Meloci.ru

Плавающие тормозные диски как работают

Как работают дисковые тормоза (тормозные колодки и трос ручного тормоза)

У большинства современных автомобилей дисковые тормоза на передних колесах, а у некоторых – на всех четырех.

Дисковый тормоз – часть тормозной системы, которая фактически и помогает автомобилю остановиться. Самый распространенный тип дискового тормоза – однопоршневой плавающий суппорт. В этой статье мы расскажем об этом типе дискового тормоза.

Основное устройство дискового тормоза.

Местоположение дисковых тормозов в автомобиле.

Главные компоненты дискового тормоза:

-Суппорт с поршнем.

-Ротор, крепящийся к ступице.

Дисковый тормоз очень похож на тормоза велосипеда, которые имеют суппорт, прижимающий тормозные колодки к колесу. Но тут тормозные колодки сжимают не само колесо, а ротор, и воздействие происходит гидравлическим путем, а не через кабель. Трение колодок и диска приводит к тому, что диск замедляет ход.

Движущийся автомобиль обладает определенным количеством кинетической энергии, и тормозам необходимо погасить ее, чтобы остановить автомобиль. Как же тормоза это делают? Каждый раз, как только Вы останавливаете автомобиль, тормоза преобразовывают кинетическую энергию в тепло от трения колодок и дисков. Естественно они нагреваются, и весьма ощутимо. Поэтому большинство тормозных дисков делаются вентилированными.

Вентилированные тормоза обладают лопастями, находящимися между двух сторон диска, они прогоняют воздух сквозь диск, обеспечивая охлаждение.

Саморегулирующиеся тормоза.

Однопоршневый дисковый тормоз с плавающей скобой является самоцентрирующимся и саморегулирующимся. Такой суппорт способен скользить из стороны в сторону, двигаясь таким образом к центру каждый раз, как только начинает работать тормоз. Так как нет никакой пружины, которая отталкивает колодки от диска, колодки постоянно соприкасаются с ротором (но резиновое уплотнение поршня, и любое колебание в роторе может отодвинуть колодки на небольшое расстояние от ротора). Это важно, поскольку поршни в тормозах намного больше в диаметре чем те, которые находятся в главном цилиндре. Если бы тормозные поршни уходили в цилиндры, то пришлось бы несколько раз нажать педаль тормоза, для того, чтобы впрыснуть достаточное количество жидкости в тормозной цилиндр с целью приведения тормозных колодок в действие.

Раньше автомобили обладали двух, а то и четырех поршневым суппортом . Поршень (или два) на каждой стороне ротора вымещал колодку со своей стороны. От этого отказались, т.к. одно-поршневые конструкции являются более дешевыми и надежными.

Ручной тормоз.

В случае полного отказа основной системы торможения в автомобилях с дисковыми тормозами на всех четырех колесах, ручной тормоз приводится в действие отдельной системой. В большинстве автомобилей, чтобы привести в действие ручной тормоз, используется специальный трос(кабель).

У некоторых автомобилей с дисковыми тормозами на всех четырех колесах есть отдельный барабанный тормоз, встроенный ступицу задних колес. Этот барабанный тормоз используется только аварийной тормозной системы, и приводится в действие только кабелем; он не имеет гидравлики. У других автомобилей есть рычаг, который поворачивает винт, или приводит в действие кулачок, который давит на поршень дискового тормоза.

Сервисное обслуживание тормозов.

Наиболее распространенный тип обслуживания тормозов – замена колодок. Обычно на тормозных колодках имеется металлический элемент – индикатор износа.

Когда фрикционный материал стирается, индикатор износа взаимодействует с диском, издавая резкий звук. Это означает, что пришло время менять колодки. В суппорте имеется смотровое отверстие, чтобы видеть, сколько фрикционного материала осталось на колодках.

Иногда, на тормозной поверхности ротора возникают повреждения, например канавки различной глубины. Это может случиться если изношенная колодка находится в автомобиле слишком долго. Тормозные роторы могут также деформироваться, то есть потерять свою плоскостность. Если это случается, тормоза могут дрожать или вибрировать, когда вы останавливаетесь. Обе проблемы могут быть устранены путем повторной чистовой обработки (так называемая механическая обработка) ротора. Некоторое количество материала удаляется с обеих сторон ротора, чтобы восстановить плоскую и гладкую поверхность.

Вам не нужно проводить повторную полировку всякий раз, когда происходит замена колодок, а только если они деформированы или повреждены. На самом деле, полировка роторов, производимая чаще, чем требуется может привести к уменьшию срока их службы. Поскольку данная операция стирает материал, с каждой последующей полировкой роторы тормоза становятся тоньше. У всех тормозных роторов есть требования по минимально допустимой толщине. Эти требования можно найти в заводской инструкции.

Дисковые тормозные механизмы

Дисковые тормозные механизмы имеют ряд разновидностей. По типу вращающейся детали различают механизмы с вращающимся диском и с вращающимся корпусом. Последняя конструкция при­меняется чрезвычайно редко. Тормозные механизмы с вращающимся диском отличаются способом установки невращающейся детали. Различают механизм с неподвижной скобой и механизм с плавающей скобой.

Конструкция дискового механизма с неподвижной скобой при гидравлическом приводе тормозов приведена на рис. 14.12. На не-

Рис. 14.12. Дисковый тормозной механизм с неподвижной скобой

большой дуге окружности диск / охвачен скобой 2, в которой установлены два цилиндра 3. Поршни цилиндров воздействуют на колодки с фрикционными накладками 4. При увеличении в ци­линдрах давления жидкости колодки прижимаются к диску, тормозя его. Сила трения, с которой вращающийся диск увлекает колодки, передается боковыми гранями колодок на скобу и далее на опорную деталь скобы — суппорт. От радиального смещения колодки удер­живаются пальцами 5. Плоская форма диска не требует большого зазора между ним и колодками в расторможенном состоянии. С другой стороны, размеры и масса колодок малы. Поэтому обычно возвратные пружины не применяются. Отвод колодок при снятии приводного усилия осуществляется за счет естественного торцевого биения диска.

Читать еще:  Как заменить тормозные диски на ниссан патфайндер

Охватываемый колодками примерно на 15-20% своей площади, диск эффективно контактирует с охлаждающим его воздухом. При этом, в отличие от барабанных механизмов, с воздухом контактирует именно тот слой тела диска, который нагревается в наибольшей степени.

Существенно меньшая площадь накладок дисковых тормозов по сравнению с площадью накладок аналогичных по параметрам барабанных, приводит к тому, что кинетическая энергия заторма­живаемого автомобиля преобразуется в тепло на меньшей площади, в результате чего рабочая температура дисковых тормозов оказы­вается заметно выше, чем барабанных. Для дополнительного ох­лаждения диска его часто (на больших машинах обязательно) делают вентилируемым, с внутренними радиальными каналами.

Высокая рабочая температура дисковых тормозов в сочетании с большим давлением в контакте «накладка —диск» требует при­менения специальных фрикционных материалов, более высокого качества резинотехнических изделий и рабочей жидкости. Для умень­шения теплопередачи в жидкость поршень дисковых тормозов почти всегда выполняют в виде стакана, обращенного краями к колодке. Такой прием уменьшает поверхность контакта поршня с колодкой. С целью снижения нагрева жидкости поршни дисковых механизмов иногда изготавливают из полимерных материалов.

В описанной конструкции скоба жестко прикреплена к суппорту. Однако более совершенной является конструкция, в которой скоба установлена с возможностью скольжения относительно суппорта вдоль оси колеса. Тормозной механизм с плавающей скобой показан на рис. 14.13. Преимуществами такой конструкции являются: — меньшая масса; компоновочные достоинства (отсутствие второго цилиндра дает возможность сместить тормозной механизм внутрь колеса, что облегчает получение отрицательного плеча обкатки); меньшая температура тормозной жидкости (из-за отсутствия пло­хо охлаждаемого, закрытого колесом второго цилиндра).

Рис. 14.13. Дисковый тормозной механизм с плавающей скобой

Механизмы с плавающей скобой не лишены и недостатков. Определенные трудности вызывает обеспечение скольжения скобы. С одной стороны, она должна скользить с минимальным трением для обеспечения одинаковой силы прижатия обеих колодок и соб­ственного постепенного перемещения внутрь автомобиля по мере изнашивания наружной накладки. С другой стороны, скоба не долж­на свободно болтаться вдоль направляющих под действием вибраций.

Еще одним недостатком тормозных механизмов с плавающей скобой является сложная форма грязезащитного чехла (7 на рис. 14.13 а), обусловленная тем, что он, располагаясь в весьма малом конструктивном объеме, должен иметь большое удлинение, вызы­ваемое большим ходом поршня.

К общим недостаткам дисковых тормозов относится несколько меньший тормозной момент, создаваемый ими при прочих равных условиях, по сравнению с барабанными тормозами. Для смягчения указанного недостатка увеличивают силу прижатия колодок к диску путем увеличения диаметра цилиндра. Больший диаметр цилиндра приводит к необходимости подавать в цилиндр при торможении больший объем жидкости при том же ходе педали, чем уменьшает передаточное число тормозного привода, которое в данном случае могло бы быть увеличено из-за меньшего зазора между колодкой и диском и, следовательно, меньшего хода поршня.

Еще один недостаток дисковых тормозных механизмов заклю­чается в их недостаточной защищенности от грязи. Возможности устранения этого недостатка ограничены, так как всякого рода щит­ки, чехлы и т.п. неизбежно ухудшают обдув диска воздухом. Особенно плохо обстоит дело с задними тормозными механизмами, постоянно подвергающимися воздействию пыли, поднятой передними колесами автомобиля. В дисковых механизмах из-за недостаточности конструктивного объема, определяемого малыми размерами колодок, и необходимости обеспечения высокой жесткости скобы бывает трудно создать независимый механический привод стояночной сис­темы. Поэтому широко используются смешанные системы, в которых задние колеса снабжаются барабанными тормозами, а передние -дисковыми. В первую очередь это относится к легковым автомобилям и особенно к переднеприводным, у которых вследствие меньшей величины вертикальной реакции колес к задним тормозным меха­низмам не предъявляются требования высокой энергоемкости.

В тех конструкциях, где дисковый тормозной механизм все же используется как в качестве рабочего, так и в качестве стояночного, наиболее часто, как показано на рис. 14.136, привод стояночной системы воздействует не на колодки, а на поршень гидравлического привода. Такое техническое решение не лишено недостатков. При торможении автомобиля рабочей системой плунжер 5 давлением жидкости выталкивается из цилиндра с большой силой. Для восп­риятия этих нагрузок применен упор 9, однако его наличие требует введения в конструкцию автоматической регулировки расстояния между поршнем 2 и плунжером 5, которая необходима ввиду того, что по мере изнашивания накладок поршень перемещается влево, а скоба 7 вправо.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: “Что-то тут концом пахнет”. 8765 – | 8295 – или читать все.

Тормозные диски: менять или протачивать?

Повело тормозные диски? Стас Панин уверяет, что с этим можно справиться.

Тормозные диски — дорогие расходники. Обычно их хватает на два комплекта колодок. Но бывает, что они обращают на себя внимание гораздо раньше — например, когда по причине резкого перепада температур возникает заметное биение. Проехал по луже после интенсивного торможения — вот диски и покоробило. Симптомы: вибрации на руле и педали тормоза, которые при замедлении порой переходят даже на кузов.

Читать еще:  Как ехать при замене тормозных дисков

Прежде «кривые» диски получали отставку. Лишь отдельных счастливчиков выручали знакомые токари, имеющие станки для проточки. Лет пятнадцать назад автомастерские начали закупать соответствующее оборудование, но работу делали на кустарном уровне. Лишь с появлением новых станков дело вошло в более-менее цивилизованное русло. Проточка дисков обходится недорого — порой в несколько раз дешевле комплекта новых дисков.

Бить или не бить

Станки для проточки бывают двух видов, а устанавливают их непосредственно на ступицу тормозного диска. Те, что подороже, выполнены единым узлом и обеспечивают лучшую точность обработки; такой станок соединяют со ступицей через переходник. Устройства попроще имеют отдельный узел с резцами; они требуют больше времени на установку, а резцы монтируются на скобу тормозного суппорта.

В обоих случаях станок сам вращает ступицу: двигатель автомобиля не работает, коробка — в «нейтрали». Резцы постепенно смещаются по поверхностям диска — сродни граммофонной игле, но которая движется от центра пластинки. За один проход резцы снимают пару десятков микронов металла с каждой стороны. Далее их переставляют и повторяют проточку. Обычно диск полностью обрабатывают за два-три таких прохода. Причем сначала срезают фаски, образовавшиеся от работы тормозных колодок, — это снижает нагрузку на станок и резцы и обеспечивает хорошее качество обработки поверхности.

Перед проточкой механик обязательно осматривает диски и подвеску машины. Нельзя проводить обработку, если у ступичного подшипника люфт или перекаты. В противном случае диск начинает гулять между резцами и о ровной проточке можно забыть. Даже если подшипник лишь гудит, нужно предварительно его поменять: если замену проводить после проточки диска, нет гарантии, что при последующей запрессовке ступица встанет идеально ровно, а вместе с ней и проточенный диск.

Диски проверяют на остаточную толщину, величину биения и степень коррозии рабочей поверхности. Слишком тонкие нельзя точить, они и так уже плохо переносят тепловую нагрузку. Допустимая толщина зависит от конкретной модели и ее модификации (размера тормозных механизмов). Биение диска по нескольким радиусам проверяют индикатором. Фактически это измерение разности толщин в разных точках — она не должна превышать 0,05 мм. Нельзя проводить проточку при глубокой коррозии: есть риск, что на выходе диск окажется слишком тонким.

collage

После проточки нужно поменять колодки, иначе поработавшие с кривым диском фрикционные накладки убьют обработанный диск. Ради эксперимента возьмите такую колодку и потрите на наждачной бумаге, которая лежит на ровной плоскости, — на визуально ровной поверхности проступят опасные впадины!

В Москве стоимость проточки дисков одной оси — не меньше 2000 рублей. Рекомендовано обрабатывать оба диска, дабы не смещать тормозной баланс.

ЗОНА РИСКА

Чугун — самый распространенный материал для тормозных дисков. И довольно коварный: при резких перепадах температур чугун заметно меняет физические свойства — твердость, объем и даже внутреннюю структуру. Эта особенность приводит к чрезмерному короблению рабочих поверхностей диска. Конечно, существуют более стойкие аналоги (например, керамические или композитные), обеспечивающие лучшую стабильность и динамику торможения, — но их цена зашкаливает.

Щиток тормозного диска не защищает от воды: она обильно попадает на обе его поверхности. Если чугунный диск подвергся слишком резкому перепаду температур, возможно повреждение его внутренней структуры. Обработка на станке снимет поведенный верхний слой, но после пары интенсивных торможений (то есть нагрева и охлаждения) поверхность вновь поведет — это случается в пяти случаях из ста. Убитый диск при проточке способен вычислить только опытный токарь — по изменению тональности шелестящего звука от резцов.

Чаще внутреннюю часть диска ведет сильнее, чем наружную. Это бывает на машинах с суппортами с так называемой плавающей скобой: первой срабатывает внутренняя колодка — и, соответственно, эта поверхность диска больше нагревается.

Биение передних дисков обычно отзывается вибрациями на руле, биение задних — на педали тормоза и на кузове. Передние диски чаще страдают от перепада температур (они сильнее нагружены), а задние — от коррозии. Вибрации увеличиваются с ростом температуры диска и окружающей среды — из-за расширения металла. Иногда ощутимое биение сходит на нет в зимнюю пору.

Дисковые и барабанные тормоза

Активная безопасность автомобилей, влияющая на безопасность дорожного движения, в значительной мере определяется конструкцией тормозного управления. Эффективность тормозного управления оценивается двумя показателями: тормозным путем и развиваемым при торможении замедлением. Тормозной путь является интегральным показателем, а замедление характеризует работу тормозных механизмов автомобиля.

Исторические данные

Впервые о тормозах вообще упоминается в 1816 г. Ф. Дойцом. В начальный период становления автомобиля (1886 – 1900 гг.) о конструкции тормозов в литературе практически не упоминалось. На автомобилях применялись различные типы тормозных устройств, как-то: рифленые башмаки, подводимые под колеса, якорные механизмы, погружающиеся в поверхность дороги, и другие. В условиях малой интенсивности дорожного движения и невысоких динамических свойств автомобилей основными проблемами, стоящими перед создателями тормозных механизмов в этот период, было обеспечение легкости управления и достаточной энергопоглощающей способности. Этому почти идеально отвечал ленточный тормоз, имеющий тогда повсеместное применение. Появление в 1899 г. первого барабанного тормозного механизма на автомобиле было по достоинству оценено. В 1903 г. они уже устанавливались на автомобилях Mercedes и Renault, а к началу 20-х годов барабанные тормоза полностью вытеснили ленточные. Единственным преимуществом барабанного тормоза было снижение температуры при циклических торможениях, то есть более высокая энергорассеивающая способность, которая объясняется как увеличением поверхности охлаждения, так и лучшими условиями теплоотвода.

Читать еще:  Как заменить тормозной диск на форд фокус задний

Следует отметить, что появившаяся в 1902 году конструкция дискового тормозного механизма открытого типа изобретателя Ф. Манчестера не получила распространения из-за отсутствия фрикционных материалов, способных работать при высоких удельных давлениях и температурах, сложности и нетехнологичности привода. В период с 1950 по 1970 годы почти все ведущие автопроизводители перешли к следующей схеме применения барабанных тормозных механизмов: на передней оси – две активные колодки, а на задней – одна активная и одна пассивная.

Сравнение барабанных и дисковых тормозов

Колесные тормозные механизмы обеспечивают служебное и экстренное торможение, а также удержание на месте неподвижного автомобиля. Купить тормозные колодки в Ижевске вы сможете перейдя по ссылке. Применяемые колесные тормозные механизмы различных категорий автотранспортных средств бывают двух типов конструкции: барабанные и дисковые. В настоящее время на преобладающем большинстве легковых автомобилей используются дисковые тормозные механизмы на передних колесах и барабанные колодочные – на задних. На грузовых автомобилях и автобусах, как правило, устанавливают барабанные колодочные тормоза, обладающие эффектом самоусиления и конструктивно совместимые с пневматическим приводом.

Все большее распространение на автомобилях (в том числе грузовых) получают дисковые тормозные механизмы. Это обусловлено, в первую очередь, их высокой эксплуатационной стабильностью. В этих тормозных механизмах обеспечивается незначительное падение эффективности торможения при нагреве тормоза или попадании воды на поверхности трения. Кроме того, у них меньше время срабатывания, меньше масса и лучше охлаждение (открытая конструкция, вентилируемые диски) по сравнению с барабанными тормозными механизмами. Однако из-за меньшей площади фрикционных накладок дискового тормоза давление на них больше в 3–4 раза, механизм открыт для попадания пыли и грязи. Поэтому интенсивность износа накладок дискового тормозного механизма больше, чем у барабанного. При этом частицы износа выбрасываются беспрепятственно при движении в атмосферу.

Дисковые тормоза
  1. тормозной диск;
  2. направляющая колодок;
  3. суппорт;
  4. тормозные колодки;
  5. цилиндр;
  6. поршень;
  7. сигнализатор износа колодок;
  8. уплотнительное кольцо;
  9. защитный чехол направляющего пальца;
  10. направляющий палец;
  11. защитный кожух.

В барабанном тормозе основная часть частиц износа остается внутри барабана, закрытого тормозным щитом. Через вентиляционные отверстия барабана в воздух попадает на 10% общей массы продуктов трения. Оборудование автомобиля антиблокировочной системой приводит к тому, что в случае экстренных торможений колеса не блокируются и относительное перемещение тормозных колодок и диска (барабана) сохраняется в течение всего процесса торможения. Это обуславливает увеличение пути трения фрикционных элементов тормоза, а значит, и интенсивности их изнашивания. По результатам исследований автоматизация процесса экстренного торможения способствует снижению ресурса элементов тормозной системы, в том числе тормозных колодок, барабанов и дисков по критерию изнашивания на 10–30%.

Барабанные тормоза
  1. гайка крепления ступицы;
  2. ступица колеса;
  3. нижняя стяжная пружина колодок;
  4. тормозная колодка;
  5. направляющая пружина;
  6. колесный цилиндр;
  7. верхняя стяжная пружина;
  8. разжимная планка;
  9. палец рычага привода стояночного тормоза;
  10. рычаг привода стояночного тормоза;
  11. щит тормозного механизма.

Химический состав тормозов

Фрикционные материалы – материалы, работающие в условиях трения скольжения, в устройствах торможения, обладая при этом высоким показателем коэффициента трения. Каждый вид транспортных средств комплектуется тормозными накладками разной толщины и формы. Вместе с тем заводы изготавливают тормозные накладки разных типов практически по одной и той же технологии и из одного и того же сырья с разным соотношением компонентов (в состав формовочной смеси входят фенольные смолы, каучуки и металлические включения в виде порошков и стружки). Обычно в качестве материала для контртела (под контртелом понимается тормозной диск или тормозной барабан) используют чугуны, в основном марки СЧ24 ГОСТ 1412-85, твердостью 187-241 НВ. Очевидно, в таком случае значения коэффициента трения в паре «тормозная накладка – контртело» будут приблизительно равными в тормозных механизмах различных транспортных средств. Если принять, что на тормозные накладки для разных транспортных средств во время эксплуатации действуют одинаковые удельные давления, то интенсивность изнашивания тормозных накладок на 1 м тормозного пути будет одна и та же вне зависимости от типа транспортного средства.

Основной тенденцией развития концепции тормозных механизмов легковых автомобилей является повышение их энергорассеивающей способности. С учетом ужесточающихся ограничений на габариты и массу тормоза эта тенденция влечет за собой повышение температуры поверхности трения, что в свою очередь требует применения все более теплостойких фрикционных материалов. Смена концепций тормозных механизмов фактически является качественным скачком в этом эволюционном процессе.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector