назначение, устройство и принцип работы

Автор Andrey На чтение 18 мин Просмотров 884 Обновлено 07.02.2023

Содержание

1. Устройство системы и принцип действия
2. Классификация тормозных систем автомобиля
3. Типы тормозных механизмов, применяемые в автомобилях
4. Устройство и работа барабанного тормозного механизма
5. Тормозной механизм дискового типа
6. Преимущества и недостатки
7. Виды тормозных систем
8. Принцип действия гидравлической системы
9. Работа тормозной системы с рекуперацией
10. Конструктивные решения с пневматикой
11. Уход за тормозной системой автомобиля
12. Системы безопасности
13. BA
14. DBC
15. CBC
16. EBD
17. Диагностика тормозной системы
18. Видео: Как работают тормоза

Устройство системы и принцип действия

Основное в тормозной системе любого автомобиля – это тормозные механизмы и их приводы.

Гидравлический тормозной привод, применяемый на легковых автомобилях, состоит из:

Принцип работы таков — водитель нажимает на педаль тормоза, приводя в движение поршень главного тормозного цилиндра. Поршень выдавливает жидкость в трубопроводы к тормозным механизмам, которые тем или иным образом создают сопротивление вращению колес, и таким образом происходит торможение.

Отпущенная педаль тормоза посредством возвратной пружины возвращает поршень назад, и жидкость перетекает обратно в главный цилиндр – колеса растормаживаются.

На отечественных заднеприводных автомобилях схема тормозной системы предусматривает раздельную подачу жидкости из главного цилиндра на передние и задние колеса. На иномарках и переднеприводных ВАЗах применяется схема контура трубопровода «левое переднее – правое заднее» и «правое переднее – левое заднее».

Классификация тормозных систем автомобиля

Тормозная система автомобиля состоит из нескольких видов механизмов, каждый из которых выполняет определенные функции.

Одни из них взаимосвязаны между собой, другие могут выполнять несколько функций одновременно.

Но в целом, тормозная система включает в себя такие их виды:

1. Рабочий механизм.
2. Стояночный.
3. Запасной.
4. Вспомогательные.

Рабочий тормоз является основным. Именно при помощи него осуществляется замедление движения вплоть до полной остановки во время движения. Управляется он за счет педали, установленной в салоне. Нажимая на нее ногой с разным усилием, водитель регулирует скорость замедления автомобиля.

Для исключения повышения оборотов силовой установки с одновременным замедлением, управление педалями акселератора и тормоза осуществляется одной ногой — правой. То есть, водитель либо управляет мотором, либо тормозами.

Стояночный тормоз предназначен для обездвиживания автомобиля во время стоянки и предотвращения самовольного его передвижения. Организована работа этого типа тормозов так, что при стоянке водитель блокирует вращение колес.

Для этого также можно задействовать трансмиссию автомобиля (включенная передача не дает свободно вращаться колесам), но при постановке машины под уклоном трансмиссия не всегда может удержать автомобиль.

Используя же трансмиссию в паре со стояночным тормозом, можно достаточно эффективно обездвижить автомобиль, особенно если ручник послаблен и «не держит» автомобиль. Дополнительно ручной тормоз является вспомогательным средством при начале движения на подъем.

Поскольку водитель не может одновременно управлять двумя педалями – газом и тормозом, то высока вероятность, что при попытке тронуться с места на подъем автомобиль откатиться назад. В случае же использования ручника, машину можно удерживать, пока двигатель не сможет сдвинуть авто с места, а после тормоз отпустить, тем самым исключив вероятность отката назад.

Запасной тормоз реализуется далеко не на всех автомобилях. Предназначен он для обеспечения торможения автомобиля в случае отказа рабочего механизма. Может быть реализован как отдельная автономная система, воздействующая на тормозные механизмы колес, или же запасной тормоз может быть частью контура рабочей системы.

Зачастую этот тип на легковые авто не устанавливается, а его роль выполняется стояночный тормоз.

Вспомогательные механизмы встречаются на грузовых автомобилях и позволяют разгрузить рабочий тормоз при движении на затяжных спусках. Также к вспомогательным механизмам относятся контуры системы, отвечающие за срабатывание тормозных механизмов прицепов.

Типы тормозных механизмов, применяемые в автомобилях

На подавляющем большинстве авто установлены тормозные механизмы фрикционного типа, работающие по принципу сил трения. Устанавливаются они непосредственно в колесе и конструктивно подразделяются на:

• барабанные;
• дисковые.

Существовала традиция устанавливать барабанные механизмы на задние колеса, а дисковые на передние. Сегодня в зависимости от модели могут ставиться одинаковые типы на все четыре колеса – или барабанные, или дисковые.

Устройство и работа барабанного тормозного механизма

Устройство системы барабанного типа (барабанный механизм) состоит из двух колодок, тормозного цилиндра и стяжной пружины, размещенных на щите внутри тормозного барабана. На колодки наклепаны или приклеены фрикционные накладки.

Тормозные колодки своими нижними концами шарнирно закреплены на опорах, а верхними – под воздействием стяжной пружины – упираются в поршни колесного цилиндра. В незаторможенном положении между колодками и барабаном имеется зазор, обеспечивающий свободное вращение колеса.

Когда через тормозную трубку в цилиндр поступает жидкость, поршни, расходясь, раздвигают колодки. Они приходят в плотное соприкосновение с вращающимся на ступице тормозным барабаном, и сила трения вызывает торможение колеса. Необходимо отметить, что в приведенной конструкции износ передних и задних колодок происходит неравномерно. Дело в том, что фрикционные накладки передней по ходу движения колодки в момент торможения при движении вперёд прижимаются к барабану всегда с большей силой, чем задние.

Как выход, рекомендуется менять колодки местами через определенный срок.

Тормозной механизм дискового типа

Устройство дисковых тормозов состоит из:

• суппорта, закрепленного на подвеске, в теле которого размещены наружный и внутренний тормозные цилиндры (может быть один) и две тормозные колодки;
• диска, который закреплен на ступице колеса.

При торможении поршни рабочих цилиндров с помощью гидравлики прижимают тормозные колодки к вращающемуся диску, останавливая последний.

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.

Виды тормозных систем

Существует несколько классификаций. Самая распространённая – деление по функциональному назначению и применению. В зависимости от этого система может быть четырёх видов.
Рабочая. Задействована во всех режимах движения транспорта. Предназначена для снижения скорости транспортного средства до момента полной остановки и кратковременного удержания авто на месте. 
Запасная. Нужна для остановки транспортного средства в чрезвычайной  ситуации (при выходе из строя базовой – рабочей системы).

Тормозящее действие – существенно меньше. Но в экстренной ситуации его достаточно, чтобы предотвратить аварию.
Стояночная. Служит для удержания транспортного средства на месте, предупреждает его самопроизвольное движение. Это, прежде всего, актуальное решение при уклоне дорожного полотна в холмистой местности. Кроме того, для коммерческого транспорта большой грузоподъёмности, автобусов это ещё и отличное подспорье для оптимизации нагрузки на цилиндры основной – рабочей системы. Управляется водителем посредством рычага ручного тормоза.

Вспомогательная. Устанавливается на коммерческом транспорте. Помогает при движении на затяжном спуске. Сохраняет стабильную скорость транспортного средства, снижает нагрузку на колёсный тормоз. 
В ряде случаев функции могут совмещаться . Например, функцию запасной системы может взять на себя  стояночная система  Кроме того, в зависимости от рабочего тела , за счёт которой система приводится в действие, выделяют следующие типы тормозных систем:

• Гидравлическая. Это решение используют для легковых автомобилей, внедорожников, микроавтобусов, малогабаритных грузовиков и спецтехники. 
• Пневматическая. Монтируется на грузовых машинах, погрузчиках, грейдерах, автокранах, бульдозерах.
• Механическая. Привод механическими тягами  был использован на первых автомобилях. Но из-за низкого КПД и проблем с равномерным распределением усилия на все колёса, сейчас это решение не актуально .
• Комбинированная (например, может совмещаться гидравлический и пневматический механизм работы).

Отдельно следует выделить систему рекуперативного торможения. Чаще устанавливается на грузовом транспорте (карьерных самосвалах) на городских автобусах и на современных легковых гибридных автомобилях.
Физические основы торможения.
Движение авто всегда связано с наличием кинетической  энергии. Процесс торможения всегда связан с преобразованием кинетической энергии в тепловую. Тепловая энергия, выделяющаяся при трении диска и колодок рассеивается в окружающую среду.

При рекуперативном торможении  часть кинетической энергии преобразуется в электрическую энергию, которая запасается для её использования при разгоне автомобиля. 
Принцип рекуперативного торможения долгое время использовался  на железнодорожном транспорте, но вскоре  он стал базовым и для работы тормозной системы авто.

Принцип действия гидравлической системы

Гидравлическая система реализует следующий принцип:

• Водитель нажимает на педаль, мышечное усилие передаётся на поршень  главного   цилиндра где преобразуется в давление тормозной жидкости.
• Жидкость вытесняется  поршнем в гидравлические линии (трубки).
• По  трубопроводам жидкость под давление подаётся  к исполнительным цилиндрам.
• Срабатывают механизмы торможения.
• Скорость вращения колёс уменьшается.

Рабочим телом  в гидравлической системе является жидкость, на 93-98%, состоящая из полигликолей и их эфиров, и на 2-7% — из присадок, предназначенных для защиты деталей от коррозии.   Обладающая высокой плотностью, жидкость не сжимается, и гидропривод срабатывает очень быстро. Еще одно достоинство гидропривода – его самодостаточность. Конструкция не содержит  компрессор или иное устройство, зависимое от работы мотора.
При перемещении жидкости по трубопроводу потеря энергии – несущественная, и КПД гидропривода достаточно высок (исключение – работа при температурах ниже минус 30 °С).

Работа тормозной системы с рекуперацией

Принцип же действия тормозной системы с рекуперацией иной:

1. При нажатии на педаль в генераторном режиме запускается электромотор  (у электрического и гибридного транспорта) Создаётся тормозной момент на валу мотора.
2. Начинает вырабатываться электрическая энергия, направляемая в аккумуляторы или суперконденсаторы.
3. Если транспорт неэлектрический – запасается кинетическая энергия вращения маховика (впоследствии её используют для разгона).

Многие современные автомобили оснащены электронно-управляемой системой торможения, которая одновременно выполняет функции антиблокировочной, пробуксовочной системы; а также оснащена функцией  динамической стабилизации транспортного средства. Решения с рекуперацией способны обеспечить безисносную  работу тормоза, кратчайший путь во время торможения с обеспечением высокой курсовой устойчивости, и предотвращение потери  сцепления колёс с дорожным полотном.

Конструктивные решения с пневматикой

Отдельного внимания заслуживают решения с пневматикой.

1. Энергоносителем служит  сжатый воздух.
2. В работе участвуют компрессор, осушитель, регулятор давления (может быть встроенным в осушитель или самостоятельным устройством) и ресиверы регенерации (компоненты хранения и подачи сжатого воздуха), краны, передаточные устройства.
3. Через воздушный фильтр в компрессор, работающий при включенном двигателе, втягивается воздух, и через регулятор и многоконтурный защитный клапан воздух под давлением закачивается  в ресиверы. Осушитель оптимизирует состав воздуха, а регулятор — его давление.

У решения много достоинств. При нажатии на педаль сжатый воздух подаётся к исполнительным устройствам, а при освобождении педали он не возвращается обратно в систему, а выходит через клапаны сброса в атмосферу. Система изнашивается менее интенсивно, чем у решений с гидравликой (воздух менее агрессивен, нежели жидкостный наполнитель, нет риска, что энергоноситель закипит или замёрзнет).

На схеме:

1. Центральный электронный блок управления.
2. Кран EBS.
3. Пропорциональный ускорительный клапан.
4. Магнитный клапан ABS.
5. Модулятор задней оси.
6. Разобщающий клапан резервного контура.
7. Клапан управления тормозами прицепа.

Уход за тормозной системой автомобиля

Тормозная система играет одну из основных ролей в обеспечении безопасности при движении на автомобиле. Поэтому в обязательном порядке необходимо следить за ее состоянием и своевременно проводить техническое обслуживание. Поскольку что в рабочем, что в стояночном тормозе составных элементов немного, то уход за всей системой не очень сложен. В перечень работ по обслуживанию входит:

• Контроль уровня рабочей жидкости в бачке;
• Прокачка гидравлического привода для удаления воздуха из системы;
• Замена изношенных колодок;
• Проверка и регулировка ручника.

Помимо этого, также периодически следует осматривать состояние гидравлических магистралей, особенно их резиновых частей. Что касается дисков и барабанов, то они тоже изнашиваются, но очень медленно, поэтому замене они подлежат очень редко, если, конечно, диск не покоробило от перепада температур. Следует отметить, что ремонт тормозов авто не является особо дорогостоящим, если он не оборудован дополнительно вспомогательными системами.

А вот если имеется та же АБС, да еще включающая в себя несколько систем (антиблокировка колес и система экстренного торможения) и на премиальном авто, к примеру, любой из современных Ауди, неисправности именно с этими системами могут обойтись очень дорого.

Какой бы тормозной системой не оснащался автомобиль, она требует постоянного контроля работоспособности, а также обслуживания и ремонта, поскольку это значительно влияет на безопасность движения. Без определенных знаний все выше перечисленное сделать сложно, поэтому мы надеемся, что после прочтения данной статьи вы начали хоть немного разобраться в этих вопросах.

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.

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.

Диагностика тормозной системы

Для диагностирования общей эффективности тормозной системы зачастую применяются специальные стенды.

Наибольшее распространение получили барабанные стенды, позволяющие определить усилие, создаваемое тормозной системой на каждом колесе и время срабатывания системы. Затем исходя из показаний, производится обслуживание и ремонт.

Народные методы диагностики тормозов

Одним из таких методов является замер тормозного пути. Именно этот метод положен в основу площадочного стенда. Суть метода сводиться к движению авто с определенной скоростью по ровной площадке с последующим экстренным торможением. После этого замеряется тормозной путь и на основе замеров и сравнения их с номинальным значением, указанным в тех. документации к авто, определяется эффективность тормозов.

К примеру, на ВАЗ 2109 в полностью загруженном состоянии тормозной путь на сухой ровной поверхности при скорости 80 км/ч должен составлять примерно 38 м. Значение меньше или таковое указывает на отличную работу тормозов, большее значение сигнализирует о проблемах в работе.

Недостатком этого метода является невозможность определения эффективности работы тормозов на каждом колесе и время срабатывания привода. Также на показания в значительной мере влияют дорожные условия при проведении диагностики (мокрая поверхность дороги или сухая и т. д.).

Видео: Как работают тормоза

Принцип работы тормозной системы автомобиля заключается в следующем:

• движение педали управления механически передаётся на поршень главного гидроцилиндра;
• движение поршня внутрь основного цилиндра приводит к увеличению давления жидкости в трубопроводах, подающих тормозную жидкость на исполнительные цилиндры тормоза каждого колеса;
• возрастание давления в исполнительных цилиндрах приводит к перемещению поршня, который сжимает дисковые колодки или разжимает барабанные колодки на колесах;
• под действием трения рабочей поверхности колодок о поверхность диска или барабана происходит затормаживание колёс.

Таким образом, давление ноги на педаль усиливается гидросистемой и действует на тормозные колодки колёс. При снятии ноги с педали гидравлическое давление в системе выравнивается, и поршень в основном гидроцилиндре занимает своё исходное положение.

Колодки, находящиеся под воздействием сил возвратных пружин, отпускают диски или барабаны колёс. Гидравлический привод применяется в качестве привода рабочей тормозной системы легковых и грузовых марок авто с небольшой грузоподъёмностью.

Основные принципы работы тормозного механизма автомобиля Принцип работы и элементы тормозной системы

Если вы когда-нибудь задумывались о том, как ваша нога способна одним легким нажатием остановить многотонный автомобиль, ответ вы узнаете прямой здесь и прямо сейчас. Если говорить кратко, все дело в «механическом преимуществе», а если более развернуто…

 

Данное «механическое преимущество»- это механизм при помощи которого входное усилие (например, от нажатия ноги человека) может быть многократно увеличено, создавая гораздо более высокую выходную силу (например, прижимное усилие на тормозных колодках).

 

Выигрыша в силе можно добиться различными путями, один из наиболее распространенных видов, это система шкивов. Однако в тормозных механизмах она неприменима, поэтому здесь используется система, сочетающая рычаги и свойство несжимаемости жидкости.

И так, ваша педаль тормоза подвешена на очень большом рычаге. С помощью него происходит нажатие на стержень, который также подсоединен к этому же рычагу, но ближе к оси вращения (которая на фото обозначается пунктирной строкой вверху). Соответственно при нажатии, ваша нога будет проходить по более длинной дуге, чем конец этого стержня, при этом сила с которой толкатель передаст на другие механизмы тормозной системы (он в конечном счете помогает сжать колодки на тормозах) будет выше, чем сила, которую вам приходится прилагать к педали.

 

Внесем немного ясности в сказанное. Крутящий момент равен силе, умноженной на расстояние. Нога, нажимающая на тормозную педаль не будет прилагать большое усилие, при условии большого хода педали, хотя при этом развивается большой вращающий момент.

 

Тормозной путь автомобиля: Все что нужно знать

 

Сила, которую ваша нога отправляет к толкателю равна отношению расстояния насколько ваша стопа далеко от оси вращения к расстоянию толкателя от оси вращения.

 

Толкатель от педали идет на усилитель тормозов (полное название- вакуумный усилитель тормозов). Он состоит из нескольких основных элементов- диафрагмы, пружины возврата, толкателя, нескольких клапанов, штока и собственно самого корпуса вакуумного усилителя.

 

Этот элемент тормозного механизма крайне важен для снижения усилия на тормозной педали. Именно благодаря ему педаль тормоза такая податливая, но при этом остается крайне информативной.

 

Принцип действия усилителя не очень сложен. Внутри располагаются два загерметизированных резервуара. В той части которая расположена ближе к водителю давление остается атмосферным, в другой части усилителя, наоборот при работе двигателя давление разряжено, искусственно создается вакуум при помощи специального клапана, который работает в паре с системой понижения давления. Клапан соединен с впускным коллектором (в некоторых конструкциях присутствует дополнительный вакуумный электромотор). Смысл работы заключается в помощи атмосферного давления, которое создается благодаря системе, изменяющей давление между двумя частями усилителя (более низкое в передней части и обычное атмосферное, в резервуаре, расположенном ближе к водителю) усилию от нажатия на педаль ноги водителя.  Давление перемещает диафрагму вперед и создает более высокую выходную силу, что помогает водителю производить торможение с гораздо меньшим усилием, которое должно было бы быть без этого механического помощника.

 

Как работают автомобильные полуоси: Видео

 

Диафрагма двигает шток, который идет на главный тормозной цилиндр, заставляя двигаться поршень или несколько поршней в главном тормозном цилиндре. Усилие передается на следующее звено в цепочке, тормозную жидкость.

Тормозная жидкость находится в жестких металлических трубках, тормозных магистралях, которые проложены под днищем автомобиля и расходятся по четырем углам к колесам автомобиля.

 

Металлические трубки заканчиваются эластичными, но прочными резиновыми армированными шлангами, через которые жидкость подается непосредственно на тормозные суппорта. Почему металлические магистрали не прокладывают до колес? Из-за их жесткости, в движении колеса перемещаются вверх-вниз, передние еще направо и налево, первая же яма разорвала бы жесткие трубки и разгерметизировала бы систему. А тормозные шланги нельзя применять на всей длине из-за их эластичности, потери давления были бы слишком велики. Поэтому было решено сделать такой симбиоз.

 

Далее жидкость, находящаяся в суппортах, начинает давить на поршень суппорта, который в свою очередь прижимает тормозные колодки к дискам.

При нажатии на тормозную педаль, давление гидравлической жидкости прижимает к плоскости диска одну колодку, затем по направляющим штифтам на встречу поршню начинает перемещаться скоба, прижимая внешнюю колодку к тормозному диску. Автомобиль начинает замедление.

 

Смотрите также: Как остановить автомобиль на снегу с системой ABS

 

Размер поршня тормозного суппорта значительно больше, чем в главном тормозном цилиндре, а поскольку мы имеем дело с несжимаемой жидкостью в замкнутой системе, давление всей гидравлической системы постоянно.

 

Поскольку давление равно силе, деленной на площадь, сила, создаваемая на большей площади поршня суппорта будет больше, чем в главном цилиндре. Это также уменьшает усилие, требуемое для нажатия на тормозную педаль.

 

Таким образом ответ на вопрос «Как может нога при нажатии развить такую силу?» сводится к трем основным компонентам тормозной системы: педаль тормоза, рычаг, помощь вакуума от тормозного усилителя, разница в размерах поршня главного тормозного цилиндра и поршня суппорта. Все гениальное просто.

 

Видео:

Основные принципы работы тормозной системы — Знания

09 июля 2020 г.

A. Состав обычной автомобильной тормозной системы

Обычная тормозная система состоит из рабочей тормозной системы и стояночной тормозной системы.

B. Требования к тормозной системе

1. Обладает хорошим тормозным эффектом

2. Легкая работа

3. Хорошая стабильность торможения

4. Хорошая плавность торможения

5. Хорошее рассеивание тепла

C. Состав рабочей тормозной системы

Рабочий тормоз состоит из педали тормоза, главного тормозного цилиндра, вакуумного усилителя, тормозного шланга, колесного тормозного цилиндра, дискового тормоза (тормозной диск, тормозной суппорт, тормозная колодка), барабанного тормоза (тормозной барабан, тормозная колодка, тормозная колодка) Наладочная организация) и другие комплектующие.

1. Педаль тормоза : чисто механический механизм и выключатель стоп-сигнала установлены на кронштейне педали.

2. Главный тормозной цилиндр : После нажатия на педаль тормоза тормозная жидкость распределяется по каждому тормозному цилиндру через главный тормозной цилиндр, создавая тормозное усилие для торможения.

3. Вакуумный усилитель : Используйте вакуум для создания усилителя тормозов, чтобы уменьшить усилие, прикладываемое к педали тормоза (то есть создать большее тормозное усилие с меньшим усилием).

4. Тормозной цилиндр : Это основной компонент каждого колеса, создающий тормозное усилие. Он в основном состоит из тормозного суппорта, поршня тормозного суппорта, монтажного кронштейна тормозного суппорта и т. д.

5. Дисковый тормоз

Основными компонентами дисковых тормозов являются тормозной диск, цилиндр, суппорт, трубка и т. д. Дисковый тормоз имеет быстрый отвод тепла, легкий вес, простую конструкцию и удобную регулировку. Особенно при высокой нагрузке он обладает хорошей термостойкостью и стабильным тормозным эффектом.

6. Тормоз барабанный

Основными барабанными тормозами являются тормоза внутреннего натяжения. Его тормозная колодка (тормозная колодка) расположена внутри тормозного колеса. Когда тормоз тормозится, тормозная колодка расширяется наружу и трется о внутреннюю часть тормозного колеса для достижения цели торможения. Из-за относительно низкой стоимости в основном используется для задних колес и стояночных тормозов с относительно небольшими тормозными нагрузками.

D. Состав стояночной тормозной системы

Стояночный тормоз состоит из рукоятки стояночного тормоза, троса стояночного тормоза, механизма натяжения стояночного тормоза, выключателя стояночного тормоза, сигнальной лампы стояночного тормоза, колодки стояночного тормоза (некоторые тормоза заднего колеса,

E. Роль системы стояночного тормоза

1. После остановки автомобиля предотвратить скольжение

2. Плавно начать движение по рампе

3. При выходе из строя рабочей тормозной системы временно играет роль или сотрудничает с рабочей тормозной системой, чтобы играть роль торможения

F. Форма рабочего тормоза

1. Гидравлический тип: тормозное масло используется в качестве среды, а тормозной цилиндр приводится в действие по принципу сжатия

2. Пневматический тип: тормозной цилиндр приводится в действие давление воздуха

ДИСКОВЫЕ ТОРМОЗА: КОНСТРУКЦИЯ, ПРИНЦИП РАБОТЫ, ТИПЫ И МАТЕРИАЛЫ РОТОРА

Тормозные роторы дисковых тормозов вращаются вместе с колесами, а тормозные колодки, прикрепленные к тормозным суппортам, зажимают эти роторы для остановки или замедления колеса. Тормозные колодки, давящие на роторы, создают трение, которое преобразует кинетическую энергию в тепловую.

Эта тепловая энергия вырабатывает тепло, но, поскольку основные компоненты подвергаются воздействию атмосферы, это тепло может эффективно рассеиваться. Это свойство рассеивания тепла снижает затухание тормозов, то есть явление, при котором на эффективность торможения влияет тепло. Еще одним преимуществом дискового тормоза является его устойчивость к выцветанию, которое возникает, когда вода на тормозах значительно снижает тормозное усилие. Когда транспортное средство находится в движении, ротор вращается с высокой скоростью, и это вращательное движение сбрасывает воду с самих роторов, что приводит к стабильному тормозному усилию.

КОНСТРУКЦИЯ

Тормозной диск (диск), который вращается вместе с колесом, зажимается тормозными колодками (фрикционный материал), прикрепленными к суппорту с обеих сторон давлением от поршня (поршней) (прижимной механизм) и замедляет вращение диска , тем самым замедляя и останавливая транспортное средство.

1. Ротор: 
Круглый диск, прикрепленный болтами к ступице колеса, которая вращается вместе с колесом. Роторы чаще всего изготавливаются из чугуна или стали; однако в некоторых автомобилях очень высокого класса используется углеродно-керамический ротор. Роторы могут иметь прорези или отверстия для лучшего отвода тепла.

2. Тормозные колодки: 
Компонент, который толкает диск, создавая трение, замедляющее и останавливающее автомобиль. Они имеют металлическую часть, называемую башмаком, и подкладку, прикрепленную к башмаку. Футеровка — это то, что фактически соприкасается с ротором и изнашивается по мере использования. Футеровки изготавливаются из различных материалов и делятся на три категории: органические, полуметаллические и керамические. Выбранный материал накладки будет влиять на срок службы тормозов, количество шума, слышимого при торможении, и на то, как быстро тормоза останавливают автомобиль.

3. Поршень: 
Цилиндр, соединенный с гидравликой тормозной системы. Поршень — это то, что перемещает тормозные колодки в ротор, когда водитель нажимает на педаль тормоза. Некоторые тормозные системы имеют один поршень, который перемещает обе колодки, в то время как другие имеют два поршня, которые толкают тормозные колодки с каждой стороны ротора. Другие по-прежнему имеют четыре, шесть или даже восемь поршней для большей мощности торможения за счет дополнительных затрат и сложности.

4. Суппорт: 
Корпус, который надевается на ротор и удерживает тормозные колодки и поршни, а также содержит каналы для тормозной жидкости. Тормозные суппорты бывают двух типов: плавающие (или скользящие) и фиксированные. Плавающие суппорты «плавают» над ротором и имеют поршни только с одной стороны. Когда водитель нажимает на тормоз, поршни вдавливают тормозные колодки с одной стороны в ротор, в результате чего суппорт скользит так, что колодки на не поршневой стороне суппорта также контактируют с ротором. Неподвижные суппорты прикручены болтами, а вместо этого имеют поршни с обеих сторон ротора, которые перемещаются, когда водитель нажимает на тормоз. Неподвижные суппорты более равномерно распределяют тормозное давление и крепче зажимают ротор, однако плавающие суппорты используются на большинстве автомобилей и идеально подходят для повседневного вождения.

5. Датчики: 
Тормоза некоторых автомобилей оснащены датчиками, встроенными в тормозные колодки, которые сообщают водителю об износе колодок. Другие тормозные датчики играют роль в системе ABS автомобиля.
Дисковые тормоза в основном используются в легковых автомобилях, но из-за их стабильной работы на более высоких скоростях и устойчивости к затуханию тормозов они постепенно распространяются в сегменте коммерческих автомобилей, где традиционно выбирают барабанные тормоза из-за их более длительного срока службы. Есть два типа дисковых тормозов.
«Дисковый тормоз с оппозитным поршнем» имеет поршни с обеих сторон дискового ротора, а «дисковый тормоз с плавающим типом» имеет поршень только с одной стороны. Дисковые тормоза с плавающим суппортом также называют дисковыми тормозами со скользящими штифтами.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Когда водитель нажимает на педаль тормоза, мощность усиливается усилителем тормозов (сервосистема) и преобразуется в гидравлическое давление (давление масла) главным цилиндром. Давление достигает тормозов на колесах через трубки, заполненные тормозным маслом (тормозной жидкостью). Подаваемое давление толкает поршни тормозов четырех колес. Поршни, в свою очередь, прижимают тормозные колодки, представляющие собой фрикционный материал, к тормозным дискам, которые вращаются вместе с колесами. Колодки зажимают роторы с обеих сторон и тормозят колеса, тем самым замедляя и останавливая транспортное средство.

• При нажатии на педаль тормоза жидкость под высоким давлением из главного цилиндра толкает поршень наружу.
• Поршень прижимает тормозную колодку к вращающемуся диску.
• Когда внутренняя тормозная колодка касается ротора, давление жидкости оказывает дополнительную силу, и суппорт перемещается внутрь и тянет внешнюю тормозную колодку к вращающемуся диску, и она касается диска.
• Теперь обе тормозные колодки толкают вращающийся диск, между колодками и вращающимся диском возникает большое трение, что замедляет автомобиль и, наконец, позволяет ему остановиться.
• Когда тормозная колодка отпускается, поршень перемещается внутрь, тормозная колодка удаляется от вращающегося диска. И машина снова начинает движение.

ТИПЫ ДИСКОВЫХ ТОРМОЗОВ

Существует два типа дисковых тормозов. Один из них называется «дисковым тормозом с оппозитным поршнем», в котором поршни расположены с обеих сторон дискового ротора, а другой называется «дисковым тормозом с плавающим типом», в котором поршень находится только с одной стороны. Дисковые тормоза с плавающим типом также называются дисковыми тормозами со скользящими штифтами.

1. Дисковые тормоза с оппозитными поршнями

Дисковые тормоза с оппозитными поршнями — это дисковые тормоза, в которых поршни расположены с обеих сторон дисковых роторов.
Дисковый тормоз с оппозитным поршнем отличается стабильной силой торможения, а также высокой управляемостью.
Увеличены рабочие поверхности тормозных колодок для увеличения тормозного усилия, и здесь предпочтение отдается оппозитным типам поршней. Это связано с его преимуществом, заключающимся в том, что количество поршней может быть увеличено для обеспечения равномерного распределения давления на роторы с обеих сторон. В зависимости от размера тормозных колодок существует несколько типов, в том числе 4-поршневые с двумя поршнями на каждой стороне, всего четыре, и 6-поршневые с тремя поршнями на каждой стороне, всего четыре. шесть.

2. Дисковые тормоза плавающего типа

Дисковые тормоза плавающего типа имеют поршень только с одной стороны и также называются дисковыми тормозами скользящего типа.
В дисковых тормозах плавающего типа поршень прижимает внутреннюю тормозную колодку к ротору, когда тормоза задействованы. Это создает силу реакции, которая перемещает сам суппорт вместе со скользящим штифтом, прижимая внешнюю колодку к ротору, чтобы зажать его с обеих сторон.

Многие дисковые тормоза легковых автомобилей имеют плавающий суппорт, поскольку этот тип имеет относительно простую и легкую конструкцию, что позволяет снизить производственные затраты.
Дисковые тормоза плавающего типа для грузовых автомобилей
Дисковые тормоза используются в основном для легковых автомобилей, но благодаря их стабильной работе на более высоких скоростях и устойчивости к затуханию тормозов они постепенно распространяются в сегменте грузовых автомобилей, где барабанные тормоза традиционно выбирались для их устойчивость к износу.

ТИПЫ РОТОРОВ

1. Гладкие роторы
Гладкие роторы отличаются плоской гладкой поверхностью. Для большинства легковых и грузовых автомобилей гладкие роторы являются оригинальным оборудованием (OE) из-за их универсальности для многих условий вождения. Основное преимущество гладких дисков заключается в том, что они изнашиваются равномерно, что увеличивает срок службы тормозных колодок. Если вы хотите сохранить гладкий ротор, но все же пойти на модернизацию, ищите металл премиум-класса, который поглощает больше тепла.

2. Просверленные или выемчатые роторы
Просверленные роторы идентифицируются по схеме отверстий, просверленных на всем протяжении диска ротора. Роторы с углублениями аналогичны, хотя вместо отверстий имеются углубления, которые были просверлены до уровня минимальной толщины ротора, сохраняя большую структурную целостность, чем полностью просверленный ротор. Эти типы роторов помогают тормозным колодкам лучше сцепляться с ротором, придавая ему больший начальный прикус и увеличивая тормозную способность.
*Обратите внимание, что роторы с просверленными отверстиями или углублениями обычно используются в сочетании с роторами с прорезями.

3. Роторы с прорезями
Роторы с прорезями можно узнать по вырезанным линиям на роторе. Эти вырезанные прорези помогают охлаждать ротор во время высокопроизводительного использования. Они также помогают удалять грязь и другой мусор с диска и тормозной колодки, помогая поддерживать постоянный контакт для более эффективного торможения. Роторы с прорезями идеально подходят для автомобилей, которые часто буксируют тяжелые грузы.

4. Роторы с отверстиями/углублениями и прорезями
Роторы с отверстиями (или углублениями) и прорезями, хотя и эффективны, лучше всего подходят для грузовых автомобилей, которым требуется дополнительная эстетика, например, с колесами более открытой конструкции. Мало того, что они будут отлично смотреться через открытое колесо, но и просверленные отверстия помогают с начальным прикусом, а прорези предназначены для удаления пыли и мусора между ротором и тормозной колодкой.

МАТЕРИАЛЫ РОТОРА

Тормозные роторы могут быть изготовлены из шести различных материалов, каждый из которых имеет свои преимущества. Давайте посмотрим на каждый.

1. Чугун
Это самое определение старой школы, когда речь идет о тормозном диске. Это одна или две части, и они выполняют свою работу. Фактически, это самый распространенный материал для тормозных дисков. Правильная конструкция (обычно состоящая из двух частей) может хорошо работать даже в спортивном автомобиле. Тем не менее, это также самый тяжелый вариант, который влияет на общий вес вашего автомобиля и его управляемость, поскольку этот вес приходится на передние колеса.

2. Сталь
На протяжении многих лет гонщики выбирают сталь, потому что стальной тормозной диск тоньше, легче и лучше выдерживает нагрев. Недостаток: стальные роторы не так долговечны, как некоторые другие, а деформированные роторы могут вызывать шум и пульсацию педали при торможении.

3. Многослойная сталь
Соединение листов стали друг с другом и их ламинирование делает их устойчивыми к деформации, которая характерна для прямого стального тормозного диска. Это фаворит гонщиков, которые не хотят часто заменять и ремонтировать тормозной диск, но производители в настоящее время нацелены только на профессиональных гонщиков, а производство ограничено, поэтому это не очень распространено в легковых автомобилях.

4. Алюминий
Алюминиевые тормозные диски быстро рассеивают тепло, но плавятся при более низкой температуре, чем другие варианты. Алюминий является фаворитом для мотоциклов, которые весят меньше и легче тормозят роторы, чем тяжелые автомобили, грузовики или внедорожники.

5. Высокоуглеродистый
Это железо, но с примесью большого количества углерода. Они могут поглощать много тепла и быстро его рассеивать. Содержание металла помогает ротору избежать растрескивания при высоких нагрузках, а также снижаются тормозной шум и вибрация. Единственным недостатком является цена, которая значительно выше, чем у обычного железа или алюминия.

6. Керамика
Какой ваш любимый суперкар? Феррари? Порше? Ламборджини? Скорее всего, это керамические тормозные диски.