Как работает автомобильная тормозная система?

Как работает автомобильная тормозная система?

Тормозная система вашего автомобиля влияет на его безопасность и, поэтому, при необходимости ваш автомобиль должен уметь вовремя останавливаться. К тому же зная, что ваши тормоза работают эффективно, вы всегда будете чувствовать себя на дороге более уверенно.

Когда ваш автомобиль движется образуется кинетическая энергия. Эта энергия получается из массы и скорости автомобиля. У вас будет больше кинетической энергии, когда ваш автомобиль имеет большой вес и быстро движется. При этом если вам нужно внезапно остановиться, тормоза нужны как раз для того, чтобы остановить кинетическую энергию.

У большинства автомобилей стоят дисковые или барабанные тормоза, либо их комбинация. Многие автомобили имеют дисковые тормоза спереди и барабанные тормоза сзади. Дисковые тормоза работают благодаря наличию колодки, которая зажимает тормозной диск, чтобы замедлить движение. Барабанные тормоза работают при наличии колодок внутри ступицы колеса, которые выдвигаются наружу, создавая трение, которое замедляет автомобиль.

У автомобилей также есть ручные тормоза. Ручной тормоз предназначен для предотвращения движения автомобиля во время парковки.

Нажатие на тормоза преобразует кинетическую энергию автомобиля в тепловую на таком уровне, чтобы расплавить обычный металл. В тормозных системах используется керамика, сплавы и композиты, которые не плавятся при высоких температурах, создаваемых тормозами.

Тормозная система автомобиля управляется гидравликой. Гидравлический контур тормозов состоит из главного цилиндра, который заполнен жидкостью и сопровождается соединенными с трубой рабочими цилиндрами. Когда вы нажимаете на педаль тормоза, она нажимает на поршень, расположенный в главном цилиндре, который будет нагнетать жидкость вдоль трубы. Жидкость поступает в подчиненные цилиндры, расположенные на каждом колесе, заполняя их в процессе. Когда рабочий цилиндр заполнен жидкостью, поршни будут вытеснены для включения тормозов.

Жидкость в тормозной системе распределяется равномерно из-за давления. Тормозное усилие создается потому, что площадь толкания всех ведомых поршней вместе превышает площадь толкания поршня в главном цилиндре. При этом главный поршень перемещается на несколько см, чтобы переместить ведомые поршни на доли см, чтобы задействовать тормоза. Это позволяет тормозам оказывать большое усилие в ответ на нажатие на педаль тормоза.

Как работают тормоза?

Но что на самом деле происходит, глубоко внутри вашего автомобиля, грузовика или кроссовера, когда пришло время остановиться? Оказывается, нажатие на крайне важную педаль тормоза запускает несколько процессов, которые задействуют мощь гидравлики и трения для замедления вашего автомобиля.

Гидравлическое действие

Ваша педаль тормоза механически, с помощью металлического стержня, подключается к устройству, называемому главным цилиндром. Главный цилиндр представляет собой герметичную камеру, заполненную тормозной жидкостью, которая является формой гидравлического масла. Тормозные магистрали соединяют главный цилиндр с тормозными суппортами вашего автомобиля. Эти тормозные магистрали являются проходами, по которым течет тормозная жидкость.

Когда вы нажимаете педаль тормоза, прикрепленный к ней металлический шток воздействует на поршень внутри главного цилиндра. Этот поршень сжимает тормозную жидкость внутри главного цилиндра, что создает давление в тормозной системе. Это давление передается через тормозные магистрали и обеспечивает силу, необходимую для работы тормозов автомобиля. Большее усилие на педали означает большее давление, что означает большую тормозную силу.

Когда вы отпускаете педаль тормоза, действие пружины освобождает поршень в главном цилиндре, возвращая его в исходное положение и сбрасывая жидкость в системе. Это снижает давление, вызывая отпускание тормозов на каждом колесе.

Зажимное действие

Над каждым колесом на вашем автомобиле находится тормозная система, называемая суппортом, которая похожа на большой зажим. Тормозные суппорты создают усилие зажима при приложении давления через тормозную жидкость и тормозные магистрали. Именно это зажимное действие прижимает тормозные колодки к ротору и создает трение, необходимое для замедления или остановки автомобиля. Одним словом, когда вы нажимаете педаль, результируется увеличение гидравлического давления передается (через тормозную жидкость в тормозных магистралях) на суппорты. Это приводит к зажиму суппорта, что создает трение и останавливает автомобиль.

Примечание: некоторые транспортные средства, особенно старые, могут использовать тормозные барабаны вместо суппортов. И хотя тормозные барабаны и суппорты различаются, они оба выполняют одну и ту же работу: превращают гидравлическое давление в тормозящее трение автомобиля.

Итак, вы узнали, что нажатие на педаль тормоза вашего автомобиля создает гидравлическое давление. Также вы знаете, что это тормозное давление передается через герметичную систему тормозных магистралей, где оно воздействует на суппорт (или, в некоторых случаях, барабан) на каждом колесе. Наконец, мы поняли, что суппорт (или барабан) отвечает за превращение гидравлического усилия в трение, необходимого для остановки автомобиля.

Тормозные колодки и тормозные диски

Тормозные колодки представляют собой металлические пластины со специальной плитой из фрикционного материала, прикрепленной к ним. Каждый суппорт использует две тормозные колодки, по одной на каждой из двух противоположных сторон суппорта. Когда обе тормозные колодки установлены в суппорте, их поверхности фрикционного материала обращены друг к другу. Но между двумя плитами из фрикционного материала есть зазор, и именно в это место входит тормозной ротор.

Тормозной диск представляет собой круглый, плоский и идеально гладкий металлический диск, который крепится болтами к колесам вашего автомобиля и вращается с той же скоростью, что и они. Суппорт с установленными тормозными колодками скользит по части вращающегося тормозного ротора. Здесь гладкие поверхности тормозных колодок находятся чуть выше гладкой вращающейся поверхности тормозного ротора.

Когда гидравлическое давление, создаваемое педалью тормоза, достигает суппорта, начинается действие зажима. Это заставляет поверхности фрикционного материала тормозных колодок обращаться друг к другу, заставляя их прижиматься к вращающемуся тормозному ротору с обеих сторон. Это генерирует огромное количество тепла и трения для уменьшения скорости вращения тормозного ротора и, следовательно, вращающихся колес и, соответственно, транспортного средства. Более тяжелое нажатие на педаль тормоза создает большее гидравлическое давление, большее зажимание, большее трение и более быстрые остановки.

Примечание: если на вашем автомобиле установлены тормозные барабаны, процесс торможения будет таким же, но используемые компоненты разные. В тормозных барабанах гидравлическое давление прижимает фрикционный материал к части, называемой тормозной колодкой (в данном примере эквиваленту тормозной колодки), к вращающейся внутренней поверхности тормозного барабана (в этом примере эквиваленту тормозного ротора).

Выводы

Подводя итоги, скажу в двух словах: водитель создает гидравлическое давление, нажимая на педаль тормоза, и это давление распространяется на суппорт тормоза (или барабан) на каждом колесе, где оно используется для перемещения фрикционного материала во вращающейся стальной поверхности, которая соединена с каждым колесом. В результате трение замедляет ваш автомобиль.

Когда вы нажимаете педаль тормоза, сила, создаваемая вашей ногой, усиливается механическим рычагом внутри педали в сборе, а затем усиливается под действием тормозного усилителя. Механическая сила нажатия на педаль преобразуется в гидравлическую силу с помощью главного цилиндра. Это заставляет гидравлическую (тормозную) жидкость течь через сеть тормозных магистралей. Жидкость заставляет маленькие поршни внутри суппортов толкать колодки на тормозные диски, и это усилие зажима замедляет автомобиль.

• Водителю на заметку
• Устройство автомобиля

Тормозная система автомобиля

Тормозная система автомобиля – это система, функции которой направлены на создание и поддержание тормозной силы между колесом и дорожным полотном, снижение скорости движения (торможение), а также обеспечение условий для остановки и удержания транспортного средства от внезапного и незапланированного – самопроизвольного движения на месте во время покоя.

Устройство тормозной системы

Тормозная система авто состоит из двух групп устройств:

1. Устройства привода: педаль (выполняет роль рычага), цилиндры, вакуумный усилитель для повышения усилия давления на педаль, бачок, трубопроводы, шланги (у гидроприводов), рычаги, система тяг, всевозможные тросы, наконечники (у механических приводов), воздухозаборник, компрессор, ресивер, дроссель, распределитель, пневмомотор (у пневмоприводов). Привод нужен для создания усилия и передачи воздействия непосредственно от педали к тормозному механизму.
2. Тормозные механизмы: диск, суппорт, накладки (для дисковых механизмов) или барабан, колодки, поршень, цилиндр (для барабанных механизмов). Дисковый механизм монтируют на передних , барабанный – на задних колёсах Тормозной механизм формирует тормозной момент – главное условие для замедления или полной остановки машины.

1. Колесный цилиндр заднего барабанного тормоза. Прижимает к барабанам тормозные колодки заднего тормоза. Переносит на колодки давление, полученное в главном цилиндре (мастер-цилиндре).
2. Тросовый привод ручного тормоза.
3. Уравновешивающий механизм.
4. Регулируемая тяга стояночного тормоза (такой тормоз выручает, когда нужно удержать машину на уклонах).
5. Рукоятка стояночного тормоза.
6. Педаль. Рычажный механизм, формирующий тормозное усилие,пропорциональное силе, прилагаемой к педали.
7. Вакуумный усилитель рабочего привода. Работает совместно с главным (мастер-) цилиндром. В бензиновых моторах вакуум создается подключением вакуумной камеры к впускному коллектором, в дизелях – за счёт работы специального вакуумного насоса.
8. Шланг тормозного механизма.
9. Мастер-цилиндр.
10. Суппорт. Предназначен для крепления переднего дискового механизма к неподвижной части подвески колеса.
11. Компенсационный бачок. Обеспечивает требуемое количество тормозной жидкости в контуре.
12. Механический регулятор тормозных сил в задней оси. В быту – «колдун». Помогает оказать противодействие заносу задней оси транспортного средства, обеспечить пропорциональное торможение каждым из колёс автомобиля минимизировать риски ДТП.
13. Рычаг привода регулятора

Виды тормозных систем

Существует несколько классификаций. Самая распространённая – деление по функциональному назначению и применению. В зависимости от этого система может быть четырёх видов.

Рабочая. Задействована во всех режимах движения транспорта. Предназначена для снижения скорости транспортного средства до момента полной остановки и кратковременного удержания авто на месте.

Запасная. Нужна для остановки транспортного средства в чрезвычайной ситуации (при выходе из строя базовой – рабочей системы). Тормозящее действие – существенно меньше. Но в экстренной ситуации его достаточно, чтобы предотвратить аварию.

Стояночная. Служит для удержания транспортного средства на месте, предупреждает его самопроизвольное движение. Это, прежде всего, актуальное решение при уклоне дорожного полотна в холмистой местности. Кроме того, для коммерческого транспорта большой грузоподъёмности, автобусов это ещё и отличное подспорье для оптимизации нагрузки на цилиндры основной – рабочей системы. Управляется водителем посредством рычага ручного тормоза.
Вспомогательная. Устанавливается на коммерческом транспорте. Помогает при движении на затяжном спуске. Сохраняет стабильную скорость транспортного средства, снижает нагрузку на колёсный тормоз.

В ряде случаев функции могут совмещаться . Например, функцию запасной системы может взять на себя стояночная система

Кроме того, в зависимости от рабочего тела , за счёт которой система приводится в действие, выделяют следующие типы тормозных систем:

• Гидравлическая. Это решение используют для легковых автомобилей, внедорожников, микроавтобусов, малогабаритных грузовиков и спецтехники.
• Пневматическая. Монтируется на грузовых машинах, погрузчиках, грейдерах, автокранах, бульдозерах.
• Механическая. Привод механическими тягами был использован на первых автомобилях. Но из-за низкого КПД и проблем с равномерным распределением усилия на все колёса, сейчас это решение не актуально .
• Комбинированная (например, может совмещаться гидравлический и пневматический механизм работы).

Движение авто всегда связано с наличием кинетической энергии. Процесс торможения всегда связан с преобразованием кинетической энергии в тепловую. Тепловая энергия, выделяющаяся при трении диска и колодок рассеивается в окружающую среду. При рекуперативном торможении часть кинетической энергии преобразуется в электрическую энергию, которая запасается для её использования при разгоне автомобиля.

Принцип рекуперативного торможения долгое время использовался на железнодорожном транспорте, но вскоре он стал базовым и для работы тормозной системы авто.

Принцип действия гидравлической системы

Гидравлическая система реализует следующий принцип:

• Водитель нажимает на педаль, мышечное усилие передаётся на поршень главного цилиндра где преобразуется в давление тормозной жидкости.
• Жидкость вытесняется поршнем в гидравлические линии (трубки).
• По трубопроводам жидкость под давление подаётся к исполнительным цилиндрам.
• Срабатывают механизмы торможения.
• Скорость вращения колёс уменьшается.

Рабочим телом в гидравлической системе является жидкость, на 93-98%, состоящая из полигликолей и их эфиров, и на 2-7% — из присадок, предназначенных для защиты деталей от коррозии.

Обладающая высокой плотностью, жидкость не сжимается, и гидропривод срабатывает очень быстро. Еще одно достоинство гидропривода – его самодостаточность. Конструкция не содержит компрессор или иное устройство, зависимое от работы мотора.

При перемещении жидкости по трубопроводу потеря энергии – несущественная, и КПД гидропривода достаточно высок (исключение – работа при температурах ниже минус 30 °С).

Работа тормозной системы с рекуперацией

Принцип же действия тормозной системы с рекуперацией иной:

При нажатии на педаль в генераторном режиме запускается электромотор (у электрического и гибридного транспорта) Создаётся тормозной момент на валу мотора.

Начинает вырабатываться электрическая энергия, направляемая в аккумуляторы или суперконденсаторы.

Если транспорт неэлектрический – запасается кинетическая энергия вращения маховика (впоследствии её используют для разгона).

Многие современные автомобили оснащены электронно-управляемой системой торможения, которая одновременно выполняет функции антиблокировочной, пробуксовочной системы; а также оснащена функцией динамической стабилизации транспортного средства.

Решения с рекуперацией способны обеспечить безисносную работу тормоза, кратчайший путь во время торможения с обеспечением высокой курсовой устойчивости, и предотвращение потери сцепления колёс с дорожным полотном.

Конструктивные решения с пневматикой

Отдельного внимания заслуживают решения с пневматикой.

• Энергоносителем служит сжатый воздух.
• В работе участвуют компрессор, осушитель, регулятор давления (может быть встроенным в осушитель или самостоятельным устройством) и ресиверы регенерации (компоненты хранения и подачи сжатого воздуха), краны, передаточные устройства.
• Через воздушный фильтр в компрессор, работающий при включенном двигателе, втягивается воздух, и через регулятор и многоконтурный защитный клапан воздух под давлением закачивается в ресиверы. Осушитель оптимизирует состав воздуха, а регулятор — его давление.

1. Центральный электронный блок управления.
2. Кран EBS.
3. Пропорциональный ускорительный клапан.
4. Магнитный клапан ABS.
5. Модулятор задней оси.
6. Разобщающий клапан резервного контура.
7. Клапан управления тормозами прицепа.

Деление систем на независимые контуры

Тормозные системы могут быть одноконтурными, двухконтурными и многоконтурными.

У одноконтурных решений магистрали всех колёс – передних и задних объединены в одну ветвь, для управления воздухом используется всего один кран. Решение дешёвое, не крайне ненадёжное . На практике его сейчас можно встретить только на некоторых сельскохозяйственных машинах и прицепах с пневматикой, причём речь идёт только о старых моделях машин, новые решения с пневмоприводом ориентированы на несколько контуров.

Если же речь идёт о решениях с гидроприводом, то весьма вероятна разгерметизация, и жидкость вытечет из системы. И здесь об использовании одного контура и вовсе не может быть и речи. Предотвратить риски помогает наличие нескольких контуров. Даже если произойдёт разгерметизация одного из них, хоть и возникнет потеря эффективности, катастрофы можно будет избежать. Ведь контуры подстраховывают друг друга.

Самый распространённый вариант – наличие двух контуров. При этом схемы разделения гидропривода на 2 контура могут быть очень разными:

• 2 +2, параллельное подключение. 1-й контур действует на тормоза передней оси, второй — на заднюю ось). Недостаток—задняя ось обеспечивает не более 40% тормозных сил. Поэтому, если исправен только 2-й контур, длина тормозного пути (ТП) увеличится в 2,5-3 раза.
• 2+ 2 – диагональное подключение. 1-й контур действует на правое переднее и левое заднее колёса, а второй — на левое переднее и правое заднее.
• Подходит для переднеприводных машин. Неисправность любого из контуров чревата увеличением ТП в два раза.
• 4 + 2. 1-й контур действует на все колеса, а второй — только на передние.

Наиболее безопасно, с точки зрения опытных автомехаников, диагональное деление (эффективности удаётся достичь, даже если один из контуров поврежден) и схема разделения 4 + 2.

У грузовых автомобилей, автобусов часто может встречаться 4 и 5 контуров. Это сложные, но очень надёжные конструкции. У каждого контура— своя «зона ответственности (например, передняя ось, задняя тележка, стояночный, аварийное растормаживание), при этом каждый контур независим. Это возможно благодаря присутствию в конструкции специальных разделяющих клапанов.

Многоконтурная пневмосистема оптимизирует уровень устойчивости крупногабаритного транспортного средства, процесс управления им. Кроме того, пневматическая система позволяет без опасения потери рабочего тела подключать и отключать пневмосистемы тягача к прицепу или полуприцепу. При отсоединении прицепа автоматически срабатывает стояночная топливная система.

Диагностика и неисправности тормозной системы

• При торможении траектория движения начинает непредсказуемо изменяться, непонятная сила «уводит» авто в сторону. Это может свидетельствовать о загрязнении или поломке колодок с одной стороны, заклинивании поршня главного цилиндра, повреждении подвески, рулевого управления, ослабевших или изношенных стяжных болтах рессор. Также такое «поведение» автомобиля возможно при неисправности гидроклапана антиблокировочной системы. Для обнаружения этой неисправности на каждое колесо нужно установить манометры. Если будет обнаружен значительный перепад давления, это прямое указание на такую неисправность.
• Свободный ход педали существенно увеличивается. Такая проблема чаще всего возникает при неисправностях главного рабочего цилиндра, вакуумного усилителя. Если применяется гидравлический привод, то к такой проблеме также может привести его завоздушивание.
• Педаль при нажатии «проваливается», становится «мягкой». Это опять-таки может быть и сигналом появления воздуха в гидравлическом приводе, и сигналом износа главного цилиндра либо повреждения шлангов и трубопроводов.
• Педаль «стопорит», для нажатия приходится прикладывать огромные усилия. Очень часто это вызвано, некорректно установленными колодками или неправильно присоединёнными шлангами (стоит только их демонтировать и поставить правильно – проблема тут же решится), повреждение контуров гидропривода. Также иногда это прямая реакция на заклинивший поршень в колёсном цилиндре.
• При торможении чувствуется биение, вибрации: со стороны педали или со стороны педали и руля. Как правило, это ответная реакция на коробление диска, ослабленное крепление суппорта или износ одного из элементов рулевого управления, подвески.
• Колодки быстро стираются под углом. Главные виновники – неисправные суппорты.

Профилактика тормозной системы

В первую очередь, важно проводить профилактику суппорта. Практика показывает, что профилактику суппорта важно проводить не реже одного раза в два года и при каждой замене колодок. Обязательными мероприятиями является диагностика суппортов, их очистка и смазка.

Для смазки рекомендуется использовать высокотемпературные, нерастворимые в воде и химически стойкие пастообразные составы, совместимые с эластомерными и пластиковыми деталями. Для этого снимается пылезащитные колпачки и очищаются контактные поверхности, затем равномерно наносится смазка.

Одновременно с профилактикой суппортов проводят замену тормозной жидкости, удаление воздуха из системы.
Важными профилактическими мероприятиями также являются регулировка стояночного тормоза, диагностика вакуумного усилителя, проверка на видимые дефекты шлангов, проверка на износ колодок (для этого замеряется их остаточная толщина).

Своевременный осмотр, диагностика, очистка и обработка деталей смазочными пастами, замена отдельных деталей – это предотвращение дорогостоящего ремонта в будущем.

Для того, чтобы максимально систематизировать знания, проверить уровень своих умений, навыков по этой теме, рекомендуем обратить внимание на электронный интерактивный тренинг и систему проверки знаний «Тормозная система автомобиля» на базе электронной платформы ELECTUDE. Обучающий продукт включает 19 учебных модулей, 15 тестовых модулей. Удобный вариант для дистанционного обучения автомехаников, а также проверки знаний при подборе кандидатов на эту вакансию , проведения аудита и аттестации персонала СТО.

Обучение является модульным. Электронная программа позволяет перейти от азов физики к нюансам взаимной работы, включая роль каждого компонента системы. В обучающую платформу встроен специализированный тренажёр. Поэтому слушателям доступны симуляции различных неисправностей. На конкретных примерах можно отточить навыки и увеличить скорость диагностики, ремонта.

Ещё больше систематизированной информации по системам, устройству автомобиля.

Передние и задние тормоза автомобиля

Алексей Федоров
автомеханик со стажем

Автомобилю важно не только быстро разогнаться, но и быстро остановиться, особенно в экстренной ситуации. За это отвечает самая важная система безопасности — тормозная.

В любой современной машине она работает по одним и тем же принципам: и в Ладе Гранте без ABS, и в Майбахе. В этой статье мы разберемся, как она устроена, как работает и какие у нее могут быть неисправности.

В современном автомобиле две тормозные системы: рабочая и стояночная. Рабочая помогает замедлить или полностью остановить машину. Благодаря стояночной она не покатится сама собой на склоне. В этой статье будем говорить только о рабочей системе, про ручник напишем отдельный материал.

Рассылка для автолюбителей и тех, кто подумывает ими стать

Главное о том, сколько стоит владеть машиной, к чему быть готовым и как отстаивать свои права, — в вашей почте дважды в месяц. Бесплатно

Как устроен гидравлический привод тормозной системы

У тормоза легкового автомобиля гидравлический привод. Вот из чего он состоит.

Педаль тормоза — металлический рычаг с резиновой накладкой, ничего особенного. Под ней расположен выключатель стоп-сигнала. Стоит едва нажать на тормоз, как в фонарях сзади загорится красный свет, и гореть он будет ярче, чем габариты.

Вакуумный усилитель стоит сразу за педалью тормоза и соединен с ней через шток. Усилитель всегда есть на моторном щите со стороны водителя. На вид довольно большой и круглый, внутри мембрана. К корпусу усилителя от впускного коллектора подведен шланг, через который двигатель непрерывно всасывает воздух. Внутри усилителя создается разрежение, усиливающее нажатие на педаль тормоза. На выходе из усилителя есть другой шток: он передает усилие на поршень главного тормозного цилиндра.

Главный тормозной цилиндр продолговатый, на нем установлен бачок тормозной жидкости. Внутри два поршня, расположенные один за другим, а снаружи — две магистрали на переднюю и заднюю оси. Так система делится на два контура.

Тормозная жидкость не сжимается под давлением и полностью передает усилие от педали к тормозным механизмам. Благодаря своему составу она не кипит и не вспенивается во время интенсивного торможения. И не густеет, когда машина надолго остается зимой на улице. В итоге педаль тормоза всегда работает одинаково.

Блок ABS отвечает за распределение давления тормозной жидкости между осями и не позволяет колесам заблокироваться при резком торможении.

У машин без этого блока есть специальный регулятор тормозного усилия задней оси. Устройство примитивное: это кран, чей клапан через тягу соединен с элементом задней подвески — рычагом или балкой. Чем сильнее нагружают машину, тем ниже проседает подвеска. Балка или рычаг смещается, давит на тягу и открывает кран. Так на заднюю ось поступает больше тормозной жидкости, колеса на ней тормозят сильнее.

Устройство располагают на днище, из-за этого оно постоянно влажное и в грязи, так что кран часто закисает и перестает работать. Но если его убрать, задняя ось будет перетормаживать — есть риск, что автомобиль занесет.

Тормозные магистрали и шланги. Медные или стальные магистрали устанавливают на кузов, а шланги — там, где нужна подвижность, то есть непосредственно перед тормозными суппортами. При работе подвески или повороте колеса металлическая трубка быстро сломается.

У всех машин одинаковая принципиальная схема гидравлического привода. У главного тормозного цилиндра небольшое сечение и длинный ход, а у рабочих цилиндров в суппортах, наоборот, большая площадь сечения и короткий ход.

Зазор между диском и колодкой всегда минимальный: с одной стороны, колодка не настолько близко, насколько это возможно, с другой — тормозной диск вращается свободно. Рабочие механизмы при этом могут различаться в зависимости от массы и типа автомобиля.

Как устроены дисковые тормоза

В большинстве современных автомобилей дисковые тормоза стоят и на передней, и на задней осях. Колодки направлены перпендикулярно к поверхности тормозного диска и работают на ровной плоскости диска.

Про тормозные диски и колодки мы написали отдельные статьи:

1. Тормозные колодки: зачем нужны, как правильно подбирать и когда менять.
2. Тормозные диски: как работают и какие бывают.

Тормозные суппорты бывают одно-двухпоршневые с плавающей скобой либо же четырех- или шестипоршневые с фиксированной скобой.

На легкие бюджетные автомобили ставят однопоршневые суппорты с плавающей скобой. Она держится и двигается в суппорте за счет подвижных направляющих — пальцев суппорта. В скобу устанавливают тормозные колодки.

Рабочий цилиндр тормозного суппорта расположен с внутренней стороны, это сильно экономит место и позволяет использовать колесные диски с небольшим вылетом. Суппорт с плавающей скобой используют и для машин потяжелее — небольших кроссоверов и минивэнов. В этом случае суппорт гораздо массивнее, поршень больше. В редких случаях в суппорте с плавающей скобой можно встретить два поршня.

В мощные и тяжелые машины ставят более эффективные тормоза с многопоршневыми суппортами. В их конструкции нет плавающей скобы, тормозной суппорт крепится к кулаку, колодки устанавливаются в него же .

Тормозные цилиндры расположены друг напротив друга, их обычно два, четыре или шесть. Чем больше поршней — тем больше рабочая площадь цилиндра, а значит, и тормозное усилие. Конструкция занимает больше места, приходится использовать диски с большим вылетом — рабочие тормозные цилиндры есть с обеих сторон тормозного диска.

Зато такое решение позволяет сделать вместо одного большого поршня на плавающем суппорте два или четыре маленьких с фиксированной скобой. Это дает возможность уменьшить диаметр тормозного диска, сохранив тормозное усилие, что актуально для внедорожников с высоким профилем шин и малым диаметром колесного диска. Многопоршневые суппорты также используются в спортивных и гоночных автомобилях.

На любом тормозном цилиндре есть прокачной штуцер. Он нужен для удаления воздуха из системы после ремонта.

Как устроены барабанные тормоза

В современных автомобилях барабанные тормоза можно встретить только сзади. Их эффективности вполне хватает для массы, которая приходится на заднюю ось бюджетного легкового автомобиля. Конструкция надежная и долговечная: первый комплект колодок приходится менять лишь к 60—100 тысячам километров.

Колодки, тормозной цилиндр и механизмы расположены внутри барабана, что дает защиту от воды и грязи. По этой причине их достаточно часто можно встретить на задней оси внедорожников.

Почти во всех автомобилях в барабанных тормозах есть механизм самоподвода. Он делает зазор между колодкой и барабаном минимальным. Если бы это было не так, педаль тормоза пришлось бы продавливать сильнее.

У конструкции два важных недостатка:

1. Рабочий цилиндр расположен внутри барабана, поэтому ограничен в размерах. Сложнее создать усилие за счет разницы площадей сечения.
2. Колодки сложной полукруглой формы. Рабочая площадь барабана хоть и не маленькая, но колодки не всегда прилегают к ней полностью, особенно если они изношены.

Неисправности тормозной системы

Помимо естественного износа тормозных дисков и колодок есть неисправности тормозной системы, на которые стоит обратить внимание. Вот как их распознать по сигналам на приборной панели.

Знак «Низкий уровень тормозной жидкости». Обычно сигнал появляется, когда система негерметична. Если тормоза все еще работают, можно долить тормозной жидкости и попробовать на небольшой скорости доехать до автосервиса. Если чувствуете, что педаль проваливается в пол, лучше вызвать эвакуатор.

Такое может произойти и при сильном износе тормозных колодок и дисков — тогда тормозная жидкость из бачка будет в цилиндрах тормозных суппортов.

При замене колодок поршни суппортов сведут на место, чтобы установить новые колодки, а тормозная жидкость вернется в бачок.

Знак «Износ тормозных колодок». Многие современные автомобили оснащены датчиком износа колодок. Это может быть всего лишь один датчик на одной колодке спереди, по одному датчику на передней и задней оси либо же и вовсе на каждой колодке.

Принцип работы такой: когда тормозной диск перетрет провод внутри датчика, произойдет обрыв цепи, на приборной панели загорится индикация износа тормозных колодок. Обычно индикация загорается заранее, за 1000—2000 км до полного износа, но не стоит пренебрегать заменой, так как изношенная колодка хуже отводит тепло и может повредиться при экстренном торможении.

Знак «Неисправность системы ABS». Проблема больше электрическая, тем не менее ABS с такой индикацией работать не будет. Проблема может быть в одном из датчиков скорости вращения колеса, в блоке управления ABS либо же в роторном кольце датчика. Он нередко ржавеет и повреждается или начинает проворачиваться на приводе колеса, из-за чего датчик считывает неверные показания. Иногда меняется отдельно, иногда — в сборе с ШРУСом.

Также встречаются магнитные кольца. Если повредить такое, придется поменять ступичный подшипник, в котором оно установлено.

А вот как их распознать по физическим показателям.

Тормоза работают неэффективно. Так бывает, если вакуумный усилитель негерметичен. Он может отказать частично, например из-за износа уплотнений, либо полностью. Скажем, если после работ под капотом забыли поставить на место шланг, которым вакуумник соединяют с впускным коллектором.

Понять, что вакуумный усилитель исправен, несложно: поставьте ногу на педаль тормоза, запустите двигатель. Если педаль немного провалилась, с усилителем все в порядке.

Машину ведет в сторону при торможении. Скорее всего, заклинил один из суппортов, при этом одно колесо тормозит сильнее другого. У многих официальных дилеров есть стенды для проверки эффективности тормозов, но с таким вопросом справятся и на любом СТО. Со стендом или без, но машина все равно окажется на подъемнике с заявкой на профилактику тормозных механизмов. А что конкретно заклинило, выяснится только при разборе, будь то поршень в суппорте, направляющие пальцы или колодки в скобе.

Увод в сторону может быть вызван неисправностью ходовой части или неправильной установкой углов развала-схождения. В любом случае стоит записаться на диагностику ходовой части и целиком обозначить проблему — посмотрят и тормоза, и подвеску.

Ход педали тормоза увеличился. Скорее всего, в системе есть воздух. Жидкость не сжимается, а вот воздух — легко. Так бывает после ремонта тормозной системы: когда меняют суппорт, магистраль или шланг. После работы необходимо прокачать систему и выставить уровень тормозной жидкости, иначе в контуре останется воздух и система не будет правильно работать.

Звуки и вибрация при торможении могут указывать как на износ колодок, так и на перегрев тормозных дисков. Нередко это возникает после того, как автомобиль долго простоит: поверхность диска ржавеет. Чтобы очистить ее, достаточно несколько раз интенсивно затормозить, и все пройдет. Перед этим следует визуально оценить состояние колодок — возможно, их уже пора заменить.

Запомнить

1. Обращайте внимание на сообщения на приборной панели и на то, как тормозит ваш автомобиль: любая неисправность тормозной системы может привести к серьезным последствиям.
2. Не забывайте про обслуживание и контрольный осмотр тормозной системы. Многих неприятностей на дороге можно избежать, если вовремя устранить неполадки.

Обложка — Luciano Santandreu / Shutterstock

Алексей Федоров
Доводилось серьезно ремонтировать тормоза? Расскажите о своем опыте:

Редактор Т—Ж
Отредактировано

1. Уводить в сторону может по множеству разных причин. Делали отдельный шорт: https://journal.tinkoff.ru/short/uvodit-avto/ и уже добавили его на поля.
По тормозным дискам две статьи. Одну указали, другая — отчасти про то, что вы пишете: https://journal.tinkoff.ru/guide/protochka-diskov/ Кривые диски будут бить в руль при торможении. Уводить в сторону — вряд ли
2. Это запущенный случай и надо сильно постараться, чтобы до такого дошло. Например, бросить машину под окнами, а потом через 2 года попытаться на ней поехать. Но даже если она не врастет в землю и ее не резберут — закисший намертво поршень — самая маленькая из проблем.
3. Мы про это и пишем. Нужно качать, убирать воздух — а потом доливать тормозную жидкость. Воздух в системе у рядового автовладельца может остаться только после плохой работы автослесаря.
4. Такая течь в тормозной системе — это также крайне запущенный случай. Как и в случае с заклинившим насмерть поршнем нужно сильно постараться и не обслуживать автомобиль — годами не поднимать его на подъемник. А если и поднимать — ничего не делать. Задолго до этого случится две вещи: сначала изменится характер торможения, потом загорится лампа низкого уровня тормозной жидкости. И уже потом, если на это никак не реагировать изменится ход педали — и его нельзя будет назвать внезапным.

Скажите, какое из ваших дополнений тянет на три восклицательных знака после первого предложения? Почему по вашему мы были обязаны написать о крайне запущенных случаях, с которыми редко сталкиваются на СТО?

Хорошо разбираетесь — расскажите о своем опыте. И если он нам подойдет, приходите писать технические статьи, заодно посмотрите как у нас работает фактчек. И загляните в био Алексея. Поверьте, он отлично разбирается в том, о чем пишет.

Григорий, судя по всему вы тоже исключительно теоретик. Я же комментарий писала исходя из многолетнего опыта ремонта самых разных автомобилей, и нет, эти ситуации могут произойти с ЛЮБЫМ автомобилем кроме совмем нового, без выдерживания его на длительной стоянке в снегу. И уже не в первый раз я (да и не только я, судя по комментариям, оставляемым читателями к разным статьям) замечаю что они зачастую поверхностны и содержат ошибки.
И нет, я не собираюсь создавать контент для вас, бесплатно, мне более чем хватает комментаринв, тем более что ваши редакторы имеют привычку делать статьи и из них, зачастую выдергивая из контекста.

Редактор Т—Ж
Отредактировано

Лана, вспомнил, был такой разговор один раз. Только аватарка была другая. Мы в прошлый раз так и не разобрались:

— многолетний опыт — это 2 или 20 лет?
— множество машин — это жигули и УАЗ или Бентли Бентайга вперебивку с Додж Рэм? И если такое разнообразие, что за сервис, хотел бы о нем почитать
— почему вас взяли на работу? Ремонтировали машину с отцом, закончили техническое средне-специальное? А может вы инженер с дипломом?
— какой делали ремонт? Слесарка, диагностика, может кузовные работы? Или тоже все сразу — если так, опять же интересно что за сервис
— ремонтируете машины сейчас, скажите где? Мы с удовольствием запишемся на ремонт
— не ремонтируете? Почему перестали?

Наши технические статьи пишут специалисты с подтвержденным прикладным опытом. Вот и к Алексею можно прямо сейчас записаться, если живете в Санкт-Петербурге. За технические статьи мы хорошо платим.

В общем или приходите и покажите как надо, или завязывайте с такого рода комментариями. Я обосновал, что с ними не так.

Григорий, уберите из списка бентли и добавьте седельные тягачи и полуприцепы. Полгода в малярке так уж и быть считать не стану, но гараж с юных лет вот прям даже и не знаю. Сервисы были разные, от гаражного до дилера.
На работу брали как и остальных, не за красивые глаза. И образование есть все вами перечисленное +трижды повышение квалификации от дилера. Нет дипломы публично выкладывать не стану, так же как и страницы с записями из трудовой, придётся вам удволетворится тем что написано.
Нет не ремонтирую, кроме исключительных случаев своей и мужа машин, ушла из сферы по состоянию здоровья.
Что же до «завязывайте». Мой комментарий не содержит запрещённой или недостоверной информации, не нарушает авторские права и не является оскорбительным, а следовательно писать комментарии или не писать решать не вам. Ну или вносите в правила изменения о том, что не допускаются комментарии с критикой написанного.

Редактор Т—Ж
Отредактировано

Не оскорбляет, не нарушает. При этом ее сложно назвать конструктивной и полезной. Добавить в статью из нее нечего. По технике все расписал и обосновал ‍♂️

Григорий, это ваше личное мнение.

Источник https://auto.vercity.ru/magazine/13730_kak_rabotaet_avtomobilnaya_tormoznaya_sistema/

Источник https://pro-sensys.com/info/articles/obzornye-stati/tormoznaya-sistema/

Источник https://journal.tinkoff.ru/guide/brakes-basics/