logo1

logoT

 

Устройство тормозов дисковых


Виды, устройство и принцип работы дисковых тормозов

Дисковые гидравлические тормоза являются одной из разновидностей тормозных механизмов фрикционного типа. Их вращающаяся часть представлена тормозным диском, а неподвижная – суппортом с тормозными колодками. Несмотря на достаточно распространенное применение тормозов барабанного типа, дисковые тормоза все же приобрели наибольшую популярность. Разберемся в устройстве дискового тормоза, а также узнаем отличия между двумя тормозными механизмами.

Устройство дисковых тормозов

Конструкция дискового тормоза следующая:

  • суппорт (скоба);
  • рабочий тормозной цилиндр;
  • тормозные колодки;
  • тормозной диск.
Конструкция дискового тормоза

Суппорт, представляющий собой чугунный или алюминиевый корпус (в виде скобы), закреплен на поворотном кулаке. Конструкция суппорта позволяет ему перемещаться по направляющим в горизонтальной плоскости относительно тормозного диска (в случае механизма с плавающей скобой). В корпусе суппорта размещены поршни, которые при торможении прижимают тормозные колодки к диску.

Рабочий тормозной цилиндр выполнен непосредственно в корпусе суппорта, внутри него находится поршень с уплотнительной манжетой. Для удаления скопившегося воздуха при прокачке тормозов на корпусе установлен штуцер.

Тормозные колодки, представляющие собой металлические пластины с закрепленными фрикционными накладками, устанавливаются в корпус суппорта по обеим сторонам тормозного диска.

Вращающийся тормозной диск устанавливается на ступицу колеса. Крепление тормозного диска к ступице осуществляется при помощи болтов.

Виды дисковых тормозных механизмов

Дисковые тормоза делятся на две большие группы по типу применяемого суппорта (скобы):

  • механизмы с фиксированной скобой;
  • механизмы с плавающей скобой.
Механизм с фиксированной скобой

В первом варианте скоба имеет возможность перемещаться по направляющим и имеет один поршень. Во втором случае скоба фиксирована и содержит два поршня, установленные по разные стороны от тормозного диска. Тормозные механизмы с фиксированной скобой способны создавать большее усилие прижатия колодки к диску и, соответственно, большую тормозную силу. Однако и стоимость их выше, чем у тормозов с плавающей скобой. Поэтому данные тормозные механизмы применяются, в основном, на мощных автомобилях, (с использованием нескольких пар поршней).

Принцип работы дисковых тормозов

Тормозной механизм с плавающей скобой. 1 — тормозной диск; 2 — тормозные колодки; 3 — поршень; 4 — рабочий тормозной цилиндр (суппорт)

Дисковый тормозной механизм, как и любой другой тормоз, предназначен для изменения скорости движения автомобиля.

Пошаговая схема работы дисковых тормозов:

  1. При нажатии водителем на педаль тормоза, ГТЦ создает давление в тормозных трубках.
  2. Для механизма с фиксированной скобой: давление жидкости воздействует на поршни рабочих тормозных цилиндров с обоих сторон тормозного диска, которые, в свою очередь, прижимают к нему колодки. Для механизма с плавающей скобой: давление жидкости воздействует на поршень и корпус суппорта одновременно, заставляя последний перемещаться и прижимать колодку к диску с другой стороны.
  3. Диск, зажатый между двумя колодками, уменьшает скорость за счет силы трения. А это, в свою очередь, приводит к торможению автомобиля.
  4. После того, как водитель отпустит педаль тормоза, давление пропадает. Поршень возвращается в исходное положение за счет упругих свойств уплотнительной манжеты, а колодки отводятся с помощью небольшой вибрации диска в процессе движения.
Читайте также:  Описание и принцип работы системы EBD

Виды тормозных дисков

По материалу изготовления тормозные диски подразделяются на:

  1. Чугунные;
  2. Диски из нержавейки;
  3. Карбоновые;
  4. Керамические.
Керамический диск

Чаще всего тормозные диски изготовлены из чугуна, который имеет хорошие фрикционные свойства и невысокую стоимость производства. Износ тормозных дисков из чугуна не велик. С другой стороны, при регулярном интенсивном торможении, вызывающем повышение температуры, возможно коробление чугунного диска, а при попадании на него воды — покрытие трещинами. Помимо этого, чугун достаточно тяжелый материал, а после длительной стоянки может покрываться ржавчиной.

Известны диски и из нержавейки, которая не так чувствительна к перепадам температур, но обладает более слабыми фрикционными свойствами, чем чугун.

Перфорированный вентилируемый диск

Карбоновые диски отличаются меньшим весом, по сравнению с чугунными. Также они имеют более высокий коэффициент трения и рабочий диапазон. Однако по своей стоимости такие диски могут конкурировать со стоимостью автомобиля малого класса. Да и для нормальной работы необходим их предварительный прогрев.

Керамические тормоза не могут сравниться с карбоном по показателю коэффициента трения, но имеют ряд своих преимуществ:

  • устойчивость к высокой температуре;
  • стойкость к износу и коррозии;
  • высокая прочность;
  • небольшая удельная масса;
  • долговечность.

Есть у керамики и свои минусы:

  • плохая работа керамики при низких температурах;
  • скрип при работе;
  • высокая стоимость.

Тормозные диски можно подразделить и на:

  1. Вентилируемые;
  2. Перфорированные.

Первые состоят из двух пластин с полостями между ними. Это сделано для лучшего отвода тепла от дисков, средняя рабочая температура которых составляет 200-300 градусов. Вторые имеют перфорацию/насечки по поверхности диска. Перфорация или насечки предназначены для отвода продуктов износа тормозных колодок и обеспечения постоянного коэффициента трения.

Виды тормозных колодок

Стандартные безасбестовые тормозные колодки

Тормозные колодки, в зависимости от материала фрикционных накладок, подразделяются на следующие виды:

  • асбестовые;
  • безасбестовые;
  • органические.

Первые очень вредны для организма, поэтому чтобы поменять такие колодки, нужно  соблюдать все меры безопасности.

В безасбестовых колодках роль армирующего компонента могут выполнять стальная вата, медная стружка и другие элементы. Стоимость и качество колодок будут зависеть от их составляющих элементов.

Наилучшими тормозными свойствами обладают колодки, сделанные на основе органических волокон, но и стоимость их будет высока.

Читайте также:  Устройство и принцип работы тормозной системы автомобиля

Обслуживание тормозных дисков и колодок

Износ и замена дисков

Износ тормозных дисков напрямую связан со стилем вождения автомобилиста. Степень износа определяется не только километражем, но и ездой по плохим дорогам. Также на степень износа тормозных дисков влияет их качество.

Минимально допустимая толщина тормозного диска зависит от марки и модели транспортного средства.

Среднее значение минимально допустимой толщины диска передних тормозов – 22-25 мм, задних – 7-10 мм. Это зависит от веса и мощности автомобиля.

Основными факторами, указывающими на то, что передние или задние тормозные диски необходимо менять, являются:

  • биение дисков при торможении;
  • механические повреждения;
  • увеличение тормозного пути;
  • снижение уровня рабочей жидкости.

Износ и замена колодок

Износ тормозных колодок, прежде всего, зависит от качества фрикционного материала. Немаловажную роль играет и стиль вождения. Чем интенсивнее будет торможение, тем сильнее износ.

Передние колодки изнашиваются быстрее задних за счет того, что при торможении они испытывают основную нагрузку. При замене колодок лучше менять их одновременно на обоих колесах, будь-то задние или передние.

Неравномерно могут изнашиваться и колодки, установленные на одну ось. Это зависит от исправности рабочих цилиндров. Если последние неисправны, то они сдавливают колодки неравномерно. Разница в толщине накладок в 1,5-2 мм может говорить о неравномерном износе колодок.

Существует несколько способов, позволяющих понять, нужно ли менять тормозные колодки:

  1. Визуальный, основанный на проверке толщины фрикционной накладки. На износ указывает толщина накладки в 2-3 мм.
  2. Механический, при котором колодки оснащаются специальными металлическими пластинками. Последние по мере истирания накладок начинают соприкасаться с тормозными дисками, из-за чего скрипят дисковые тормоза. Причиной скрипа тормозов является истирание накладки до 2-2,5 мм.
  3. Электронный, при котором используются колодки с датчиком износа. Как только фрикционная накладка сотрется до датчика, его сердечник соприкоснется с тормозным диском, электрическая цепь замкнется и загорится индикатор на приборной панели.

Плюсы и минусы дисковых  тормозов в сравнении с барабанными

Дисковые тормоза имеют ряд преимуществ перед барабанными. Их плюсы заключаются в следующем:

  • стабильная работа при попадании воды и загрязнении;
  • стабильная работа при повышении температуры;
  • эффективное охлаждение;
  • малые размеры и вес;
  • простота обслуживания.

К основным недостаткам дисковых тормозов в сравнении с барабанными можно отнести:

  • высокая стоимость;
  • меньшая эффективность торможения.
(10 оценок, среднее: 4,40 из 5) Загрузка...

Дисковые тормоза: основные характеристики, преимущества и особенности

Дисковые тормоза известны давно. Они хорошо себя зарекомендовали и на сегодняшний день используются очень широко. Но обо всем по-порядку.

В настоящее время существует два типа тормозных систем – барабанные и дисковые. Впервые тормозные механизмы дискового типа применили в конце 40-х годов XX в., а с 70-х барабанные тормоза на передних колесах заменили на дисковые на всех автомобилях.

В данной статье будет дано подробное описание дисковых тормозов, их преимущество перед барабанными аналогами, а также приведено описание составных частей данной тормозной системы (суппорт, тормозной диск, защитный экран). Кроме того, описаны преимущества и недостатки разных типов дисковых тормозов.

Преимущества дисковых тормозов перед барабанными

К преимуществам дисковых тормозов по сравнению с барабанными можно отнести следующие их качества:

  • тормозная способность дисковых систем не снижается из-за перегрева, так как они лучше охлаждаются;
  • сопротивление дисковых тормозов воздействию воды и загрязнениям выше;
  • техническое обслуживание тормозных механизмов требуется гораздо реже;
  • поверхность трения дисковых тормозов при одинаковой массе больше, чем у барабанных.

Рис. 1 Тепловое расширение барабанного и дискового тормоза

При  нагревании тепловое расширение тормозного барабана — увеличение внутреннего диаметра — приводит к увеличению хода педали тормоза или к деформации барабана, которая может вызвать резкое снижение тормозного действия (рис. 1). Тормозной диск, в свою очередь, представляет собой плоскую деталь, его температурное расширение происходит в сторону фрикционного материала, поэтому сжатие диска не может вызвать деформации, достаточной для того, чтобы повлиять на тормозные характеристики. К тому же центробежная сила отбрасывает загрязняющие материалы от тормозного диска наружу.

На рисунке 2 показано, почему дисковый тормоз охлаждается лучше барабанного. Охлаждающий воздух начинает охлаждать тормозной барабан только после того, как теплота, выделяющаяся при торможении, проходит через его стенки, в то время как трущиеся поверхности дискового тормоза открыты для доступа воздуха. Теплопередача от тормозного диска к воздуху начинается сразу после применения тормозов.

Рис. 2 Принцип охлаждения барабанных и дисковых тормозов

Возможность регулировки дисковых тормозов является еще одним их преимуществом. Проекция дисковых тормозов такова, что после каждого применения они саморегулируются из-за малого зазора между колодками и тормозным диском.

Устройство дискового тормоза

1 — блок цилиндров;

2 — тормозные колодки;

3 — прижимной рычаг суппорта;

4 — защитный кожух;

5 — ось прижимного рычага;

6 — направляющая колодок;

7 — суппорт тормоза;

8 — тормозной диск;

9 — штуцеры для удаления воздуха;

10 — тормозные шланги.

Основными деталями дисковых тормозов являются суппорт, тормозной диск, колодки, защитный экран. Рассмотрим эти элементы тормозной системы подробнее.

Дисковые тормоза разделяют на одно- и многодисковые. Самая большая и тяжелая их часть — это тормозной диск. Механизм работы однодисковых тормозов сводится к тому, что тормозные колодки с фрикционным материалом при торможении зажимают один тормозной диск. Многодисковые тормоза, применяющиеся обычно в авиации, имеют несколько вращающихся тормозных дисков, разделенных неподвижными дисками (статорами). На тормозном щите многодисковых тормозов расположены гидравлические цилиндры и поршни, которые управляют тормозными колодками и при выдвижении зажимают тормозные диски и статоры. Многодисковые тормоза полностью состоят из металла, а состав однодисковых тормозов включает органический и металлический фрикционный материал.

Материалом тормозного диска, как и тормозного барабана, обычно является чугун. Чугун обладает хорошей износоустойчивостью и хорошими фрикционными свойствами, имеет высокую твердостью и прочность при высоких температурах; он легко поддается механической обработке, и  его стоимость относительно низка.

Размер тормозного диска равен его наружному диаметру и общей толщине поперечного сечения между двумя рабочими поверхностями. Диаметр тормозного диска обычно ограничивается размерами колеса, а вентилируемый тормозной диск всегда толще сплошного. Для дискового  тормоза это общая площадь контакта с двумя тормозными колодками при одном повороте диска.

Большое значение отношения площади охвата на тонну автомобиля в хорошо спроектированных тормозах означает высокую эффективность тормозной системы. Площадь охвата дискового тормоза — это площадь трения тормозных колодок на обеих сторонах тормозного диска. Таким образом, более точно использовать Rp вместо Rr, однако поскольку в большинстве тормозов оба радиуса практически равны, для удобства расчета используется Rr, который легче измерить.

Тормозной диск прикрепляется к проставке, а та, в свою очередь, — к ступице колеса или фланцу моста. Проставка обеспечивает более долгий путь для передачи тепла от трущейся поверхности тормозов к колесным подшипникам, что позволяет поддерживать их температуру достаточно низкой. Проставки серийных автомобилей обычно изготавливаются из чугуна как одно целое с тормозным диском, а проставки гоночных автомобилей делаются как отдельная деталь из алюминиевого сплава. Недостатком проставок из алюминиевого сплава является более высокая, чем у чугуна, теплопроводность, что приводит к большему нагреву колесных подшипников.

Вентилируемые дисковые тормоза

Тормозной диск может быть сплошным или с вентиляционными каналами внутри него. В легких автомобилях обычно используются сплошные тормозные диски. Вентилируемые тормозные диски с радиальными охлаждающими каналами применяют на тяжелых автомобилях, требующих установки дисков максимально возможных больших размеров.

Мощные гоночные автомобили оснащены вентилируемыми тормозными дисками, при этом могут иметь место различия в толщине их боковых стенок. Чтобы температура на каждой стороне тормозного диска была одинаковой, на многих тормозах болидов ближайшая к колесу сторона тормозного диска тоньше, чем противоположная. Колесо сопротивляется прохождению охлаждающего воздуха к наружной рабочей поверхности тормозного диска, что делает ее более горячей, чем внутренняя сторона, поэтому большая толщина плохо охлаждаемой наружной поверхности тормозного диска способствует выравниванию температур их нагрева.

Тормозные диски гоночных автомобилей зачастую имеют криволинейные охлаждающие каналы, которые повышают эффективность действия воздушного потока. Тормозные диски для левой и правой сторон авто не взаимозаменяемы из-за криволинейности вентиляционных каналов. Тормозной диск с криволинейными вентиляционными отверстиями или наклонными прорезями для эффективной работы должен вращаться в определенном направлении. Правильное направление вращения по отношению к вентиляционным отверстиям и прорезям показано на схеме.

Типичные значения удельной площади охвата тормозов представлены в таблице для типичных автомобилей 1981/82 годов выпуска.

Типичные значения удельной площади охвата тормозов на тонну массы автомобиля
Модель автомобиля Удельная площадь охвата тормозов, кв. см/т Модель автомобиля Удельная площадь охвата тормозов, кв. см/т
Alfa Romeo Spyder 1670,55 Mitsubishi Lynx RS 1212,6
Audi 5000 Turbo 1580,25 Nissan Sentra 1754,4
Audi Quattro 1638,3 Peugeot 505 STi 1735,05
BMW 528e 1670,55 Pontiac J2000 1115,85
Chevrolet Camaro Z28 1135,2 Porsche 944 1954,35
Chevrolet Corvette 1841,8 Renault Alliance 1225,5
Dodge Charger 2.2 1038,45 Renault 5 Turbo 1128,75
Ferrari 308GTSi 1038,45 Renault 1,8i 1219,05
Ford Mustang GT 5.0 1044,9 Subaru GL 1090,05
Honda Accord 1141,65 Toyota Celica Supra  1444,8
Honda Civic 1102,95 Toyota Starlet 1264,2
Lamborghini Jalpa 1464,15 Volkswagen Scirocco 1277,1
Mazda GLC 1122,3 Volkswagen Scirocco SCCA GT3 1960,8
Mercedes-Benz 380SL 1538,65 Volvo GLT Turbo 1560,9

Мощные автомобили имеют более высокие значения этого показателя по сравнению с экономичными седанами.

Возможные неполадки дисковых тормозных систем

При частом интенсивном торможении на вентилируемых тормозных дисках появляются трещины. Причина этого —  термические напряжения и давление тормозных колодок на тонкие металлические стенки в каждом  охлаждающем канале. Термические напряжения в тормозном диске с литой или прикрепленной болтами проставкой вызываются в месте их соединения из-за того, что температура тормозного диска в этом месте выше, чем температура проставки.

Наружная часть тормозного диска при его нагреве расширяется сильнее, чем холодная проставка. Это приводит к тому, что тормозной диск деформируется и изгибается, появляется его конусность, которая приводит к неравномерному износу тормозных накладок. Постоянно повторяясь, расширение и стягивание тормозного диска вызывают появление трещин. Опора каждой стороны  вентилируемого тормозного диска и эффективное его охлаждение снижают вероятность появления трещин на нем.

Тормозные барабаны и тормозные диски спроектированы таким образом, чтобы противостоять самому тяжелому варианту появления термического напряжения при каждом применении тормозов, но многократные применения тормозов могут вызвать усталостные трещины. Если тормоза используются в режиме резкого торможения, необходимо чаще их проверять.

 
Суппорты дисковых тормозов

Рассмотрим подробнее устройство суппортов. Суппорты дисковых тормозов включают тормозные колодки и гидравлические тормозные цилиндры с поршнями, которые прижимают колодки к тормозному диску.  Принцип работы всех суппортов дисковых тормозов одинаков: когда водитель нажимает на педаль тормоза, под давлением тормозной жидкости поршни перемещают тормозные колодки, которые зажимают тормозной диск.

Суппорты легковых автомобилей обычно изготовлены из относительно дешевого высокопрочного серого чугуна с шаровым графитом. Однако они достаточно тяжелые. Гоночные или вообще мощные автомобили обычно оснащены суппортами из алюминиевого сплава, их масса почти в два раза меньше чугунных.

 
Типы суппортов, их особенности

Существуют два основных типа суппортов — фиксированные и плавающие.

Рис. 4 Отличия суппортов разного типа

Фиксированные суппорты имеют большее число поршней (два или четыре), они больше по размеру и тяжелее плавающих суппортов. При работе в тяжелых условиях они допускают большее число экстренных торможений до наступления перегрева суппорта.

Плавающий суппорт перемещается в противоположном движению поршня направлении. Поскольку плавающий суппорт имеет поршень только на внутренней стороне тормозного диска, весь суппорт может смещаться внутрь, чтобы наружная тормозная колодка могла прижаться к тормозному диску. Плавающие суппорты меньше подвержены утечкам и износу, так имеют меньше движущихся деталей и уплотнений.

Фиксированные суппорты чаще всего применяют на гоночных автомобилях, а плавающие — на серийных.

Рис. 5 Тормозной диск с плавающим суппортом

Достоинством плавающих суппортов является легкость применения механического стояночного тормоза, так как в конструкции с одним тормозным цилиндром он легко управляется тросом, в то время как в фиксированных суппортах с поршнями на обеих сторонах тормозного диска это сделать сложнее. Недостатком плавающих суппортов является то, что они могут вызывать неравномерный износ тормозных колодок из-за перемещения самого суппорта.

Возможные неполадки суппортов

Рис. 6 Варианты деформации

  • Часть корпуса суппорта, которая охватывает наружный диаметр тормозного диска, называется мост. Давление тормозной жидкости вызывает действие силы P на каждой стороне суппорта, которая старается изогнуть его мост. Жесткость моста определяет жесткость всей конструкции суппорта, т. к. от жесткости конструкции зависят толщина поперечного сечения и масса суппорта.
  • Суппорт располагается между наружной стороной тормозного диска и внутренней стороной колесного диска, поэтому требования по пространству для его размещения диктуют проектирование суппорта с небольшой величиной поперечного сечения. К сожалению, это может привести к его изгибу. Чтобы повысить жесткость, суппорты тормозов гоночных автомобилей проектируют с широкими мостами.
  • Если тормозная колодка перекрывает размеры поршня, то она при действии тормозов будет изгибаться. Для обеспечения равномерного контакта рабочей поверхности тормозной колодки и тормозного диска используются несколько поршней.

Рис. 7 Суппорты с одним и двумя поршнями

  • Если устройство крепления суппорта податливое, то при перемещении может возникнуть его скручивание, а это, в свою очередь, вызывает неравномерный износ тормозных накладок, пружинистость и увеличивает ход педали тормоза.
  • Так как тормозной диск и кронштейн суппорта располагаются в разных плоскостях, последний воспринимает скручивающий момент во время приложения тормозов. Если кронштейн слишком тонкий, он будет скручиваться, вызывая прихватывание суппортом тормозного диска. Обычно толщина установочного кронштейна суппорта должна составлять не менее 12,7 мм.
Особенности эксплуатации дисковых тормозных систем

Для защиты внутренней рабочей стороны тормозного диска от попадания грязи и воды устанавливаются защитные экраны. Такое приспособление по своей конструкции напоминает тормозной щит барабанных тормозов. Защитные экраны оказывают сопротивление прохождению охлаждающего воздуха к тормозному диску, поэтому обычно не устанавливаются на дисковые тормоза гоночных автомобилей.

Что касается фрикционного материала дисковых тормозов, то он обычно приклеивается к боковой поверхности тормозных колодок, изготовленных из стального листа. Тормозные колодки продаются с уже прикрепленными тормозными накладками, повторно они не используются.

Нагрузка от тормозной колодки обычно не накладывается непосредственно на поршень в тормозном суппорте. На многих автомобилях между поршнем и тормозной колодкой устанавливаются противоскрипные шайбы, предназначенные для уменьшения шума, возникающего при вибрировании или дребезжании колодки по тормозному диску.

Подводя итоги

Мы рассмотрели устройство дисковых тормозных систем, особенности, преимущества, сильные и слабые стороны разных их типов. Из всего вышесказанного нетрудно сделать выводы о том, каким должна быть максимально эффективная тормозная система для гоночных автомобилей.

  • Для гоночных машин подходят только вентилируемые тормозные диски, которые охлаждаются быстрее. Чтобы температура на каждой стороне тормозного диска была одинаковой, на многих тормозах гоночных автомобилей ближайшая к колесу сторона тормозного диска тоньше, чем противоположная. Криволинейные вентиляционные отверстия тормозных дисков эффективнее для гоночных автомобилей, чем прямые. Направленные каналы вентиляции, по сравнению с традиционной прямой конструкцией, значительно повышают интенсивность прокачки воздуха по ним, улучшая теплоотдачу. Спиральная конструкция каналов более равномерно распределяет механические напряжения в диске, увеличивая ресурс и уменьшая вероятность образования трещин.
  • Перфорация диска, выполняя все те же функции по газоотводу, что и проточки, увеличивает площадь обдуваемой поверхности диска, улучшая охлаждение. При круглогодичной эксплуатации улучшает очистку диска от влаги и грязи.
  • Проставки и суппорты дисковых тормозов для гоночных автомобилей — из алюминиевого сплава. Легкая алюминиевая проставка улучшает характеристики управления автомобилем, снижает термические напряжения на тормозном диске. Низкий вес, благодаря использованию алюминия с малой удельной массой, снижает неподрессоренные массы, благоприятно сказываясь на качестве работы подвески автомобиля.
  • Фиксированный суппорт, рассчитанный на большее число экстренных торможений и обладающий повышенной гибкостью по сравнению с плавающим, идеален во время гонок.
  • Достаточную для эксплуатации гоночных автомобилей жесткость тормозных дисковых систем обеспечивают мосты увеличенной ширины. Благодаря увеличению и наилучшему распределению сечений «моста» (элемента, работающего на разжимающие суппорт нагрузки) получена повышенная жесткость суппорта к рабочим деформациям. Повышенная жесткость, суммируясь с общим снижением рабочих давлений и армированными тормозными шлангами, обладающими минимальной склонностью к увеличению объёма (разбуханию) при нагрузке, позволяет получить максимальную информативность на тормозной педали и возможность очень точно дозировать тормозной момент в системе.
  • Многопоршневая конструкция суппорта позволяет получить равномерное усилие прижатия тормозной колодки к диску, а разный диаметр поршней компенсирует разницу температурных условий работы колодки по площади контакта, предотвращая возможную неравномерность износа (конусность) по передней и задней кромкам. Повышенная общая площадь поршней в суппортах, изменяет передаточное отношение гидравлической системы, что приводит к значительному снижению рабочих давлений жидкости. Низкие давления снижают требуемое максимальное усилие на педали тормоза. Снижают нагрузку и вредные деформации на всех штатных деталях тормозной системы.
  • В случае использования «плавающей конструкции» диска, рекомендуемой для применения в режимах предельных нагрузок (на гоночном треке), позволяет полностью снять термо-напряжения относительно центральной части и предотвратить передачу избыточного тепла на ступичный подшипник. Обеспечивая нормальную работу и увеличенный ресурс этих деталей в самых жёстких условиях.
  • Чем больше диаметр тормозного диска, тем больше эффективный радиус приложения тормозного момента. Это позволяет увеличить максимальную тормозную мощность, развиваемую системой. От эффективного радиуса напрямую зависит площадь охвата рабочих поверхностей, являющихся одним из основных показателей возможностей диска по рассеиванию тепловой энергии.

И помните, качественные дисковые тормоза — это в первую очередь ваша безопасность. Учитывайте это при выборе подходящего варианта тормозной системы для своего авто.

Все что нужно знать про дисковые тормоза

Тормоза, что в жизни, что в автомобиле представляют собой наиглавнейшую составляющую безопасности. Немаловажно правильно анализировать их состояние и вовремя менять. На сегодняшний момент существуют два вида данного механизма: барабанные и дисковые тормоза. В первом случае основное торможение производит барабан, во втором, соответственно, диск.

На Санг Енг Актионах установлены и на передние, и на задние колеса, дисковые гидравлические тормоза. Рассмотрим устройство, а также главное отличие двух тормозных систем.

Устройство дисковых тормозов

Составляющие тормозного механизма:

— суппорт;

— рабочий цилиндр;

— тормозная колодка;

— тормозной диск.

Суппорт – это скоба в чугунном или алюминиевом корпусе. Его крепят на поворотный кулак. Внутри корпуса суппорта находятся поршни. Именно они во время торможения давят на тормозные колодки и прижимают их к диску. Конструктив суппорта позволяет сделать его плавающим, тогда он имеет возможность перемещаться вдоль тормозного диска по горизонтальным направляющим.

На корпусе суппорта также можно найти цилиндр с внутренним поршнем. Скопившейся воздух удаляется прокачкой тормозов с помощью штуцера.

Тормозными колодками называют обычные металлические пластинки с фрикционными вкладышами для лучшего торможения. Они находятся по бокам тормозного диска.

Тормозной диск болтами крепится на саму ступицу колеса, с которой он одновременно и вращается.

Виды дисковых тормозных устройств

Спецы своего дела делят дисковые тормоза еще на две группы по применяемым суппортам (скобам):

— плавающий суппорт;

— фиксированный суппорт.

Первый вариант предполагает, что скоба будет перемещаться по определенным направляющим, и будет иметь всего лишь один поршень для торможения. Второй вариант с фиксированной скобой имеет в механизме два поршня, расположенные с разных сторон от диска.

Дополнительные поршни подразумевают и дополнительное создаваемое тормозное усилие колодки к диску, тем самым улучшая и торможение всего автомобиля.

В обычных автомобилях применяются тормозные механизмы с плавающим суппортом. Они намного дешевле сложной системы с фиксированной скобой.

Тормоза с несколькими парами поршней применяются в гоночной индустрии для более мощных автомобилей.

Процесс работы дисковых тормозов

Дисковые тормоза, как и любые другие тормоза, предназначены для уменьшения скорости движения автомобиля. Рабочий процесс дисковых тормозов можно описать примерно так:

  1. Система начинает работать, как только водитель нажмет на педаль тормоза. В первую очередь необходимо создать давление в тормозных трубках.
  2. Если тормоза с неподвижной скобой: под давлением жидкости поршни по обе стороны тормозного диска начинают прижимать к нему тормозные колодки. Если тормоза с плавающим суппортом, то давление взаимодействует и с поршнем, и с корпусом скобы. Перемещаясь по диску, суппорт прижимает к нему колодку с другой стороны.
  3. Зажатому между двух колодок диску ничего не остается, как тереться о них и снижать скорость вращения колес автомобиля.
  4. Как только водитель отпускает педаль тормоза, давление в трубках прекращается. Поршень и колодки принимают исходное положение и больше не оказывают сопротивление вращению колеса.

Виды тормозных дисков

Тормозные диски изготавливают из:

— чугуна;

— нержавейки;

— карбона;

— керамики.

Как уже Вы, наверное, поняли чугунные диски – самые недорогие из приведенного списка. Помимо большого плюса в стоимости, они имеют отличные фрикционные качества и в процессе работы мало изнашиваются. На этом достоинства данного материала заканчиваются. Чугун боится резких скачков температуры: его коробит и трескает, что само-собой плохо для тормозов. Еще надо не забывать, что этот материал относится к разряду изрядно тяжелых и изрядно ржавеющих.

Тормозные диски из нержавейки проигрывают чугуну по фрикционным свойствам, зато они не боятся перепада температур.

Карбоновые диски относительно невелики по весу, с большим коэффициентом трения и рабочим диапазоном, что очень хорошо для тормозов. Проигрывают они лишь в цене. Да и нормально работать карбон начинают только после предварительного прогрева.

Стоимость карбоновых дисков соизмерима со стоимостью целого небольшого автомобиля!

Если сравнивать с карбоном, то керамические тормоза проигрывают ему по коэффициенту трения, но никто не отменяет другие преимущества:

— устойчивое состояние при повышенных температурах;

— износостойкость;

— невосприимчивость к коррозии;

— высокие прочностные характеристики;

— небольшая масса материала;

— большой срок эксплуатации.

Далее перечислю минусы керамических тормозов:

— большая цена;

— недостаточная работоспособность керамики при пониженных температурах;

— присутствие скрипа при работе.

Тормозные диски делятся еще на вентилируемые и перфорированные.

Вентилируемые диски лучше отводят тепло с поверхности благодаря полостям между двух пластинок. Их применяют для материалов с рабочей температурой 200-300˚С.  Перфорированные диски отличаются специальными насечками на поверхности. Такая перфорация отводит продукты износа тормозных колодок и обеспечивает стабильное трение.

Виды тормозных колодок

Фрикционные накладки тормозных колодок изготавливают из различных материалов. Вот в зависимости от них колодки бывают:

—  асбестовые;

— безасбестовые;

— органические.

Асбестовые колодки применяются редко. Они вредны для здоровья человека, поэтому их замена требует определенных условий для безопасности. Стоимость безасбестовых колодок варьируется в зависимости от компонента, который применяется в роли армирования: сталь, медь и т.д.

Органические колодки – это наилучший вариант из представленных на рынке. Они обладают превосходными тормозными свойствами. Правда стоит учесть, что органические волокна отнюдь недешевы.

Обслуживание тормозных дисков и колодок

Большую роль при износе тормозных дисков влияет стиль и особенности вождения автомобилем. После пройденного километража немало важно и качество дорожного покрытия. Износостойкость тормозов также зависит качества и материала изготовления диска.

Тормозная система у Ssang Yong Actyon

Необходимая для торможения толщина диска определяется в зависимости от марки и модели автомобиля. Ведь тормоза должны останавливать автомобиль по нормативным значениям, не зависимо от массы и мощности.

Толщина переднего тормозного диска варьируется от 22 до 25 мм, для заднего допускается меньше – от 7 до 10 мм.

Кроме параметров самого диска, существуют несколько факторов указывающих о необходимости замены тормозов или хотя бы их диагностики:

— толчки при торможении;

— явные механические недочеты;

— ухудшение тормозных характеристик;

— недостаточный уровень рабочей жидкости.

Эксплуатация колодок

Те факторы, которые оказывают влияние на изнашивание тормозных дисков, также взаимодействуют и с колодками. На передних колесах они изнашиваются быстрее, чем на задних, так как основная нагрузка ложиться именно на перед автомобиля. В случае замены колодки меняют по осям – на всех передних или задних колесах.

Неравномерность в износе тормозных колодок может быть связан с неисправностью рабочих цилиндров, и, соответственно, подаваемом ими различном давлении на тормоза. Разница толщины накладки колодок в 1,5-2 мм говорит о неполадках в системе.

Перечислим способы распознавания, при которых необходима замена тормозных колодок:

— При визуальном осмотре. Толщина фрикционной накладки 2-3 мм считается недостаточной.

— Механический способ. Колодки могут иметь специальные металлические пластины, которые при истирании накладок до 2-2,5 мм будут соприкасаться с диском и издавать неприятный скрежет.

— Электронный способ. На тормозную колодку устанавливают датчик износа, который при соприкосновении с диском замкнет цепь, и на приборной панели тут же загорится индикатор.

Сравнение дисковых и барабанных тормозов

Рассмотрим, какие преимущества имеются у дисковых тормозов:

  • Работу дисковых тормозов не затрудняет попадание воды или грязи;
  • Дисковым тормозам не страшны повышения температуры;
  • Они могут иметь более эффективное охлаждение;
  • Малогабаритны;
  • Имеют небольшой вес;
  • Дисковые тормоза просты в обслуживании.

Основными недостатками тормозов на основе диска можно назвать их высокую стоимость и меньшую эффективность при торможении, чем у барабанных аналогов.

Устройство дисковых тормозов

Эффективность тормозной системы автомобилей оттачивалась производителями с годами. Безопасность водителя и пассажиров обеспечивают эффективные тормоза способные при создании аварийной обстановки остановить машину и избежать тем самым столкновения. Всё чаще на современных автомобилях можно увидеть дисковые тормоза. Это неслучайно, ведь они смогли доказать свою надёжность и долговечность по сравнению с прочими системами.

Ещё сотни лет тому назад наши предки на телегах, бричках и повозках использовали прародителей современных дисковых тормозов. Для замедления хода колеса применялись специальные деревянные элементы. Они проводились в действие, извозчиком прижимая колесо, останавливали телегу или повозку. Понадобились десятки лет, прежде чем автопроизводители поняли, что эффективнее конструкций, чем дисковые тормоза просто не существует. Возможно, они в будущем появятся, но сегодня лучше, чем дисковые тормоза ещё не изобрели.

С развитием автомобилей в техническом плане менялись конструктивно тормоза. Глобальных изменений не произошло, но некоторые новшества появились. Они в первую очередь направлены на увеличение эффективности работы тормозов машины. Для многих водителей устройство дисковых тормозов является «тёмным лесом». Они очень туманно и отдалённо представляют принцип их работы.

Что собой представляют дисковые тормоза?

Составляющим элементом современной тормозной системы автомобиля являются дисковые тормоза. Их задача состоит в плавном или резком замедлении транспортного средства в зависимости от текущей дорожной ситуации. Принцип действия механизма прост но тем не менее, достаточно эффективен. Тормозные колодки с обеих сторон сжимают диск, жёстко зафиксированный на колесе. Возникающее трение уменьшает частоту вращения колеса, и автомобиль начинает терять скорость.

Дисковые тормоза всё активнее вытесняют менее эффективные барабанные механизмы. Последние стали менее востребованными в силу низкой эффективности и надёжности. Если ранее на старых моделях автомобилей дисковые тормоза устанавливались сугубо на передних колёсах, то в настоящее время ситуация кардинальным образом изменилась. Теперь практически невозможно найти новый автомобиль с барабанными тормозами.

Ещё одним преимуществом тормозов этого типа является их прекрасная совместимость с системами ABS и TCS. Это козырь в их борьбе с барабанными механизмами, который оказался решающим и определил выбор в их пользу. Отдельные виды дисковых тормозов для снижения отрицательного эффекта высокой температуры имеют специальные отверстия в диске. Они предназначены для отведения тепла, образующегося при трении диска и колодок. Подобный тип тормозов получил название вентилируемые дисковые механизмы.

При изготовлении дисковых тормозов используются только качественные материалы, обеспечивающие устойчивую работу механизма. Зачастую безопасность водителя и пассажиров автомобиля зависит от эффективности работы тормозной системы. Даже при самых неблагоприятных условиях эксплуатации дисковые тормоза зарекомендовали себя как надёжный и долговечный механизм.

Активно внедряться в тормозную систему они начали ещё в 50-х годах прошлого века. Многих производителей подкупила простота и надёжность конструкции. Обыкновенный металлический диск, сжимаемый с обеих сторон колодками. Всё просто и доступно даже для дальнейшего ремонта и обслуживания.

Устройство дисковых тормозов следующее:

1.Диск.

Фиксируется на ступице колеса автомобиля при помощи болтов. В последнее время для эффективного отвода тепла и снижения нагрузки имеет специальные вентиляционные отверстия. Очистка диска от грязи и ржавчины происходит самопроизвольно за счёт работы тормозных колодок.

2.Суппорт.

Является чугунным корпусом из двух половинок. Одна из них крепиться жёстко, и полностью обездвижена. Вторая половинка свободно вращается. Для их фиксации используются направляющие втулки.

3.Цилиндры.

Тормозные цилиндры состоят из корпуса, внутри которого перемещается поршень. Приводится он в движение за счёт давления создаваемого тормозной жидкостью.

4. Колодки.

Главная задача тормозной колодки заключается в замедлении вращения диска. Представляет она собой металлическую пластину с фрикционными накладками. Их можно менять по мере стирания.

Как происходит процесс торможения автомобиля?

При движении автомобиля дисковые тормоза находятся в свободном положении и не создают сопротивления движению колеса.

Если дорожная обстановка вынуждает водителя применять торможение происходит следующий процесс:

  1. Нога водителя выжимает тормозную педаль;
  2. Главный тормозной цилиндр при помощи жидкости создаёт необходимое давление в системе;
  3. Возросшее давление заставляет начать движение поршень тормозного цилиндра;
  4. Поршень, перемещаясь, приводит в движение колодку, которая прижимается к вращающемуся диску;
  5. С другой стороны диска вторая половина суппорта вместе с тормозной колодкой прижимается к его поверхности;
  6. Диск оказывается зажат с обеих сторон;
  7. Его вращение замедляется, и автомобиль начинает терять скорость.
  8. Отпуская педаль тормоза, водитель возвращает все механизмы в исходное положение.

Преимущества дисковых тормозов

Наличие вентиляционных отверстий позволяет дисковым тормозам достаточно быстро отводить тепло, образующееся в процессе трения. Очень часто особенно в барабанных механизмах избыточная температура приводила к значительному снижению эффективности работы тормозов.

  1. Высокая устойчивость механизма к высоким температурам.
  2. Надёжность и удобность обслуживания;
  3. Высокий уровень ремонтопригодности;
  4. Устойчивость к возрастающей силе трения;
  5. Применяются сменные тормозные накладки;
  6. Отсутствие увеличенного хода педали при нагревании механизма.

Заключение

Сегодня дисковые тормоза являются самыми передовыми механизмами в тормозной системе. Они обеспечивают эффективное и безопасное торможение в любой ситуации и при неблагоприятных климатических условиях.

Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах. Читайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и интересные статьи сайта.


Смотрите также

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf