Барабанные тормоза

Устройство барабанных тормозов

Предназначение конструкции тормозной системы барабанного типа заключается в снижении скорости перемещения транспортного средства. Если это устройство устанавливается на задней колесной паре, то может обеспечивать функцию стояночного тормоза. В основе строения механизма лежит движимый барабан и закрепленная на ступице колеса металлическая чаша.

В составе этого типа тормозов используются такие части:

• Из чугуна с повышенной прочностью изготавливается сам тормозной баран. Внутренняя поверхность его подвергается тщательной шлифовке, поскольку в будущем будет соприкасаться с другими элементами системы. Крепится на опорном валу или ступице колеса. В первом случае в барабан под сильным давлением вставляется подшипник;
• Полумесячной формы металлические тормозные колодки. На поверхность этой детали укладывается асбестовая фрикционная накладка;
• Гидравлический цилиндр, выполненный как полая труба с помещенными вовнутрь поршнями с заполнением рабочей жидкостью. На цилиндре установлен специальный клапан, который позволяет отводить с полости с тормозной жидкостью лишний газ. Дополняется система уплотнительными манжетами, которые защищают ее от утечки жидкости.
• Нижняя и верхняя стяжная пружина, выполняющие работу «сжатия». В режиме отсутствия инициации торможения эта деталь не позволяет соприкасаться тормозным колодкам с барабаном;
• На задней балке (ступице) колеса монтируется защитный диск;
• Распорная планка изготавливается из металла, выполняется в специфической конфигурации со специальными отверстиями. С помощью устройства производится установка механизма именуемого «самоподвод». Помимо этого, данная деталь задействует установленную на другом колесе пару тормозных колодок, что обеспечивает функционирование стояночного тормоза. Предусмотрено наличие распорной планки в случае с одним тормозным цилиндром.
• Корпус защитного диска с расположенными внутри двумя эксцентриками носит название механизм «самоподвода». Он задействуется в случае износа фрикционных накладок на тормозных колодках для разведения в состоянии «покоя».

Из чего состоит барабанный тормоз

В состав типичного механизма, использующего барабаны, входят следующий узлы и детали:

• тормозной щит, к которому крепятся все составляющие, кроме барабанов;
• барабаны, представляющие собой закрытые с одного торца металлические цилиндры, высота которых значительно меньше диаметра;
• колодки, располагающиеся внутри барабанов, укреплённые на тормозных щитах с некоторой степенью свободы;
• тормозные рабочие цилиндры, один на колесо или два, по одному на каждую колодку;
• опоры колодок, подпружиненные стойки и прочие крепёжные элементы;
• при наличии ручного тормоза – распорная планка и рычаг;
• стяжные пружины, прижимающие колодки к упорам и поршням гидроцилиндров.

Щит крепится на кулаке подвески или чулке неразрезного моста. К нему подходят трубопроводы гидропривода, тросы стояночного тормоза, кабели датчиков системы ABS. Барабан жёстко крепится к фланцу полуоси или ступице колеса.

Принцип работы барабанных тормозов

В основе принципа работы барабанного тормоза лежит возникновение торможения автомобильного средства после нажатия воителем на соответствующую педаль. Механизм заключается в следующем:

1. Тормозные колодки разводятся, преодолевая сопротивление пружин, стягивающих их в результате давления тормозной жидкости на поршни, расположенные в тормозном цилиндре;
2. Скорость вращения барабана снижается благодаря плотному прилеганию фрикционными накладками на поверхности колодок к рабочей его области, что способствует снижению частоты вращения колес.

При наличии в тормозном механизме пары цилиндров существенно повышается его эффективность.

Когда нужно обслуживать тормозную систему?

Система торможения легкового авто нуждается в ежедневной проверке. Нужно проверять герметичность трубопроводов и пневмопривода, мягкость рабочего хода педали, время работы стояночного тормоза. Перед началом движения обязательно фиксируйте уровень ТЖ. При необходимости смазку нужно долить.

Помимо ежедневного осмотра каждые 100 тыс. км пробега или раз в 5 лет нужно проводить техническое обслуживание тормозных механизмов системы и менять детали с износом. Если вы ездите в тяжелых условиях, не стоит смотреть на сроки, установленные производителем. В городе с частыми остановками на светофорах колодки стираются до критического значения уже при 10 тыс. км пробега. В сельской же местности они могут «служить» до 50 тыс. км. Лучше не допускать критичного износа и ехать в сервис ранее установленного срока. Остаточная толщина колодки не должна быть менее 2 мм, а её металлическая часть – вплотную прилегать к диску.

Наши цены

Качество балансировки колес

Расточка

Мы выяснили, как часто необходимо делать балансировку колес. Теперь разберемся в вопросе качества этой процедуры.

В общем случае качество выполняемых работ зависит от используемого оборудования, степени его износа, а также от опыта и профессионализма работников автосервиса.

Стенды для балансировки бывают мобильными и стационарными. Стационарное оборудование применяется в случаях, когда нужно отбалансировать снятые с автомобиля колесные диски. На мобильных станках можно делать балансировку, не снимая колеса с автомобиля. Считается, что переносные стенды используют для финишных работ, когда есть возможность учитывать особенности ступицы и тормозного диска. По этой причине проверку на мобильном оборудовании делают после выполнения процедуры на стационарном стенде.

Балансировочные грузики крепятся снаружи и изнутри диска либо только со внутренней его стороны. Последнему варианту часто отдается предпочтение, чтобы сохранить привлекательный внешний вид колесного диска.

Важно делать установку грузов на диске рядом друг с другом, но учитывать при этом их суммарный вес — он не должен превышать 60 г. Если это значение превысило максимально допустимое, проблема может быть связана с дефектом резины или диска

Положительный эффект от балансировки достигается только тогда, когда выявленные дефекты устранены

Положительный эффект от балансировки достигается только тогда, когда выявленные дефекты устранены.

Иногда проблема заключается и в самом балансировочном стенде (например, случилась выработка крепления). Балансировка в таком случае будет гораздо менее точной. Выработка крепления колесных дисков происходит из-за деформации посадочных конусов, которые приобретают эллиптическую форму. Данный дефект станка встречается чаще других, и он напрямую влияет на эффективность производимых работ.

Из других неполадок оборудования — нарушенная работа имеющихся в нем подшипников. Поврежденный подшипник создаст периодическое биение, что в свою очередь негативно повлияет на работу датчиков, которые будут давать неверную информацию. Делать балансировку на таком станке нельзя.

Наибольшей эффективностью обладает современное оборудование с компьютерным управлением. Оно позволяет балансировать диски с использованием системы разнесенных грузов и благодаря современному программному обеспечению справляется даже с крайне разбалансированными дисками.

Калибровка балансировочного стенда также влияет на качество выполнения процедуры. Стенды могут калиброваться в 1, 5 и 10 г. Чаще всего используется калибровка в 5 г, дающая хороший результат для большинства популярных моделей автомобилей.

Приемлемый результат дает оборудование, откалиброванное и в 10 г. Реже делают калибровку в 1 г. Она нужна лишь в случае частой эксплуатации автомобиля на высоких скоростях (более 200 км/ч).

Неисправности

Существует семь главных проблем:

Износ барабана либо колодок. Наиболее опасным будет одновременный износ этих деталей, тогда колесо может просто заблокировать намертво. При небольшом износе барабанных стенок нужна его проточка, чтобы сточить бортики и подравнять поверхность. После этого следует выполнить регулировку системы натяжения колодок. Замену их делают когда:

1. Для наклеенных толщина фрикционного слоя достигла 1,6 миллиметров.
2. Для приклепанных накладок износ достигает 0,8 миллиметра от заклепки.Перекашивание колодок довольно частая причина повреждения барабана, его неравномерного стачивания, в результате которого приходится его заменить.

• Ломаются пружины, стойки или распорные планки.
• Разрыв тросика либо отламывание рычажка ручного тормоза
• Отслоение накладок от колодок
• Разрушение манжета, задир цилиндра, разрыв шланга, разгерметизация трубопровода, в результате происходит утечка жидкости из системы и её завоздушивание. Появляются отказы тормозов.
• Коррозия пружин, в результате которой они не работают как положено.

Чтобы избежать неприятностей, связанных с неисправностями тормозной системы рекомендуется:

Проверять состояние накладок каждые 20 тысяч пробега, при необходимости менять, ремкомплект задних колодок покупаете в магазине

Тут важно не ошибиться с маркой и моделью, похожесть с толку сбивает, поэтому лучше с собой иметь старые колодки для образца

Обращать внимание на потеки и пятна на земле, там где стоял ваш автомобиль. Смотреть за уровнем тормозухи внутри бачка на главном цилиндре

Уход за барабанной тормозной системой

Основными элементами устройства являются колодки и тормозные цилиндры. Главной заботой автовладельца становится своевременная замена износившихся фрикционных элементов, осмотр и ремонт испорченных ТЦ, регулировка зазоров внутри барабана и настройка стояночного тормоза.

О необходимости замены колодок говорит их истончение до критических показателей 0,8-1,6 мм. Определить степень износа поможет специальное сервисное отверстие, расположенное на внутренней стороне щита.

В случае утечки тормозной жидкости и/или завоздушивания гидросистемы педаль тормоза может стать мягкой, «проваливаться». В таком случае необходимо прокачать тормоза.

Регулировка

Под регулировкой барабанных тормозов понимают в основном настройку необходимого зазора между накладками колодок и стенкой барабана.

Но в некоторых случаях устройство заклинивает и настройку производит вручную. Лучше доверить это дело профессионалам, но в общих чертах процесс выглядит так:

1. Снять барабаны с колес.
2. Вскрыть его.
3. Проверить зазор. Если надетый на колодки барабан болтается, то это означает, что зазор слишком большой.
4. Механизм подводки регулируется вручную. Для работы используют две длинные отвертки. Колесико подкручивают, сжимая и разжимая колодки. При каждом сжатии и разжатии колесико продвигается на один зубчик. Если этого не происходит, то следует снять и прочистить все элементы устройства.
5. Раздвинув регулятор на 4-5 зубцов, вставить колодку в барабан. Дернув «ручник», центрировать колодки и снова снять барабан.
6. Если зазор надо уменьшить, требуется повторить процедуру.
7. В отрегулированном варианте колодки должны входить в барабан с трудом, но при установке в рабочее положение колесо идет легко.

Настройка стояночного тормоза производится прокруткой регулировочной гайки, находящейся на распорной планке, пока колесо вращается. Прокручивание продолжается до полной остановки колеса, а затем гайка отворачивается в противоположную сторону от 3 до 5 раз в зависимости от рекомендаций производителя.

Стоимость обслуживания

Цены на услуги станций технического обслуживания зависят от марки автомобиля, сложности работы, а также региона.

Примерные расценки в Москве можно посмотреть в таблице.

Устройство и принцип работы дисковых тормозов

Конструкция дисковых тормозов хорошо показана на рисунке выше. Так же, как и в барабанном тормозе, элемент к которому прикладывается тормозное усилие – диск, жёстко закреплён на ступице колеса и имеет с ним общую ось вращения. Но, в отличие от барабанного, в дисковом тормозе усилие прикладывается не к торцевой, а к боковым поверхностям тормозного диска.

На неподвижной относительно вращающегося колеса части закреплён суппорт – устройство для размещения рабочего гидроцилиндра и тормозных накладок, и перемещения последних по направляющим в заданном диапазоне.

Накладки расположены с двух сторон относительно плоскости вращения диска и как бы клещами зажимают его при торможении. На следующем рисунке представлена упрощённая схема выделения и рассеивания тепла в дисковых тормозах.

В отличие от барабанных тормозов тепловые потоки здесь направлены встречно, а отвод тепла происходит сразу в окружающую среду. Для более эффективного отвода тепла на поверхности тормозных дисков создают рисунок из канавок и сквозные отверстия.

Материалы, из которых изготавливают рабочие поверхности дисковых тормозов, аналогичны материалам для тормозов барабанных. Но, в связи с большей нагруженностью, они должны отвечать более жестким требованиям по физико-механическим характеристикам.

Наглядно работа дисковых тормозов показана на видео в конце статьи. Также авторы видеоматериала с помощью профессиональных технических средств сравнили эффективность барабанных и дисковых тормозных механизмов.

Как происходит торможение?

В момент нажатия на педаль тормоза, в системе создается давление рабочей жидкости, которая «давит» на поршни, тем самым приводя в рабочее состояние тормозные колодки. После этого колодки расходятся в стороны, прижимаясь (плотно) к рабочей поверхности барабана. Колесо замедляет свой ход и автомобиль останавливается. Когда цилиндрик один, как в нашем случае, то на верхние концы колодок «давит» именно он, а нижние края просто попадают в упор, которые есть на заднем диске.

Если система оснащена двумя цилиндриками то такой тормозной механизм считается, более эффективной. В данном случае вместо упора установлен второй цилиндрик, тем самым увеличивается площадь соприкосновения тормозной колодки с рабочей поверхностью барабана.

Надо отметить, что если барабанный тормоз установлен на задних колесах автомобиля, то он еще и реализовывает функцию стояночного тормоза.

Видео о том, как работает тормозной барабан на автомобиле:

Разбираем по полочкам

Задние барабанные тормоза можно встретить на большинстве автомобилей отечественного производства. Наряду с дисковыми тормозами, которые устанавливаются спереди, они успешно функционируют на машине и не выходят из строя, сколько бы много ни проехало авто.

Сколько бы ни говорили о том, что тормозной барабан куда хуже дискового, эта конструкция, похоже, еще долгие годы не изживет себя и будет отличным решением для удешевления готового автомобиля, который сходит с конвейера.

Трудно сказать, сколько составляет такое давление, но совершенно точно можно установить, что температура механических элементов иногда доходит до сотен градусов. Однако, сколько бы велика ни была температура, барабан в обязательном порядке оборудуется системой вентиляции. Такая система не позволяет температуре выходить за необходимые пределы, а потому барабан ходит вплоть до сотни тысяч километров пробега.

Когда колодка трется о внутренний диаметр устройства барабана, нельзя не сказать о том, что этот диаметр подвергается постепенному износу. Виной тому постоянное трение и повышение температуры, которое в конечном счете приводит к истощению стенок и значительному изменению их размера

С этой целью важно постоянно контролировать, чтобы диаметр, который имеет тормозной барабан, всегда находился в пределах нормы. О том, какой негативный эффект влечет за собой несвоевременное обслуживание, напоминать не стоит: критическое изменение размера барабана приведет к выводу системы из строя. Сколько бы сильно ни приходилось нажимать на педаль, колодка с большим усилием прижимается к барабану по всему его диаметру при помощи специальных пружин, которые имеют крепление к суппорту

За счет этого создается равномерное трение, и колодка прижимается достаточно плотно. Регулируя усилие нажатия на педаль, можно с легкостью контролировать силу, с которой колодка прижимается к барабану. Таким образом, тормозной барабан подвергается сильнейшему воздействию, за счет которого выделяется тепловая энергия, и машина постепенно снижает скорость и останавливается

Сколько бы сильно ни приходилось нажимать на педаль, колодка с большим усилием прижимается к барабану по всему его диаметру при помощи специальных пружин, которые имеют крепление к суппорту. За счет этого создается равномерное трение, и колодка прижимается достаточно плотно. Регулируя усилие нажатия на педаль, можно с легкостью контролировать силу, с которой колодка прижимается к барабану. Таким образом, тормозной барабан подвергается сильнейшему воздействию, за счет которого выделяется тепловая энергия, и машина постепенно снижает скорость и останавливается.

Преимущества

Барабанные тормоза используются в большинстве тяжелых грузовиков, автобусах, некоторых средних и легких грузовиках, а также в некоторых автомобилях, мотоциклах для бездорожья и квадроциклах. Барабанные тормоза часто применяются к задним колесам, поскольку большая часть тормозного усилия создается передними тормозами транспортного средства, и поэтому тепло, выделяемое задними колесами, значительно меньше. Барабанные тормоза позволяют просто установить стояночный тормоз.

Барабанные тормоза также иногда используются в качестве стояночного (и аварийного) тормоза, даже когда задние колеса используют дисковые тормоза в качестве основных тормозов. Во многих задних дисковых тормозных системах используется стояночный тормоз, в котором поршень в суппорте приводится в действие кулачком или винтом. Это прижимает колодки к ротору. Однако этот тип системы значительно усложняется, когда в задних дисковых тормозах используются фиксированные многопоршневые суппорты. В этой ситуации небольшой барабан обычно устанавливается внутри или как часть тормозного диска. Этот тип тормоза также известен как тормоз банксии.

В гибридных автомобилях и электромобилях износ тормозных систем значительно снижается за счет двигателей-генераторов с рекуперацией энергии (см. Рекуперативное торможение ), поэтому некоторые гибридные автомобили, такие как GMC Yukon Hybrid , Toyota Prius (кроме третьего поколения) и Volkswagen ID. 3 и ID.4 используют барабанные тормоза на задних колесах.

Дисковые тормоза зависят от гибкости уплотнений суппортов и небольшого биения при отпускании колодок, что приводит к лобовому сопротивлению, потере расхода топлива и образованию задиров на дисках. Возвратные пружины барабанного тормоза обеспечивают более позитивное действие и, при правильной настройке, часто имеют меньшее сопротивление при отпускании. Однако можно разработать специальные уплотнения, которые втягивают поршень дискового тормоза.

Барабанные тормоза выделяют меньше твердых частиц (PM), чем дисковые тормоза, поскольку частицы износа в основном запечатаны. Однако в этом отношении они не лучше тормозов без трения .

Некоторые более мощные барабанные тормозные системы компенсируют нагрузку при определении давления в колесном цилиндре; особенность, редко встречающаяся при использовании дисков ( системы используемые на автомобилях Citroën, регулируют тормозное давление в зависимости от нагрузки, независимо от того, используются ли барабаны или диски). Одним из таких автомобилей является Jeep Comanche . Comanche может автоматически передавать большее давление на задние барабаны в зависимости от размера груза. Большинство других производителей уже несколько десятилетий используют клапаны измерения нагрузки в гидравлической системе задней оси.

Из-за того, что площадь фрикционного контакта барабанного тормоза находится на окружности тормоза, барабанный тормоз может обеспечивать большее тормозное усилие, чем дисковый тормоз того же диаметра. Увеличенная площадь фрикционного контакта колодок барабанного тормоза с барабаном позволяет колодкам барабанного тормоза прослужить дольше, чем колодки дискового тормоза, используемые в тормозной системе аналогичных размеров и тормозного усилия. Барабанные тормоза сохраняют тепло и являются более сложными, чем дисковые тормоза, но часто являются более экономичным и мощным типом тормозов для использования в задних тормозах из-за низкого тепловыделения задних тормозов, самозатягивающегося характера барабанного тормоза, большей площади контакта с поверхностью трения. , а также долговечные характеристики износа (% использованного ресурса / кВт тормозной мощности).

Перечислить преимущества барабанных тормозов:

• дешевле производить
• немного меньшая частота обслуживания из-за лучшей коррозионной стойкости по сравнению с дисками.
• встроенный эффект самообеспечения требует меньшего входного усилия (например, гидравлического давления).
• колесные цилиндры несколько проще ремонтировать по сравнению с суппортами.
• небольшая экономия веса, в первую очередь за счет гораздо меньших и легких гидроцилиндров по сравнению с суппортами.

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.

Что лучше механика или гидравлика?

Устройство гидравлической и механической систем по многим моментам похоже. Однако, сравнить по отдельным пунктам не помешает. Вот список основных характеристик:

• Цена. Гидравлика дороже механической системы. В особенности, это касается топовых моделей велосипедов;
• Масса, размеры. Механика более громоздкая, тяжеловесная и массивная;
• Модуляция, мощность. Гидравлика в этом отношении на порядок лучше механики. Механические тормоза также функционируют неплохо, но они по своим характеристикам не слишком превосходят качественные ви-брейки. Гидравлика не требует никаких усилий при производстве торможения, не в пример механике;
• Настройка. Конечно, гидравлическая система для велика сложнее, зато не требует постоянной подстройки. Это лучше и удобнее. Механику надо периодически подстраивать, поскольку тормозные колодки изнашиваются;
• Ремонтопригодность велосипеда. В этом отношении, как говорится, все сложно. Чтобы отремонтировать механическую систему, нужны оригинальные комплектующие. Восстановление гидравлики велобайка требует определенных знаний. Кроме того, механика надежнее.

Как видите, гидравлическая система велосипеда по многим характеристикам превосходит «механику», но она более сложная и дорогостоящая. Что же касается механики, то она более простая, надежная, но по эксплуатационным свойствам ненамного лучше привычных ободных тормозов.

Преимущества и недостатки барабанных тормозных механизмов

Конструкция «барабанов» хоть и использовалась на автомобилях долгие годы, обладает недостатками, обусловленными строением механизма.

Преимущества барабанные тормозов:

• внутренние компоненты защищены от грязи и влаги, что продлевает их эксплуатацию;
• высокие температуры оказывают на барабан меньшее влияние, чем на тормозные диски в дисковых устройствах;
• большая рабочая поверхность колодок, изнашиваются медленнее.

Минусы:

1. Эффективность тормозов барабанного типа ниже, чем у дисковых, по причине нестабильности контакта колодок со стенками барабана.
2. Закрытость механизма с одной стороны защищает элементы тормоза, с другой – приводит к сложностям в эксплуатации: перегрев (отсутствие обдува); необходимость просушивать при попадании большого количества воды (проезд брода); снижение сцепления колодок и барабана из-за частиц истертого фрикционного покрытия (остается внутри корпуса).
3. Устройство обладает большим весом, что утяжеляет машину и увеличивает расход топлива.
4. Слишком большое давление цилиндров на колодки может привести к разрыву чаши.
5. В холодное время года при использовании «ручника» колодки могут примерзнуть к барабану.

Барабанные тормоза: устройство

В состав конструкции подобного вида тормозов входят:

• сам барабан, выполненный из особо прочного чугуна, закрепляемый на валу (в него вставляется подшипник, что осуществляется под высоким давлением) или ступице (с внутренней стороны он подвергается тщательной шлифовке, что является необходимым условием, поскольку этому элементу предстоит в ходе работы постоянно соприкасаться с другими компонентами системы);
• тормозные колодки, имеющие форму полумесяца, на поверхность которых накладывается прокладка, изготовленная из асбеста;
• гидравлического цилиндра, представляющего собой полую трубу с поршнями. На нём имеется клапан, отводящий из полости газ, и манжеты, предотвращающие возможную утечку жидкости;
• две стяжные пружины, не позволяющие барабану колодкам соприкасаться друг с другом в моменты, когда торможение отсутствует;
• защитный диск, расположенный на задней ступице;
• сделанная из металла распорная планка, задействующая тормозные колодки, которые, в свою очередь, обеспечивают исправную работу ручного тормоза;
• механизм «самоподвода» или корпус диска с парой эксцентриков, вступающий в работу в случае естественного износа накладок на колодках, необходимое для их разведения, когда они находятся в состоянии покоя.