Устройство тормозной системы

Назначение тормозной системы

Тормозная система предназначена для снижения скорости движения и полной остановки (экстренной) автомобиля, а также для удержания на месте неподвижно стоящего автомобиля.

Процесс торможения движущегося автомобиля заключается в создании искусственного сопротивления этому движению. Обычно уменьшение скорости автомобиля вплоть до полной его остановки осуществляется путем создания тормозных сил в контакте колес с дорогой, направленных в сторону, противоположную движению. Тормозные силы необходимы и для удерживания автомобиля на месте.

Тормозная сила создается путем торможения колеса специальным, обычно фрикционным, устройством — тормозным механизмом. Наиболее высокая эффективность торможения требуется в экстренных случаях. Именно на это должна быть рассчитана тормозная система, хотя они составляют не более 1—3% от общего числа использования тормозной системы.

Устройство тормозной системы делится на:

Рабочая тормозная система позволяет водителю снижать скорость движения автомобиля и останавливать его при обычном режиме эксплуатации.

Схема рабочей тормозной системы  автомобиля:

1 — тормозной диск колеса;
2 — скоба тормозного механизма передних колес;
3 — передний тормозной контур;
4 — главный тормозной цилиндр;
5 — бачок с датчиком аварийного падения уровня тормозной жидкости;
6 — вакуумный усилитель;
7 — толкатель;
8 — педаль тормоза;
9 — выключатель света торможения;
10 — тормозные колодки задних колес;
11 — тормозной цилиндр задних колес;
12 — задний контур;
13 — кожух полуоси заднего моста;
14 — нагрузочная пружина;
15 — регулятор давления;
16 — задние тросы;
17 — уравнитель;
18 — передний (центральный) трос;
19 — рычаг стояночного тормоза;
20 — сигнализатор аварийного падения уровня тормозной жидкости;
21 — выключатель сигнализатора стояночного тормоза;
22 — тормозная колодка передних колес.

Запасная тормозная система позволяет водителю уменьшать скорость движения автомобиля и останавливать его при неисправности рабочей тормозной системы. С целью упрощения конструкции отдельная (автономная) запасная система практически не применяется. Обычно ее роль выполняют оставшиеся исправные части (контуры привода) рабочей тормозной системы или специальным образом спроектированная стояночная тормозная система. Часто на больших автомобилях для повышения надежности используют одновременно оба указанных технических решения.

Стояночная тормозная система позволяет удерживать автомобиль в неподвижном состоянии на наклонной поверхности и при отсутствии водителя.

Вспомогательная тормозная система предназначена для длительного поддержания постоянной скорости, в основном на затяжных спусках. Используемые в остальных тормозных системах фрикционные тормозные механизмы при длительной работе перегреваются и резко снижают эффективность торможения. Поэтому на некоторых типах автомобилей (автобусы, грузовые автомобили большой грузоподъемности) для поддержания безопасной скорости на длительных спусках применяют вспомогательные механизмы, так называемые тормоза-замедлители.

Автоматическая тормозная система — оборудование, автоматически затормаживающее прицеп при его случайном отделении от тягача.

Содержание:

1. Привод тормозной системы

1.1 Системы тормозов

1.2 Приводы тормозных механизмов

1.3 Механический привод тормозов

1.4 Гидропривод тормозов

1.5 Пневмопривод тормозов

1.6 Усилители тормозных приводов

1.7 Двухконтурные тормозные приводы

1.8 Многоконтурные тормозные приводы

1.9 Приборы тормозного пневмопривода

1.10 Двухсекционный тормозной кран

1.11 Кнопочный тормозной кран

1.12 Двухпроводный привод

1.13 Защитные устройства пневматических приводов

1.14 Механизмы пневматических тормозных приводов

2. Тормозная система и ее обслуживание

2.1 Как подобрать тормозную жидкость

2.2 Какой ресурс тормозных колодок?

2.3 Как работает АБС

2.4 Устройство антиблокировочной системы

2.5 Стояночная тормозная система

2.6 Как менять тормозные колодки самому

Общие сведения о тормозных системах транспортных средств

Тормозная система предназначена для снижения скорости движения ТС с желаемой интенсивностью вплоть до его полной остановки или удержания на месте при стоянке.

Государственным стандартом установлено наличие нескольких тормозных систем на ТС:

• рабочей, используемой для снижения скорости движущегося ТС вплоть до полной остановки
• стояночной, служащей для удержания ТС на месте при стоянке (например, на уклоне)
• запасной, приводимой в действие при выходе из строя рабочей тормозной системы

Кроме этого устанавливают вспомогательную тормозную систему, применяемую при длительном торможении, например при торможении на затяжном пологом спуске в горных районах. Для этих целей используются так называемые тормоза-замедлители, которыми оборудованы автомобили большой грузоподъемности (КрАЗ, КамАЗ, МАЗ и др.)- Некоторые зарубежные автомобили имеют гидрозамедлители, развивающие тормозную мощность до 700 кВт. Их устанавливают в трансмиссии автомобилей большой грузоподъемности, как правило, в задней части КП. Гидрозамедлители работают по принципу преобразования энергии.

У автопрездов имеется тормозная система прицепа (или полуприцепа), служащая для снижения скорости прицепного (прицепных) звена (звеньев) и автоматического торможения прицепа при обрыве сцепки с тягачом. Управление тормозной системой прицепа осуществляется от рабочей тормозной системы тягача.

Торможение любых ТС обеспечивается созданием искусственного сопротивления вращению колес автомобиля или ведущих колес (звездочек) гусеничных машин. Тормозная система состоит из тормозных механизмов, непосредственно осуществляющих торможение колес или одного из валов трансмиссии, и их привода. Об эффективности действия тормозных систем судят по тормозному пути ТС от начала работы тормозной системы до полной остановки машины.

По конструкции вращающихся деталей тормозных механизмов колесных ТС различают барабанные и дисковые тормоза, а по месту установки — колесные и трансмиссионные.

На автомобилях обычно применяются барабанные тормоза колодочного типа, а на гусеничных машинах — в основном ленточного типа. На любых ТС широко используются и дисковые тормоза.

Тормозные приводы по виду рабочего тела, применяемого для управления тормозными механизмами, подразделяют на:

• пневматические
• гидравлические
• комбинированные

Для стояночных тормозов используются механические приводы.

Вспомогательная тормозная система — Энциклопедия журнала «За рулем»

Вспомогательная тормозная система, ограничивающая скорость движения автомобиля на длительных спусках, выполняется не зависимой от других тормозных систем. Транспортное средство при движении под уклон начинает постепенно разгоняться, достигая скорости, опасной с точки зрения водителя для безопасного движения. Водитель притормаживает, используя рабочую тормозную систему, снижая скорость до безопасной. Через некоторое время автомобиль вновь разгоняется и цикл притормаживания повторяется. За путь движения с перевала длиной 5–20 км циклы притормаживания рабочей системой многократно повторяются. Это сопровождается износом шин, тормозных накладок и — самое главное — увеличением температуры тормозных механизмов, в первую очередь тормозных накладок. При разогреве накладок тормозных механизмов снижается коэффициент трения накладки о тормозной барабан, а следовательно, и тормозная эффективность тормозного механизма. В результате эффективность торможения автомобиля в начале спуска с горы и в конце, при прочих равных условиях, совершенно различная. Резкое ухудшение тормозных свойств автомобиля с горячими тормозными механизмами может привести к дорожно-транспортному происшествию с тяжелыми последствиями.
Поэтому была разработана для тяжелых автомобилей и автопоездов такая тормозная система, которая обеспечивает длительное движение на спуске с небольшой постоянной скоростью без использования (и разогрева) механизмов рабочей тормозной системы. Последние должны оставаться в холодном состоянии и готовности выполнить в любой момент торможение с максимальной эффективностью.
Такой системой является вспомогательная (второе название — износостойкая) тормозная система. Вспомогательная система не может снизить скорость автомобиля до нуля.
По нормативным документам эффективность вспомогательной тормозной системы считается достаточной, если на уклоне в 7 % длиной 7 км скорость автомобиля поддерживается на уровне (30±5) км/ч.
Конструктивно вспомогательная тормозная система выполняется сейчас тремя способами: моторный тормоз, гидравлический тормоз-замедлитель и электрический тормоз-замедлитель. Следует иметь в виду, что в качестве тормоза-замедлителя на каждом автомобиле можно использовать двигатель, работающий на режиме холостого хода (так называемое торможение двигателем). Тормозной момент, создаваемый в этом случае двигателем, увеличивается при включении низших передач в коробке. Однако тормозной момент, развиваемый двигателем, работающим на холостых оборотах, небольшой и не обеспечивает необходимого замедления автомобиля большой массы.
Более эффективный моторный тормоз (горный тормоз) представляет собой двигатель автомобиля, оборудованный дополнительными устройствами выключения подачи топлива и поворота заслонок в выпускном трубопроводе, создающих дополнительное сопротивление. При торможении водитель с помощью пневматического привода поворачивает заслонку в трубе глушителя в закрытое положение и перемещает рейку топливного насоса высокого давления в положение нулевой подачи топлива в двигатель. Вследствие этих действий двигатель автомобиля глушится (но вращение коленчатого вала не прекращается) и становится невозможным выпуск воздуха из цилиндров через выпускной тракт. В такте выпуска поршень стремится вытолкнуть воздух через выпускной трубопровод. При этом поршень испытывает сопротивление, многократно сжимая воздух. Следствием этого сопротивления перемещению поршня является замедление вращения коленчатого вала, и, следовательно,передача от него через трансмиссию тормозного момента к ведущим колесам автомобиля.

Гидравлический тормоз-замедлитель:
1— корпус;
2 — лопастное колесо

Гидравлический тормоз-замедлитель представляет собой устройство из двух лопастных колес, не связанных жестко друг с другом, но расположенных друг напротив друга на небольшом расстоянии. Лопастные колеса установлены в отдельном корпусе или встроены в гидромеханическую передачу (ГМП). Одно лопастное колесо установлено на вале трансмиссии, например на карданном, и вращается вместе с ним, а второе колесо неподвижно и соединено с корпусом тормоза. Для создания сопротивления вращению карданного вала корпус с помощью специального насоса наполняется маслом. Масло разгоняется лопастями вращающегося колеса, перетекает на лопасти неподвижного колеса, где его скорость резко замедляется и затем повторно поступает на лопатки вращающегося колеса. При попадании масла на лопатки быстро вращающегося лопастного колеса вращение последнего замедляется, а образующийся тормозной момент через трансмиссию подводится к ведущим колесам автомобиля. Нагреваемое в корпусе тормоза-замедлителя масло охлаждается в специальном радиаторе. Для выключения тормоза масло удаляют из корпуса. Гидрозамедлитель может обеспечить несколько ступеней интенсивности торможения, если устанавливается перед коробкой передач. Чем ниже передача, тем эффективнее происходит торможение.

Электрический тормоз-замедлитель:
1 — ротор;
2 — обмотки статора

По аналогичному принципу работает и электрический тормоз-замедлитель. На автомобилях с механической трансмиссией он выполняется в отдельном корпусе. С карданным валом или любым другим валом трансмиссии соединен вращающийся ротор замедлителя, а в корпусе закреплены неподвижные обмотки статора. При подаче напряжения на обмотки статора возникает магнитное силовое поле, препятствующее свободному вращению ротора. Образующийся тормозной момент через трансмиссию подводится к ведущим колесам автомобиля, аналогично гидравлическому тормозу-замедлителю.
Также следует отметить, что на прицепах и полуприцепах при необходимости также может устанавливаться тормоз-замедлитель. Он может быть электрического или гидравлического типа. Для этого одна из осей конструктивно должна быть выполнена с полуосями, между которыми устанавливается замедлитель. Включение и выключение замедлителя производится водителем из кабины тягача.

Виды современных тормозных систем

Инженеры справедливо называют тормозную систему автомобиля основной составляющей любого транспортного средства. Задачей этого устройства является обеспечение безопасности во время движения. Имея в распоряжении тормоз, водитель может вовремя замедлить ход, либо же остановить машину полностью. Дополнительные системы активно помогают при езде и во время стоянки транспорта. Если изучить исключительно механические компоненты, ничего сложного в системе торможения вы не увидите. Она состоит преимущественно из привода и исполнительных механизмов. Этот принцип устройства применяется на всех тормозах. Но современные автомобили пошли намного дальше. Производители начали использовать вспомогательные системы, с помощью которых удалось повысить эффективность работы тормозов.

Виды

Для начала нужно познакомиться с видами тормозных систем, которые используются на транспортных средствах. Тормоза используются с самого появления первых машин. Тогда конструкция была предельно простая и примитивная. Но и её хватало для обеспечения эффективного торможения из-за малой максимальной скорости. Но постепенно машины становились быстрее. Это заставило производителей разрабатывать более действенные и сложные тормозные механизмы. Если говорить о разновидностях, то классификация тормозных систем для автомобилей предусматривает несколько разных решений в зависимости от:

• назначения;
• привода;
• рабочих механизмов.

Поскольку в торможении принимает участие целый ряд элементов и агрегатов, нужно понять, чем системы друг от друга отличаются.

Назначение

Начнём с назначений и типов тормозных систем. Легковые машины предусматривают использование рабочего и стояночного тормоза. В роли дополнительных устройств выступают резервные и горные системы торможения. Рабочий тип тормозной системы легковых автомобилей замедляет движение транспорта и позволяет полностью остановиться. Особенностью является то, что интенсивность снижения скорости напрямую зависит от того, как сильно водитель нажимает на соответствующую педаль. Название стояночного тормоза говорит само за себя. С его помощью машина блокирует любые возможные перемещения, находясь на стоянке. Колёса обездвиживаются, а потому исключается произвольное движение, которое может возникнуть при нахождении ТС на каком-нибудь склоне.

Резервные или аварийные тормоза служат в качестве вспомогательного механизма на тот случай, когда ломается основной агрегат. У большинства легковых машин запасной аварийный тормоз преимущественно отсутствует, а вместо него эта роль передаётся стояночной системе. Горные тормоза актуально применять в конструкции грузовых машин. Такая система позволяет принудительно сбросить обороты двигателя, когда грузовой транспорт движется с горы. Так замедляется движение авто без применения основного рабочего тормоза. Это полезное решение, поскольку исключается перегрев и предотвращается возможный отказ главной системы.

Привод

Также тормозные системы различают в зависимости от того, какой тип привода на каждой из них используется. Задачей привода является передача усилия рабочих механизмов, либо же выполнение тех или иных действий с компонентами системы, отвечающей за торможение. Привод бывает:

• механическим;
• гидравлическим;
• пневматическим;
• комбинированным.

В механических системах воздействие на рабочие узлы осуществляется с помощью тяг, рычагов и специальных тросов. В обычных тормозах этот привод практически не применяется. Зато часто оказывается в составе стояночного тормоза. Гидравлические приводы являются наиболее распространёнными при создании легковых машин. Основой его работы является физическое свойство жидкости, которое заключается в её несжимаемости. С её помощью усилие довольно легко передаётся на рабочие механизмы, а потому водителю не приходится сильно давить на педаль.

Пневматический привод получил широкое распространение в конструкции грузовых машин. Рабочим телом тут является сжатый воздух, нагнетание которого осуществляется за счёт использования компрессора. Когда водитель давит на педаль, открываются специальные каналы. По ним воздух идёт в камеры, непосредственно связанными с рабочими тормозными механизмами. Комбинированный привод актуален для спецтехники. Особенностью системы является одновременное использование разных приводов. На легковых машинах не устанавливается.

Рабочие механизмы

Рабочий механизм нужен для того, чтобы оказывать воздействие на автомобильные колёса, замедляя скорость их вращения. Потому это главные компоненты всей системы. Их делят на ленточные, дисковые и барабанные. Ленточные механизмы практически не применяются. Единственным исключением является спецтехника. Суть заключается в том, что на ось, предназначенную для передачи вращений на колёса, устанавливается барабан с лентой. Когда водитель тормозит, лента натягивается, и за счёт силы трения скорость вращения барабана падает. Дисковые механизмы оказались самыми распространёнными среди легковых транспортных средств. Основным элементом является диск, который жёстко фиксируют на ступице колеса.

Привод имеет непосредственную связь с суппортом, стоящем на диске торможения. Здесь имеются колодки фрикционного типа. Когда нажимается педаль, колодка прижимается к диску, и сила трения способствует замедлению. Если система барабанная, тогда место диска занимает барабан, установленный на ступицу. Внутри барабана есть пара колодок, которые имеют форму полумесяца. Их монтируют на неподвижную часть ступицы. Когда происходит торможение, этот провод разжимает колодки, после чего они начинают прижиматься к барабану, тем самым замедляя скорость его вращения.

Преимущества и недостатки

Поскольку о ленточных приводах говорить не имеет смысла, стоит обсудить сильные и слабые стороны дисковых и барабанных тормозных систем. К достоинствам дисковых решений относят следующие моменты:

• высокий уровень эффективности;
• небольшой вес;
• компактные размеры;
• низкая температура гидравлической жидкости при работе;
• высокие показатели надёжности;
• стабильность.

При этом дисковые тормоза недостаточно хорошо защищены от грязи, которая способна негативно повлиять на работоспособность всей системы. Что же касается барабанных аналогов, то их преимуществами являются:

1. Большие показатели усилия. Это позволяет эффективно использовать барабаны на больших машинах и грузовиках, поскольку их масса внушительная, а потому дисковыми тормозами останавливать подобные транспортные средства сложнее.
2. Длительный срок службы. Внутрь привода не проникает грязь, а потому накладки изнашиваются с меньшей интенсивностью.
3. Доступная цена. Это касается покупки и обслуживания.

Но не всё так идеально с барабанными тормозами. Нельзя забывать про медленную скорость из реакции на нажатие педали, а также вероятность залипания тормозных колодок. Такое происходит, если машину в условиях сильной жары или чрезмерного холода оставляют на улице с включённым ручным тормозом.

Системы безопасности

Современные автомобили оснащаются дополнительным оборудованием, которое призвано повысить безопасность и поднять эффективность основных тормозных механизмов. Многие знают о том, что такое антиблокировочная тормозная система и зачем она нужна. Впервые о ней на практике узнали в 1978 году, когда компания Bosch разработала новинку и запустила её в производство. Тормозная система АБС предназначена для предотвращения блокировки автомобильных колёс, когда водитель резко нажимает на педаль и тормозит. Это позволяет машине сохранять устойчивость даже при условии экстренной остановки. Плюс АБС способствует сохранению управляемости транспортным средством. Но современные тенденции и увеличение скоростей заставили производителей придумывать новые решения для обеспечения надлежащей безопасности. Помимо АБС, которая стала уже стандартным решением на всех машинах, добавили ещё несколько новых систем. А именно:

• Brake Assist;
• Dynamic Brake Control;
• Cornering Brake Control;
• Electronic Brake Force Distribution.

Все эти вспомогательные, но очень полезные дополнительные системы торможения называют сокращённо BA (BAS или EBS), DBC, CBC и EBD.

BA

Чтобы повысить эффективность, после внедрения АБС начали использовать дополнительно тормозные системы EBS. На некоторых автомобилях её называют просто BA или BAS. От названия суть не меняется. Система направлена на снижение времени, необходимого для срабатывания тормозной системы. АБС позволяет максимально повысить эффективность торможения, если педаль тормоза выжата полностью. Но она не активируется, когда педаль нажимают слабо. Усилитель срабатывает в определённых ситуациях и обеспечивает аварийное торможение, если водитель резко жмёт на педаль, но ему не удаётся приложить достаточное усилие. Система измеряет, как быстро и с каким приложенным усилием осуществляется нажатие. Если это нужно, автоматически и моментально увеличивается давление внутри системы торможения до максимальных значений.

Чтобы реализовать такую задумку, в пневмоусилители вмонтировали датчик скорости, который следит за перемещением штока, и электромагнитный тип привода. Когда от датчика поступает сигнал об очень быстром перемещении штока, то есть водитель резко надавить на педаль, включается электромагнит и повышает величину воздействующей на шток силы. Именно это позволяет снизить время торможения, порой спасая водителю жизнь. Современные системы EBS способны запоминать особенности работы с тормозами водителя в обычном режиме, тем самым распознаётся экстренное торможение. Наличие EBS возможно только при условии присутствия на автомобиле ABS, поскольку они тесно взаимодействуют друг с другом.

Если говорить коротко, то EBS служит для додавливания педали тормоза, благодаря чему активируется система ABS. Но при этом EBS не способна распределять усилия на разные колёса. Сейчас ведутся активные разработки усовершенствованной версии этой тормозной системы, позволяющей совместно работать с круиз-контролем, распознавать автоматически препятствия впереди и помогать в сокращении тормозного пути. Специалисты из компании Bosch уверены, что новинка окажется ещё эффективнее стандартного Brake Assist.

DBC

Авторами этой системы торможения выступают инженеры немецкой компании BMW. Чем-то решение напоминает рассмотренный ранее BA. Но немецкая система помогает ускорять и дополнительно усиливать рост давления в приводе тормоза автомобиля при экстренной остановке. Даже если водитель прикладывает небольшое усилие, тормозной путь сокращается до минимума. Автоматическая система считывает информацию о скорости повышения давления и усилии, которое прикладывает водитель. Так компьютер определяет, является ли ситуация опасной. Если да, незамедлительно давление возрастает до максимума, что и позволяет машине затормозить быстрее.

Дополнительно блок управлением считывает данные о скорости движения о степени износа тормозов. DBC основана на принципе гидравлического усиления, в отличие от конкурентов, где применяется вакуумный принцип. Практика показывает, что гидравлика способствует лучшему и более точно распределяемому тормозному усилию при экстренных и аварийных остановках автотранспорта. Электроника DBC напрямую связана с системой стабилизации и ABS.

CBC

Эту систему разработали также баварские специалисты из BMW ещё в 1997 году. Когда авто начинает тормозить, задние колёса на машине разгружаются. Если это торможение происходит в повороте, заднюю ось может занести, поскольку растёт нагрузка на переднюю часть. CBC тесно связана с ABS. Их совместная работа позволяет предотвращать возможный снос задней оси, когда водитель начинает тормозить на входе в поворот. Система оптимально распределяет тормозные усилия. В итоге занос не происходит, даже если водитель плотно и резко зажимает педаль тормоза. Сигналы, идущие от датчиков ABS, передаются на CBC. Также определяется скорость, с которой вращаются колёса. Эти данные позволяют регулировать рост тормозного усилия для каждого из цилиндров. Происходит это так, чтобы нарастание происходило интенсивнее на внешнем переднем колесе, если смотреть относительно поворота. Такой принцип действия позволяет предотвращать заносы. На автомобилях система работает постоянно, но это остаётся незаметным для водителей. Хотя польза от подобного решения огромная.

EBD

Много говорится о системе распределения тормозных усилий EBD, но не каждый точно понимает, что это такое. EBD расшифровывается как электронная система распределения тормозных усилий. Из этого уже становится примерно понятно, какие функции и задачи выполняет система. В автомобилях это решение используется для того, чтобы перераспределять усилия от тормозов между задними и передними колёсами. Плюс система распределения тормозного усилия, или просто EBD, помогает в грамотном автоматическом перенаправлении между левой и правой стороной транспортного средства, опираясь не текущие условия передвижения. ЕБД входит в состав традиционной системы ABS, оснащённой электронным управлением.

Когда машина движется прямолинейно и начинает тормозить, нагрузка перераспределяется. А именно нагружаются передние колёса, а задние наоборот разгружаются. Если у задних тормозов будет аналогичное усилие, как и впереди, значительно возрастёт вероятность возникновения блокировки на задних колёсах. Используя специальные датчики скорости, электронный управляющий блок ABS определяет нужный момент и регулирует усилие. Во многом грамотное распределение зависит от того, какую массу имеет перевозимый груз и как он располагается.

Также ЕБД оказывается полезной при торможении во время входа в повороты. Тогда происходит увеличение нагрузки на внешние колёса относительно поворота и разгрузка внутренних. Тем самым гарантируется защита от возможной блокировки. ЕБД ориентируется на сигналы датчиков, установленных на колёсах, а также датчиков замедления или ускорения. Это позволяет системе определить, какие условия нужно создать для безопасного торможения. Комбинируя разные клапаны, давление рабочей жидкости перераспределяется. В итоге в каждом из колёс отмечается разный показатель давления.

Современные тормозные механизмы сохранили свой изначальный принцип работы. Но новые разработки сумели значительно повысить их эффективность. Теперь машина не просто может затормозить. Она делает это аккуратно, избегая блокировки колёс, заносов и прочих неприятностей, которые могут возникнуть при необходимости экстренно сбросить скорость. Многие недооценивают значимость современных тормозных систем. Хотя именно они во многом помогают уверенно чувствовать себя на дорогах, входить в повороты на солидных скоростях и своевременно останавливаться перед выскочившим впереди препятствием. Наличие всех ассистов тормозной системы постепенно становится обязательным условием при производстве и продаже новых автомобилей. И это абсолютно правильное решение, направленное на повышение безопасности на дорогах и снижение количества аварийных ситуаций или дорожно-транспортных происшествий.

Виды тормозных систем

Функциональным назначением тормозной системы автомобиля является управляемое изменение его скорости вплоть до полной остановки и удержание его (автомобиля) на месте в течение продолжительного периода времени посредством приложения тормозной силы. Реализация указанных функций – главная задача, решаемая с использованием всех существующих видов тормозных систем.

1.    Виды современных тормозных систем

Автомобили, выпускаемые в настоящее время, оснащаются тормозными системами четырех видов:

• Рабочая. Одна из основных систем управления автомобилем в сочетании с обеспечением должного уровня безопасности дорожного движения. Особенно высокие требования предъявляются к надежности и эффективности действия рабочей тормозной системы.

• Стояночная, или ручная. Главной функцией данной системы является предотвращение самопроизвольного движения транспортного средства во время стоянки (остановки).

• Запасная. Сравнительно молодой вид тормозной системы. Применяется в качестве дублера рабочей тормозной системы в случае потери последней работоспособности.

• Вспомогательная. Функциональное назначение – уменьшение нагрузок на рабочую систему транспортного средства в период интенсивного (продолжительного) функционирования. Такой системой оснащаются исключительно большегрузные автомобили.

2.    Устройство тормозной системы автомобиля 

Основными конструктивными элементами тормозной системы любого автомобиля являются тормозные механизмы и приводы, инициирующие их работу (смотри рисунок № 1).

Тормозной механизм – устройство, препятствующее вращению колеса посредством создания между ним и дорожным полотном тормозной силы. Устанавливаются непосредственно на колесах (как передних, так и задних) транспортного средства и классифицируются по типу основного элемента – барабана или диска.

Функциональная задача тормозного привода заключается в эффективной передаче усилия от водителя к тормозным механизмам колес (поз. 1, 4). Его основными элементами служат: тормозная педаль (поз. 9), главный тормозной цилиндр, или ГТЦ, (поз. 6), вакуумный усилитель тормозов, или ВУТ, и соединительных трубопроводов (поз. 2, 3). В качестве рабочей жидкости используется смесь на основе гликоля (тормозная жидкость), аккумулируемая в специальном резервуаре (поз. 5), оснащенном датчиком уровня.

Принципиальная схема автомобильной тормозной системы выглядит следующим образом.

3.    Принцип работы тормозной системы автомобиля

Функционирование рабочей тормозной системы транспортного средства основано на принципе изменения давления рабочей жидкости в ее контуре. Водитель, нажимая на тормозную педаль в салоне автомобиля, приводит в действие поршень ГТЦ. Это, в свою очередь, вызывает рост давления на тормозную жидкость, находящуюся внутри системы, и инициирует ее поступление в колесные тормозные цилиндры. Таким образом, происходит передача усилия нажатия от педали к поршням тормозных цилиндров колес, а от них к тормозным колодкам механизмов. Фрикционные накладки колодок, прижимаясь к диску (барабану) колеса гасят его (колеса) вращательное движение, замедляя скорость автомобиля или останавливая его полностью.

После того, как тормозная педаль будет отпущена, давление тормозной жидкости на цилиндры тормозных механизмов колес ослабнет, тормозные колодки под воздействием пружин возвратятся в первоначальное положение, прекратив тем самым процесс торможения.

Функциональное назначение вакуумного усилителя тормозов (ВУТ) заключается в создании достаточного усилия нажатия, то есть увеличении значения давления рабочей жидкости в системе. Основополагающим принципом функционирования ВУТ является создание перепада давлений в камерах, сообщающихся с впускным трубопроводом (разрежение) и атмосферой (давление).

Практически все современные тормозные системы имеют два отдельных контура, что существенно повышает эксплуатационную надежность системы и, как следствие, безопасность дорожного движения. Автономность работы тормозных контуров позволяет выполнить торможение и остановку транспортного средства в случае отказа одного из них.

Конструктивное исполнение стояночной (ручной) тормозной системы предполагает механический (тросовый) привод. Исполнительным органом в салоне автомобиля служит рычаг, хотя существуют стояночные системы, где рычаг заменен педалью. Однако вследствие большой редкости таких систем, рассмотрение их устройства не представляет практического интереса.

Принцип действия стояночной системы тормозов основан на передаче тросом привода усилия от рычага (ручника) к поворотным рычагам задних тормозных механизмов.

Основные элементы стояночной тормозной  системы:

• Передний (поз. 2) и задний (поз. 12) тросы.

• Рычаг (поз. 3).

• Узел регулировки натяжения троса (поз. 7, 8, 9).

• Распорная планка (поз. 10).

• Рычаг ручного привода тормозных колодок (поз. 11).

Механический привод тросового типа – самый распространенный привод стояночной системы тормозов. Однако существуют и иные конструкции привода «ручника». Например, электромеханический, где в качестве исполнительного механизма использован электрический двигатель, редуктор которого соединен с поршнем заднего  тормозного механизма. Это – принципиально новая система стояночного тормоза, отличающаяся многофункциональностью, эффективностью, надежностью и экологичностью. 

Что такое рекуперативное торможение? (с иллюстрациями)

Регенеративное торможение используется на автомобилях для компенсации части энергии, которая теряется при остановке автомобиля. Эта технология используется в гибридных транспортных средствах, которые используют как газ, так и электричество в качестве источников энергии. Энергия, которая возвращается во время торможения, сохраняется в аккумуляторной батарее и позже используется для питания двигателя всякий раз, когда транспортное средство использует свой источник электроэнергии.

Обычные тормозные системы

В тормозных системах обычных транспортных средств трение используется для противодействия инерции движущегося транспортного средства.Поскольку тормозные колодки трутся о колеса или диск, соединенный с осями, создается чрезмерная тепловая энергия. Эта тепловая энергия рассеивается в воздухе, расходуя до 30 процентов энергии, вырабатываемой автомобилем. Со временем этот цикл трения и потери тепловой энергии снижают топливную эффективность автомобиля. От двигателя требуется больше энергии для восполнения энергии, потерянной при торможении.

Системы рекуперативного торможения

В гибридных газовых / электрических автомобилях используется совершенно другой метод торможения на более низких скоростях.Гибридные автомобили по-прежнему используют обычные тормозные колодки на скоростях шоссе, но электродвигатели помогают автомобилю тормозить во время движения с остановками и на более низких скоростях. Когда водитель тормозит, нажимая на обычную педаль тормоза, электродвигатели меняют направление движения. Крутящий момент, создаваемый этим разворотом, противодействует движению вперед и в конечном итоге останавливает автомобиль.

Вырабатывает электроэнергию

Однако рекуперативное торможение не просто останавливает автомобиль.Электродвигатели и электрические генераторы, такие как автомобильный генератор переменного тока, по сути, являются двумя сторонами одной и той же технологии; оба используют магнитные поля и спиральные провода, но в разных конфигурациях. Системы рекуперативного торможения используют эту двойственность. Когда электродвигатель гибридного автомобиля начинает менять направление движения, он становится электрическим генератором. Вырабатываемая электроэнергия поступает в химическую аккумуляторную батарею и позже используется для питания транспортного средства на городских скоростях.

Некоторая потеря энергии

Технология, применяемая во время рекуперативного торможения, использует энергию, которая обычно теряется во время торможения, и превращает ее в полезную энергию.Однако гибридный автомобиль не является разновидностью вечного двигателя. Энергия по-прежнему теряется из-за трения о поверхность дороги и других стоков в системе. Энергия, собранная во время торможения, не восстанавливает всю энергию, потерянную во время движения. Однако он повышает энергоэффективность и помогает главному генератору переменного тока.

Полное руководство по торможению на трассе

В этом руководстве Университета водителя будут рассмотрены следующие темы торможения:

• Типы тормозных систем (традиционные и с АБС)
• Трассировка данных о давлении в тормозной системе Pro
• Как тормозить без АБС
• Как тормозить с АБС
• Торможение на быстрых и медленных поворотах
• Распространенные ошибки при торможении на трассе
• Введение в передовые методы торможения

Важность торможения

Торможение — это самая большая сила, которую вы можете испытать на гусеничной машине — водители всегда будут тянуть наибольшее количество перегрузок при замедлении.Есть много времени, которое можно выиграть или потерять на этапе торможения поворота по разным причинам.

Во-первых, чем позже вы сможете притормозить, тем лучше — при условии, что вы заходите в поворот с правильной скоростью. Торможение как можно позднее означает, что вы использовали 100% доступного сцепления на всем протяжении фазы замедления — если вы не используете 100% сцепления, доступного при торможении по прямой, вы могли бы затормозить позже. .

График данных ниже сравнивает два графика давления в тормозной системе — красная линия — это я, а синяя линия — мой (довольно быстрый) ученик.Как видите, я тормозлю позже и сильнее (и немного продвигаюсь к тормозам). На самом деле мы входим в поворот на очень похожей скорости, но я был более эффективным — использовал все доступное сцепление — при торможении. В данном случае я затормозил на 10 метров позже, что соответствует 0,2 секунды.

Не менее важно, а может быть, и даже больше, как отпускать тормоза. Я кратко говорил об этом в нескольких предыдущих статьях, но то, как вы отпускаете тормозное давление, имеет решающее значение для баланса автомобиля при входе в поворот — это называется торможением по следу, и вы можете прочитать об этом подробнее здесь.

Типы тормозных систем

Существует два типа тормозных систем (плюс система McLaren Brake Steer, которую мы не будем рассматривать), которые могут быть у вашего гусеничного автомобиля — либо «традиционная» система без ABS, либо более современная система ABS (антиблокировочная тормозная система).

Система без АБС — это простая механическая конструкция. Чем больше вы нажимаете на педаль, тем сильнее вы тормозите. Если вы нажмете на педаль слишком сильно, шины нарушат сцепление с дорогой и перестанут вращаться.

Все одноместные автомобили, спортивные автомобили и многие спортивные игрушки, такие как Caterhams, Ariel Atoms, Radicals и BAC Monos, не имеют систем ABS.
Я предпочитаю системы без АБС — они более чистые, но они требуют большого ощущения, чтобы получить от них максимум. Если вы чувствуете себя хорошо, вы можете замедлить машину быстрее и лучше управлять балансом.

Явным недостатком системы без АБС является то, что если вы заблокируете передние колеса, чтобы они перестали вращаться, вы также потеряете способность рулевого управления, что явно имеет свои проблемы.

Это может быть опасно для начинающих водителей с низким уровнем чувствительности, которые заблокируются, только когда почувствуют, что затормозили слишком поздно.Что им нужно сделать в этой ситуации, так это слегка сбросить тормозное давление — но это последнее, что захочет сделать паникующий новичок! Когда шина заблокирована, водитель не может управлять автомобилем, поэтому он довольно быстро направляется в окружение.

ABS позволяют водителям нажимать на педаль тормоза так сильно, как они могут, и полагаются на интеллектуальную электронную систему, которая применяет и повторно прикладывает тормозное давление. Постоянной блокировки тормозов не произойдет, это будут небольшие и быстрые блокировки с некоторым вращением между ними.

Хотя это не самый эффективный способ торможения, он прост и позволяет машине поворачиваться (так как шина не заблокирована), даже если водитель плохо чувствует себя. Он не точен и не так быстр, но позволяет некоторым водителям оставаться на трассе.

были изобретены для дорожных автомобилей (важное достижение в области безопасности в истории автомобилестроения) и теперь нашли свое применение в гонках на многих современных автомобилях GT, участвующих в сериях, таких как Ferrari Challenge.

На приведенном ниже рисунке сравнивается тормозной путь в трех различных сценариях.Во-первых, у нас есть хороший водитель , тормозной порог с системой без АБС, максимально замедляющей машину. Затем у нас есть тормозной путь для водителя, использующего систему ABS — обратите внимание, что замедление не так эффективно, как торможение пороговым значением. И, наконец, у нас есть водитель, который нажал на тормоза (что привело к зависанию) в автомобиле без АБС, который замедляет скорость медленнее всего и не может повернуть машину.

Как должен выглядеть след тормозного давления

Многие гоночные автомобили, использующие системы регистрации данных, записывают давление в тормозной системе на протяжении всей поездки.Когда я тренирую хорошего водителя, это то, на что мы тратим большую часть нашего времени — вероятно, это самый сложный аспект для водителей-любителей, чтобы разобраться в них.

Как вы можете видеть на диаграмме ниже, у нас есть график данных, который сравнивает тормозное давление (ось y) с расстоянием (ось x). Он показывает типичную тормозную трассу для поворота, требующего умеренного замедления.

Давайте пробежимся по диаграмме, думая о наших входах в машину по ходу движения.Шаги следующие:

1. Переход с дроссельной заслонки на педаль тормоза
2. Нажатие на педаль тормоза и увеличение максимальной тормозной способности
3. Регулируйте давление, чтобы оставаться в пределах порога захвата
4. Плавное снижение тормозного давления

Фаза 1: Перемещение от дроссельной заслонки к педали тормоза должно быть как можно более быстрым. Время, потерянное здесь, невелико, но оно все же потеряно.

Phases 2: Когда мы нажимаем на тормоза, мы не хотим сотрясать автомобиль, что приведет к потере сцепления с дорогой.В то же время мы не хотим тратить слишком много времени на достижение максимальной тормозной способности. Это тонкая грань, чтобы понять это идеально, и этот этап требует большого чувства.

Если ваши входные данные достаточно точны, вы можете почувствовать, когда шина начинает недовращаться — это мы обсудим в следующем разделе этой статьи.

Phases 3: Далее, это случай регулирования тормозного давления, чтобы удерживать автомобиль на максимальном торможении и в пределах порогового значения сцепления.

Phase 4: Наконец, когда вы приближаетесь к повороту, вы начнете плавно снижать тормозное давление, так что передняя часть автомобиля поднимается на сбалансированную платформу (см. Статью о переносе веса здесь). Надеюсь, что на данный момент вы на правильной скорости и на идеальной гоночной трассе. Если так, то вы почти на полпути к идеальному повороту!

Как тормозить с помощью традиционной тормозной системы (без АБС)

Ваш тормозной след — или давление — всегда должно быть таким же, как на диаграмме выше (за исключением автомобилей с аэродинамическим сцеплением, где при уменьшении скорости в зоне торможения уменьшается и сцепление).

В автомобиле без АБС самая сложная задача — постоянно и стабильно быть на грани сцепления с дорогой.

Когда мы говорим о пороговом торможении и границе сцепления — когда шина вот-вот потеряет сцепление с дорогой — важно понимать процент скольжения . Процент проскальзывания — это разница в скорости вращения колеса между скоростью вращения шины и ее скоростью.

Например, если автомобиль замедляется и в данный момент движется со скоростью 100 миль в час, но шина вращается только со скоростью 90 миль в час (потому что она начинает блокироваться), мы бы сказали, что пробуксовка составила 10%.Как правило, шина обеспечивает максимальное сцепление с дорогой при проскальзывании на 3–10%, поэтому мы ищем небольшое недовращение.

В зависимости от автомобиля может быть трудно почувствовать, когда шина не вращается и движется к блокировке, особенно если вы находитесь в спортивном автомобиле и даже не видите передние колеса.

Также часто бывает небольшой дисбаланс, из-за которого конец машины блокируется первым. Это, конечно, можно исправить, изменив смещение тормозов, о чем мы поговорим в следующем уроке.

Как тормозить с ABS

В то время как торможение без АБС сводится к тому, чтобы почувствовать, где находится порог сцепления, и оставаться на нем, когда у вас есть АБС, не стоит беспокоиться.

Хотя вам не нужно беспокоиться о блокировке шин, самый эффективный способ тормозить с помощью ABS — это вообще не использовать ее! Вам нужно, чтобы при торможении оставалось только в пределах порога сцепления, чтобы мы не задействовали систему ABS.

Если вы никогда не нажимали на педаль тормоза в своей машине, вам может быть интересно, что такое ABS? Если вы начнете использовать систему ABS, вы почувствуете, как она работает через педаль тормоза — она ​​будет слегка пульсировать и ощущаться как «гравий».

Важно понимать, что после того, как большая часть замедления завершена, нам, , все равно нужно отпустить тормоза плавно . АБС не поможет поддерживать сбалансированную платформу и переносить вес, это все еще зависит от водителя.

Торможение для быстрых и медленных поворотов

Распространенная ошибка водителей-любителей состоит в том, что они слишком часто тормозят. Когда я говорю им «меньше тормозить», это звучит очень просто, но сделать это сложно.

Если вы тормозите на медленном повороте — когда вам требуется одно или несколько понижающих передач — вам нужно достичь максимальной тормозной способности автомобиля, чтобы как можно быстрее замедлить движение.

Однако, если вам нужно снизить скорость для более быстрого поворота — где мы, скорее всего, не меняем вниз — обычно лучше тормозить с меньшим давлением на большем расстоянии. Быстрые повороты — это плавность движения всей машины. Если вы нажмете на тормоз прямо перед поворотом, вы слишком быстро перенесете вес автомобиля и разбалансируете его.

Однако, если вы «почистите» тормоза с меньшим давлением, вы получите гораздо меньшую передачу веса, и автомобиль будет чувствовать себя более устойчивым в поворотах. А когда автомобиль станет более устойчивым, вы сможете двигаться с большей скоростью. Диаграмма ниже скопирована из моих данных о двух поворотах в Сильверстоуне и показывает, что я тормозлю со значительно меньшим давлением при входе в более быстрый поворот — чтобы как можно меньше вывести машину из равновесия.

Использование опорных значений торможения

Контрольные точки торможения важны, когда вы пытаетесь затормозить как можно позже, так как вам нужно достичь предельной точки торможения.Имея ориентир, вы можете начать дальше от угла и все ближе и ближе к последней точке торможения.

Я рекомендую использовать параметры торможения только для более длинных зон торможения. На поворотах, которые не требуют слишком большого замедления, у вас не хватает времени, чтобы переместить обзор с точки торможения на вершину, поэтому лучше не спускать глаз.

Ссылкой может быть тормозная доска, трещина в асфальте или конец преграды. Все, что будет оставаться на месте с течением времени, и никогда не было тени, как пытался один из моих учеников, поскольку они имеют тенденцию двигаться или исчезать!

Когда вы находите место для торможения, выбирайте ориентир, который кажется слишком ранним, и двигайтесь вперед с этого каждого круга, в зависимости от того, как прошел предыдущий круг.Важно осознавать, где на самом деле находится ваша ссылка. Когда на трассе происходит так много всего, легко забыть, что вы используете эталонное торможение, и затем не настраивать себя на следующем круге, тратя драгоценное время на трассе.

Торможение, когда вы вышли из-под контроля (своего рода)

Иногда крутятся драйверы. Естественно, при вращении есть моменты, что профессиональный водитель выходит из-под контроля . Однако хороший водитель может (на машине без АБС) контролировать вращение, поэтому худшее, что может случиться, — это повредить комплект шин.

Если у вас есть вращение и вы не используете тормоза, очень сложно понять, где вы в конечном итоге окажетесь. Но тактическое нажатие на педаль тормоза может снизить вероятность попадания в стену.

Идея состоит в том, что когда траектория автомобиля (даже при вращении) ведет вас по трассе — и, что важно, между препятствиями — вы нажимаете на педаль тормоза. Это приведет к блокировке тормозов, и автомобиль продолжит движение в направлении импульса — без того, чтобы шины цеплялись и не отправляли вас в другую сторону.

Если автомобиль в какой-либо момент поворачивается вперед, снова отпустите педаль тормоза. Шины должны снова начать вращаться, и вы, возможно, доживете до следующего дня!

В то время как мы говорим о вращении, если вам когда-нибудь случится вращаться — во время гонки или в другом месте — убедитесь, что вы никогда не перекатываете круг. Я вижу, что это происходит слишком часто, и это может привести к ужасным инцидентам, которых можно избежать.

Распространенные ошибки при торможении

Есть несколько технических ошибок, которые я обычно вижу у гонщиков-любителей и гонщиков-любителей.

Первая ошибка заключается в том, что многие водители тратят время на то, чтобы отпустить дроссель, прежде чем нажать на педаль тормоза — это немного, но вам потребуется время. Я думаю, что это привычка от вождения по дороге, но это простое решение, если вы чувствуете движения педалей.

Следующие проблемы очень распространены среди новичков в кольцевом вождении и связаны с необходимостью улучшения зрения на трассе. Их:

• Повышение тормозного давления
• Непостоянное тормозное давление
• Торможение слишком рано или поздно

Все эти проблемы возникают из-за торможения в неправильном месте и попыток надлежащего регулирования скорости, когда вы нажимаете на тормоз.Причина неправильной скорости при приближении к повороту обычно заключается в плохом обзоре, когда водитель не смотрит достаточно далеко вперед.

Вы можете посмотреть руководство по доске здесь, но знайте, что если вы улучшите свое зрение и посмотрите на вершину, когда вы находитесь в зоне торможения, ваше торможение, скорее всего, улучшится независимо, и вы начнете поддерживать правильную скорость в каждый угол.

Продвинутая техника торможения

Когда мы приближаемся к концу этого первого руководства по торможению, я хочу упомянуть несколько продвинутых методов торможения, которые выходят за рамки этой статьи, но которые мы уже рассмотрели или рассмотрим позже в этой серии:

• Торможение левой ногой — Торможение левой ногой.Это может быть всегда на правильном пути, если вы находитесь в автомобиле с автоматической или подрулевой переключением передач, или на определенных поворотах в ручном режиме, где понижающая передача не требуется.
• Trail braking — продолжение торможения (с гораздо меньшей скоростью) при повороте. Торможение на бездорожье не столько для замедления машины, сколько для того, чтобы изменить ее баланс.
• Пятка и носок — согласование частоты вращения двигателя автомобиля со скоростью вращения колес при торможении, чтобы избежать блокировки ведомых колес.
• Изменение смещения тормоза — это когда вы изменяете баланс торможения между передними и задними шинами, с идеей одновременного нарушения сцепления с обоих концов

Торможение, как и многие другие аспекты круговой езды, очень сложно получить правильно.Еще сложнее сделать это правильно на каждом повороте и на каждом круге, но с практикой и осознанным вождением вы будете приближаться к пределу возможностей вашего автомобиля при торможении. И когда вы сделаете это, вы сэкономите массу времени на круге.

Итак, на этом урок по торможению закончен. Как всегда, благодарим вас за чтение. Если у вас есть какие-либо комментарии или вопросы, свяжитесь с нами.

Scott

ABS, EBD, BA: Разъяснение технологии торможения автомобиля!

ABS (антиблокировочная тормозная система)
EBD (электронная система распределения тормозного усилия)
BA (помощь при торможении)
Что у всего этого общего? Это «Тормоза».
Тормоза в автомобиле знакомы всем, но учтите! Тормоза — это не просто две колодки, прижимающиеся к диску; Есть несколько фантастических систем активной и пассивной безопасности, которые работают круглосуточно, чтобы помочь автомобилю более эффективно подъехать.
Вы, возможно, видели где-нибудь в брошюре или рекламе автомобиля упоминаемые ABS, EDB, BA, это все передовые технологии в области автомобильного торможения, и мы здесь, чтобы все это объяснить.

Подробнее о тормозах здесь: Увеличьте срок службы тормозов

Давайте «притормозим» ( каламбур, подразумевается ), не так ли?

ABS (антиблокировочная тормозная система)