна, обладающего хорошей износостойкостью, твёрдостью и приемлемым коэффициентом трения. Для гражданских автомобилей этого вполне достаточно, но там, где требуется повышенная мощность и температурная стойкость, используются особые приёмы:

• в качестве материала для дисков может быть использована легированная сталь, которая лучше ведёт себя при высоких температурах, меньше деформируется после термоциклирования и обладает лучшей механической прочностью;
• в особых случаях диск может быть изготовлен из специальных материалов, например, углепластиков, они прочнее стали, меньше весят и обладают повышенным коэффициентом трения;
• для улучшений теплоотвода диски снабжаются внутренней вентиляцией, при вращении воздух прогоняется через полости с отлитыми там аэродинамическими элементами;
• улучшение условий работы в тонком слое между накладками колодок и поверхностью диска достигается выполнением в последнем перфорации, отводящей разогретые продукты износа, образующиеся газы, и дополнительно охлаждающей самую горячую зону контакта.

Диск подвержен износу, поэтому с достижением минимально допустимой толщины он подлежит обязательной замене. Слишком тонкий диск теряет прочность и заставляет поршни выходить из цилиндров на нерасчётное расстояние, что чревато потерей герметичности.

Самые распространённые причины преждевременного выхода дисков из строя – это биение в результате остаточной температурной деформации и образование трещин. Обеспечение безопасности требует регулярного осмотра дисков при каждом ТО с замером толщины. Измерять надо рабочую зону, поскольку диски изнашиваются неравномерно, по краю почти всегда образуется буртик. Иногда его механически удаляют при замене колодок.

Стоимость обслуживания

В силу конструктивных особенностей стоимость обслуживания тормозной системы разного типа тоже будет разной. Главное, чем отличаются барабанные тормоза от дисковых – закрытая конструкция. Поэтому контролировать их износ и обслуживать сложнее. Чтобы вскрыть барабан и заменить колодки, обычно приходится обращаться в автосервис.

Открытые колодки и диск всегда на виду. При их износе это прекрасно видно, а замену деталей можно сделать своими силами, в гараже. Да и детали эти не такие уж и дорогие.

С другой стороны – барабанные тормоза обычно способны выдержать пробег от 120 тысяч километров и более, прежде чем потребуется замена колодок. А вот дисковые изнашиваются гораздо быстрее – даже при аккуратной езде на 80 тысячах потребуется замена, а обычно – на пробеге вдвое меньше. Поэтому, несмотря на более простую конструкцию, они требуют более частой замены деталей.

Устройство дисковых тормозов

Материалы, применяемые в колодках

В первых колодках дисковых тормозов активно использовался асбест, поскольку он обладал хорошим коэффициентом трения, волокна армировали наполнитель накладок, а высокие температуры никак на него не влияли. Но асбестовая пыль обладает канцерогенной активность, поэтому сейчас применяются иные материалы:

• металлические армирующие волокна;
• металлокерамика;
• органические вещества.

Чем совершенней материал, тем колодки дороже обходятся, поэтому для одной и той же модели автомобиля цена комплекта может отличаться на порядок. Хорошие колодки физически и химически защищены от появления характерного скрипа, мягко включаются в работу, стойки к нагреву. А фрикционные свойства и прочность материала подобраны таким образом, чтобы на одну замену диска приходилось примерно три замены колодок. Излишне твёрдые и абразивные вещества быстро убивают диск, а в противоположном случае колодки приходится менять слишком часто, что никак не способствует надёжной работе. Часто колодки снабжены электронным или акустическим индикаторами износа.

Диаметр тормозных дисков

Существует четыре диаметра тормозных дисков: 140 мм, 160 мм, 180 мм и 203 мм. Выбор диаметра зависит от условий езды, чем сложнее местность, тем большего диаметра нужен диск. Нужно также учитывать рекомендации производителя рамы и вилки — часто существуют ограничения которые необходимо строго соблюдать.

140-мм диски используются на дорожных велосипедах. 160-мм диски обычно используются в треккинговых и горных велосипедах (иногда с 180-мм диском спереди). 203-мм диски используются в скоростных и тандемных велосипедах. Помните, что, для замены диска на диск другого размера, вам понадобится специальный адаптер.

Достоинства и недостатки дисковой системы

К очевидным плюсам относятся:

• высокая эффективность торможения;
• стойкость к перегревам;
• стабильность работы даже после попадания воды;
• точность срабатывания по колёсам;
• простота компоновки;
• малая затратность обслуживания;
• низкий вес неподрессоренных масс.

Минусами стали только плохая защищённость от загрязнений и механических повреждений. Изначально высокая себестоимость при массовом производстве исключается из перечня недостатков. Дисковые тормоза сейчас применяются практически на всех классах автомобилей, в том числе и ряде грузовых. Исключение составляют лишь вездеходы, где на первый план выходит защита на плохих дорогах.

Источник https://portalss.ru/zapchasti/ustroystvo-diskovyh-tormozov.html

Источник https://fastmb.ru/soveti_auto/5532-barabannye-i-diskovye-tormoza-osobennosti-otlichiya-chto-luchshe-vybrat.html

Источник https://accbook.ru/to-avto/diskovye-tormoza-na-mashine.html

Источник