Устройство барабанных тормозов автомобиля – устройство и принцип работы, плюсы и минусы

Барабанный тормоз автомобиля | Тормозная система

Барабанные тормоза колодочного типа, широко применяемые в рабочей и стояночной тормозных системах автомобиля, отличают надежность, простота и легкость регулировочных работ в процессе эксплуатации.

Колесный барабанный тормоз

Рис. Колесный барабанный тормоз:
1 — колпачки; 2 — тормозной цилиндр; 3 — тормозной щит; 4 — стяжная пружина; 5, 8 — тормозные колодки; 6 — накладка; 7 — скоба; 9 — болт; 10 — шайба; 11 — пружина эксцентрика; 12 — регулировочный эксцентрик; 13 — пластина эксцентрика опорного пальца; 14 — эксцентрики опорных пальцев; 15 — опорные пальцы; 16 — гайка; 17 — опорный диск

Колесный барабанный тормоз состоит из неподвижной части — стального штампованного опорного диска 17, связанного с балкой моста автомобиля. На диске установлены тормозные колодки 5 и 8, к которым прикреплены фрикционные накладки б. Колодки изготавливают из стали или чугуна, а накладки — из специального фрикционного материала. Заклепки выполняют из меди, латуни или алюминия, т.е. из мягкого материала, чтобы при изнашивании накладок и прижатии их к поверхности тормозного барабана не было повреждений поверхности трения. Иногда используют пустотелые латунные заклепки, чтобы обеспечить удаление через их отверстия продуктов износа и песка с поверхностей трения, а также уменьшить износ тормозного барабана.

Тормозные колодки крепятся к диску на опорных пальцах 15 с зафиксированными на них эксцентриками 14 (эксцентриковыми шайбами), служащими для ремонтной регулировки зазоров между тормозными колодками и барабаном. При регулировке изменяется положение опор колодок. Положение опорных пальцев фиксируется гайками 16. Для эксплуатационной регулировки излишних зазоров, появляющихся между тормозным барабаном и колодками, предназначены регулировочные эксцентрики 72, установленные на болтах 9 в опорном диске и упирающиеся в среднюю часть каждой колодки. Для фиксации колодок в осевом направлении используются П-образные направляющие скобы 7. При неработающем тормозе колодки стянуты пружиной 4.

Верхние концы колодок упираются в разжимной кулак (например, у автомобилей ЗИЛ, КамАЗ) или поршни гидравлического разжимного устройства (например, у автомобилей ГАЗ, «Урал» и др.). У автомобилей марки ЗИЛ разжимной кулак приводится в движение при помощи червячной передачи, служащей для регулировки тормоза. При повороте червяка 5 червячная шестерня 3, закрепленная на валике разжимного кулака, поворачивается. Регулировку проводят при неподвижном корпусе 6 привода, кулак поворачивает колодки на некоторый угол, обеспечивая нужный зазор. При торможении шток пневмокамеры, связанный с рычагом через втулку 7, поворачивает червячную передачу вместе с рычагом.

Регулировочное устройство червячного типа

Рис. Регулировочное устройство червячного типа:
1 — крышка; 2 — заклепка; 3 — червячная шестерня; 4 — заглушка; 5 — червяк; 6 — корпус; 7 — втулка; 8 — стопорный болт фиксатора; 9 — пружина; 10 — шарик; 11 — ось червяка; 12 — масленка

ustroistvo-avtomobilya.ru

Устройство автомобиля. Тормоза. По барабану

Как бы странно это ни звучало, но тормозной путь автомобиля мало зависит от устройства тормозных механизмов – даже древние «барабаны» способны развить усилие, достаточное для блокировки колес. В чем же тогда смысл применения более совершенных тормозов?

Главным образом – в большей энергоемкости, то есть способности поглощать и рассеивать тепло, в которое в процессе трения переходит кинетическая энергия автомобиля. Если энергоемкости окажется недостаточно, температура тормозного диска или барабана начнет сильно расти, а коэффициент трения, наоборот, падать (для чугуна или стали, из которых изготовлены тормоза большинства машин, характерна именно такая зависимость). По мере нагрева на педаль тормоза придется давить все сильнее и сильнее, пока, в конце концов, усилий уже перестанет хватать и тормозной путь не начнет расти.

Знакомая ситуация? Скорее всего, нет – перегрев в условиях обычной езды свидетельствует об ошибках в проектировании тормозной системы, а потому бывает крайне редко. Но стоит выехать на гоночную трассу, как начинают сдаваться даже мощные с виду тормоза.

Очевидное решение – установка более массивных тормозов, обладающих большей теплоемкостью и теплоотдачей, но это влечет рост неподрессоренных масс. В спортивных автомобилях вес тормозных механизмов достигает аж двух третей веса колеса. При таких величинах страдает уже не только плавность хода, но и динамика. Вот и приходится инженерам искать способы избежать выбора между массой и энергоемкостью.

Одно из двух

Тормоза автомобилей бывают двух типов: барабанные и дисковые. Исторически первыми стали применяться барабанные, в которых полукруглые колодки изнутри распирают закрытый металлический цилиндр. В таком виде, лишь с небольшими изменениями, они существуют уже более 100 лет.

Преимущества барабанных тормозов – это большая площадь поверхности колодок, которые прилегают к барабану почти на двух третях окружности, и их максимальная удаленность от оси вращения колеса. Отсюда, в частности, следует увеличенный ресурс самих колодок и отсутствие необходимости в высоком давлении в тормозной системе – момент силы трения и так достаточно велик. С учетом дополнительного эффекта «самоподжатия», когда под действием трения колодки слегка поворачиваются вокруг оси и еще сильнее прижимаются к вращающемуся барабану, это даже позволяло одно время обходиться без усилителя тормозов. Разумеется, сейчас эти хитрости уже неважны – усилитель давно стал стандартной деталью, но вот большой ресурс колодок по-прежнему востребован в классе недорогих автомобилей. Не случайно именно барабаны и по сей день встречаются на задней оси, где проявляется еще одно их достоинство – лучшая защищенность от грязи и пыли, летящей из-под передних колес.

Но на передней оси, где загруженные в момент замедления колеса позволяют реализовать больший тормозной момент, барабанные механизмы уже не встретишь. Причина – недостаточное охлаждение, поскольку внутренняя сторона барабана закрыта, и эффективно рассеивает тепло лишь внешняя часть. При этом компенсировать падение коэффициента трения повышением усилия прижима колодок можно лишь весьма ограниченно, ведь барабан имеет далеко не бесконечную прочность на разрыв. То ли дело дисковые тормоза. Давление колодок на диск почти не ограничено, а сам диск ничем не прикрыт и отлично охлаждается со всех сторон. Кроме того, диски можно сделать не сплошными, а вентилируемыми – фактически сдвоенными со специальными воздушными каналами посередине, играющими роль центробежного вентилятора.

Правда, есть и свои трудности. Относительно небольшие по площади колодки сильно греются, и это тепло активно передается тормозной жидкости, – если она закипит, то образовавшийся пар частично вытеснит жидкость из магистрали и при очередном торможении педаль просто «провалится». С появлением гликолевых жидкостей, закипающих аж  при 250°С, подобный сценарий стал маловероятен, но беда в том, что они гигроскопичны и с течением времени постепенно накапливают влагу из атмосферы, снижая точку кипения. Именно поэтому требуется их периодическая замена.

Нуждаются дисковые тормоза и в более мощном усилителе. Колодки в них расположены гораздо ближе к оси вращения колеса, и при прочих равных момент силы трения оказывается меньше, чем в барабанных тормозах. Из-за этого и приходится сильнее сжимать колодки. Достичь еще большей силы сжатия позволяют многопоршневые суппорты – развиваемого ими усилия хватает для остановки даже раскаленного докрасна диска. А если и этого мало? Тогда приходится искать другие материалы.

Высокая материя

До сих пор мы исходили из того, что диски тормозов изготовлены из чугуна или стали. Но почему именно из них? Оказывается, к материалу диска предъявляется много требований. Кроме очевидной прочности и высокого коэффициента трения это еще и стабильность характеристик при нагреве, высокая теплопроводность, большая теплоемкость, стойкость к тепловому удару вследствие быстрого и сильного нагрева, а также низкая способность к адгезии, дабы пары трения не прилипали друг к другу. Среди металлов этим требованиям в некоторой степени отвечают отдельные сорта стали и чугуна. И все же падение коэффициента трения по мере нагрева и склонность к короблению ограничивают температуру таких тормозов на уровне 500°С.

Существуют и более стойкие материалы. Например, керамические диски способны выдержать нагрев едва ли не до 1000°С, почти не снижая при этом коэффициент трения. А если добавить, что они вдвое легче стальных, не склонны к деформации при резкой смене температур и обладают ресурсом, исчисляющимся сотнями тысяч километров, то в перспективе этой технологии почти не сомневаешься. Вот только их цена превышает стоимость обычных тормозов на несколько тысяч евро! А потому керамические диски остаются уделом лишь избранных суперкаров, тем более что ощутить их преимущества можно лишь в гоночных условиях.

Нельзя не упомянуть и о карбоновых дисках, получивших широкое распространение в автоспорте, особенно в Formula 1. Их главные преимущества над керамическими – примерно в пять раз меньший вес, рост (!) коэффициента трения по мере нагрева и чуть большая предельная температура – около 1200°С. Однако диапазон рабочих температур у них уже – от 300 до 650 градусов. Если нагрев недостаточен, то коэффициент трения мал и торможение неэффективно, если же температура повышена, то карбон быстро окисляется и изнашивается. Именно поэтому пилоты Formula 1 всегда греют тормоза перед стартом, а сами тормоза оснащены специальными воздухозаборниками, захватывающими воздух для охлаждения со скоростью до 400 л в секунду! Но и этого иногда оказывается недостаточно, и тогда на долгих интенсивных торможениях из колес болидов летит черная карбоновая пыль разрушающихся от перегрева дисков. В общем, технология, неприменимая в условиях обычных езды.

Разворот

Гонка мощностей и всеобщее увлечение спортивностью привели к заметному прогрессу тормозов за последние 15 лет. Удивительно, но даже далекие от автоспорта автомобили способны выдержать продолжительную езду по гоночному треку – стойкость тормозов достойна высших оценок. Но что же дальше?

Очевидно, мы сможем наблюдать обратное движение – тенденцию к уменьшению размеров тормозных механизмов. При этом снижение их энергоемкости будет компенсироваться ростом эффективности электрических тормозов, превращающих кинетическую энергию не в бесполезное тепло, а в электрический заряд аккумуляторов. Нечто подобное уже есть на гибридных автомобилях – так называемое рекуперативное торможение. Правда, пока электромоторы не слишком мощны, а аккумуляторы неспособны воспринимать длительный заряд большим током, чтобы такое торможение стало эффективным – замедление еще невелико. Но решение этой проблемы – дело времени. 

Автор
Олег Карелов, эксперт по подбору автомобилей AutoTechnic.su
Издание
Автопанорама №3 2015

www.motorpage.ru

Барабанный тормоз — это… Что такое Барабанный тормоз?

Барабанный тормоз со снятым барабаном на опоре заднего колеса грузовика

Барабанный тормоз — это вид тормозной системы, состоящей из вращающегося барабана, в которой торможение достигается прижатием тормозных колодок к барабану.

Обычно в барабанном тормозе колодки находятся внутри полого тормозного барабана — сегодня именно такой механизм называется барабанным тормозом «по умолчанию», вне исторического контекста. В случае, если колодки располагаются с внешней стороны плоского чугунного диска, тормозной механизм называется

дисковым. Существует ещё одна разновидность барабанного тормоза — ленточный тормоз, в котором торможение достигается «охватом» барабана гибкой металлической тормозной лентой. В железнодорожном транспорте эпохи паровой тяги применялись также барабанные тормоза, в которых чугунный барабан тормозился за счёт прижимающейся к нему снаружи тормозной колодки с медной накладкой.

История

Современный барабанный тормоз изобретён в 1902 году Луи Рено, хотя менее сложные конструкции использовались Maybach годом ранее. В первых тормозах колодки прижимались механически с помощью рычагов и кабелей. С середины 1930-х годов стали устанавливаться небольшие тормозные цилиндры с поршнями, хотя некоторые транспортные средства продолжали использовать механические тормозные системы на протяжении последующих десятилетий. Иногда устанавливалось по два тормозных цилиндра.

Колодки в барабане подвержены интенсивному износу, и ранние тормоза приходилось регулярно корректировать до изобретения саморегулирующихся барабанных тормозов в 1950-х годах. В 1960—1970-х годах все современные автомобили устанавливают дисковые тормоза на передние колёса, а сзади по-прежнему устанавливаются барабанные, хотя некоторые производители устанавливали дисковые тормоза для всех четырёх колёс. Барабанные тормоза также используются вместе с ручным тормозом, так как оказалось очень сложно разработать ручной тормоз для дисковой системы.

Первые тормозные колодки имели накладки из асбеста, поэтому при работе старых автомобилей необходимо соблюдать осторожность, чтобы не вдыхать пыль. Правительство США стало регулировать производство асбеста, а производителям тормозов пришлось переключиться на безасбестовые накладки. Поначалу многие водители жаловались на ухудшение торможения, однако в дальнейшем оно компенсировалось развитием и усовершенствованием технологии, что позволило полностью отказаться от асбестовых накладок. Другие страны также ограничили использование асбеста в тормозах.

Характеристики

В барабанном тормозном механизме с двумя рабочими цилиндрами эффективность работы повышается за счёт вращения барабана при движении автомобиля, которое при торможении стремится ещё сильнее прижать к нему колодки («увлекая» их за собой и дополнительно проворачивая их вокруг своих осей), в итоге также уменьшая необходимое усилие на педали тормоза (водителю достаточно легкого нажатия на педаль чтобы колодки коснулись барабана, после чего этот эффект начинает работать как своеобразный «усилитель») — на дисковых тормозных механизмах такой эффект совершенно отсутствует, так как диск вращается в направлении, перпендикулярном к направлению действия тормозного усилия. Поэтому автомобили с дисковыми тормозами, особенно на всех колёсах, в абсолютном большинстве случаев снабжаются сервоприводом (усилителем) тормозов — без него усилие на педали было бы чрезмерно велико. При движении вперёд с усилением действует передняя колодка, которая называется набегающей в противоположность к задней, соответственно, вторичной тормозной колодке.

Конструкция

Основные элементы барабанного тормозного механизма (с гидравлическим приводом) — тормозные колодки, непосредственно осуществляющие торможение и для этого имеющие накладки из фрикционного (имеющего высокий коэффициент трения) материала; тормозной барабан; колёсные, или рабочие, тормозные цилиндры, под давлением жидкости в гидросистеме, создаваемым приводимым в действие от тормозной педали главным тормозным цилиндром, прижимающие колодки ко внутренней поверхности тормозного барабана — их может быть один или два, во втором случае говорят о дуплексном тормозном механизме, или тормозном механизме с двумя ведущими колодками. Все эти детали смонтированы на штампованном основании — тормозном щите.

  • Схематическое изображение барабанного тормоза (барабан снят)

  • Тормозной щит

  • Колёсный (рабочий) тормозной цилиндр

  • Тормозные колодки

  • Тормозной барабан (снят)

Также в состав барабанного тормоза входят оси (пальцы) тормозных колодок, пружины, удерживающие колодки на их местах и сводящие их после отпускания водителем педали тормоза, механизмы, служащие для регулировки зазора между колодками и барабаном (иногда — отдельные механизмы для регулировки тормозов при смене колодок и в процессе эксплуатации) и всевозможный крепёж.

Преимущества и недостатки

Барабанные тормоза используются на многих грузовых автомобилях, реже — легковых машинах и мотовездеходах. Главное преимущество барабанного тормозного механизма — в том, что его мощность (определяемую площадью пятна контакта колодок с поверхностью барабана) можно очень легко повышать за счёт увеличения как диаметра барабана, так и его ширины (в то время, как дискового — только за счёт увеличения диаметра диска, который в большинстве случаев ограничен размером обода колеса, внутри которого тормозной диск установлен). Это позволяет даже при не слишком высокой удельной эффективности (тормозное усилие на единицу площади колодок) достичь очень высоких абсолютных значений тормозного усилия, необходимых для замедления и остановки тяжёлого транспорта, вроде грузовиков или автобусов. Барабанный механизм сравнительно хорошо защищён от попадания воды и пыли, его колодки намного меньше изнашиваются на запылённой или грунтовой дороге, чем открыто установленные колодки дискового механизма, что делает его более долговечным и вообще более подходящим для плохих дорожных условий. Использование барабанных тормозов упрощает оснащение автомобиля стояночным тормозом. Барабанные тормоза не выделяют много тепла, что делает возможным применение сравнительно дешёвых, безопасных в обращении и не гигроскопичных тормозных жидкостей на масло-спиртовой основе (ЭСК, БСК и подобные), имеющие низкую температуру кипения.

В то же время, барабанные тормоза срабатывают медленнее, чем дисковые, имеют менее стабильные характеристики (что в первую очередь обусловлено непостоянством пятна контакта колодки и внутренней поверхности тормозного барабана) и меньшие возможности для регулировки. Поэтому на быстроходных легковых автомобилях обычно применяют как минимум передние дисковые тормозные механизмы.

Литература

  • The AA Book of the car. — 1976.

dic.academic.ru

Подрубрика сайта: Тормозная система

Классификация и описание тормозной жидкости DOTТормозная система

Тормозная жидкость представляет собой специальное вещество, которое заполняет тормозную систему автомобиля и играет в ее работе важнейшую роль.

Techautoport.ruTechautoport.ruОписание и принцип работы системы EBDTechautoport.ruTechautoport.ruТормозная система

Аббревиатура EBD расшифровывается как «Electronic Brake Distribution», что в переводе означает «электронная система распределения тормозных усилий»

Techautoport.ruTechautoport.ruУстройство и принцип работы барабанных тормозовTechautoport.ruTechautoport.ruТормозная система

Тормозные механизмы фрикционного типа, то есть работающие за счет силы трения, подразделяются на барабанные и дисковые. Барабанный тормозной механизм в

Techautoport.ruTechautoport.ruВиды, устройство и принцип работы дисковых тормозовTechautoport.ruTechautoport.ruТормозная система

Дисковые гидравлические тормоза являются одной из разновидностей тормозных механизмов фрикционного типа. Их вращающаяся часть представлена тормозным диском

Techautoport.ruTechautoport.ruУстройство и принцип работы регулятора тормозных силTechautoport.ruTechautoport.ruТормозная система

Регулятор тормозных сил, в народе «колдун», является одним из узлов тормозной системы автомобиля. Его главное предназначение —

Techautoport.ruTechautoport.ruУстройство и принцип работы системы ABSTechautoport.ruTechautoport.ruТормозная система

Антиблокировочная тормозная система (ABS) – это электрогидравлическая система активной безопасности, позволяющая сохранить управляемость и устойчивость

Techautoport.ruTechautoport.ruОписание и принцип работы системы курсовой устойчивости ESCTechautoport.ruTechautoport.ruТормозная система

Система курсовой устойчивости ESC – это электрогидравлическая система активной безопасности, главное назначение которой — не дать автомобилю уйти

Techautoport.ruTechautoport.ruОписание и принцип работы противобуксовочной системы TCSTechautoport.ruTechautoport.ruТормозная система

Противобуксовочная система – это совокупность механизмов и электронных компонентов автомобиля, которые предназначены для предотвращения проскальзывания ведущих колес.

Techautoport.ruTechautoport.ruУстройство и принцип работы тормозной системы автомобиляTechautoport.ruTechautoport.ruТормозная система

Тормозная система автомобиля (англ. — brake system) относится к системам активной безопасности и предназначена для изменения скорости движения автомобиля

Techautoport.ruTechautoport.ruНазначение и виды вспомогательной тормозной системыTechautoport.ruTechautoport.ruТормозная система

Одной из систем, входящих в тормозное управление автомобиля, является вспомогательная тормозная система. Она работает вне зависимости от других тормозных

Techautoport.ruTechautoport.ru

techautoport.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о