Тормозная система автомобиля

Тормозная система автомобиля — ключевой элемент безопасности на дороге. Она обеспечивает замедление и остановку транспортного средства, что критично в экстренных ситуациях. В статье рассмотрим устройство и принципы работы тормозной системы, а также основные виды тормозов и их особенности. Понимание этих аспектов поможет водителям заботиться о своем автомобиле и своевременно выявлять неисправности, что повысит безопасность на дороге.

Устройство тормозной системы автомобиля

Современные автомобили оснащены тремя или четырьмя тормозными системами. К ним относятся:

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

Рабочая система является основной и наиболее эффективной. Её главная задача — замедление скорости автомобиля или его полная остановка. Принцип работы этой системы заключается в сжатии вращающегося диска или колёсного барабана с помощью специальных металлокерамических колодок, которые сжимаются или разжимаются при нажатии на тормозную педаль через гидравлическую систему, усиливающую давление.

Стояночный тормоз предназначен для фиксации автомобиля после его остановки. Когда водитель отпускает педаль рабочего тормоза, основная тормозная система отключается, и машина может скатиться под уклон. Также стояночный тормоз помогает при старте на крутом подъёме, особенно если двигатель глохнет. В этом случае автомобиль удерживается на склоне с помощью ручного стояночного тормоза. Для успешного старта необходимо одновременно управлять сцеплением, нажимать на газ и отпускать стояночный тормоз. Такой синхронный подход позволяет избежать скатывания автомобиля назад под действием силы тяжести.

Дублирующая тормозная система служит для обеспечения безопасности в случае отказа рабочей системы. Она может быть независимой от основной системы и охватывать все её контуры или дублировать лишь определённые её части, например, задние тормозные цилиндры. В некоторых ситуациях стояночный тормоз может выполнять функции запасной тормозной системы.

Вспомогательная система торможения используется на крупных грузовых автомобилях, таких как КрАЗ, МАЗ, КамАЗ и других. Она помогает снизить нагрузку на основную тормозную систему во время длительного торможения тяжёлого автомобиля на горных и холмистых участках дороги.

Эксперты в области автомобилестроения подчеркивают важность качественной тормозной системы для обеспечения безопасности на дороге. Они отмечают, что эффективность торможения напрямую зависит от состояния тормозных колодок, дисков и жидкости. Регулярная проверка этих компонентов позволяет избежать серьезных аварий. Специалисты также акцентируют внимание на необходимости использования оригинальных запчастей, так как некачественные аналоги могут значительно снизить эффективность торможения. Кроме того, эксперты рекомендуют водителям обращать внимание на изменения в работе тормозов, такие как скрипы или вибрации, которые могут свидетельствовать о необходимости обслуживания. В конечном итоге, надежная тормозная система — это залог безопасности как водителя, так и других участников дорожного движения.

Тормозная система автомобиля Устройство и особенности работы

Принцип работы

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

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

Ещё кое-что полезное для Вас:

• Основные причины биения и вибрации руля при торможении и способы их устранения
• Как самому поменять тормозные колодки у машины
• Как выбрать тормозные колодки

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о тормозных системах автомобилей:

1. Антиблокировочная система (ABS): Эта система была разработана в 1920-х годах, но стала популярной только в 1970-х. ABS предотвращает блокировку колес во время торможения, что позволяет водителю сохранять управляемость автомобиля. Это особенно полезно на скользких или мокрых дорогах.

2. Тормозные диски и барабаны: Современные автомобили часто используют тормозные диски на передних колесах и барабанные тормоза на задних. Дисковые тормоза обеспечивают лучшее охлаждение и более эффективное торможение, в то время как барабанные тормоза могут быть легче и дешевле в производстве.

3. Электронные тормозные системы: Современные автомобили все чаще оснащаются электронными тормозными системами, которые используют электрические сигналы для управления тормозами. Это позволяет интегрировать тормоза с другими системами автомобиля, такими как системы стабилизации и помощи при старте на подъеме, что повышает безопасность и комфорт вождения.

Принцип работы тормозной системы

Видео: Как работают тормоза

Принцип функционирования тормозной системы автомобиля можно описать следующим образом:

1. При нажатии на тормозную педаль механическое движение передаётся на поршень главного гидроцилиндра;
2. Движение поршня внутрь основного цилиндра вызывает увеличение давления тормозной жидкости в трубопроводах, которые направляют её к исполнительным цилиндрам тормозов каждого колеса;
3. Повышение давления в исполнительных цилиндрах приводит к перемещению поршня, который сжимает дисковые колодки или разжимает барабанные колодки на колесах;
4. В результате трения между рабочими поверхностями колодок и диском или барабаном происходит замедление вращения колёс.

Таким образом, давление, создаваемое ногой на педали, усиливается гидравлической системой и передаётся на тормозные колодки колес. Когда нога убирается с педали, гидравлическое давление в системе выравнивается, и поршень в главном гидроцилиндре возвращается в своё исходное положение. Колодки, находясь под действием возвратных пружин, освобождают диски или барабаны колес. Гидравлический привод используется в качестве механизма для рабочей тормозной системы легковых и грузовых автомобилей с небольшой грузоподъёмностью.

Как работают тормоза

Простейший гидравлический привод состоит из следующих основных узлов и механизмов:

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

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

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

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

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

Вакуумный усилитель

Для повышения гидравлического давления в системе используется вакуумный усилитель. Обычно он интегрирован в один модуль с главным тормозным цилиндром. Усилитель состоит из круглой камеры, разделённой на две части с помощью эластичной диафрагмы. Одна из частей камеры соединена через клапан с впускным коллектором двигателя, где создаётся вакуум. Вторая часть камеры открыта для атмосферы. Когда водитель нажимает на тормозную педаль, действие усиливается за счёт вакуумного давления на поршень главного гидроцилиндра. В результате гидравлическое давление в исполнительных цилиндрах увеличивает прижимное усилие тормозных колодок на 30-40 кг.

Регулятор давления

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

Трубопроводная схема

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

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

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

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

Тормозные механизмы

Механизмы тормозов предназначены для создания противодействующего момента, который препятствует вращению колес. В большинстве автомобилей используются фрикционные механизмы, основанные на трении между соприкасающимися материалами. Эти механизмы устанавливаются на колесах и делятся на дисковые и барабанные конструкции.

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

Дисковые тормоза могут иметь как подвижный, так и статичный суппорт. Подвижный суппорт обеспечивает равномерный износ тормозных накладок и поддерживает постоянный зазор до поверхности диска, независимо от степени износа накладок. Он крепится к подвеске с помощью кронштейна и имеет пазы для установки рабочих цилиндров. Диск, который соединен со ступицей колеса, обладает гладкой поверхностью и отверстиями для эффективного воздушного охлаждения.

Тормозные колодки с накладками в обычном состоянии прижаты к суппорту с помощью возвратных пружин. Под давлением поршня исполнительных цилиндров колодки отжимаются к поверхности диска, что приводит к торможению. Для контроля износа накладок в колодках установлен датчик, который сигнализирует на приборной панели о критическом уровне износа фрикционного слоя.

Барабанные тормоза используют полукруглые колодки с фрикционными накладками на внешней стороне. Нижние концы этих колодок фиксируются на неподвижной оси, а верхние могут раздвигаться под давлением поршней тормозных цилиндров. В нормальном состоянии колодки прижаты друг к другу стяжными пружинами, а под давлением поршней они раздвигаются и распирают внутреннюю поверхность вращающегося барабана. Трение между колодками и барабаном вызывает торможение колеса. Для компенсации износа фрикционных поверхностей предусмотрен механизм самоподвода колодок к барабану.

Дисковые тормоза имеют ряд преимуществ по сравнению с барабанными механизмами:

• температурные изменения материала не влияют на состояние поверхности, и тормозной момент не зависит от нагрева диска;
• эффективное воздушное охлаждение благодаря отверстиям на диске и высокая термостойкость материала;
• меньший тормозной путь благодаря активному воздействию всей поверхности колодок;
• меньший вес и компактные размеры;
• высокая чувствительность тормозной системы;
• быстрая реакция при срабатывании;
• простота замены колодок, не требующая обточки и подгонки накладок;
• до 70% инерции движения автомобиля может быть погашено на передних тормозных дисках.

Типы тормозных систем

Тормозные системы автомобилей можно классифицировать по различным критериям, включая конструкцию, принцип действия и назначение. Основные типы тормозных систем включают механические, гидравлические и пневматические.

Механические тормозные системы представляют собой самые простые конструкции, которые используют физическую силу для создания тормозного усилия. Классическим примером является барабанная тормозная система, где тормозные колодки прижимаются к внутренней поверхности барабана. Механические тормоза часто используются на старых моделях автомобилей и в некоторых легких транспортных средствах, таких как велосипеды.

Гидравлические тормозные системы являются наиболее распространенными в современных автомобилях. Они работают на основе принципа Паскаля, который гласит, что давление, приложенное к жидкости в замкнутом пространстве, передается равномерно во всех направлениях. В таких системах тормозной педаль передает усилие на главный тормозной цилиндр, который создает давление в тормозной жидкости. Это давление передается на тормозные цилиндры, расположенные на каждом колесе, что приводит к сжатию тормозных колодок и замедлению автомобиля. Гидравлические тормоза обеспечивают более эффективное и равномерное торможение по сравнению с механическими.

Пневматические тормозные системы чаще всего используются в грузовых автомобилях и автобусах. Они работают на основе сжатого воздуха, который передается через трубопроводы к тормозным цилиндрам. При нажатии на тормозную педаль сжатый воздух активирует тормоза, создавая необходимое тормозное усилие. Пневматические системы обладают высокой надежностью и способны обеспечивать мощное торможение, что особенно важно для тяжелых транспортных средств.

Кроме того, тормозные системы можно разделить на дисковые и барабанные. Дисковые тормоза, как правило, обеспечивают более эффективное охлаждение и лучшее тормозное усилие, особенно при высоких температурах. Они состоят из тормозного диска и колодок, которые прижимаются к диску для замедления вращения колеса. Барабанные тормоза, в свою очередь, имеют более простую конструкцию и часто используются на задних колесах легковых автомобилей.

Также стоит отметить, что современные автомобили могут быть оснащены антиблокировочной системой тормозов (ABS), которая предотвращает блокировку колес при резком торможении, улучшая управляемость и безопасность. Системы ESP и EBD также играют важную роль в повышении эффективности торможения, распределяя тормозное усилие между колесами в зависимости от условий движения.

Таким образом, выбор типа тормозной системы зависит от множества факторов, включая назначение автомобиля, его массу и условия эксплуатации. Каждая из систем имеет свои преимущества и недостатки, и понимание этих аспектов помогает в выборе наиболее подходящего варианта для конкретного транспортного средства.

Вопрос-ответ

Как часто нужно проверять тормозную систему автомобиля?

Рекомендуется проверять тормозную систему не реже одного раза в год, а также перед длительными поездками. Если вы замечаете какие-либо изменения в работе тормозов, такие как скрип, вибрация или увеличение тормозного пути, следует обратиться к специалисту для диагностики.

Что может вызвать перегрев тормозов?

Перегрев тормозов может быть вызван несколькими факторами, включая частое торможение на спусках, использование некачественных тормозных колодок, а также неправильную настройку тормозной системы. Это может привести к снижению эффективности торможения и даже к повреждению тормозных компонентов.

Как понять, что тормоза нуждаются в замене?

Признаки, указывающие на необходимость замены тормозов, включают скрипящие или стучащие звуки при торможении, увеличение тормозного пути, а также вибрацию руля или педали тормоза. Если вы заметили один из этих симптомов, рекомендуется провести диагностику у профессионала.

Советы

СОВЕТ №1

Регулярно проверяйте состояние тормозной жидкости. Она должна быть чистой и находиться на нужном уровне. Загрязненная или недостаточная тормозная жидкость может привести к ухудшению работы тормозов и увеличению тормозного пути.

СОВЕТ №2

Обращайте внимание на звуки при торможении. Если вы слышите скрип, стук или другие необычные звуки, это может быть признаком износа тормозных колодок или других компонентов тормозной системы. Не откладывайте диагностику и ремонт.

СОВЕТ №3

Не забывайте про регулярную замену тормозных колодок и дисков. Следите за их состоянием и заменяйте их в соответствии с рекомендациями производителя или при первых признаках износа, чтобы обеспечить безопасность на дороге.

СОВЕТ №4

Проверяйте работу антиблокировочной системы (ABS). Если на приборной панели загорается индикатор ABS, это может указывать на проблему с системой. Не игнорируйте этот сигнал и обратитесь в сервисный центр для диагностики.

Тормозные системы автомобилей можно классифицировать по различным критериям, включая конструкцию, принцип действия и назначение. Основные типы тормозных систем включают механические, гидравлические и пневматические.

Механические тормозные системы представляют собой самые простые конструкции, которые используют физическую силу для создания тормозного усилия. Классическим примером является барабанная тормозная система, где тормозные колодки прижимаются к внутренней поверхности барабана. Механические тормоза часто используются на старых моделях автомобилей и в некоторых легких транспортных средствах, таких как велосипеды.

Гидравлические тормозные системы являются наиболее распространенными в современных автомобилях. Они работают на основе принципа Паскаля, который гласит, что давление, приложенное к жидкости в замкнутом пространстве, передается равномерно во всех направлениях. В таких системах тормозной педаль передает усилие на главный тормозной цилиндр, который создает давление в тормозной жидкости. Это давление передается на тормозные цилиндры, расположенные на каждом колесе, что приводит к сжатию тормозных колодок и замедлению автомобиля. Гидравлические тормоза обеспечивают более эффективное и равномерное торможение по сравнению с механическими.

Пневматические тормозные системы чаще всего используются в грузовых автомобилях и автобусах. Они работают на основе сжатого воздуха, который передается через трубопроводы к тормозным цилиндрам. При нажатии на тормозную педаль сжатый воздух активирует тормоза, создавая необходимое тормозное усилие. Пневматические системы обладают высокой надежностью и способны обеспечивать мощное торможение, что особенно важно для тяжелых транспортных средств.

Кроме того, тормозные системы можно разделить на дисковые и барабанные. Дисковые тормоза, как правило, обеспечивают более эффективное охлаждение и лучшее тормозное усилие, особенно при высоких температурах. Они состоят из тормозного диска и колодок, которые прижимаются к диску для замедления вращения колеса. Барабанные тормоза, в свою очередь, имеют более простую конструкцию и часто используются на задних колесах легковых автомобилей.

Также стоит отметить, что современные автомобили могут быть оснащены антиблокировочной системой тормозов (ABS), которая предотвращает блокировку колес при резком торможении, улучшая управляемость и безопасность. Системы ESP и EBD также играют важную роль в повышении эффективности торможения, распределяя тормозное усилие между колесами в зависимости от условий движения.

Таким образом, выбор типа тормозной системы зависит от множества факторов, включая назначение автомобиля, его массу и условия эксплуатации. Каждая из систем имеет свои преимущества и недостатки, и понимание этих аспектов помогает в выборе наиболее подходящего варианта для конкретного транспортного средства.