Тормозных – Тормозная система автомобиля
Устройство тормозной системы, неисправности, ремонт. — DRIVE2
Тормозная система предназначена для управляемого изменения скорости автомобиля, его остановки, а также удержания на месте длительное время за счет использования тормозной силы между колесами и дорогой. Тормозная сила может создаваться колесным тормозным механизмом, двигателем автомобиля (т.н. торможение двигателем), гидравлическим или электрическим тормозом-замедлителем в трансмиссии.
Для реализации указанных функций на автомобиле устанавливаются следующие виды тормозных систем:
рабочая;
запасная;
стояночная.
Рабочая тормозная система обеспечивает управляемое уменьшение скорости и остановку автомобиля.
Запасная тормозная система используется при отказе и неисправности рабочей системы. Она выполняет аналогичные функции, что и рабочая система. Запасная тормозная система может быть реализована в виде специальной автономной системы или части рабочей тормозной системы (один из контуров тормозного привода).
Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля на месте длительное время.
Тормозная система является важнейшим средством обеспечения активной безопасности автомобиля. На легковых и ряде грузовых автомобилей применяются различные устройства и системы, повышающие эффективность тормозной системы и устойчивость при торможении: усилитель тормозов, антиблокировочная система, усилитель экстренного торможения и др.
Устройство тормозной системы
Тормозная система имеет следующее устройство:
тормозной механизм;
тормозной привод.
Тормозной механизм предназначен для создания тормозного момента, необходимого для замедления и остановки автомобиля. На автомобилях устанавливаются фрикционные тормозные механизмы, работа которых основана на использовании сил трения. Тормозные механизмы рабочей системы устанавливаются непосредственно в колесе. Тормозной механизм стояночной системы может располагаться за коробкой передач или раздаточной коробкой.
В зависмости от конструкции фрикционной части различают:
барабанные тормозные механизмы;
дисковые тормозные механизмы.
Тормозной механизм состоит из вращающейся и неподвижной частей. В качестве вращающейся части барабанного механизма используется тормозной барабан, неподвижной части –тормозные колодки или ленты.
Вращающаяся часть дискового механизма представлена тормозным диском, неподвижная – тормозными колодками. На передней и задней оси современных легковых автомобилей устанавливаются, как правило, дисковые тормозные механизмы.
Дисковый тормозной механизм состоит из вращающегося тормозного диска, двух неподвижных колодок, установленных внутри суппорта с обеих сторон.
Суппорт закреплен на кронштейне. В пазах суппорта установлены рабочие цилиндры, которые при торможении прижимают тормозные колодки к диску.
Тормозной диск при томожении сильно нагреваются. Охлаждение тормозного диска осуществляется потоком воздуха. Для лучшего отвода тепла на поверхности диска выполняются отверстия. Такой диск называется вентилируемым. Для повышения эффективности торможения и обеспечения стойкости к перегреву на спортивных автомобилях применяются керамические тормозные диски.
Тормозные колодки прижимаются к суппорту пружинными элементами. К колодкам прикреплены фрикционные накладки. На современных автомобилях тормозные колодки оснащаютсядатчиком износа.
Тормозной привод обеспечивает управление тормозными механизмами. В тормозных системах автомобилей применяются следующие типы тормозных приводов:
механический;
гидравлический;
пневматический;
комбинированный.
Механический привод используется в стояночной тормозной системе. Механический привод представляет собой систему тяг, рычагов и тросов, соединяющую рычаг стояночного тормоза с тормозными механизмами задних колес. Он включает:
рычаг привода;
регулируемый наконечник;
уравнитель тросов;
тросы;
рычаги привода колодок.
На некоторых моделях автомобилей стояночная с
www.drive2.ru
Тормозна система и все о ней. — DRIVE2
Тормозная система предназначена для уменьшения скорости движения и остановки автомобиля (рабочая тормозная система). Она также позволяет удерживать автомобиль от самопроизвольного движения во время стоянки (стояночная тормозная система).
🔎 Рабочая тормозная система приводится в действие нажатием на педаль тормоза, которая располагается в салоне автомобиля. Усилие ноги водителя передается на тормозные механизмы всех четырех колес.
🔎 Стояночная тормозная система нужна не только на стоянке, она также необходима для предотвращения скатывания автомобиля назад при старте на подъем. С помощью рычага стояночного тормоза, который располагается между передних сидений автомобиля, водитель рукой может управлять тормозными механизмами задних колес.
Рабочая тормозная система состоит из:
☑ тормозного привода,
☑ тормозных механизмов колес.
Привод тормозов служит для передачи усилия ноги водителя от педали тормоза к исполнительным тормозным механизмам колес автомобиля. На современных легковых автомобилях применяется гидравлический привод тормозов, в котором используется специальная тормозная жидкость.
Привод тормозов гидравлический состоит из:
☑ педали тормоза,
☑ главного тормозного цилиндра,
☑ рабочих тормозных цилиндров,
☑ тормозных трубок,
☑ вакуумного усилителя.
Когда нога водителя нажимает на педаль тормоза, то ее усилие, через шток передается на поршень главного тормозного цилиндра. Давление жидкости, на которую давит поршень, от главного цилиндра по трубкам передается ко всем колесным тормозным цилиндрам, заставляя выдвигаться их поршни. Ну, а они, в свою очередь, передают усилие на тормозные колодки, которые и выполняют основную работу тормозной системы.
К примеру, на автомобиле «Жигули» ВАЗ 2105, один контур объединяет тормозные механизмы передних колес, а другой – задних. На автомобиле «Жигули» ВАЗ 2109, между собой связаны: переднее левое колесо с задним правым, и переднее правое с задним левым.
Для уменьшения усилия при нажатии на педаль тормоза и более эффективной работы системы, применяется вакуумный усилитель. Усилитель явно облегчает работу водителя, так как использование педали тормоза при движении в городской цикле носит постоянный характер и довольно быстро утомляет.
🔎 Вакуумный усилитель конструктивно связан с главным тормозным цилиндром. Основным элементом усилителя является камера, разделенная резиновой перегородкой (диафрагмой) на два объема. Один объем связан с впускным трубопроводом двигателя, где создается разряжение около 0,8 кг/см2, а другой с атмосферой (1 кг/см2). Из-за перепада давлений в 0,2 кг/см2, благодаря большой площади диафрагмы, «помогающее» усилие при работе с педалью тормоза может достигать 30 — 40 кг и больше. Это значительно облегчает работу водителя при торможениях и позволяет сохранить его работоспособность длительное время.
🔎 Тормозной механизм предназначен для уменьшения скорости вращения колеса, за счет сил трения возникающих между накладками тормозных колодок и тормозным барабаном или диском. Тормозные механизмы делятся на барабанные и дисковые. На отечественных автомобилях барабанные тормозные механизмы применяются на задних колесах, а дисковые на передних. Хотя в зависимости от модели автомобиля могут применяться только барабанные или только дисковые тормоза на всех четырех колесах.
Барабанный тормозной механизм состоит из:
☑ тормозного щита,
☑ тормозного цилиндра,
☑ двух тормозных колодок,
☑ стяжных пружин,
☑ тормозного барабана.
Тормозной щит жестко крепится на балке заднего моста автомобиля, а на щите, в свою очередь, закреплен рабочий тормозной цилиндр. При нажатии на педаль тормоза поршни в цилиндре расходятся и начинают давить на верхние концы тормозных колодок. Колодки в форме полуколец прижимаются своими накладками к внутренней поверхности круглого тормозного барабана, который при движении автомобиля вращается вместе с закрепленным на нем колесом.
Торможение колеса происходит за счет сил трения, возникающих между накладками колодок и барабаном. Когда же воздействие на педаль тормоза прекращается, стяжные пружины оттягивают колодки на исходные позиции.
Дисковый тормозной механизм состоит из:
☑ суппорта,
☑ одного или двух тормозных цилиндров,
☑ тормозного диска.
Суппорт закреплен на поворотном кулаке переднего колеса автомобиля (см. рис. 43). В нем находятся два тормозных цилиндра и две тормозные колодки. Колодки с обеих сторон «обнимают» тормозной диск, который вращается вместе с закрепленным на нем колесом.
При нажатии на педаль тормоза поршни начинают выходить из цилиндров и прижимают тормозные колодки к диску. После того, как водитель отпустит педаль, колодки и поршни возвращаются в исходное положение за счет легкого «биения» диска. Дисковые тормоза очень эффект
www.drive2.ru
О ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМАХ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОРМОЖЕНИЯ Ч.1 — DRIVE2
Полный размер
Приветствую Всех.
Попалась мне как то в сети интересная статья про тормозилки. После прочтения которой началася мой путь усовершенствования тормозной системы на моем авто…
Но о этом немного позже 😉
Тормозные системы и их модернизация.
Оригинал этой статьи находится по адресу: stoptech.com/technical-su…tem-and-upgrade-selection.
Нижеследующий перевод сделан в ознакомительных целях и не преследует никакой коммерческой выгоды.
Тормозные системы и их модернизация.
Стивен Руис, руководитель инженерной группы и Кэрол Смит, инженер-консультант, компания StopTech LLC.
Практически любой автомобиль способен остановиться с большой скорости на пределе сцепления шин – один раз. Но тормозная система большинства «гражданских» автомобилей, пикапов и даже некоторых «заряженных» машин не рассчитана на агрессивный/спортивный стиль вождения или буксировку.
Большинству «стоковых» тормозных систем в экстремальных ситуациях недостает теплоемкости и теплоотдачи – способности принимать тепло и отдавать его в окружающую среду через теплопроводность, конвекцию и излучение. Кроме того, многие «стоковые» суппорты и их крепеж не обладают достаточной конструктивной жесткостью, чтобы сопротивляться повышенному давлению и разжиму. Хотя тормозного момента на передних колесах хватило бы для блокировки передних колес при остановке с крейсерской скорости, разжим суппортов в ряде случаев предотвращает блокировку. И это, не говоря уже о том, что большинство «стоковых» тормозных колодок не предназначено для интенсивного использования – считается, что для покупателя новой машины важнее бесшумность и эффективность торможения «на холодную».
Выбор высокопроизводительной тормозной системы определяется многими факторами. Некоторые связаны с производительностью и безопасностью, другие с простотой установки, и наконец, с ценой. Нужно выбрать такую систему, которая будет отвечать вашим долгосрочным задачам при минимальных проблемах и вложениях. Вот некоторые факты, которые следует учитывать при обсуждении тормозных систем:
1)Не тормоза, а шины останавливают автомобиль. Тормоза лишь замедляют вращение колес с шинами. Это означает, что результаты измерений тормозного пути с максимально разрешенной или даже большей скорости сильно зависят от используемых шин. В измерениях для запасных частей на замену оригинальным могут использоваться те же шины, что ставят на автомобиль на конвейере – а могут и другие.
2)При замедлении происходит превращение кинетической энергии в тепловую. Выделяется очень, очень большое количество тепла, которое нужно рассеять в окружающие механизмы и воздушный поток. Количество производимого тепла следует учитывать в контексте времени, то есть как работу за время или мощность. Мощность, которую необходимо приложить на одном переднем колесе, чтобы остановить полуторатонную машину со 160 км/ч за 8 секунд равна 30,600 кал/с или 128 кВт или 172 л/c. Тормозной диск рассеивает примерно 80% этой энергии. Соотношение участия разных механизмов теплопередачи в этом процессе зависит от рабочей температуры – в основном, с ростом температуры увеличивается вклад излучения. Вклад теплопроводности также зависит от массы и конструкции диска. Так, конструкция дисков, используемых на гоночных автомобилях ограничивает передачу тепла за счет теплопроводности. При 537 градусах соотношение разных механизмов теплопередачи у сборного диска составляет 10% на теплопроводность, 45% на конвекцию, 45% на излучение. Соответственно, у «заряженных» цельных дисков соотношение составляет 25% на теплопроводность, 25% на конвекцию, 50% на излучение.
3) Многократное интенсивное торможение требует как хорошей теплоотдачи так и соответствующей теплоемкости тормозного диска. Чем больше площадь поверхности диска на единицу массы и чем эффективнее поток воздуха через него, тем быстрее он будет рассеивать тепло, повышая общую эффективность тормозной системы. В то же время, тормозные диски должны иметь достаточную теплоемкость чтобы избежать деформации или растрескивания до рассеивания излишков тепла. Это не столь важно при однократной остановке, но критично для продолжительного интенсивного торможения на больших скоростях, например, во время гонок, буксирования или просто быстрой езды.
4) Управляемость и баланс важны по меньшей мере так же как сила. Задача тормозной системы – использовать сцепление колес по максимуму, избегая их блокировки. Чтобы достичь этого, требуется оптимальное распределение момента между передней и задней осями, даже на автомобилях с ABS. В то же время, сила нажатия, жесткость и ход педали тормоза должны позволять эффективное дозирование усилия.
5) Эффективность торможения зависит не только от тормозов. Самая лучшая тормозная система не будет работать в полную силу с неподходящими шинами, настройками подвески и стилем вождения. Оптимизация развесовки, низкий центр тяжести, длинная колесная база, большая загруженность и аэродинамический прижим задней оси положительно влияют на торможение.
Перед тем как перейти к дальнейшим рассуждениям, об
www.drive2.ru
Mazda RX-7 FC3S, что делать? › Бортжурнал › Тормозная система автомобиля (физика, формулы и теория)
Очень Вас всех прошу, если кто будет где-то выкладывать. Обязательно указывать авторство:
Александр aka dll (madtuning.ru; live4race.ru)
Не оживленная дискуссия в предыдущем посте навела меня на мысли что мало кто понял что я написал на примере своей авто. Постараюсь тут растолковать все и привести абстрактные примеры. Интересно кто все сможет осилить? =))))
Это поможет Вам
1) Понимать как работает тормозная система
2) С точностью определять что Вам не нравится в ваших тормозах
3) Грамотно изъясняться при обсуждениях тормозной системы
4) Решать какие доработки работают на вас для достижения целей
5) Подбирать правильные компоненты и понимать как они будут работать вместе
6) Соблюсти баланс осей
Из чего же состоит тормозная система
1) Педальный узел, это рычаг который увеличивает усилие создаваемое ногой (Соотношение педали).
2) Главный тормозной цилиндр (ГТЦ)
3) Тормозные линии
4) Клапана, для соблюдения баланса. Тормозная система может иметь следующие клапана между ГТЦ и суппортами: Клапан остаточного давления, дозирующий, комбинированный, пропорциональный или ограничительный.
5) Тормозные суппорта
6) Тормозные колодки
7) Тормозные диски
Для расчетов можно использовать Excel файл
-=Итак начнем с азов (физики)=-
Тормозная сила
Это крутящий момент, создаваемый эффективным радиусом тормозного диска, силой сжатия тормозных колодок и коэффициентом трения между колодкой и диском. Это сила с которой замедляется колесо вместе с шиной. Основные компоненты которые влияют на силу торможения — это насколько сильно сжимаются колодки, и как далеко от центра ступицы прикладывается эта сила. Отсюда чем больше размер тормозного диска, тем дальше сила сжатия прикладывается от центра колеса и тем самым мы увеличиваем тормозную силу (эффект рычага). Это также как когда вам надо открутить закисший болт, чем длиннее ключ (рычаг) тем проще.
Рекомендуемая сила расcсчитывается следующей формулой:
ТСр = ССП х (радиус качения шины)
коэффициент сцепления покрышки с дорогой достаточно сложно рассчитать, он может быть от 0,1 на льду до 1,4 на сухом гоночном треке со сликом. Если он вам неизвестен, то используйте его равным 1.
Помните, необходимо принять во внимание перенос веса, поскольку при торможении задняя часть разгружается, а передняя нагружается.
Перед:
ССПп = μ*ВСп / 2
ВСп = Вм*((1-Хцг/КБ)+(μ*Yцг/КБ))
Зад:
ССПз = μ*ВСз / 2
ВСз = Вм — ВСп
Где
ТСр — рекомендуемая тормозная сила (кг)
ССП — Сила сцепления покрышки (кг)
ССПп — Сила сцепления передней покрышки (кг)
ССПз — Сила сцепления задней покрышки (кг)
μ — коэффициент сцепления покрышки с дорогой (использовать 1)
ВСп — вертикальная сила действующая на обе передних покрышки (кг)
ВСз — вертикальная сила действующая на обе задних покрышки (кг)
Вм — Вес машины (кг)
Хцг — расстояние от передней оси до центра тяжести машины (см)
КБ — колесная база (см)
Yцг — расстояние от земли до центра тяжести машины (см)
После аккуратных расчетов мы сможем понять насколько нам к
www.drive2.ru
Тормозная система автомобиля (физика, формулы и теория) — DRIVE2
Авторство: Александр aka dll (madtuning.ru; live4race.ru)
Данная статья поможет вам:
1) Понимать как работает тормозная система
2) С точностью определять что Вам не нравится в ваших тормозах
3) Грамотно изъясняться при обсуждениях тормозной системы
4) Решать какие доработки работают на вас для достижения целей
5) Подбирать правильные компоненты и понимать как они будут работать вместе
6) Соблюсти баланс осей
Из чего же состоит тормозная система:
1) Педальный узел, это рычаг который увеличивает усилие создаваемое ногой (Соотношение педали).
2) Главный тормозной цилиндр (ГТЦ)
3) Тормозные линии
4) Клапана, для соблюдения баланса. Тормозная система может иметь следующие клапана между ГТЦ и суппортами: Клапан остаточного давления, дозирующий, комбинированный, пропорциональный или ограничительный.
5) Тормозные суппорта
6) Тормозные колодки
7) Тормозные диски
**Итак начнем с азов (физики)**
Тормозная сила
Это крутящий момент, создаваемый эффективным радиусом тормозного диска, силой сжатия тормозных колодок и коэффициентом трения между колодкой и диском. Это сила с которой замедляется колесо вместе с шиной. Основные компоненты которые влияют на силу торможения — это насколько сильно сжимаются колодки, и как далеко от центра ступицы прикладывается эта сила. Отсюда чем больше размер тормозного диска, тем дальше сила сжатия прикладывается от центра колеса и тем самым мы увеличиваем тормозную силу (эффект рычага). Это также как когда вам надо открутить закисший болт, чем длиннее ключ (рычаг) тем проще.
Рекомендуемая сила расcсчитывается следующей формулой:
ТСр = ССП х (радиус качения шины)
коэффициент сцепления покрышки с дорогой достаточно сложно рассчитать, он может быть от 0,1 на льду до 1,4 на сухом гоночном треке со сликом. Если он вам неизвестен, то используйте его равным 1.
Помните, необходимо принять во внимание перенос веса, поскольку при торможении задняя часть разгружается, а передняя нагружается.
Перед:
ССПп = μ*ВСп / 2
ВСп = Вм*((1-Хцг/КБ)+(μ*Yцг/КБ))
Зад:
ССПз = μ*ВСз / 2
ВСз = Вм — ВСп
Где
ТСр — рекомендуемая тормозная сила (кг)
ССП — Сила сцепления покрышки (кг)
ССПп — Сила сцепления передней покрышки (кг)
ССПз — Сила сцепления задней покрышки (кг)
μ — коэффициент сцепления покрышки с дорогой (использовать 1)
ВСп — вертикальная сила действующая на обе передних покрышки (кг)
ВСз — вертикальная сила действующая на обе задних покрышки (кг)
Вм — Вес машины (кг)
Хцг — расстояние от передней оси до центра тяжести машины (см)
КБ — колесная база (см)
Yцг — расстояние от земли до центра тяжести машины (см)
После аккуратных расчетов мы сможем понять насколько нам крутые нужны тормоза и от чего зависит эта сила:
— Никак не зависит от скорости
— Может изменяться в зависимости от качества покрышки, качества покрытия, погодных условий
— Зависит от размера колеса ( как вы думаете, все те кто ставит огромные колеса, или огромные тормоза хоть как нибудь их рассчитывал и связывал вместе? =)
— Зависит от веса машины, клиренса и колесной базы, ведь правда, чем машина легче и ниже тем меньше перенос веса влияет на торможение.
Сила сжатия
Сила с которой суппорт прижимает колодки к диску измеряется в килограммах, это сила создается давлением в тормозной системе умноженным на площадь поршней (суппорт без скобы), или 2*на площадь поршней (суппорт со скобой), измеряется в кг\см^2. Чтобы увеличить силу сжатия, надо либо изменить давление в системе, либо увеличить площадь поршня. Изменение состава колодки (коэф трения) не влияет на силу сжатия.
Рассчитывается следующей формулой:
СЗ = Дг*Пп
Где
СЗ — Сила сжатия (кг)
Дг — Давление создаваемое ГТЦ (кг\см^2)
Пп — эффективная площадь поршней (для суппорта со скобой это 2*на площадь поршней)
Итак теперь мы можем рассчитать какую же силу производят наши тормоза:
СТп = СЗ*µL*Re
Где
СТп — производимая сила торможения (кг)
СЗ — Сила сжатия (кг)
µL — Коэффициент трения колодки и диска
Re — Эффективный радиус тормозного диска (от центра ступицы до центр колодки)
Коэффициент трения
Это индикатор силы трения между тормозным диском и колодкой. Чем выше коэффициент, тем выше сила трения. Для стоковых колодок это коэффициент варьируется от 0,3 до 0,4. Для гоночных от 0,5 до 0,6. «Жесткие» колодки имеют слабый коэффициент трения, при этом изнашиваются меньше. «Мягкие колодки наоборот, имею высокий коэффициент трения и быстрее изнашиваются. Большинство колодок имеет зависимость коэфф трения от температуры, поэтому гоночные колодки необходимо греть, в то время как гражданские при такой температуре уже потеряют свои свойства.
www.drive2.ru
Как работают тормоза в автомобиле: Объяснение
Что такое тормозная система в машине.
Наверное, многим водителям знакома ситуация, когда, например, на дорогу неожиданно выбегает собака, кошка или любое другое животное. Согласитесь очень неприятный момент. Ведь у нас есть всего доля секунды, чтобы отреагировать на ситуацию. В этот момент большинство из нас, наверное, нажмут педаль тормоза, и мы будем уверенные в том, что машина мгновенно начнет останавливаться. Но почему мы уверены в тормозах? Как работает тормозная система в автомобиле? Давайте узнаем, как тормоза, используя науку, останавливает тяжелую машину.
Наука останавливаться
Перед вами парашютный тормоз снижает скорость и кинетическую энергию, для того чтобы катапультировавшийся летчик благополучно приземлился на землю.
Смотрите также: Основные принципы работы тормозного механизма автомобиля [Принцип работы и элементы тормозной системы]
Если вы двигаетесь у вас есть энергия — кинетическая энергия, если быть точным. Кинетическая энергия — это просто энергия, которой обладает объект, поскольку он имеет массу и скорость (скорость в определенном направлении). Чем больше у вас массы (чем тяжелее) и чем быстрее вы двигаетесь, тем больше у вас есть кинетической энергии.
Все это конечно хорошо. Но что делать, если вам вдруг нужно остановиться? Как же перейти от быстрого движения к тому, чтобы не двигаться вообще. Для этого вам необходимо избавиться от своей кинетической энергии.
Например, если вы прыгаете с высоты из летящего самолета, то лучший способ потерять энергию — это парашют. Благодаря гигантскому мешку ткани, который летит за вами, замедляет вас, уменьшая скорость и следовательно парашют помогает избавиться от вашей кинетической энергии.
В результате парашют позволяет вам спокойно приземлиться на землю целым и невредимым.
Кстати, мощные драгстер автомобили, которые являются рекордсменами по разгону с места, а также спорткары умеющие разгонятся до рекордных скоростей, также используют для остановки парашюты. Но большинство обычных автомобилей, как вы знаете, используют для остановки и снижения скорости традиционную гидравлическую тормозную систему, которая была изобретена еще в начале 20 века.
Разные тормоза для различных видов транспорта
В автомобилях, грузовиках, самолетах и поездах тормоза в целом работают в принципе одинаково. Также в мире существует множество других видов транспорта, которые также имеют похожий принцип торможения. Тормоза даже есть в ветровых турбинах. Вот краткое сравнение некоторых распространенных тормозных систем.
Велосипед
Если вы катаетесь на велосипеде вы знаете, что, разогнавшись, вам нечего бояться, так как когда вы захотите остановиться, вы воспользуетесь тормозом, предусмотренном в любом велотранспорте. Обычно для этого вы зажимаете тормозной рычаг на руле и велосипед начинает снижать скорость за счет того, что металлический трос, идущий от тормозного рычага, тянет небольшие суппорты, расположенные на колесе, заставляя толстые резиновые блоки прижиматься к колесу. В этот момент создается трение между тормозными резиновыми блоками и металлическим ободом колеса. В результате трения создается тепло и уменьшается кинетическая энергия вашего велосипеда. В итоге вы безопасно останавливаетесь.
Паровоз
Тормоза на паровозе работают, так же как и в автомобиле. На фотографии вы можете видеть тормоз. Он зажимает ведущие колеса локомотива, чтобы замедлить их. Но как же поезд останавливается, если на колесах нет шин? Ведь для остановки необходимо трение, в том числе и дорожной поверхностью?
Все просто. Так как локомотив имеет огромную массу, а его колеса не имеют резины трение создается именно из-за огромного веса, который давит на колеса, прижатые к металлическим рельсам. В результате трения металлических колес с металлическими рельсами также образуется большое количество тепла, которое и снижает кинетическую энергию двоящегося локомотива.
Мотоцикл
Мотоциклы обычно имеют дисковые тормоза, которые содержат тормозные диски, суппорт и тормозные колодки. Тормозной диск, как правило, имеет отверстия (или пазы). Принцип работы тормозов в мотоцикле прост: тормозная колодка, зажимается с помощью тросика, который, как и в велосипеде, может идти на рулевое колесо или на ножную педаль. Как только мотоциклист зажимает педаль тормоза или тормозной рычаг тросик прижимает колодки к тормозному диску. Отверстия в тормозном диске помогают рассеивать выделяемое тепло при трении.
Самолет
Самолеты имеют тормоза внутри своих колес. Это помогает остановить самолет на взлетно-посадочной полосе. Также в авиатехнике могут использоваться воздушные тормоза, которые увеличивают сопротивление воздуха, что в итоге и замедляет самолет во время полета. В том числе самолет может тормозить и за счет обратной тяги двигателей, если пилот включит реверс.
Ветровая турбина
Как мы уже сказали ветровые турбины также имеют тормозную систему. Она необходима, чтобы предотвращать слишком быстрое вращение роторов (пропеллеров). У большинства ветровых турбин есть анемометр, который измеряет скорость ветра. Если скорость ветра поднимается выше безопасного уровня, автоматически активируется тормоз, который и приводит к замедлению вращения пропеллеров, либо к их полной остановке.
К сожалению, высокие скорости ветра означают, что можно было бы получить больше энергии. Но безопасность всегда главнее.
Более детальный взгляд на автомобильные тормозные системы
Ранние автомобильные тормоза были удивительно примитивны по сегодняшним меркам. Вот простая система с трением 1910 года, изобретенная американцем Джоном Ставарцем.
Когда вы нажимаете на рычаг тормоза (обозначен на картинке желтым цветом), под заднее колесо (обозначено коричневым цветом) заезжает огромная тормозная колодка (синего цвета).
По сути, автомобиль садится на колодку-башмак, зубья которого сцепляются с дорожной поверхностью, в результате чего машина начинает замедляться и в конечном итоге остановится.
Большинство автомобилей имеют два или три разных типа тормозных систем. Обратите внимание на передние колеса вашей машины. За колесным диском вы увидите тормозные диски. Когда водитель нажимает педаль тормоза, с двух сторон тормозного диска зажимаются тормозные колодки из износостойкого материала.
В результате трения колодок с тормозными дисками образуется тепло, также снижается кинетическая энергия автомобиля, который в итоге начинает замедление. Как видите, тот же принцип, как и в мотоциклах и даже в велосипедных тормозах.
Смотрите также: Вот как работает Антиблокировочная система, противобуксовочная система и электронная система контроля устойчивости
У некоторых автомобилей дисковые тормоза есть и на задних колесах. Но у многих автомобилей до сих пор на задних колесах установлены барабанные тормоза, которые работают несколько иначе. Вместо диска в таких тормозах используется тормозной барабан, внутри которого в полой области установлены также тормозные колодки, которые с помощью пружин и тормозных цилиндров при нажатии водителем педали тормоза прижимаются к поверхности барабана.
Ручной тормоз автомобиля тормозит задние колеса. Ручной тормоз активируется с помощью ручника расположенного внутри машины. Правда, по сравнению с нажатием педали тормоза, ручной тормоз менее эффективный и менее сильный.
У ускоряющего автомобиля есть масса энергии и когда вы активируете тормоза (неважно какие — барабанные, дисковые или ручной тормоз), то эта энергия превращается в тепло в результате трения тормозных колодок с барабанами или тормозными дисками.
Естественно из-за сильного трения барабаны и тормозные диски могут нагреваться до 500 °C и более! Вот почему барабаны или диски должны быть сделаны из таких материалов, которые не будут плавиться при высоких температурах. Например,для изготовления тормозных дисков, барабанов и тормозных колодок идеально подходят дорогие сплавы металлов, композиты или керамика.
Как работают тормоза в автомобиле
Картинка описание: Когда ваша нога нажимает педаль тормоза, тормозная жидкость в тормозной системе выжимается из узкого цилиндра в более широкий цилиндр. Эта система известна как гидравлическая система. Это позволяет значительно увеличить силу тормозного вашего усилия.
Теория…
Представьте себе, сколько вам нужно сил, чтобы остановить быстроходную машину. Простое нажатие педали тормоза не создало бы достаточной силы, чтобы активировать все четыре тормоза так, чтобы быстро остановить ваш автомобиль. Вот почему тормоза используют гидравлику: систему заполненных тормозной жидкостью трубок, которые и увеличивают ваше тормозное усилие. Также благодаря гидравлике тормозные усилия могут передаваться легко из одного места в другое за короткий срок.
Когда вы нажимаете на педаль тормоза, ваша нога, по сути, перемещает рычаг, который заставляет сдвинуть поршень в длинном узком тормозном цилиндре (главный тормозной цилиндр), который в свою очередь начинает двигать гидравлическую жидкость (тормозная жидкость) в сторону узкой трубки расположенной на конце тормозного цилиндра.
К этой трубке, как правило, подключены такого же диаметра трубки, идущие на каждый тормоз автомобиля. Далее тормозная жидкость по узким трубкам попадает в более объемные цилиндры, расположенные на колесах.
Поскольку тормозные цилиндры, расположенные на каждом колесе, намного больше, чем цилиндр, расположенный в тормозной системе сразу после педали тормоза, сила, которую вы изначально применили к педали тормоза, значительно увеличивается. В результате эта сила и сжимает тормозные колодки в каждом тормозе колеса.
На практике…
- 1. Ваша нога нажимает на педаль тормоза.
- 2. Когда педаль движется вниз, она толкает рычаг, который соединен с поршнем главного тормозного цилиндра.
- 3. Рычаг толкает поршень (синий на картинке) в узкий цилиндр, который заполнен гидравлической тормозной жидкостью (обозначена красным цветом). Когда поршень перемещается в цилиндре, он сжимает тормозную жидкость и толкает ее в узкое отверстие, расположенное в конце цилиндра, к которому подсоединена трубка. Это происходит примерно так же, как ручной насос выжимает воздух из цилиндра в тонкий шланг.
- 4. В результате образовавшегося давления тормозная жидкость попадает в длинную тормозную магистраль, состоящую из тормозных трубок, которые подходят к каждому колесу. В результате нагнетенного давления главным тормозным цилиндром, тормозная жидкость в итоге достигает каждого колеса.
- 5. Далее жидкость под давлением попадает в тормозные цилиндры, расположенные в колесах, которые имеют больший размер, чем главный тормозной цилиндр (цилиндр в колесе обозначен, синим цветом).
- 6. Когда жидкость попадает в тормозной цилиндр, имеющий больший объем по сравнению с главным тормозным цилиндром, то сильно увеличивается тормозное усилие из-за разницы объемов цилиндров в тормозной системе.
- 7. В результате увеличенного давления жидкости поршень в тормозном цилиндре колеса зажимает тормозную колодку, прижимая ее к тормозному диску / барабану.
- 8. В результате трения тормозной колодки и тормозного диска начинается замедление колесного диска, что в конечном итоге и останавливает машину.
Наш простой пример показывает основной принцип работы гидравлической тормозной системы; на практике все немного сложнее.
На самом деле педаль тормоза фактически управляет четырьмя отдельными гидравлическими тормозными линиями, идущие на все четыре колеса. В нашем же примере мы показываем принцип работы тормозов на одном колесе автомобиля.
Для безопасности, как правило, во всех автомобилях используется два отдельных контура гидравлических тормозов. Это необходимо на тот случай, если вдруг из-за каких-то неисправностей вышел из строя один тормозной контур. В этом случае второй контур всей тормозной системы будет по-прежнему функционировать.
Кто изобрел гидравлические тормоза?
Гидравлические тормоза изобрел Малькольм Лугхед из Детройта, штат Мичиган, США в 1919 году. Выше вы можете видеть его улучшенную конструкцию гидравлической тормозной системы — середина 1920-х годов.
Смотрите также: Эксперимент с тормозами автомобиля закончился взрывом: Видео
Эта система использует импульс (движущую силу) транспортного средства, чтобы обеспечить необходимое тормозное усилие для остановки машины. Эта сила толкает гидравлический поршень в цилиндре. Это первый в мире тормоз с электроприводом. То есть при нажатии педали тормоза поршень в цилиндре двигался не только за счет силы нажатия педали, но и благодаря движущейся силе транспорта.
Лугхэд и его брат Аллан были пионерами в авиастроении. Они основали компанию «Лугхед», известную как авиационное производственное предприятие.
www.1gai.ru
Мифы и правда о тормозах — DRIVE2
Очень часто автовладельцы считают, что тормозная жидкость в их автомобиле вечная и заливается раз и навсегда, или что тормозные колодки следует менять, только когда они сотрутся до металла. А часто ли меняются тормозные диски или барабаны? В большинстве случаев, когда износ превышает двукратный, а то и более указанного в инструкции. Ко всем деталям тормозной системы предъявляются достаточно высокие требования: ведь от их исправности зависит безопасность автомобиля на дороге.
МИФ: «Тормозную жидкость менять не надо»
Это не так. Тормозная жидкость гигроскопична – обладает способностью впитывать в себя влагу. Соответственно температура кипения снижается. Одно из требований, предъявляемых к тормозным жидкостям, – это высокая температура кипения. Чем она выше, тем более качественной считается тормозная жидкость. При частом использовании тормозов диски и колодки сильно нагреваются, после достижения определенной температуры тормозная жидкость может закипеть, и автомобиль может остаться без тормозов, причем неожиданно.
К тому же тормозная жидкость работает и как смазка в главном и рабочих цилиндрах, вымывая продукты трения. При нерегулярной смене вода, накапливающаяся в системе, вызывает коррозию – первыми страдают резиновые манжеты (цилиндр начинает подтекать), затем появляются раковины на зеркале цилиндров. Тут уже требуется недешевый ремонт тормозной системы. А ведь его можно было бы избежать, просто вовремя поменяв жидкость.
МИФ: «Дисковые тормоза лучше барабанных»
Действительно, дисковые тормоза обладают существенным преимуществом перед барабанными. Это стабильность работы, лучшие условия охлаждения и очистки, более высокая эффективность, меньшие вес и размер. Но есть и недостатки. Площадь колодок у дисковых тормозов меньше, чем у барабанных, поэтому для них нужны большие усилия на приводе и соответственно более высокое давление в гидросистеме.
МИФ: «Колдун» не нужен»
Некоторые автовладельцы называют его «колдуном», считая регулятор давления загадочным и бесполезным устройством. На самом деле это важный элемент тормозной системы для автоматического изменения величины тормозной силы в зависимости от усилия на педали (давления рабочей жидкости в главном цилиндре), загрузки автомобиля и интенсивности его замедления. Торможение будет эффективным и безопасным, когда передние тормоза срабатывают более эффективно и несколько раньше, чем задние. Для того чтобы тормоза работали именно так, в систему встраивается регулятор давления. Он изменяет и распределяет тормозные усилия между передними и задними колесами в зависимости от загруженности автомобиля и нагрузки на оси.
Без регулирования они одинаковы, а для каждого варианта загрузки машины должно быть свое соотношение, обеспечивающее опережающую блокировку передних колес, чтобы автомобиль не занесло. Нельзя исключать регулятор из работы (глушить, удалять) или заменять его, нагрузочную пружину и иные детали привода нештатными, похожими по внешнему виду или от другой модификации автомобиля. Их характеристики могут не соответствовать параметрам машины.
Когда менять «тормозуху»?
В большинстве автомобилей достаточно менять тормозную жидкость раз в два года или каждые сорок тысяч километров пробега. Жидкость должна быть светлой и прозрачной и желательно рекомендованной заводом-изготовителем автомобиля. Если она темная и на дне бачка образовался осадок – не тяните с заменой. Не забудьте промыть систему и тщательно вымыть бачок.
Чем плох асбест?
Асбестовые фрикционные накладки (колодки) производятся некоторыми производителями до сих пор, в частности, их выпускают в России. Но крупнейшие автопроизводители мира уже давно отказались от установки асбестовых тормозных колодок на свои автомобили: во время торможения, когда проис
www.drive2.ru