Тормозная система автомобиля: виды и устройство

В отдельных материалах мы разобрали устройство и типы двигателей внутреннего сгорания и коробок передач. Их цель — привести автомобиль в движение. При этом за остановку, замедление и удержание на месте отвечает тормозная система. Что нужно знать об автомобильных тормозах, рассказывает Mafin Media.

Виды тормозных систем

Легковые автомобили оснащаются двумя видами тормозных систем: рабочей и стояночной .

Рабочая система (ее еще называют основной) отвечает за снижение скорости автомобиля и его остановку . Торможение запускается нажатием педали тормоза.

Стояночная, как нетрудно догадаться по названию, фиксирует авто на время стоянки. Чаще всего она приводится в действие поднятием ручного тормоза — «ручника».

Принцип работы любой тормозной системы — преобразовывать энергию движения в тепло трением .

Как устроена рабочая тормозная система

Рабочая тормозная система состоит из привода и тормозных механизмов .

Привод рабочей тормозной системы работает так:

Водитель нажимает на педаль тормоза.

Усилие передается через вакуумный усилитель на главный тормозной цилиндр (ГТЦ).

ГТЦ накачивает тормозную жидкость по системе магистралей (трубок) к колесным тормозным цилиндрам.

Давление жидкости в колесном (рабочем) тормозном цилиндре приводит в действие тормозные механизмы — дисковые или барабанные.

Автомобиль замедляется или останавливается.

Современные авто оснащаются дисковыми тормозами. Они работают за счет сжатия тормозными колодками тормозного диска , вращающегося вместе с колесом. Дисковая тормозная система считается наиболее эффективной: у нее хорошее охлаждение и большой коэффициент полезного действия (КПД).

На бюджетных и старых автомобилях на задних (а иногда и передних) колесах встречаются барабанные тормоза. В этой системе колодки находятся внутри тормозного барабана — они расходятся, прижимаясь к внутренней поверхности барабана, который вращается вместе с колесом.

Как устроена стояночная тормозная система

Стояночные тормозные системы различают по типам привода: ручной, ножной и электрический . В отличие от рабочей системы, стояночная, как правило, не имеет усилителя. Сжатие тормозных колодок (тех, которые приводятся в действие при нажатии педали тормоза) выполняют тросы , тянущиеся через весь автомобиль к приводу.

В случае с «ручником» необходимо поднять рычаг, обычно расположенный в нижней части салона между передними креслами.

Если установлен «ножник» , водитель нажимает дополнительную (третью или четвертую, в зависимости от типа КПП) педаль, как правило расположенную в левой части педального узла.

Набирает популярность среди авто среднего ценового сегмента и выше электрическая тормозная система . Она требует лишь нажатия кнопки — остальную работу выполняют электронные приводы.

Стояночный тормоз рекомендуется использовать при парковке на уклоне , чтобы не нагружать коробку передач (вне зависимости от типа коробки).

Электронные системы торможения

Экстренное торможение — особенно при неблагоприятных погодных условиях — порой приводит к блокировке колес и неконтролируемому заносу автомобиля. Во избежание такого сценария машины оснащаются антиблокировочной системой, или ABS (англ. anti-lock braking system). Расположенные на колесах датчики блока ABS «видят» риск такой блокировки и система не позволяет колесам «встать колом».

Также помогает водителю в деле торможения электронная система распределения тормозных сил — EBD (англ. electronic brake distribution). Она изменяет соотношение тормозных усилий между колесами, обеспечивая эффективное торможение и курсовую устойчивость при поворотах.

Снижают риск ухода в занос и пробуксовки системы ESP и TCS . Тому, как они устроены, будет посвящен отдельный материал.

Тормозная система КамАЗа. Российские грузовые автомобили

Эти грузовики Камского автомобильного завода, в зависимости от модификации, имеют вес от 5 до 8 тонн. Если автомобиль оборудован и прицепом, тогда вес увеличивается до 15 тонн. Также стоит добавить сюда и максимальный вес груза 25 тонн. В результате получаются просто огромные цифры. Как этот автомобиль может справиться с таким огромным весом? Здесь нужна неслабая тормозная система. КамАЗ, даже не груженый, порой остановить очень непросто.

Разновидности тормозных систем

Эти огромные грузовики, самосвалы и другие модификации комплектуются системами четырех видов. Здесь можно выделить основную, запасную, а также вспомогательный и стояночный тормоз. Перечисленные узлы при похожей конструкции работают отдельно друг от друга. Это делается для того, чтобы водитель мог остановить громадину в любую погоду, при любых дорожных условиях и даже тогда, когда основной тормоз отказал.

Основной тормоз, устройство

Данная система работает при движении грузовика. Это пневматические тормоза. Они имеют два рабочих контура. Тележки тормозов работают отдельно для передней пары колес и для задней. Водитель управляет действием тормозной системе посредством педали.

Главный тормоз состоит из барабана, опорного диска, колодок со специальными фрикционными насадками, эксцентриковых осей, пружин, разжимного кулака и регулировочного рычага.

Барабан изготовлен из чугунного сплава. Он расположен на шпильках, которые крепят колеса. Чтобы он был прочно зафиксирован на оси, его крепят тремя винтами. Суппорт изготовлен методом штамповки. Он установлен на фланце тележки. На переднем мосту диск прикручен к корпусу кулака и оснащен кронштейном осей, к которым монтируются колодки, изготовленные методом сварки. Они усилены при помощи ребер. К колодкам приклепаны специальные серповидной формы фрикционные накладки. Колодка сделана таким образом, чтобы одним концом монтироваться на ось эксцентрика, а со второго ее конца есть специальный ролик. Колодки установлены на осях, которые имеются в кронштейне суппорта. Для фиксации используются гайки.

Стяжная пружина помогает колодкам вернуться после использования в базовое положение. Также для этих целей тормозная система КамАЗа оснащена разжимным кулаком. Вал его смонтирован в кронштейнах на специальных втулках.

Тормоза работают в самых разных условиях. Для того чтобы уберечь систему от дорожной грязи, механизм защищен специальным щитком.

Как это работает?

Если говорить коротко, то функционирует это все следующим образом. Воздух под давлением подается на тормозной кран. Затем, когда водитель жмет на педаль тормоза, из нижней секции крана воздух начинает поступать в тормозные камеры передней пары колес, а затем уже эти камеры запускают механизмы торможения.

Через верхнюю секцию крана воздух поступает в камеры заднего моста, тем самым включая задние тормоза и промежуточные. Так, одновременно из двух контуров главного тормоза воздух направляется к клапану управления, и далее запускаются тормоза прицепа КамАЗ, если он есть.

Когда водитель отпускает педаль, воздух выходит в атмосферу через кран.

Запасной тормоз

Этот механизм предназначен для возможности выполнения торможения тогда, когда основная система не работает. Данная конструкция объединена и работает в паре со стояночными тормозами. Здесь имеются общие узлы и большинство механизмов. Для выбора того, какой тормоз использовать, в кабине предусмотрен специальный кран.

Устройство запасного тормоза

В конструкции можно выделить пружинные энергоаккумуляторы, воздушные баллоны, а также перепускные, защитные и ускорительные клапаны. Также в устройстве есть тормозной кран и трубопровод. В качестве механизмов для торможения здесь применены те же элементы, что и в главной системе. Они устанавливаются в колесах заднего моста.

Пружинный энергоаккумулятор применяется для запуска механизмов задних колес в том случае, если используются стояночная или запасная система. Он монтируется на тормозной камере основной системы. Аккумулятор состоит из цилиндра, пружины и поршня, толкателя и винта с упорным подшипником.

Принцип работы

Когда грузовик двигается, воздух под давлением попадет в цилиндр. Затем сжатый воздух воздействует на поршень, тем самым сжимая силовую пружину. Когда водитель начнет тормозить этими системами, воздух выйдет из цилиндра, пружина разожмется, и через толкатель запустит процесс торможения.

Чтобы использовать этот механизм, нужно найти рычаг, который приводит в действие стояночный тормоз. Так, когда рычаг находится в горизонтальном положении, и стояночная система, и запасная отключены. Если рычаг установить в вертикальное, системы будут запущены. В любых промежуточных положениях рычага можно использовать запасной тормоз.

Предназначение вспомогательной тормозной системы

Этот механизм для процесса торможения использует энергию мотора и катящегося грузовика под уклон. Это кажется запутанным, однако на самом деле все очень просто. Достаточно нажать кнопку на полу — и воздух из защитного клапана начнет нагнетаться в цилиндры тормозных механизмов. Эти самые цилиндры могут управлять положением дроссельных заслонок. При этом также прекращается подача горючего в двигатель, а сам мотор работает как компрессор. Отработанные газы давят на колодки, и тормозная система КамАЗа позволяет замедлить тяжелую машину.

В случае аварии

Кроме этих систем автомобили описываемой марки оснащены специальной системой аварийного торможения. Ее предназначение — в сжатии пружин энергоаккумулятора. Они срабатывают, когда нужно воспользоваться, к примеру, стояночным тормозом. Для запуска этого механизма на панели приборов есть специальная кнопка.

Схема тормозной системы КамАЗа

Если рассматривать принципиальную схему, то для создания давления в системе используется компрессор. Воздух под высоким давлением из компрессора подается в устройство регулятора давления. Он в автоматическом режиме поддерживает давление в пневматическом приводе. Также эта система отвечает за разгрузочное устройство.

Затем воздух подается в предохранитель, который защищает от замерзания конденсата. В результате поток воздуха будет насыщен спиртовыми парами. Затем он пойдет к защитным клапанам, к которым, в свою очередь, подключены пять контуров. Они полностью независимы друг от друга.

Пневматические контуры

Первый контур предназначен для работы тормозных систем передней пары колес. Второй контур отвечает за механизмы среднего и заднего мостов. Третий – это запасная система и стояночные механизмы. Четвертый контур пневматической системы работает с вспомогательными тормозами. И, наконец, пятый предназначен для системы аварийного растормаживания.

Пневматические приводы соединены между собой при помощи трех магистралей. Здесь можно выделить двухпроводную магистраль, питающую и однопроводной привод.

У большинства моделей такой машины, как КамАЗ, характеристики тормозов достаточно высокие. С этими механизмами можно оттормозиться в любых условиях и на любых покрытиях. Компрессор способен создать необходимое давление в системе для устойчивой работы механики.

Настройка тормозных систем

Чтобы этот грузовик мог эффективно выполнять торможение, необходимо проводить настройку. В ходе регулировки выставляются оптимальные зазоры между накладками и барабаном. Регулировка тормозов КамАЗа может быть частичной либо полной.

Необходимость в полной регулировке может появиться после ремонта или замены колодок, нарушения центровки барабана либо колодок. Этот процесс выполняется при помощи эксцентриковых осей и регулировочных рычагов. Настройка сводится к выставлению зазора в 0,1 мм на всей ширине фрикционной накладки. Зазор должен составлять 0,2-0,4 мм вверху и снизу накладки на расстоянии 30 мм от края.

На автомобилях КамАЗ характеристики тормозного усилия могут различаться справа и слева. Чтобы добиться одинакового эффекта, нужно чтобы штоки камер и слева, и справа имели одинаковых ход.

Неполную настройку можно выполнить при помощи осей «червяков». Это позволит уменьшить зазоры между накладкой и барабаном, которые образуются вследствие естественного износа. Если зазоры слишком велики, то это можно обнаружить по большему ходу штоков. При настройке ход штоков должен быть равен 20 мм.

Для регулировки зазора между колодками и барабаном предусмотрена автоматическая система, которая сможет отрегулировать этот зазор самостоятельно. Дальнейшую регулировку рекомендуется проводить в случае замены колодок.

Педаль тормоза тоже можно отрегулировать. Для этого конструкция предусматривает специальные болты.

Список типичных проблем с тормозами

Многие водители, которые уже много лет имеют дело с этими грузовиками, могут выделить проблемы, случающиеся с тормозами.

Так, часто наблюдается слишком медленное или же неполное заполнение пневмобаллонов. Причиной этому зачастую может быть банальная трещина в корпусе баллона. Также часто не заполняются баллоны в первом и во втором контуре. Здесь стоит поискать грязь в трубопроводе и в тройном клапане. Если не заполняются баллоны прицепа, рекомендуется выявлять проблему в тормозном механизме прицепа.

Если при нажатии на педаль машина не тормозит, тогда неверно отрегулирован привод тормозного крана. Часто наблюдаются неисправности системы ограничения давления. Если не работает стояночный тормоз, тогда следует проверить ускорительный клапан. В случае если не получается снять машину со стояночного тормоза, нужно искать утечки из третьего контура.

Виды и устройство тормозных систем

Перефразируя профессиональную мудрость летчиков – «важно взлететь, но еще важнее удачно приземлиться», можно сказать о современном автомобиле – нет смысла разгонять автомобиль, если тормозить нечем. Поэтому адекватный автолюбитель знает устройство и работу тормозной системы своей машины не хуже механика, она как бы на особом счету.

Идея замедления транспорта с помощью механизма, прижимающего специальную пластину с накладкой к чугунному барабану, была заимствована у первых паровозов и стала основой устройства современных барабанных тормозов. С тех пор стала более совершенной техническая и конструктивная реализация идеи, но принцип работы тормозной системы практически не изменился.

Современные системы торможения отличаются приводом, передающим усилие на колодки:

• классический привод с помощью гидравлической системы, использующийся в автотранспорте уже без малого почти сто лет;
• пневматический привод, используемый преимущественно в устройстве тяжелого грузового транспорта, где необходимы просто гигантские усилия торможения.
• электромагнитное устройство, использующее сопротивление электродвигателя, работающего в режиме генератора, сравнительно недавно пришло в автотранспорт вместе с электромобилями.
• тросовый или электромеханический тросовый способ задействования тормоза, применяется исключительно для стояночного тормоза – ручника. В устройстве дорогих машин рычаг и трос давно заменены электромеханическим приводом с кнопочным управлением.

Виды и устройство тормозных систем

В современных автомобилях используют устройства тормозов двух видов – дисковые и барабанные. Название устройств видов тормозных систем пошло от используемого главного элемента, воспринимающего тормозное усилие, выполненного в виде диска или в виде барабана.

Барабанные тормоза насчитывают более ста лет, в настоящее время считаются устаревшими, обычно применяются в устройстве заднего моста автомобиля. Устройство задних барабанных тормозов достаточно простое и надежное. Ступица колеса жестко соединена с тормозным барабаном, который и воспринимает тормозящее усилие от двух тормозных колодок со специальными накладками. Пара колодок и гидравлический привод, называемый еще колесным цилиндром, смонтированы на тормозном щите, являющимся силовой деталью заднего моста. Устройство барабана таково, что удачно закрывает весь механизм от грязи и пыли, поэтому задний механизм торможения менее восприимчив к воздействию окружающей среды.

При нажатии педали тормоза давление гидравлической жидкости передается в рабочую полость колесного цилиндра и выталкивает из него два симметричных штока, прижимающих колодки к внутренней поверхности тормозного барабана. В старых моделях барабан изготавливался из специальных сортов чугуна, современные барабаны отливаются из алюминиевых сплавов с чугунными вставками, что значительно улучшает отведение тепла от трущихся поверхностей.

В конструкции барабанного механизма предусмотрено крепление троса стояночного тормоза. При выжимании рычага на определенную величину, легко контролируемую по количеству щелчков храповика фиксатора, трос натягивается и через специальный рычаг механизма тормоза с усилием прижимает колодки заднего тормоза к барабану, тем самым фиксируя колеса машины.

Преимущества устройства барабанных систем:

• общая рабочая поверхность колодок составляет не менее 400 см 2 для легкового автомобиля класса «В», что в разы больше суммарной поверхности накладок дисковых систем;
• при меньшей эффективности, значительно большее останавливающее действие;
• устройство привода позволяет легко подключить трос ручного стояночного тормоза, тогда как для дисковых систем это сделать значительно сложнее;
• накладки на колодках изнашиваются медленнее.

Важно! Контролировать, насколько выработана и изношена рабочая поверхность барабана, в силу специфики устройства достаточно сложно, поэтому следует с каждой регулировкой системы демонтировать барабан и замерять остаточную толщину стенки.

Усилие торможения может достаточно изменить траекторию движения автомобиля, поэтому в системе управления торможением первым всегда подключается привод задних колес, с небольшим опозданием подключается привод колодок передних колес. Благодаря такой последовательности обеспечивается стабильность курса движения машины без бокового заноса или разворота.

Устройство дисковых тормозов автомобиля

В конструкции дисковых колес вместо тормозного барабана используется тормозной диск, жестко сцепленный со ступицей колеса. Для передачи тормозного усилия в конструкции колеса установлен тормозной суппорт – устройство, в котором размещен гидравлический цилиндр со штоком и пара тормозных колодок. При срабатывании тормоза давление гидравлической жидкости через штоки прижимает колодки симметрично к обеим сторонам боковой поверхности диска.

Преимущества устройства дискового механизма торможения:

• легкая и компактная конструкция привода;
• высокая эффективность торможения;
• хороший отвод тепла с поверхности тормозного диска;
• простая процедура контроля толщины тормозного диска и тормозных накладок.
  

Дисковая система используется практически повсеместно в современных моделях легковых автомобилей. Для автомобилей спортивного исполнения или люксовых моделях тормозной диск и колодки изготавливаются с применением высокопрочной керамики, углеграфитовых материалов. В условиях интенсивного торможения при спортивных заездах температура поверхности диска может достигнуть 500-600 о С, поэтому зачастую диск может быть перфорирован множеством сквозных отверстий, увеличивающих поверхность теплообмена.

Устройство тормозной системы автомобиля

Передача усилия торможения с помощью гидравлической передачи имеет существенный недостаток – при малейшей утечке гидравлической жидкости вся система значительно теряла эффективность работы. Опытным водителям хорошо известен эффект «ватной педали», когда из-за наличия в трубопроводах пузырьков воздуха тормоза срабатывали после 7-8 нажатий на педаль.

Для увеличения надежности в современном автомобиле используется принцип двухконтурной тормозной системы. Кроме двух независимых систем трубопроводов, соединяющих попарно тормоза колес в диагональном расположении, в устройство входит:

• главный гидравлический цилиндр, в котором с помощью поршня происходит преобразование усилия от педали тормоза в давление тормозной жидкости в обоих контурах тормозной системы;
• вакуумный усилитель, значительно увеличивающий усилие от тормозной педали, благодаря чему в главном гидравлическом цилиндре развивается и передается по трубопроводам давление жидкости в 20-25Атм;
• датчики срабатывания, сигнализирующие на ЭБУ об исправности системы и включающие стоп-сигналы задних фонарей автомобиля.
• пластиковый резервуар для хранения и компенсации необходимого количества тормозной жидкости.
  

Устройство систем тормозов постоянно совершенствуется и дополняется важными элементами. Первые факты использования новинок мы обнаруживаем в устройстве тормозных систем автомобилей иностранного производства. Давно никого не удивляет система АБС, устройство позволяет дозировано управлять усилием торможения, исключая блокировку тормозящего колеса.

Интересной новинкой в устройстве вакуумного усилителя тормоза является система BAS или система экстренного торможения. В основе устройства используется электромагнитный усилитель с системой датчиков, определяющих характер нажатия на педаль тормоза. Если скорость и нарастание усилия оценивается как экстренное, но недостаточное по «глубине», по команде датчика срабатывает электромагнит, увеличивающий усилие привода, что делает срабатывание системы более резким. Статистика подтверждает эффективность новшества – система при экстренном торможении уменьшает тормозной путь больше чем на треть.

Источник http://mafin.ru/media/razbory/tormoza-vidy-i-ustrojstvo

Источник http://www.syl.ru/article/201922/new_tormoznaya-sistema-kamaza-rossiyskie-gruzovyie-avtomobili

Источник http://mashintop.ru/articles.php?id=2570

Источник