Тормоза сто лет назад: как барабаны оказались эффективнее дисков

Тормозные барабаны описание фото видео типы устройства

Тормоза сто лет назад: как барабаны оказались эффективнее дисков

Барабаны, конечно, давно проиграли эволюционную войну дискам, но по сей день достаточно активно используются на недорогих и легких машинах.

Все Лады, Renault Logan, VW Polo sedan, Skoda Rapid, Daewoo Matiz – список вполне современных моделей, использующих эти архаичные, но долговечные тормозные механизмы, будет очень длинным. А значит – нелишне знать, как они устроены, почему ломаются и как чинятся.

После теоретической подготовки отправимся в ремзону, где обследуем барабаны редкого китайского седанчика Chery Jaggi, более известного в России под именем QQ.

История производства

А изобретены они были еще в далеком 19-м веке. Первыми прототипами современных тормозов была примитивная система всего лишь из трех составляющих.

Это был собственно тормозной барабан, крепящийся к колесу, прочная и гибкая лента, расположенная вокруг него, а также рычаг, натягивающий последнюю деталь.

Естественно, срок службы такой системы был недолгим, к тому же в нее попадали различные камни и грязь.

Усовершенствовалась конструкция лишь в начале 20-го века. Тогда инженер Луи Рено изобрел новый тормозной барабан с более надежными комплектующими. Впервые в него входили колодки, расположенные внутри механизма.

Тормозное устройство было хорошо защищено от попадания грязи, в связи с чем его срок службы существенно увеличился. С тех пор тормозной барабан неоднократно менял свою конструкцию и материалы, однако его функция оставалась неизменной.

Такое устройство по-прежнему уменьшало скорость автомобиля при необходимости. Также оно выполняло функцию ручного тормоза. 

Устройство 

Тормозной механизм барабанного типа функционально предназначен для изменения скоростного режима транспортного средства. Кроме того, барабанный тормоз, установленный на задней колесной паре, обеспечивает реализацию функции стояночного тормоза.

Основным конструктивным элементом тормозного механизма данного типа, собственно и давшее ему такое название, является барабан, или металлическая чаша, закрепленная на колесной ступице.

Тормозной механизм барабанного типа (рис.1) состоит из следующих основных частей:

  • Тормозного барабана, материалом для изготовления которого, служит чугун повышенной прочности. Внутренняя поверхность барабана, непосредственно соприкасающаяся с остальными элементами механизма, подвергается тщательной шлифовке. Монтируется на опорный вал (в этом случае в барабан запрессовывается подшипник) или ступицу колеса.
  • Тормозных колодок (поз.4). Изготавливаются из металла и имеют форму полумесяца. Рабочая поверхность тормозной колодки оснащена фрикционной накладкой (на основе асбеста).
  • Тормозного гидравлического цилиндра (поз.2). Это полый чугунный цилиндр с двумя рабочими поршнями, заполненный рабочей (тормозной) жидкостью. Цилиндр оснащен спускным клапаном, обеспечивающим удаление воздуха из системы тормозного механизма. Для предотвращения протекания тормозной жидкости используют уплотнительные манжеты.
  • Верхней (поз.1) и нижней (поз.5) стяжных пружин, работающих на «сжатие». Их основная рабочая функция – предотвращение расхождения тормозных колодок в режиме «покоя».
  • Защитного диска, монтируемого непосредственно на ступицу (заднюю балку).
  • Распорной планки (поз.3), представляющей собой металлическую пластину специфической конфигурации (имеющую специальные вырезы). Функциональное предназначение данного элемента заключается в установке механизма «самоподвода». Кроме того, при установке тормозного устройства на задней колесной паре, распорная планка приводит в действие вторую тормозную колодку, обеспечивая при этом функционирование стояночного тормоза. Применяется в тормозных механизмах барабанного типа, имеющих один тормозной цилиндр.
  • Механизма «самоподвода» (в виде двух эксцентриков, расположенных в корпусе защитного диска), обеспечивающего разведение тормозных колодок с износившимися фрикционными накладками. 

Различают следующие типы барабанного тормоза:

-Simplex – с одним разжимным устройством-Duplex – с индивидуальным приводом-Duo-Duplex – с двумя разжимными устройствами-Servo – с максимальным самоусилением

-Duo-Servo – с самоусилением при любом направлении вращения барабана

Эффект механического самоусиления – также одно из преимуществ барабанного тормоза. Этот эффект возникает по причине того, что нижние части тормозных колодок связаны между собой, и трение о тормозной барабан передней колодки усиливает прижим к барабану задней тормозной колодки.

Эффект самоусиления возникает, как правило, при движении автомобиля вперед. Но в конструкции Duo–Servo он возникает и при обратном вращении колеса (заднем ходе). В среднем, самоусиление позволяет увеличить тормозное усилие в 2–4 раза.

В варианте Servo тормозное усилие может увеличиться в 6 раз.

Особенностью барабанного тормоза является применение устройств компенсации увеличения зазора между колодкой и тормозным барабаном при тепловом расширении.

Компания Bosch разработала такое устройство на основе эффекта деформации биметаллической пружины при повышении температуры тормозного механизма свыше 80 градусов Цельсия.

В конструкции барабанных тормозов также применяются несколько пружин различного назначения. Со временем их упругие свойства снижаются, поэтому данные пружины подлежат периодической замене.

Плюсы и минусы 

Тормозная система появилась задолго до автомобилей – останавливать нужно было вагоны, телеги, кареты, различные приводные системы и многое другое оборудование. В наследство от времен, когда скорость в 30…

Одним из главных достоинств барабанных механизмов называют его закрытость от окружающей среды – ни грязь, ни пыль внутрь не попадают. С этим трудно не согласиться, но с оговоркой – если речь идет о грязи снаружи. Все продукты износа колодок, что появляются в барабане внутри, просто так оттуда «выбраться» не могут. Вся прелесть закрытости барабаном видна на фотографиях подопытного.

Если в дисковых тормозах остатки фрикционных накладок просто выдуваются из механизма, то в барабанных почти все остается на месте. И еще.

Кто в своей жизни эксплуатировал грузовики или древние автомобили с «барабанами» по кругу, должен помнить: если проехал глубокую лужу или брод, то после необходимо несколько раз нажать на тормоза, чтобы просушить их, иначе их попросту не будет. С дисками такого цирка нет.

Еще барабаны отлично перегреваются и их, в отличие от дисков, нельзя быстро охладить набегающим воздухом. Сам барабан при этом покоробить сложно (чего не скажешь о дисках), но эффективность торможения горячих барабанов снижается очень существенно.

С точки зрения динамики барабаны тоже проигрывают дискам, так как последние легче. Плюс максимальное тормозное усилие у барабанов сильно ограничено – чрезмерным давлением на колодки можно просто «порвать» барабан. Диски же можно сжимать намного сильнее.

Принцип работы барабанных тормозов

Принцип действия такой системы следующий. Металлический полый барабан в виде плоской чашки крепится на ступице. При торможении к внутренней части барабана прижимаются серповидные тормозные колодки, что приводит непосредственно к торможению.

Конструкция, приводящая к прижиму тормозных колодок, построена на гидравлическом тормозном цилиндре либо нескольких цилиндрах. В исходное положение тормозные колодки возвращаются благодаря пружинам. Кроме прочего, в конструкцию барабанных тормозов входит рычаг, распирающий колодки при постановке автомобиля на стояночный тормоз.

На заре автомобилестроения барабанные тормоза имели доминирующее распространение.

Причина такого противовеса в сторону барабанных тормозов была обусловлена в первую очередь простотой производства и меньшими требованиями к точности изготовления деталей.

Кроме того, строение стояночного тормоза на основе барабанных тормозов более простое, чем на основе дисковых, которые сегодня нередко занимают место первых.

Как происходит торможение?

В момент нажатия на педаль тормоза, в системе создается давление рабочей жидкости, которая «давит» на поршни, тем самым приводя в рабочее состояние тормозные колодки.

После этого колодки расходятся в стороны, прижимаясь (плотно) к рабочей поверхности барабана. Колесо замедляет свой ход и автомобиль останавливается.

Когда цилиндрик один, как в нашем случае, то на верхние концы колодок «давит» именно он, а нижние края просто попадают в упор, которые есть на заднем диске.

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

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

о том, как работает тормозной барабан на автомобиле:

Источник: http://seite1.ru/zapchasti/tormoznye-barabany-opisanie-foto-video-tipy-ustrojstva/.html

Какие тормоза лучше: барабанные или дисковые? – журнал За рулем

Тормоза сто лет назад: как барабаны оказались эффективнее дисков

5 февраля 2018 года

На современных автомобилях широко распространены два типа тормозных механизмов — барабанные и дисковые. Почему на рынке не остался только один из них? Рассмотрим особенности, преимущества и недостатки каждого.

Барабанные механизмы

Исторически раньше появились барабанные тормоза. При этом на первых автомобилях тормозные механизмы такого типа устанавливали только на задние колеса.

Принцип действия барабанного механизма изменился с той поры несильно.

Так же, как и век назад, две серповидные колодки раздвигаются и прижимаются специальными фрикционными накладками к внутренней поверхности полого цилиндра, называемого тормозным барабаном.

Конечно, кое-какие изменения со временем коснулись и этой «замшелой» конструкции. Так, у ранних тормозных механизмов колодки раздвигали с помощью тросового привода. На смену ему пришел гидравлический. Затем конструкторы сделали механизм, который компенсировал износ накладок колодок.

При этом отпала такая операция, как «подвести колодки, а то педаль тормоза низковато стала брать». Владельцы легендарной Волги ГАЗ-21 наверняка знают, о чем речь. Впрочем, и сегодня, у некоторых отечественных автомобилей необходимость регулировки стояночного тормоза еще осталась.

Обидно, что сейчас, в XXI веке, Гранты, Калины, Приоры, Лады 4х4 и Шевроле Нивы требуют регулировки ручника.

Барабанный тормозной механизм автомобиля Lada Kalina. Регулировка зазора между колодками и барабанами автоматическая, а «ручничок» придется подтягивать к техосмотру вручную.Барабанный тормозной механизм автомобиля Lada Kalina. Регулировка зазора между колодками и барабанами автоматическая, а «ручничок» придется подтягивать к техосмотру вручную. Даже самые «свежие» модификации Гранты, уже снабженные АБС, о чем свидетельствует наличие задающего диска и датчика, конструкцией барабанного тормоза восходят корнями к ВАЗ-2105, который появился еще к Олимпиаде-80.Даже самые «свежие» модификации Гранты, уже снабженные АБС, о чем свидетельствует наличие задающего диска и датчика, конструкцией барабанного тормоза восходят корнями к ВАЗ-2105, который появился еще к Олимпиаде-80.

Зато плотно обосновавшийся в России альянс Renault-Nissan привез современные барабанные тормозные механизмы. Тут и самоподвод колодок, и постоянное правильное натяжение тросиков ручника осуществляет распорная планка довольно сложной конструкции. Причем она показала себя достаточно надежной даже на грязных и пересоленных дорогах. Применяет ее альянс на разных автомобилях.

Барабанный тормозной механизм полноприводного Дастера.Барабанный тормозной механизм полноприводного Дастера. Задний тормозной механизм автомобиля Lada Largus.Задний тормозной механизм автомобиля Lada Largus.
Количество деталей тормозного механизма довольно велико, а потому и сборка не столь проста и с трудом подвергается автоматизации.Количество деталей тормозного механизма довольно велико, а потому и сборка не столь проста и с трудом подвергается автоматизации. Распорная планка тормозного механизма — узел, обеспечивающий все преимущества самоподводящегося тормозного механизма.Распорная планка тормозного механизма — узел, обеспечивающий все преимущества самоподводящегося тормозного механизма.

Итак, достигнув предела совершенства с точки зрения конструкции, включив в себя современную систему АБС, барабанные тормоза не сдают позиций, обосновавшись на задней оси недорогих автомобилей.

Преимущества барабанных тормозных механизмов:

  • дешевая отработанная конструкция
  • хорошая защита от грязи
  • большой ресурс колодок из-за значительной по площади рабочей поверхности. (На редакционном Ларгусе первые задние тормозные колодки прошли уже 120 тыс. км.)
  • простое и удобное совмещение с механизмом стояночного тормоза.

Недостатки барабанных тормозных механизмов:

  • значительные габариты и вес механизма
  • склонность к перегреву в условиях чрезмерно высоких нагрузок
  • относительно нестабильный коэффициент трения колодок, зависящий от температуры, влажности и т.д. Хотя наличие АБС во многом компенсирует этот недостаток.
  • неравномерный износ колодок — передняя изнашивается больше
  • иногда, при низком качестве материала фрикционных накладок, возможно примерзание их к барабанам.
  • при попадании крупных песчинок возможен скрежет во время работы.

Дисковые тормоза

Дисковый тормозной механизм с одним исполнительным цилиндром.Дисковый тормозной механизм с одним исполнительным цилиндром.

В нашей стране дисковые тормоза массово появились вместе с Жигулями. До этого даже участвующие в ралли Москвичи попахивали после гонок горелыми барабанными тормозами.

Дисковые тормозные механизмы первым делом начали ставить на передние колеса как более нагруженные тормозными силами. Поначалу дисковые тормоза конструктивно были сложнее, чем сейчас, и каждую тормозную колодку к диску прижимал свой индивидуальный цилиндр.

С годами такая сложная конструкция осталась только на дорогих, скоростных или тяжелых автомобилях. А на массовых машинах стала применяться легкая, дешевая и простая однопоршневая конструкция.

Диски все чаще начали использовать вентилируемые, что улучшает охлаждение деталей самого тормозного механизма и бережет от перегрева ступичные подшипники.

При сезонной перестановке колес удобно проверить остаточную толщину тормозных колодок.При сезонной перестановке колес удобно проверить остаточную толщину тормозных колодок.Количество деталей современного дискового тормозного механизма переднего колеса невелико, что удешевляет производство и сборку.Количество деталей современного дискового тормозного механизма переднего колеса невелико, что удешевляет производство и сборку.

Дисковые тормозные механизмы задних колес Chevrolet Cruze. Основной привод — гидравлический, стояночный тормоз — тросовый.Дисковые тормозные механизмы задних колес Chevrolet Cruze. Основной привод — гидравлический, стояночный тормоз — тросовый.

Конструкция — проще не бывает. К вращающемуся диску выдвигающийся поршень гидроцилиндра прижимает две плоские тормозные колодки.

Компенсация износа происходит автоматически, очень простым и надежным способом. Вообще, механизм не нуждается ни в каком обслуживании вплоть до полного износа колодок.

Затем следует довольно простая процедура замены и никакой регулировки перед дальнейшей эксплуатацией.

Столь приятные и для производителя, и для потребителя характеристики дисковых тормозов привели к тому, что их стали устанавливать и на заднюю ось относительно дорогих легковых автомобилей и кроссоверов.

При этом пришлось решать вопрос с приводом стояночного тормоза, что и было сделано двумя способами.

Первый — в ступице диска размещается маленький барабанный тормозной механизм, а второй — рычажно-винтовой механизм прижимает основной поршень к колодкам посредством троса или электропривода.

Преимущества дисковых тормозов:

  • легче и компактнее барабанных тормозов
  • простота сборки и дешевизна конструкции
  • обеспечивают лучшее охлаждение и могут рассеивать гораздо большую мощность
  • меньшая чувствительность к изменению температуры и влажности элементов
  • проще замена передних тормозных колодок
  • легче диагностировать износ.

Недостатки дисковых тормозов:

  • защита от грязи считается недостаточной
  • ресурс несколько меньше, чем у барабанных тормозных механизмов, и обычно не превышает 40 тыс. км
  • на мало ездящих автомобилях неустранимая коррозия части поверхности диска, которая приводит к необходимости проточки или замены
  • довольно сложная организация привода стояночного тормоза и затрудненная замена колодок на задней оси

Источник: https://www.zr.ru/content/articles/910621-kakie-tormoza-luchshe-barabanny/

Барабанные или дисковые тормоза. Что лучше? Основные отличия

Тормоза сто лет назад: как барабаны оказались эффективнее дисков

Сейчас очень много производителей, переходят на так называемые дисковые тормоза, причем полностью – то есть они устанавливаются и спереди и сзади.

Но на многих бюджетных авто, в том числе и мой AVEO сзади стоят барабанные тормоза, которые вроде бы как считаются устаревшими! Однако – почему же многие производители ставят их на свои машины? Банально экономия или есть какие-либо другие причины? И что, в конце-концов лучше – барабанные или дисковые тормоза? Давайте разбираться …

Если копать историю, то барабанные тормоза раньше устанавливались и на переднюю ось и на заднюю. ТО есть это было единственное доступное решение. И знаете, пока двигатели были маломощные, а скорости в 100 км/ч, казались просто запредельными – их хватало, причем работали они крайне эффективно. Представьте остановить автомобиль со скоростью 30 ну или 60 км/ч максимум, легче легкого.

Нужно отметить, что и те и другие системы тормозов являются жидкостными, они самые эффективные на данный момент.

Строение барабанных вариантов

Я сейчас не буду лезть в «дебри», и размусоливать от и до (про это будет отдельная статья). Просто напомню, итак:

В барабанных вариантах используется две полукруглые колодки, которые находятся внутри цилиндра или барабана. С одной стороны, они закреплены жестко, а вот с другой стоит поршень, который их раздвигает, когда вы нажимаете на педаль тормоза и чем сильнее вы давите на педаль — тем сильнее выходит поршень и раздвигаются колодки.

Между колодками стоят «стягивающие» пружины – когда вы отпускаете педаль, они сводят колодки обратно. Для того чтобы не заклинить барабан. Это если просто рассказать об устройстве.

Строение простое – «обкатанное» многими годами, я бы даже сказал десятилетиями.

Однако прогресс не стоит на месте и скорости, которые раньше были не доступны, сейчас кажутся обыденными, мы уже и не замечаем 60 – 80 км/ ч, а на трассе можем положить стрелку и вовсе до 200 км/ч.

Такие показатели даже для гонщиков 40 лет назад, казались просто фантастикой. Поэтому барабанные варианты стали не справляться со своей задачей, при больших скоростях они становятся менее эффективными.

Нужно отметить, что самая первая (и не единственная) проблема – это перегрев колодок, и как следствие ухудшение торможения.

Что делать, нужно было как-то улучшать систему торможения, поэтому обратились к авиастроению, да-да вы не ослышались — именно там впервые установили дисковые тормоза, которые успешно перекочевали на автомобили.

Строение дисковых тормозов

Это совершенно новый виток в эволюции тормозной системы. Как я уже упомянул, их устанавливали на самолеты и тяжелые грузовики (автопоезда). Где есть большие веса и большие скорости.

Строение таково (поясню просто, без углубления):

Специальный тонкий диск, крепится на ось автомобиля, это могут быть как передние колеса, так и задние. Обычно сверху или сбоку на него крепится специальный узел – тормозной суппорт. У него есть также поршень и две колодки. Когда вы нажимаете на педаль тормоза, то поршень выдвигается сжимая колодки. Как вы, наверное, уже догадались, между колодками находится тормозной диск.

Эта система более производительная – все потому что, пятно контакта параллельное, а не как у барабанных тормозов полукруглое. Благодаря такому строению, прижатие колодок к диску очень плотное – что позволяет тормозить намного эффективнее на больших скоростях.

Конечно, обычные дисковые тормоза также греются (но уже при больших скоростях), но сейчас на рынок вышли вентилируемые и перфорированные варианты, у них тормозной путь еще больше сократился.

Отрицательные моменты этого варианта – все просто, пятно контакта лучше, колодки сами меньше – стираются на много быстрее. Да и сам тормозной диск быстрее выходит из строя, его стачивают колодки. То есть ресурс у них как минимум в три раза меньше чем у барабанной конструкции.

Так что сейчас безопаснее, надежнее, выгоднее и что немаловажно эстетичнее? Разберем все плюсы и минусы.

Что лучше, основные плюсы и минусы

Ну что начнем, пожалуй, с барабанных вариантов.

Плюсы:

  • Как ни странно, но их дешевле производить. Уж не знаю почему, но многие производители на этом банально экономят.
  • Ресурс у них намного увеличен. Могут свободно ходить по 120 – 170 000 километров, конечно, все зависит от манеры езды.
  • Большие интервалы замены, меньше тратим денег на заднюю ось.

Как бы все, вот так вот мало плюсов, зато минусов предостаточно.

Минусы:

  • Плохое пятно контакта. Хуже торможение.
  • Быстрее нагреваются при больших скоростях, ведь строение закрытое — эффективность торможения падает.
  • Часто загрязняются внутри. Пыль, грязь, фракции от износа колодок оседают внутри, что еще больше ухудшает тормозные свойства.
  • Ну и последнее – сложное обслуживание. Наверное, не многие могут разобрать задние барабаны, со временем они «прикипают», нужны специальные съемники.

Что теперь к дисковым вариантам.

Положительные моменты:

  • Эффективность торможения намного выше, чем у конкурента.
  • Низкий нагрев (по сравнению с конкурентом), особенно у вентилируемых и перфорированных вариантах. Они постоянно обдуваются набегающим воздухом.
  • Эффективная очистка. Даже если на них попадет грязь, масло, продукты износа тормозных накладок, то это все быстро удалиться.
  • Легко заменить. Практически каждый, сам, может поменять – как мне кажется ничего сложного.

Отрицательные моменты:

  • Высокий износ колодок. Даже дорогие варианты, ходят по 30 000 максимум, сзади по 40 000 потому как нагрузка на них ниже.
  • Износ дисков. Диски также изнашиваются относительно быстро, уже при 70 – 80 000 требуется замена.
  • Из-за частых интервалов, такие тормоза обходятся дороже с экономической точки зрения.
  • Летом могут скрипеть, от нагрева дисков и колодок, особенно на невентилируемых вариантах, с неоригинальными колодками (тупо Китай).

Что и говорить, сейчас на переднюю ось устанавливаются только дисковые тормоза – из-за их эффективности. Барабанные, устанавливаются только на заднюю ось и то не везде! Например, в Европе сейчас дисковые ставят и спереди и сзади.

Барабанные тип, может сейчас может работать только на задней оси, все же она менее нагруженная, да и на автомобилях с небольшой массой, то есть это «A» и «B» класс, иногда ставят на внедорожники и кроссоверы, например наши УАЗ и Renault Duster. Такая установка обусловлена стремлением производителя в первую очередь сэкономить, а также увеличить срок службы задних тормозов, что владельцу в принципе экономит денежку.

В конечном итоге, с ростом мощности моторов, увеличением скоростей, барабанные типы уйдут в прошлое. Потому как сейчас даже на бюджетный «B» класс устанавливают моторы около 130 л.с., которые разгоняют ваш авто, до приличных скоростей — с которыми барабанные типы уже не справляются.

Сейчас небольшое видео, смотрим.

А теперь ание, что ты считаешь лучше барабанные или дисковые тормоза?

НА этом все, читайте наш АВТОБЛОГ.

Источник: http://avto-blogger.ru/tsa/barabannye-ili-diskovye-tormoza.html

Автоисток | Путешествие в историю создания и развития автомобиля

Тормоза сто лет назад: как барабаны оказались эффективнее дисков

Это слово живет в нашем лексиконе с тридцатых годов прошлого века! Вот только больше знакомо оно не широкому кругу автомобилистов, а инженерам.

Тормоза автомобилей начала XX века действовали только на задние колеса. Этого было вполне достаточно — в те времена машины в основном были легкими (весили не более 1000 кг) и развивали невысокую скорость (до 60 км/ч).

Однако на более тяжелых и быстроходных авто тормоза при интенсивной работе быстро начинали «греться».

При этом наблюдался весьма неприятный эффект: водитель что есть силы нажимал на тормозную педаль, а машина… едва замедлялась! Вот такое коварное явление потери эффективности тормозов вследствие перегрева инженеры и назвали федингом.

Чтобы с ним бороться, уже тогда на некоторых автомобилях появилось примитивное водяное охлаждение тормозных барабанов. Вода разбрызгивалась на их наружные поверхности и, испаряясь, отнимала тепло. Увы, это оказалось лишь временным решением проблемы.

Вопрос «обувки»

Примитивный тормоз на Panhard-Levassor 1890 г. — обитая кожей колодка, прижимаемая к заднему колесу

Материал, из которого изготовляли тормозные накладки, был главной причиной фединга. Например, хлопчатобумажный тканый ремень, пропитанный битумом и другими смолами, выдерживал температуру до 250°С.

С 1929 г. пошли в ход более теплостойкие накладки из асбестовой ткани с включениями латунной проволоки. Такой наполнитель — главная причина неприятного «визга».

Позже их стали делать не плетеными, а формованными и постепенно добились стабильной работы при температурах порядка 400°C. Однако от трения накладки стираются, а тончайшая асбестовая пыль, как показали новейшие исследования, является канцерогеном.

По экологическим соображениям применение таких материалов сейчас запрещено во многих странах мира.

На смену асбесту пришли различные синтетические материалы. В первую очередь они были испытаны на гоночных автомобилях, тормозам которых часто бывает очень жарко.

В частности, вдело пошел такой дорогостоящий, но очень теплостойкий материал, как углепластик. Его применение отодвинуло границу фединга за 1000°C.

В телерепортажах с гонок «Формулы 1» нередко можно увидеть, как у машины при подходе к повороту тормозные диски светятся оранжевым.

Силовые приемы

Еще в начале XX века на Lanchester применяли центробежный дисковый тормоз

Когда тормоза работают на грани фединга, появляется соблазн «продавить» педаль, чтобы сильнее сжать трущиеся поверхности. Для этого приходится прикладывать слишком большое усилие.

Первые усилители тормозов, появившиеся в 20-е годы, использовали вакуум (разрежение) во впускной системе мотора. Позже стали применять пневматический привод тормозов, главным образом на тяжелых грузовиках и автобусах. На легковых же автомобилях, тормоза которых уже с конца 30-х годов получили гидропривод, нашли широкое распространение вакуумные усилители.

Гидропривод позволяет быстро и точно распределять тормозное усилие между колесами, а гидровакуумный усилитель получается очень компактным.

Дисковые тормоза на всех колесах способствовали многочисленным победам Lancia Stratos на чемпионате мира по ралли

Однако накладки, усилители и другие инженерные ухищрения, о которых речь пойдет ниже, — лишь одно из направлений борьбы с федингом. Например, на гоночных автомобилях часто встречаются аэродинамические тормоза: обычно это щитки или лопасти, выдвигающиеся при необходимости снизить скорость.

А на дрэгстерах, где резкое замедление требуется лишь один раз в течение заезда, используется заимствованный из авиации тормозной парашют. Наконец, на тяжелых дизельных грузовиках и автобусах применяют особый замедлитель — горный тормоз.

По сути это заслонка, перекрывающая выпускной тракт, в результате чего двигатель «придушивается».

Бей барабаны!

Тормозной барабан — деталь не очень удобная для эффективного рассеяния тепла. Кроме того, колодки с накладками находятся в замкнутом пространстве. У барабана имеется практически глухой опорный шит. на котором крепятся тормозные колодки. Единственный путь для теплового потока — только через периферию самого барабана.

В 1952 г. на гоночном Jaguar XK120 впервые были установлены дисковые тормоза

В 20-30-е годы на гоночных автомобилях для борьбы с перегревом тормозов размеры барабана увеличивали, насколько позволял диаметр колеса. Снаружи барабаны таких машин имели развитые ребра, а место тормозного шита занял кронштейн — держатель тормозных цилиндров и колодок. Таким образом внутренняя полость барабана интенсивно вентилировалась.

Когда возможности такого решения были исчерпаны, на свет появились биметаллические конструкции. Чугунное кольцо в них сочеталось с алюминиевым барабаном — их соединяли при литье методом «Альфи».

Однако лучшим с точки зрения охлаждения оказался тормозной механизм в виде диска, зажимаемого с двух сторон колодками. Сегодня такой тип тормоза обрел широчайшее распространение. Пионером его применения выступила в 1952 г. фирма «Jaguar». Перед гонками Mille Miglia она снабдила свои машины модели ХК120 дисковыми тормозами, которые буквально купались в потоке воздуха.

Трансмиссионный дисковый тормоз ГАЗ-ААА, 1933 г.

Любопытно, что дисковые тормоза встречались еще в 1901 г. на автомобилях Lanchester, а с 1933 г. — на отечественных трехосных грузовиках ГАЗ-AAA. Однако отнюдь не улучшение охлаждения тормозов стало главной тому причиной — конструкторы руководствовались лишь чисто компоновочными соображениями.

Зона возникновения фединга сегодня значительно отодвинута, однако поиски дальнейшего повышения тепловой стойкости тормозов продолжаются.

Источник: http://autoistok.com/feding-istoriya-razvitiya-avtomobilnyx-tormozov-tormozov-barabannye-tormoza-diskovye-tormoza.html

Барабанные тормоза: как они устроены и как их ремонтировать

Тормоза сто лет назад: как барабаны оказались эффективнее дисков

Барабаны, конечно, давно проиграли эволюционную войну дискам, но по сей день достаточно активно используются на недорогих и легких машинах.

Все Лады, Renault Logan, VW Polo sedan, Skoda Rapid, Daewoo Matiz – список вполне современных моделей, использующих эти архаичные, но долговечные тормозные механизмы, будет очень длинным. А значит – нелишне знать, как они устроены, почему ломаются и как чинятся.

После теоретической подготовки отправимся в ремзону, где обследуем барабаны редкого китайского седанчика Chery Jaggi, более известного в России под именем QQ.

Конструкция барабанных тормозов

Кардинально барабанные тормозные механизмы не изменились с момента их массового появления в 1902 году благодаря Луи Рено.

Правда, привод у тех тормозов был тросовый, а потому они были исключительно механическими.

Плюс у них не было автоматической регулировки, так что шофер должен был регулярно проверять зазор между колодками и барабаном. Но принципиальная конструкция, повторюсь, изменилась минимально.

Опишем здесь самую распространенную, классическую конструкцию барабанного тормозного механизма. Есть тормозной щиток, который жестко закреплен на кожухе заднего моста или цапфе колеса, и он не вращается. Также есть барабан, который закреплен на ступице колеса и вращается вместе с ней и колесом.

Тормозные колодки установлены на тормозном щитке. С одной стороны колодки опираются на оси, с другой – на поршни рабочего тормозного цилиндра (это хорошо видно на фотографиях).

Когда нажимают на педаль тормоза, тормозная жидкость раздвигает поршни в рабочем цилиндре, а те в свою очередь раздвигают тормозные колодки. Колодки прижимаются к поверхности барабана и автомобиль замедляется.

На колодки приклеены или приклепаны фрикционные накладки. Чтобы колодки не выпали, установлены прижимные пружины.

Приятным моментом данной конструкции является то, что одна из колодок имеет свойство подклинивания (ее называют активной).

Если привести пример, то представьте себе колесо автомобиля, хорошенько раскрутите его и попробуйте вставить рукой какой-нибудь предмет между колесом и аркой: с одной стороны предмет будет выталкиваться, а с другой – еще больше затягиваться в пространство между колесом и аркой, тем самым подклинивая колесо. Та же ситуация и с колодками.

Вторую колодку (пассивную) барабан отталкивает, и ее эффективность ниже первой – это, напротив, неприятный момент. Чтобы скомпенсировать разницу, фрикционная накладка пассивной колодки больше по размерам активной колодки.

ОБОРОТНАЯ СТОРОНА ПОДКЛИНИВАНИЯ КОЛОДКИ В ТОМ, ЧТО ТОРМОЗНОЕ УСИЛИЕ ВОЗРАСТАЕТ НЕ ПРОПОРЦИОНАЛЬНО УСИЛИЮ НА ПЕДАЛИ. ПРОЩЕ ГОВОРЯ, ВЫ ДАВИТЕ НА ПЕДАЛЬ ТОРМОЗА И ПОЛУЧАЕТЕ СОВСЕМ ИНОЕ, НАМНОГО БОЛЬШЕЕ ЗАМЕДЛЕНИЕ, ЧЕМ ОЖИДАЛОСЬ. С ДИСКОВЫМИ ТОРМОЗАМИ ТАКОГО НЕТ.

Чтобы колодки вернулись на исходную после торможения, на них установлены возвратные пружины. Зачастую, если задний тормозной механизм барабанный, то те же колодки задействуются при затягивании стояночного тормоза («ручника»). На одной из колодок имеется дополнительный рычаг, к которому крепится трос, при перемещении которого колодки разводятся.

На современных автомобилях барабанный тормозной механизм саморегулируемый. То есть не нужно раз во сколько-то тысяч км или после ремонта лезть, как на ЗИЛ 130, под автомобиль, чтобы измерить зазор между фрикционными накладками и барабаном.

На фото: ЗиЛ-130 ‘1966–74

Однако даже на современных авто стояночный тормоз все же регулировать необходимо.

Потому распорная стойка, благодаря которой разводятся колодки при затягивании ручника, имеет свойство удлиняться или укорачиваться за счет вращения гайки (ее тоже хорошо видно на фото).

Еще одним из положительных аспектов барабанных тормозов является площадь рабочей поверхности фрикционных накладок – она в любом случае больше по сравнению с дисковыми тормозами.

Но из-за особенностей условий работы (см. выше) износ накладок неравномерен, а значит, и усилие также будет изменяться с износом.

В свою очередь никто не мешает увеличить рабочую площадь накладок за счет увеличения не только диаметра барабана, но и его ширины, а это бесспорный плюс.

Этим с умением пользуются конструкторы грузовиков, для которых важней затормозить 20 тонн в пределах приличия, нежели тонкая связь между ногой водителя и ускорением замедления автомобиля.

Более того, даже если на легковушке по кругу установлены дисковые тормоза, то с высокой долей вероятности тормозной механизм ручника реализован по барабанной схеме. Просто в диске делают проточку и создают свой небольшой барабан и помещают внутрь колодки.

Пару слов об уже отживших свое конструкциях барабанных тормозах.

В поисках более простых и эффективных вариантов исполнения инженеры, чтобы решить проблему с колодкой, которая не подклинивается, пришли к выводу, что можно поставить два рабочих цилиндра с двух противоположных сторон тормозного щитка (как на ГАЗ 24 и множестве других машин с барабанными тормозами спереди и сзади). В таком случае обе колодки становились подклинивающими, но только при движении вперед.

Конструкторы АЗЛК применили барабанные механизмы с плавающими колодками. Плавающими потому, что опираются они не на оси, каждая на свою, а на шарнир, связывающий обе колодки. Поэтому когда поршни раздвигают их, они за счет усилий стабилизируются относительно барабана. А эффект подклинивания активной колодки снижается за счет передачи силы через шарнир на пассивную колодку.

Плюсы и минусы барабанов

Одним из главных достоинств барабанных механизмов называют его закрытость от окружающей среды – ни грязь, ни пыль внутрь не попадают. С этим трудно не согласиться, но с оговоркой – если речь идет о грязи снаружи. Все продукты износа колодок, что появляются в барабане внутри, просто так оттуда «выбраться» не могут. Вся прелесть закрытости барабаном видна на фотографиях подопытного.

Если в дисковых тормозах остатки фрикционных накладок просто выдуваются из механизма, то в барабанных почти все остается на месте. И еще.

Кто в своей жизни эксплуатировал грузовики или древние автомобили с «барабанами» по кругу, должен помнить: если проехал глубокую лужу или брод, то после необходимо несколько раз нажать на тормоза, чтобы просушить их, иначе их попросту не будет. С дисками такого цирка нет.

Еще барабаны отлично перегреваются и их, в отличие от дисков, нельзя быстро охладить набегающим воздухом. Сам барабан при этом покоробить сложно (чего не скажешь о дисках), но эффективность торможения горячих барабанов снижается очень существенно.

С точки зрения динамики барабаны тоже проигрывают дискам, так как последние легче. Плюс максимальное тормозное усилие у барабанов сильно ограничено – чрезмерным давлением на колодки можно просто «порвать» барабан. Диски же можно сжимать намного сильнее.

Пример ремонта заднего барабанного тормозного механизма

Тут все, в общем-то, довольно предсказуемо. Барабаны разбирают, как правило, для двух манипуляций: замены колодок или ремонта самого заклинившего механизма.

На этот раз к нам попал автомобиль с неработающим задним правым тормозным механизмом и отсутствием стояночного тормоза. Опытным взором мастера утечек тормозной жидкости найдено не было. Потому вероятность заклинившего рабочего тормозного цилиндра возросла до 99%. Решение было принято незамедлительно – разборка и более детальная диагностика.

Отвернули гайки и сняли колесо. К счастью, барабан не прикипел и снялся довольно легко. Хозяину автомобиля стало легче, когда он узнал, что колодки менять еще рано. Но потом пошли плохие новости.

Закисла распорка стояночного тормоза, следовательно, отрегулировать расположение колодок невозможно, а это причина отсутствующего ручника. Далее. Поршни в рабочем цилиндре заклинило, потому машина и не тормозила. Вердикт – замена рабочего цилиндра.

Хозяин встретил трудности мужественно и благословил начинать незамедлительно.

Так как необходимо заменять рабочий цилиндр, пережимаем тормозной шланг, чтобы исключить вытекание всей тормозной жидкости из контура. Отвернули соединительную гайку и отсоединили тормозную трубку от рабочего цилиндра. При помощи узкогубцев сняли нижнюю пружину с тормозных колодок. Затем отсоединили трос стояночного тормоза от рычага тормозной колодки.

Все теми же узкогубцами прижали, провернули и сняли прижимные пружины обеих колодок. Пружины фиксируются на пальце: на каждой имеется небольшая опорная крышка с прорезью, а у пальца наружный конец расплющен. Соответственно, при установке пружину сжимают, конец пальца проходит через прорезь, а чтобы зафиксировать пружину, ее проворачивают. Но это будет потом, сейчас разборка.

После демонтажа прижимных пружин обе колодки можно снять с тормозного щитка и рабочего цилиндра. Что мы и делаем, немного раздвинув их для преодоления усилия верхней возвратной пружины.

После выкрутили болты крепления и сняли рабочий тормозной цилиндр. Сняли с колодок распорку, тщательно ее очистили и разработали, чтобы можно было отрегулировать стояночный тормоз.

Сняли затем и верхнюю возвратную пружину.

В процессе внимание на себя обратили бороздки на фрикционных накладках. Точно такие же были и на рабочей поверхности тормозного барабана, а такой износ неминуемо снижает эффективность торможения. Чтобы не рисковать здоровьем и благополучием хозяина авто, барабаны отправили на проточку. Колодки же менять пока рано – они выровняются.

На фотографиях хорошо виден зубчатый венец датчика частоты вращения заднего колеса. В последнее время автопроизводители зачастили вместо зубчатого венца устанавливать обычное кольцо с намагниченными секторами.

Все хорошо, но порой грязь, пыль, продукты износа настолько набиваются на кольцо, что его магнетизма начинает не хватать, и система АБС выбивает ошибку «не вижу датчик». Лечится это тщательной очисткой такого кольца и сбросом ошибки.

Но мы отвлеклись.

Устанавливаем на колодки распорную стойку – чистую, разработанную и смазанную. Подсоединяем к обеим колодкам верхнюю возвратную пружину. В первую очередь подсоединяем к рычагу на колодке трос стояночного тормоза, затем вешаем колодки на тормозной щиток. Устанавливаем новый рабочий тормозной цилиндр. Вкручиваем, но не затягиваем болты его крепления и не забываем про штуцер для прокачки.

Теперь монтируем колодки в прорези на поршнях тормозного цилиндра. Немного отцентрируем колодки относительно тормозного щитка и затягиваем окончательно болты крепления рабочего цилиндра.

После чего выполняем вроде бы несложную, но порой очень хлопотную операцию по установке прижимных пружин колодок. С внутренней стороны ставим палец.

Затем, взявшись узкогубцами за крышку пружины, устанавливаем последнюю на колодку, сжимаем и проворачиваем для окончательной фиксации.

На словах все выходит просто, на деле же требуется сноровка…Чтобы палец не выпал, его необходимо придерживать, одновременно с этим нужно держать колодку и прицельно устанавливать пружину. Часто или палец выпадает, или пружина, или все вместе.

Справившись с прижимными пружинами, проверяем всю сборку на надежность крепления и ставим нижнюю пружину тормозных колодок. К этому моменту нам как раз принесли отлично проточенные тормозные барабаны – ставим их на место. Остается отрегулировать.

Регулировка стояночного тормоза – предельно простая операция.

При незатянутом ручнике нужно провернуть колесо и, пока оно вращается, через сервисное отверстие прокрутить регулировочную гайку на распорке до момента, когда колесо затормозится, потом отвернуть данную гайку на три–пять щелчков в обратную сторону. Каждый производитель дает свои назидания и цифры, потому перед регулировкой неплохо бы ознакомиться с техническими данными.

ПОСЛЕ РЕГУЛИРОВКИ НЕ ЗАБЫВАЕМ ПОСТАВИТЬ РЕЗИНОВУЮ ЗАГЛУШКУ СЕРВИСНОГО ОТВЕРСТИЯ НА ТОРМОЗНОЙ ЩИТОК И ПРОКАЧАТЬ ЗАДНИЙ ПРАВЫЙ ТОРМОЗНОЙ МЕХАНИЗМ.

Внимательный читатель, возможно, заметил, насколько отличались правый и левый тормозные механизмы. Правый был в гораздо более плачевном состоянии.

Можно все списать на китайский металл, но первопричина в том, что правая сторона – сторона обочины, там всегда больше луж и выбоин, и она в коррозионном плане нагружена больше.

Потому закончим банальным, но неустаревающим советом: следите за техническим состоянием своего автомобиля и своевременно проводите ТО.

Источник

Источник: https://koleso.temaretik.com/1271058942480354256/barabannye-tormoza-kak-oni-ustroeny-i-kak-ih-remontirovat/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.