Барабанные тормоза: устройство, принцип работы, регулировка и сравнение с дисковыми

 

 

Содержание

Барабанные тормоза

Дисковые тормозные системы по многим показателям обошли своих предшественников в конкурентной борьбе, но дешевая, проверенная годами барабанная конструкция не сдает позиций и продолжает применяться на машинах эконом-класса. Вряд ли «барабаны» потеряют свою актуальность в ближайшие несколько лет, поэтому знание особенностей строения и принципа действия пригодятся автолюбителям.

Устройство барабанных тормозов

Барабанный тормоз устройство имеет следующее:

  1. Подвижную часть устройства – барабан.
  2. Неподвижную часть, куда можно включить всю «начинку» барабана, а именно: защитный диск, две колодки, тормозной цилиндр, возвратные пружины, распорную планку, механизмы подвода и самоподвода.

Подвижной частью устройство крепится на ступице колеса. Барабан устроен в виде чугунной чаши с отшлифованной внутренней поверхностью. Щит, или диск, также устанавливается на ступицу либо балку неподвижно внутрь чаши.

Колодки – два полукруглых элемента, рабочая поверхность которых оснащена упругими накладками из фрикционного материала – располагаются симметрично относительно вертикальной оси щита на расстоянии от поверхности барабана, образуя канавки.

Тормозной цилиндр – деталь в виде буквы «Т» с двумя поршнями, манжетами и выпускным клапаном. Манжеты (уплотнители) обеспечивают плавность работы поршней и не дают жидкому компоненту гидропривода выливаться. Корпус цилиндра оснащен клапаном, с помощью которого удаляют воздух, попавший в систему гидравлики. В изделии может быть один или два цилиндра.

Возвратные, или стяжные, пружины препятствуют расхождению колодок при движении машины и возвращают их в исходное положение при растормаживании.

Распорка используется в схемах с единственным ТЦ. Расположена между колодками и относится сразу к двум механизмам – самоподвода и ручного тормоза.

Механизм подвода (эксцентрики) применяется редко. Используется для ручного разведения колодок, истончившихся ближе к поверхности чаши. Благодаря самоподводному механизму даже износившиеся колодки не отходят от стенок барабана.

Если «барабаны» установлены на задних колесах автомобиля, то они дополнительно оснащаются деталями стояночного тормоза (тросом, разжимным рычагом).

Принцип работы барабанных тормозов

Действие всех известных тормозных систем основано на использовании высоких фрикционных свойств некоторых материалов. У барабанных тормозов принцип работы не является в этом плане исключением. Важную функцию в обеспечении работоспособности выполняет система гидропривода машины.

Под действием гидравлических сил, создаваемых нажатием педали тормоза, поршни ТЦ расходятся в стороны и входят в контакт с колодками, которые начинают прижиматься фрикционными накладками к поверхности вращающегося барабана, замедляя его движение. Вращение колеса останавливается.

Лучше всего работает барабанный тормоз с двумя цилиндрами, потому что такая конструкция увеличивает площадь взаимодействия колодок и барабана.

Стояночный тормоз имеет механический принцип действия. Поднятие рычага, расположенного в кабине автомобиля, натягивает трос, который тянет расположенный в барабане разжимной рычаг. Рычаг же приводит в движение распорную планку, раздвигающую колодки для фиксации колес во время стоянки машины.

Преимущества и недостатки барабанных тормозных механизмов

Конструкция «барабанов» хоть и использовалась на автомобилях долгие годы, обладает недостатками, обусловленными строением механизма.

Преимущества барабанные тормозов:

  • внутренние компоненты защищены от грязи и влаги, что продлевает их эксплуатацию;
  • высокие температуры оказывают на барабан меньшее влияние, чем на тормозные диски в дисковых устройствах;
  • большая рабочая поверхность колодок, изнашиваются медленнее.
  1. Эффективность тормозов барабанного типа ниже, чем у дисковых, по причине нестабильности контакта колодок со стенками барабана.
  2. Закрытость механизма с одной стороны защищает элементы тормоза, с другой – приводит к сложностям в эксплуатации: перегрев (отсутствие обдува); необходимость просушивать при попадании большого количества воды (проезд брода); снижение сцепления колодок и барабана из-за частиц истертого фрикционного покрытия (остается внутри корпуса).
  3. Устройство обладает большим весом, что утяжеляет машину и увеличивает расход топлива.
  4. Слишком большое давление цилиндров на колодки может привести к разрыву чаши.
  5. В холодное время года при использовании «ручника» колодки могут примерзнуть к барабану.

История производства и применения

Знакомую колодочную конструкцию барабанного тормоза изобрел известный французский промышленник, совладелец компании Renault, Луи Рено в начале 20 века. До этого момента в тормозных барабанах использовалась лента, которая останавливала транспортное средство, наматываясь на барабан. Конструкция была признана неудачной из-за постоянного загрязнения барабана и быстрого истирания ленты. Луи Рено поместил внутрь барабана колодки и оснастил устройство механическим приводом.

В 30-х гг. появились ТЦ небольшого размера, но среди производителей распространения не получили. В 50-е гг. «барабаны» снабдили системой саморегулировки, что значительно облегчило и упростило обслуживание транспорта и исключило необходимость проводить регулярные осмотры и настройку колодок.

Начиная с 60-70 гг., барабанные тормоза перестали удовлетворять возросшие потребности автопроизводителей.

Некоторые из них заменили барабанные системы на дисковые полностью на передних и задних колесах своих машин, однако многие продолжают использовать барабанные механизмы для установки на заднюю ось автомобилей и по сей день.

На какие автомобили устанавливают барабанные тормоза

Современные автомобильные производители устанавливают «барабаны» на модели, которым такая тормозная система подходит технически. Это маловесные, недорогие авто, не рассчитанные на быструю езду и сложные дорожные условия. К ним относятся мини-легковушки А-класса (Матис, КIA и т.д.), бюджетные модели класса В (ВАЗ, Skoda, Nexia), некоторые джипы (УАЗ, Нива, Nissan Terrano).

Советы по эксплуатации

Уход за автомобилем включает в себя периодический осмотр важных узлов и механизмов транспортного средства. Тормозная система – одна из важнейших, ее осмотр на предмет износа и возможных неполадок обязателен.

Каждые 20 тыс. км следует проверять колодки, пружины, рычаги и пр., замерять уровень тормозной жидкости, смотреть состояние цилиндров, уплотнителей и патрубков на целостность и возможные утечки.

При установке новых колодок специалисты советуют «прикатать» их:

  1. Найти пустой участок дороги.
  2. Разогнаться до разрешенной городской скорости и замедлиться до 10 км/ч, повторить разгон и снизить скорость не менее 10 раз. По окончании процедуры проехать в спокойном темпе еще 5 км.

Уход за барабанной тормозной системой

Основными элементами устройства являются колодки и тормозные цилиндры. Главной заботой автовладельца становится своевременная замена износившихся фрикционных элементов, осмотр и ремонт испорченных ТЦ, регулировка зазоров внутри барабана и настройка стояночного тормоза.

О необходимости замены колодок говорит их истончение до критических показателей 0,8-1,6 мм. Определить степень износа поможет специальное сервисное отверстие, расположенное на внутренней стороне щита.

Если визуально тормозной цилиндр не имеет следов подтеков и износа манжет, то проверить его работу можно простым нажатием на правую и левую колодки. Обе сдвигаются, значит, ТЦ в порядке.

В случае утечки тормозной жидкости и/или завоздушивания гидросистемы педаль тормоза может стать мягкой, «проваливаться». В таком случае необходимо прокачать тормоза.

Регулировка

Под регулировкой барабанных тормозов понимают в основном настройку необходимого зазора между накладками колодок и стенкой барабана.

Как правило, современные авто оснащены механизмом саморегуляции, которая активизируется автоматически по мере истирания фрикционного материала.

Но в некоторых случаях устройство заклинивает и настройку производит вручную. Лучше доверить это дело профессионалам, но в общих чертах процесс выглядит так:

  1. Снять барабаны с колес.
  2. Вскрыть его.
  3. Проверить зазор. Если надетый на колодки барабан болтается, то это означает, что зазор слишком большой.
  4. Механизм подводки регулируется вручную. Для работы используют две длинные отвертки. Колесико подкручивают, сжимая и разжимая колодки. При каждом сжатии и разжатии колесико продвигается на один зубчик. Если этого не происходит, то следует снять и прочистить все элементы устройства.
  5. Раздвинув регулятор на 4-5 зубцов, вставить колодку в барабан. Дернув «ручник», центрировать колодки и снова снять барабан.
  6. Если зазор надо уменьшить, требуется повторить процедуру.
  7. В отрегулированном варианте колодки должны входить в барабан с трудом, но при установке в рабочее положение колесо идет легко.

Настройка стояночного тормоза производится прокруткой регулировочной гайки, находящейся на распорной планке, пока колесо вращается. Прокручивание продолжается до полной остановки колеса, а затем гайка отворачивается в противоположную сторону от 3 до 5 раз в зависимости от рекомендаций производителя.

Стоимость обслуживания

Цены на услуги станций технического обслуживания зависят от марки автомобиля, сложности работы, а также региона.

Примерные расценки в Москве можно посмотреть в таблице.

Услуга Цена, руб.
Комплексная работа при замене комплектующих на задние барабанные механизмы 3000
Профилактика тормозной системы 2000
Замена колодок От 1600
Регулировка ручника От 400
Замена ТЦ 1500
Удаление воздуха 1200
Замена тормозной жидкости От 800
Чистка и смазка тормозных механизмом от 1000
Диагностика системы 600

Основные неисправности и их признаки

На современных авто «барабаны» стоят только на задней паре колес, поэтому заметить проблему сразу не всегда получается. Существует ряд признаков, которые могут говорить о поломках:

  • транспортное средство снижает скорость медленнее обычного;
  • при неисправности механизма одного колеса происходит занос во время торможения;
  • при движении задним ходом возникают трудности с остановкой;
  • эффективность системы может снизиться в случае утечки тормозной жидкости;
  • педаль тормоза становится мягкой при попадании воздуха в гидравлическую систему, утечка и завоздушивание происходит по причине порчи манжет на ТЦ и разгерметизации гидропривода;
  • звук (скрип, скрежет). Из-за поломки пружин, стойки, отслойки накладок.

Какие тормоза лучше: барабанные или дисковые

Механики и автолюбители склоняются в пользу дисковых устройств. Их преимущества неоспоримы: эксплуатация и обслуживание проще, эффективность работы выше.

И как бы ни убеждали продавцы дешевых авто о плюсах барабанов, но устанавливают их на современные машины исключительно из экономии. Других веских причин продолжать использовать громоздкую и ненадежную конструкцию просто нет.

Барабанные тормоза

Течет тормозная жидкость

 

 

Поршень тормозного суппорта

Износ тормозных дисков

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.

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:

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

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

 

 

Интересные статьи

Leave a Comment