Барабанные тормоза: устройство и принцип работы

Среди фрикционных тормозных механизмов различаются дисковые и барабанные типы. Действие их основывается на силе трения, которая возникает между дисками или колодками при соприкосновении. В барабанном тормозе используется механизм вращающегося тормозного барабана. Колодки и щит крепятся неподвижно. Популярность этой конструкции преимущественно среди грузовых и бюджетных машин в силу определенных соображений производителей.

Устройство барабанных тормозов

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

В составе этого типа тормозов используются такие части:

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

Принцип работы барабанных тормозов

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

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

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

Преимущества барабанных тормозов

Наибольшим преимуществом механизма тормозов на основе барабана и колодок заключается в защищенности системы от внешнего загрязнения. Вся конструкция выполнена так, что ни пыль, ни грязь, попасть в систему не могут даже при езде по заболоченной местности. Также не способны выйти наружу продукции, возникающие в результате износа системы, оставаясь закрытыми внутри.

При обслуживании тормозного механизма дискового типа для очищения системы требуется выдуть накопившиеся там отработанные остатки. В случае с дисковыми аналогами на грузовых автомобилях попадание в тормозную систему жидкости извне требует многократного нажатия для срабатывания. От чего полностью защищена барабанная система.

При высокой скорости барабан и остальные части системы могут существенно перегреваться. Настолько просто охладить их как дисковые аналоги невозможно, что снижает эффективность процесса торможения. Вместо этого барабанные тормоза получили от конструкторов большую прочность, что предотвращает в процессе эксплуатации и обслуживания физическое повреждение.

За счет большего веса, чем дисковые механизмы, барабанная тормозная система обладает несколько низшей динамикой. С большим давление барабан может разорваться при оказании слишком высокого тормозного давления. У дисков сила сжимания немного выше.

Благодаря закрытости конструкции тормозная площадь увеличенная, что обеспечивает высокое тормозное усилие, при этом увеличивается диаметр и ширина барабана. Именно за счет этого фактора на больших автомобилях, автобусах и иных транспортных средствах применяется этот тип тормозов. Колодки обладают высокой степенью износостойкости. Процесс этот замедляется за счет неудовлетворительного контакта с рабочей поверхностью накладки.

Недостатки барабанных тормозов

При длительном использовании барабанные тормозные механизмы могут отличаться появлением некоторых неисправностей:

• При торможении ТС будет слегка уходить в сторону. Это означает наличие повреждений с одной из сторон;
• При скрежете в системе барабанного тормоза свидетельствует о том, что фрикционные накладки расслоились, образовалась поломка стоек или ее деформация, что повлекло за собой перекос тормозных колодок;
• При торможении чувствуются на тормозной педали вибрации и рывки. Это говорит от деформации барабана в овальную форму.

В большинстве случаев ремонт заключается в полной замене тормозной системы барабанного типа за счет ее износа или поломки. В силу невысокой стоимости и возможности работать на протяжении от 50 до 55 тыс. км, намного легче установить полностью новый механизм.

Обслуживание барабанных тормозов

Судить о степени износа тормозной системы барабанного типа можно после осмотра состояния колодок через находящееся на внутренней стороне щита специальное отверстие. Замена колодок должна производиться при достижении накладками определенной толщины. В противном случае система не сможет с достаточной силой и плотностью прижать их к поверхности барабана.

Достижение толщины всего 1,6 мм является предлогом для смены накладок, установленных на клей. Наличие заклепок для фиксации фрикционного материала на колодках позволяет доводить толщину до значения 0,8 мм. Если своевременно этого не сделать, то твердая поверхность колодок, которая проступит после стирания фрикционного материала, повредит барабан, изначально оставляя на нем неглубокие борозды.

Кроме ремонта проблем с колодками выделяют необходимость разборки заклинившего механизма тормозов. Если не сделать своевременных ремонтных работ, существует большая вероятность прикипания барабана. В этом случае последующий ремонт оборачивается в полную замену системы. Всевозможные поломки в системе барабан-колодки могут влиять на работу цилиндра. Часто несвоевременное обращение в сервисный центр приводит к необходимости замены тормозного цилиндра при целом барабане и неизношенных накладках.

По завершении любого ремонта барабанных тормозов производится регулировка стоячего тормоза. Операция является довольно простой и заключается в точном знании технических данных в зависимости от типа и марки используемого данные тормозные системы автомобиля. Механизм в общем плане заключается в выполнении таких действий:

1. Колесо не затягивается и проверяется на незатянутом ручном тормозе;
2. До остановки колеса следует на распорке прокрутить регулировочную гайку через сервисное отверстие до момента торможения;
3. На следующем этапе данная гайка отворачивается в обратную сторону на несколько щелчков;
4. На тормозном щитке на сервисное отверстие устанавливается резиновая заглушка;
5. Прокачивается задний тормоз.

Для наших дорог характерно практически одно и то же заболевание у автомобилей с барабанными тормозами. Чаще всего правая сторона автомобиля имеет более изношенные колодки, чем левая. Причина кроется в особенности строения дорожного полотна. По правой стороне автомобиля ближе располагается тротуар, выбоин, ям и других неровностей с этой стороны больше почти на всех дорогах страны. Это повышает коррозионную нагрузку на правую часть транспортного средства, что сказывается и на тормозах.

Заключение

Главной особенностью барабанных тормозов считается использование устройств, компенсирующих между тормозным барабаном и колодкой увеличение размера зазора в результате теплового расширения. Подобный механизм разработан компанией Bosch, который реагирует на превышение до 80 °С в тормозной системе температуры, используя эффект биметаллического сплава пружины.

Кроме этой детали применяется еще несколько пружин в общей конструкции барабанных тормозов, назначение которых разное. Со временем эксплуатации транспортного средства материал деталей подвергается деформации, потере прочности и растяжении, что требует периодического осмотра, замены изношенных элементов.

Тормозные барабаны: описание,фото,видео,типы,устройства

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

Тормоза сто лет назад: как барабаны оказались эффективнее дисков

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.

Видео о том, как работает тормозной барабан на автомобиле:

Барабанные тормоза

Устройство барабанных тормозов

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.

Барабанные тормоза — принцип работы

Принцип действия барабанного тормозного механизма заключается в следующем:

После нажатия водителем тормозной педали в контуре тормозной системы возникает давление.

Под воздействием давления тормозной жидкости поршни тормозных цилиндров, преодолевая сопротивление стяжных пружин, инициируют расхождение тормозных колодок.

Тормозные колодки, расходясь и плотно прилегая фрикционными накладками к рабочим поверхностям тормозных барабанов, снижают скорость их вращения, замедляя тем самым вращение колес транспортного средства.

Преимущества и недостатки тормозов барабанного типа

Эффективность торможения тормозных механизмов барабанного типа несколько ниже, чем аналогичный показатель дисковых тормозов. Так, разница величины тормозного пути может существенно отличаться (до 20%). И этому есть несколько, вполне объективных причин:

Недостаточный контакт фрикционной накладки с рабочей поверхностью барабана, поскольку даже два поршня не в состоянии обеспечить полную и стабильную площадь контакта.

Эффект скольжения, вызываемый попаданием продуктов износа (пыль) фрикционных накладок на рабочую поверхность.

Перегрев, обусловленный отсутствием воздушного охлаждения и достижением материала барабанов высоких температур в процессе торможения (до 6000С).

Небольшие значения предельных нагрузок, обусловленные в работе барабанных тормозов «наружу», поскольку высокое давление рабочей жидкости способно нарушить целостность барабана.

Тем не менее, тормозные механизмы барабанного типа обладают и несколькими неоспоримыми достоинствами:

Высокое тормозное усилие, обусловленное закрытостью конструкции, позволяющей существенно увеличить площадь трения, увеличив ширину и диаметр барабана. Данный фактор надолго обеспечил безальтернативность использования барабанных тормозов на большегрузных автомобилях и автобусах.

Высокая степень износостойкости колодок. Неудовлетворительный контакт накладки с рабочей поверхностью значительно замедляет процесс их (накладок) износа.

Защищенность от загрязнений. Организация рабочего процесса в замкнутом пространстве предотвращает попадание грязи внутрь тормозного механизма.

Основными симптомами неисправности барабанных тормозов специалисты считают:

Увод транспортного средства в сторону в процессе торможения. Данный фактор свидетельствует о выходе из строя одного из тормозных механизмов автомобиля.

Возникновение скрежета в барабане тормозного механизма. Является следствием расслоения (отсоединения) фрикционных накладок, деформирования или поломок стоек (пружин) и произошедшего в результате образования данных дефектов перекоса тормозных колодок.

Появление в процессе торможения рывков и вибраций тормозной педали. Источник — деформирование (эффект «овала») барабана.

В заключение поговорим о техническом обслуживании автомобилей, оснащенных тормозными устройствами барабанного типа, точнее, о его сложности и стоимости. В этом плане барабанные тормоза выглядят предпочтительнее, поскольку эксплуатационный срок тормозных колодок достаточно велик (примерно, 50 000 – 55 000 километров пробега) и затраты на их приобретение и замену значительно ниже.

https://rulikoleso.ru/interesnoe-na-jrepair-ru/agregats/barabannye-tormoza

Тормозные барабаны: описание,фото,видео,типы,устройства

https://vipwash.ru/tormoznaya-sistema/barabannye-tormoza-ustroistvo-i-printsip-raboty