Тормозная система автомобиля

Система торможения относится к основным устройствам обеспечения безопасности управления автомобилем. По этой причине отказы в работе тормозной системы автомобиля стоят самыми первыми в списке всех дефектов, при наличии которых запрещается эксплуатировать автомобиль.

Вот это тормоза!

Устройство тормозной системы автомобиля

Современные автомобили оборудуются тремя или четырьмя системами торможения. К ним относятся:

• основная или рабочая система;
• стояночный тормоз;
• вспомогательная система;
• дублирующий запасной тормоз.

Рабочая система — по эффективности и применению является главной. Прямое предназначение основной тормозной системы автомобиля заключается в снижении скорости машины или её остановке. Принцип работы системы основан на сжатии вращающегося диска или распорке колёсного барабана специальными металлокерамическими колодками, которые сжимаются или разжимаются педалью тормоза через усиливающую гидравлическую систему передачи давления.

Стояночный тормоз — применяется для фиксации положения автомобиля после остановки на стоянку. При отпускании педали рабочего тормоза основная тормозная система отключается, и автомобиль может свободно скатиться под уклон. Второе его назначение – начало движения на крутом подъёме. Такое часто случается, когда на подъёме глохнет машина. При этом она удерживается на склоне ручным стояночным тормозом. Для начала движения с места необходимо одновременным движением рук и ног включать сцепление, нажимать на газ и убирать стояночный тормоз. При таком синхронном движении удаётся избежать скатывания автомобиля назад под действием силы тяжести.

Дублирующая тормозная система — используется для страхования при отказе рабочей системы. Она может быть независимой от рабочей системы и охватывать все контуры основной системы торможения или дублировать только определённую её часть, например, задние тормозные цилиндры. В некоторых случаях роль запасной системы торможения может выполнять стояночный тормоз.

Вспомогательная система торможения — применяется на дальнобойных крупногабаритных машинах типа КрАЗ, МАЗ, КамАЗ и т.п. Она обеспечивает снятие чрезмерной нагрузки с основной системы торможения во время длительного затормаживания крупнотоннажной автомашины на горных и холмистых участках дороги.

Принцип работы

Схема гидравлической тормозной системы

1 — впускной трубопровод двигателя;
2 — запорный клапан;
3 и 6 — вакуумные баллоны соответственно переднего и заднего контуров;
4 — сигнализаторы недостаточной величины вакуума;
5 и 10 — гидровакуумные усилители соответственно переднего и заднего контуров;
7— тормозной механизм заднего колеса;
8 — картер заднего моста;
9 — регулятор давления;
11 — воздушный фильтр;
12 — пополнительный бачок;
13 — главный тормозной цилиндр;
14 — тормозной механизм переднего колеса;
15 — регулировочный эксцентрик;
16 — опорные оси;
17 — опорный диск;
18 — рабочий тормозной цилиндр;
19 — оттяжная пружина;
20 — эксцентриковая шайба;
21 — накладка колодки;
22 — направляющие скобы;
23 — перепускной клапан;
24 — подводящий шланг;
25 — резиновый шланг

Типовая структурная схема рабочей тормозной системы состоит из педали управления, гидравлического приводного устройства и исполнительных тормозных механизмов.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Видео: Как работают тормоза

Принцип работы тормозной системы автомобиля заключается в следующем:

1. движение педали управления механически передаётся на поршень главного гидроцилиндра;
2. движение поршня внутрь основного цилиндра приводит к увеличению давления жидкости в трубопроводах, подающих тормозную жидкость на исполнительные цилиндры тормоза каждого колеса;
3. возрастание давления в исполнительных цилиндрах приводит к перемещению поршня, который сжимает дисковые колодки или разжимает барабанные колодки на колесах;
4. 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.

Простейший гидравлический привод состоит из следующих основных узлов и механизмов:

• педаль управления;
• основной тормозной цилиндр;
• вакуумный усилитель (может отсутствовать);
• трубопроводы;
• колесные цилиндры;
• регулятор давления.
• главный тормозной цилиндр

Схема гидропривод тормозной системы

1 — тормозные цилиндры передних колес;
2 — трубопровод передних тормозов;
3 — трубопровод задних тормозов;
4 — тормозные цилиндры задних колес;
5 — бачок главного тормозного цилиндра;
6 — главный тормозной цилиндр;
7 — поршень главного тормозного цилиндра;
8 — шток;
9 — педаль тормоза

Различные конструкции главного цилиндра имеют общий принцип работы. В них во всех в свободном положении педали тормозная магистраль имеет свободный выход в резервуар, куда заливается тормозная жидкость. Это даёт возможность производить непрерывную компенсацию:

• утечки жидкости через уплотнительные резинки цилиндров;
• расширения тормозной жидкости при нагревании;
• расширения объёма рабочих цилиндров за счёт выработки накладок на тормозных колодках.

Главный цилиндр разделяет контуры управления торможением (параллельные или диагональные), через два отверстия в два разделённых резервуара каждого контура. Такая схема позволяет сохранить общую работоспособность тормозной системы автомобиля при выходе из строя какого-либо из контуров, что поднимает надёжность и безопасность вождения.

Вакуумный усилитель

Схема ваккумного усилителя

Для увеличения гидравлического давления в системе применяется вакуумный усилитель. Он обычно выполнен в одном модуле с главным тормозныи цилиндром. Усилитель имеет круговую камеру, разделённую на две половины с помощью упругой диафрагмы. Одна половина камеры сообщается через клапан с впускным коллектором мотора, где создаётся вакуум. Вторая половина камеры имеет свободный выход в атмосферу. При нажатии на педаль её действие усиливается давлением вакуума на поршень основного гидроцилиндра. В итоге гидравлическое давление в исполнительных цилиндрах увеличивает прижимное усилие колодок дополнительно до 30-40 кг.

Регулятор давления

Регулятор предназначен для снижения давления в рабочих цилиндрах задних колёс при интенсивном торможении. Его необходимость обусловлена тем, что при торможении основная масса автомобиля по инерции переносится на передние колёса, а задние колёса получают разгрузку. Блокировка колёс может привести к заносу автомобиля, поэтому давление в задних цилиндрах ограничивается распределителем давления. Он включён в цепь обоих контуров системы торможения и распределяет жидкость в задние цилиндры колёс.

Трубопроводная схема

Схема компоновки гидропривода

1 — главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем;
2 — регулятор давления жидкости в задних тормозных механизмах;
3-4 — рабочие контуры.

Схема распределения и передачи тормозной жидкости рабочей системы имеет основной и дублирующий контур. Когда отсутствуют дефекты в системе, оба контура функционируют раздельно как основные. При выходе из строя одного контура (утечки жидкости) второй контур работает как дублирующий. Существует следующие три схемы разделения контуров:

1. Параллельная развязка на 2 передних и 2 задних цилиндра в каждом контуре.
2. Диагональная развязка цилиндров по контурам (правый задний – передний левый и наоборот).
3. Дублирующее включение (первый контур включает все 4 рабочих цилиндра, второй контур включает только 2 передних цилиндра).

Отечественные автомобили с приводом на задние колёса имеют разделение контуров по первой схеме. Иномарки и ВАЗы с передними ведущими колёсами имеют устройство тормозной системы автомобиля по второй схеме.

Тормозные механизмы

Механизмы тормозов используются для создания противодействующего вращению колёс механического момента. В основном на всех авто применяются фрикционные механизмы, работающие на трении соприкасающихся материалов. Они устанавливаются на колесе и делятся по конструкции на дисковые и барабанные типы.

1 — колесная шпилька дисковые тормоза
2 — направляющий палец
3 — смотровое отверстие
4 — суппорт
5 — клапан
6 — рабочий цилиндр
7 — тормозной шланг
8 — тормозная колодка
9 — вентиляционное отверстие
10 — тормозной диск
11 — ступица колеса
12- грязезащитный колпачок

Дисковые механизмы могут быть с подвижным или статичным суппортом. Подвижный суппорт способствует равномерному износу трущихся накладок и, кроме того, обеспечивает постоянный зазор до поверхности диска вне зависимости от выработки накладок. Он крепится на подвеске с помощью кронштейна и имеет пазы для установки рабочих цилиндров. Диск, соединённый со ступицей колеса, имеет гладкую поверхность и отверстия для быстрого воздушного охлаждения.

Колодки с тормозящими накладками в нормальном положении прижаты к суппорту возвратными пружинами. Под давлением штока поршня исполнительных цилиндров колодки отжимаются к поверхности диска, происходит его торможение. Для индикации выработки накладок в колодках имеется датчик износа, который сигнализирует на приборную доску о критической выработке фрикционного поверхностного слоя колодок.

Барабанная система тормозов

Барабанные механизмы имеют полукруглые колодки в виде полумесяца с фрикционными накладками с наружной стороны, нижние концы которых закреплены на неподвижной оси, а верхние концы могут раздвигаться под давлением поршней исполнительных цилиндров тормозов. Прижатые в нормальном положении друг к другу стяжными пружинами полукруглые колодки под давлением поршней раздвигаются и распирают внутреннюю поверхность вращающегося барабана. Трение поверхностей колодок и барабана приводит к торможению колеса. Для компенсации выработки трущейся поверхности имеется механизм самоподвода колодок к барабану.

По отношению к тормозам барабанного типа дисковые механизмы имеют следующие преимущества:

• температурные изменения материала не влияют на состояние поверхности, и тормозной момент не зависит от нагрева диска;
• эффективное воздушное охлаждение за счёт использования отверстий на диске и высокая температурная стойкость материала;
• меньший тормозной путь за счёт активного действия всей поверхности колодок;
• меньше вес и габариты;
• высокая чувствительность системы торможения;
• оперативность срабатывания;
• лёгкость замены колодок, не требуется обточка и подгонка накладок при замене колодок;
• до 70% инерции движения автомобиля могут гаситься на передних тормозных дисках.

Устройство дисковых и барабанных тормозных механизмов. Принцип работы системы

Тормозная система служит для:

• изменения скорости движения автомобиля;
• полной остановки ТС;
• обеспечения длительной стоянки на одном месте.

Существуют три вида тормозной системы, которые устанавливаются на автомобили:

1. Рабочая. Обеспечивает торможение или полную остановку машины во время движения.
2. Запасная или аварийная. Начинает действовать после отказа или неисправности рабочей системы и по принципу действия ничем не отличается от первого вида.
3. Стояночная. Обеспечивает неподвижное положение автомобиля, длительный период времени.

Устройство

Тормозная система состоит из:

• механизмов;
• привода.

Чаще всего на машинах установлены фрикционные механизмы, работающие за счет силы трения.

Рабочая система размещается непосредственно в колесе, а механизм стояночного тормоза может располагаться за коробкой передач или за раздаточной коробкой.

Тормозные механизмы могут различаться по конструкции фрикционной части и подразделяются на:

• дисковые;
• барабанные.

Дисковый механизм

Состоит из суппорта, одного или двух тормозных цилиндров, а также двух колодок и диска.

Суппорт крепится на поворотном кулаке переднего колеса машины. В нем есть два тормозных цилиндра и к ним две тормозные колодки. Которые находятся с обеих сторон тормозного диска, который вращается вместе с прикрученным к нему колесом.

1. При нажатии на педаль тормоза, поршни выходят из цилиндров и прижимают колодки к диску.
2. При отпускании педали, механизмы возвращаются в начальное положение. Это возможно из-за легкого биения диска.

Посмотрите полезное видео, устройство и принцип работы дискового тормозного механизма:

Дисковые тормоза эффективны и просты в обслуживании. Ремонт не доставит больших хлопот.

Об достоинствах

• температурная стойкость дисков выше, чем у барабанных. Лучше охлаждаются;
• высокая эффективность уменьшает тормозной путь;
• меньше размеры и вес;
• уменьшено время срабатывания;
• изношенные колодки просто менять;
• разная температура, возникающая при работе, не влияет на прилегание тормозных поверхностей.

Барабанный механизм

• барабана,
• двух колодок;
• возвратных пружин;
• рабочего цилиндра и опоры колодок;
• опорного щита.

На опорном щите закреплен тормозной цилиндр и опора. При нажатии на педаль поршни в цилиндре расходятся и давят на концы тормозных колодок.

Колодки прижимаются накладками к внутренней стороне круглого барабана. Который вращается вместе с прикрученным к нему колесом.

Торможение колеса получается за счет сил трения, которое происходит между накладками колодок и барабана.

При отпускании педали, стяжные пружины притягивают колодки в начальное положение и действие тормозов прекращается.

Об достоинствах

• простота изготовления;
• низкая стоимость;
• имеют эффект самоусиления. Нижние части колодок тесно связаны друг с другом и трение о барабан передней части, усиливает прижатие к нему и задней части.

Стояночная система

Для постановки машины на длительную стоянку, чаще используется механический привод, в основу которого входят различные тяги и тросы, объединенные в систему.

Имеются случаи, когда в автомобиле для срабатывания стояночного тормоза, необходимо нажать на педаль. Недавно, стали применять электропривод.

Посмотрите интересное видео, устройство и принцип работы барабанного и стояночного тормоза:

1. Тормозной привод основанный на работе воздуха, называется пневматическим и чаще применяется на большегрузных автомобилях.
2. Если сочетаются несколько приводов, то он называется комбинированным.

Принцип действия тормозной системы

Легко понять на примере гидравлической системы:

1. При нажатии на педаль, сила передается на главный тормозной цилиндр.
2. Поршень главного цилиндра двигается и увеличивает давление в системе гидравлических трубок, которые ведут к каждому колесу транспортного средства.
3. Тормозная жидкость давит на поршень колесного цилиндра. Который двигая колодки, прижимает их к барабану или диску. Трение замедляет вращение колес и автомобиль останавливается.

После отпускания тормозной педали, она с помощью возвратной пружины возвращается на место. Усилие, действующее в главном цилиндре ослабевает и его поршень, возвращается в исходное положение. Заставляя колодки с фрикционными накладками разжаться, тем самым, освобождая диски или барабаны колеса.

Есть ещё вакуумный усилитель, который применяется в тормозной системе. Его использование, значительно облегчает работу.

Посмотрите видео по теме, принцип работы тормозной системы:

https://avtomotoprof.ru/obsluzhivanie-i-uhod-za-avtomobilem/tormoznaya-sistema-avtomobilya/

Устройство дисковых и барабанных тормозных механизмов. Принцип работы системы