Гидравлические тормоза: особенности

Вакуумный усилитель тормозов

Чем большей становилась масса автомобиля, тем большее усилие требовалось приложить к педали тормоза, чтобы достаточно эффективно снизить скорость или остановить автомобиль. Было бы непростительной ошибкой не использовать те физические процессы, которые происходят во время работы двигателя. Ошибки не совершили — установили вакуумный усилитель. Почему вакуумный? Он использует разрежение, создаваемое во впускном коллекторе двигателя. Устройство такого усилителя несложное (рисунок 7.7): есть корпус, разделенный диафрагмой на две камеры – вакуумную и атмосферную. На штоке педали тормоза, внутри усилителя, установлен следящий клапан (Для простоты восприятия на рисунке 7.7 следящий клапан не показан), открывающий или перекрывающий доступ атмосферного давления в атмосферную камеру. Кроме того, установлена возвратная пружина диафрагмы усилителя. После усилителя последовательно установлен главный тормозной цилиндр.

Рисунок 7.7 Вакуумный усилитель тормозов в сборе с педалью и главным тормозным цилиндром.

Примечание
В силу различных конструктивных особенностей двигателей разрежение может подводиться не только от впускного коллектора, но и от специального вакуумного насоса. Например, для всех дизельных двигателей используется вакуумный насос, поскольку у них разрежение во впускном коллекторе небольшое.

Как это работает? Довольно просто: в исходном положении (когда тормозить никто не собирается) давление в обеих камерах одинаковое и равно давлению, создаваемому во впускном коллекторе. Как только возникнет необходимость затормозить, необходимо будет нажать на педаль тормоза — перемещение педали передастся через толкатель к следящему клапану. Клапан перекроет канал, который соединяет атмосферную камеру с вакуумной. Дальнейшее перемещение соединит атмосферную камеру с атмосферой. Возникнет перепад давления, который начнет воздействовать на диафрагму и перемещать ее, преодолевая усилие возвратной пружины, а диафрагма, в свою очередь, будет перемещать шток поршня главного тормозного цилиндра.

Примечание
Такая конструкция вакуумного усилителя обеспечивает значительное дополнение усилия (усилие может достигать пятикратного увеличения) на штоке поршня главного тормозного цилиндра, которое пропорционально усилию на педали тормоза. Если проще — чем сильнее вы будете давить на педаль, тем сильнее и эффективнее будет работать вакуумный усилитель.

Как только водитель отпустит педаль тормоза, атмосферный клапан перекроется, давление в обеих камерах усилителя выровняется, а диафрагма вернется в исходное положение под действием возвратной пружины.

Проверки вакуумного усилителя

Важно знать, что, садясь за рабочее место водителя, следует всегда проверять техническое состояние вакуумного усилителя. Как это сделать? Элементарно…. Для проверки работы вакуумного усилителя тормозов необходимо выполнить следующие процедуры:

Для проверки работы вакуумного усилителя тормозов необходимо выполнить следующие процедуры:

1. Запустить двигатель на 1-2 минуты, а потом заглушить его. Если при первом нажатии на педаль тормоза педаль нажата полностью, но при последующих нажатиях ход педали становится больше с каждым нажатием, значит усилитель работает правильно. Если высота хода педали остается неизменной, значит усилитель работает нормально.

Рисунок 7.8 Иллюстрация к п. 1.

2. При неработающем двигателе нажать на педаль тормоза несколько раз. Потом нажать на педаль тормоза и запустить двигатель. Если педаль движется вниз незначительно, это является нормальной работой усилителя. Если движение педали не изменяется, усилитель неисправен.

Рисунок 7.9 Иллюстрация к п. 2.

3. При работающем двигателе, нажать на педаль тормоза и потом остановить двигатель. Удерживать педаль нажатой около 30 секунд. Если высота педали не изменяется, усилитель работает нормально, если педаль поднимается — усилитель неисправен.

Рисунок 7.10 Иллюстрация к п. 3.

Выполнить три теста, описанных выше. Если хотя бы один тест из трех не соответствует нормальной работе, проверить обратный клапан, вакуумный шланг и усилитель на наличие повреждений.

Проверка тормозной системы

• Неравномерное сцепление шин с дорогой может привести к неравномерности торможения. Давление во всех шинах должно быть одинаковым. Износ протектора шин по правому и левому борту должен быть приблизительно одинаковым.
• Неравномерное распределение нагрузки автомобиля также может привести к снижению эффективности торможения, т.к. на колесе с максимальной нагрузкой необходимо большее тормозное усилие, чем на остальных колесах.
• Нарушение углов установки колес, в частности углов развала и продольного наклона оси поворотного шкворня, вызывает увод автомобиля в сторону при торможении.

• Убедитесь в отсутствии трещин отливки корпуса цилиндра, а также подтекания тормозной жидкости. Утечкой может считаться жидкость в объеме не менее одной капли. Конденсат на поверхности цилиндра не является утечкой.
• Убедитесь в отсутствии заедания привода педали, а также в правильности регулировки толкателя. Если и привод, и толкатель в норме, разберите главный цилиндр и убедитесь в отсутствии деформации или набухания уплотнительных прокладок цилиндра и поршня. Наличие набухших прокладок указывает на использование нестандартной или загрязненной тормозной жидкости. В случае загрязнения жидкости следует полностью разобрать главный цилиндр и прочистить все детали, а все уплотнительные кольца необходимо заменить на новые. Все трубопроводы также следует промыть.

Дополнительные функции электрогидравлического тормоза

Дополнительные функции обеспечивают го­раздо большую безопасность и удобство при торможении с помощью электрогидравлической тормозной системы.

Система помощи при трогании с места

После активации системы помощи при трога­нии с места путем определенного увеличения тормозного усилия в неподвижном состоянии автомобиль остается заторможенным даже при отпускании педали тормоза. Система по­мощи при трогании с места автоматически деактивируется, как только водитель создает достаточный крутящий момент двигателя, на­жимая педаль акселератора. Это позволяет водителю трогаться, к примеру, на подъемах, не активируя стояночную тормозную систему. В других ситуациях, где стоящий неподвижно расторможенный автомобиль может пока­титься, водителю не нужно постоянно нажи­мать на педаль тормоза при активированной системе помощи при трогании с места.

Расширенные функции вспомогательных тормозных систем

Если водитель резко отпустит педаль газа, произойдет автоматически регулируемое нагнетание давления, мягко воздействую­щее на тормозные колодки. При экстренном торможении это позволяет тормозам быстрее «схватиться» и, соответственно, сократить тор­мозной путь.

Если система определит экстренное тормо­жение, то тормозное давление кратковременно повысится до уровня оптимального коэффи­циента трения. Это приводит к значительному уменьшению общего тормозного пути у не­решительных водителей. В таких ситуациях быстрое нагнетание давления в электрогидравлической тормозной системе превосходит по­казатели традиционных систем.

Мягкая остановка автомобиля

Если установлена система комфортного тор­можения, то электрогидравлическая тормоз­ная система позволяет останавливаться без рывков за счет автоматического снижения давления непосредственно перед остановкой автомобиля. Если водитель захочет затормо­зить раньше, эта функция не активируется, и система минимизирует тормозной путь.

Функция помощи в «пробках»

Если активирована функция помощи в «проб­ках», электрогидравлическая тормозная си­стема генерирует более высокий тормозной момент при отпускании педали газа. Это снимает с водителя необходимость постоян­ного переключения между педалями газа и тормоза в режиме движения в «пробке». При необходимости автомобиль автоматически затормаживается до остановки и удержива­ется в неподвижном состоянии. Эту функцию можно активировать лишь при скоростях до 50-60 км/ч.

Функция осушения тормозов

Функция осушения тормозов регулярно уда­ляет водяную пленку с тормозных дисков в сырую погоду. Это уменьшает общий тормоз­ной путь. Информацию для активации этой функции можно взять, к примеру, из сигнала очистителя лобового стекла.

Что выбрать

• Среднего ценового диапазона тормозные ручки;
• 2-х поршневые калиперы;
• Однослойные (не на пауке) 160-и мм. ротор спереди и 140 – 160 мм. сзади;
• Органические колодки.

Если вы увлекаетесь более агрессивными видами катания на велосипеде, например, трейл, 4X, All mountain, то стоит рассматривать более производительные и теплоотводящие модификации:

• Среднего ценового диапазона тормозные ручки;
• 2-х , 4-х поршневые калиперы;
• Роторы на пауке, 180-и мм. ротор спереди и 160 – 180 мм. сзади;
• Полуметаллические колодки.

Если же ваш выбор – жесткие, быстрые спуски по отвесным скалам, то вы сами виноваты и придется смотреть в сторону средне – топовых конфигураций:

• Среднего – высоко ценового диапазона тормозные ручки. Отличаются обычно более дорогим сплавом или более ударопрочной и износостойкой конструкцией;
• 4-х поршневые калиперы;
• Обычные или плавающие роторы на пауке, 203-х мм. ротор спереди и 180 – 203 мм. сзади;
• Металлические колодки.

Обслуживание и ремонт

Ремонтные работы байка нужно начинать с проведения диагностики, с последующими действиями:

• демонтаж проблемного колеса;
• чистка тормозной машинки;
• открыть рабочие поршни;
• устранить неисправности;
• осмотреть поршневую систему на предмет протеканий;
• заменить поршни и уплотнительные кольца (в случае потребности);
• провести осмотр всей гидравлической линии, исключив наличие повреждений.

При ремонте гидравлической системы, нужно помнить о мерах предосторожности:

избегать попадания жидкости на кожу и в область глаз, т.к. токсичность вещества, вызывает сильное отравление и может причинить вред здоровью.

Советы по выбору

Прямо говорить, что одно хорошо, а другое плохо нельзя. При окончательном выборе нужно взвесить все за и против и ответить для себя на следующие вопросы:

1. Устраивает ли меня разница в цене?

2. Нужно ли мне иметь возможность оперативно отремонтировать
тормоз в походе?

3. Нужны ли мне усложнять конструкцию, если я катаюсь только
по лесным тропинкам и асфальту?

4. Важен ли общий вес велосипеда?

От себя добавлю, что для современного велосипеда, который
используется на любительском уровне и именно как спортивный снаряд, лучше
выбрать гидравлические тормоза. Для простого же велосипеда подойдет любой
вариант тормозной системы.

Самый плохой расклад – это прийти в магазин, где торгуют полу-китаем и поддаться на уговоры продавца купить «вот этот вот супер-велосипед с двумя амортизаторами дискавыми тармазами гидравлическими и тремя катафотами всего за столько-то рублей». Исходите из здравой логики и не позволяйте использовать гидравлические тормоза, как способ продать себе неясный велосипед.

Устройство механизма торможения

Тормозная система на современных авто может включать в себя 3 или 4 контура, выполняющих разные задачи. К ним следует отнести:

• Основной.
• Дублирующий.
• Стояночный (ручной, горный).
• Вспомогательный.

Рабочая система

Главную роль среди перечисленных систем играет основная (рабочая). Она используется непосредственно во время езды и предназначена для замедления ТС вплоть (при необходимости) до полной остановки. Существует два типа рабочих систем:

• Дисковая.
• Барабанная.

Специальные колодки в механизмах первого типа при нажатии педали сжимают диск с двух сторон, не давая ему вращаться и останавливая колесо. В системах второго типа колодки устанавливаются внутри колесного барабана. При надавливании на педаль они распирают его, препятствуя вращению колеса.

Дублирующий тормоз

Дублирующий механизм выполняет страховочную роль, вступая в работу при отказе основного. На одних моделях она полностью дублирует задние, а также передние тормоза, на других ее действие распределяется только на одну из частей (чаще всего на задние цилиндры). Иногда эта функция возлагается на ручной тормоз.

Стояночный механизм

Стояночный (горный, ручной) тормоз предназначен для обеспечения устойчивости машины на месте стоянки. Отпуская тормозную педаль, водитель отключает основную систему. Если площадка, выбранная для остановки, имеет даже незначительный уклон, авто может запросто покатиться, и не остановится, пока не упрется во что-либо на пути. «Чем-либо» может оказаться другой автомобиль, стенка здания или дерево, и тогда повреждения практически гарантированы. Дополнительной функцией ручника является удерживание машины на склоне, если она заглохла во время подъема. В этом случае для того, чтобы тронуться с места, водитель плавно отпускает сцепление, одновременно нажимая акселератор и опуская рычаг горного тормоза. При синхронном выполнении этих действий автомобиль назад не покатится.

Привод ручного тормоза ВАЗ 2106: 1 — чехол; 2 — передний трос; 3 — рычаг; 4 — кнопка; 5 — пружина тяги; 6 — тяга защелки; 7 — втулка; 8 — ролик; 9 — направляющая заднего троса; 10 — распорная втулка; 11 — оттяжная пружина; 12 — задний трос; 13 — кронштейн заднего троса

Вспомогательная система

Вспомогательные тормозные механизмы устанавливаются на крупногабаритные и тяжеловесные машины, используемые для перевозки различных грузов на дальние расстояния. Они позволяют частично разгрузить основную систему, когда автомобиль в течение достаточно длительного времени затормаживается на дорогах, проходящих по холмам или расположенным в горах.

Схема дисковых тормозов

Дисковый тормозной механизм состоит из тормозного диска, который закреплен на колесе и вращается вместе с ним, двух неподвижных колодок, которые установлены внутри суппорта по обе стороны от тормозного диска.

Суппорт крепится на кронштейне. На суппорте, в его пазах также крепятся рабочие цилиндры, которые во время торможения прижимают тормозные колодки к диску.

Тормозные колодки после отпускания педали тормоза возвращаются в исходное положение пружинными элементами.

Тормозной диск в процессе торможения, под воздействием сил трения сильно нагревается. Охлаждение тормозных дисков происходит за счет конвективного омовения потоком воздуха. Для улучшения отвода накапливаемого диском тепла в нем делаются специальные отверстия и в этом случае диск является вентилируемым. Для еще большего повышения эффективности процесса торможения и нивелирования последствий перегрева диска на спортивных и скоростных автомобилях устанавливают тормозные диски, изготовленные с применением специальных керамических материалов.

Тормозной привод служит для обеспечения управления всеми составляющими тормозного механизма. В современных тормозных системах применяются такие типы тормозных приводов: механический, пневматический, гидравлический, электрический и комбинированный.

Механический привод применяется в стояночной тормозной системе (ручник). Механический привод — это система тяг, тросов и рычагов, которые служат для соединения рычага стояночного тормоза с тормозным механизмом задних колес автомобиля.

Существует также система механического привода стояночного тормоза, приводимая в действие с помощью ножной педали.

Гидравлический привод является наиболее распространенным типом привода в рабочей системе тормозов. Конструкция гидравлического привода включает: педаль тормоза, главный тормозной цилиндр, вакуумный усилитель тормозов, рабочие цилиндры, шланги и трубопроводы.

Принцип работы гидравлического привода тормозов описан чуть выше.

Для обеспечения надежности тормозной системы работа гидравлического привода организуется по двум (как правило) независимым контурам. При поломке одного контура, его функции берет на себя другой контур. Рабочие контуры могут дублировать функции друг-друга либо выполнять часть какую-то часть функций второго контура. Возможно также и выполнение каждым контуром строго своих функций. Наиболее распространенной является диагональная схема работы контуров.

Пневматический привод используется преимущественно в тормозной системе грузовых автомобилей.

Комбинированный тормозной привод, как следует из названия, представляет собой сочетание (комбинацию) двух видов привода (электропневматический, например).

Далее скажем пару слов о дополнительных системах, которые делают автомобиль более безопасным…

Анти-блокировочная система ABS, предназначается для предотвращения блокирования колес автомобиля во время очень сильного нажатия на педаль тормоза, что позволяет избежать движения юзом, и сохранить контроль над автомобилем. В состав системы ABS (Antilock Brake System) входят три элемента – это датчик измерения скорости, который устанавливается на каждом колесе, модулятор давления тормозной жидкости и блок управления системой ABS.

Система TCS создана на основе системы ABS и предназначена для предотвращения пробуксовывания колес во время слишком резкого старта или на скользкой дороге. Система (Traction Control System) существует и под названиями: ASR, ASC, ETS. Она отличается от системы ABS только наличием модифицированного блока управления.

ESP. Еще одной полезной системой, которая может устанавливаться на автомобиле, является система электронной стабилизации колес ESP. Эта система работает в повороте, причем его угол и скорость не имеют значения, при возникновении заноса задней оси автомобиля, ESP (Electronic Stability Program) обеспечивает подтормаживание переднего наружного колеса. В такой ситуации образуется стабилизирующий момент, возникающий между колесами автомобиля, который возвращает движущийся автомобиль на безопасную траекторию.

Разновидности

Тормоза на авто применяться начали сразу с момента появления машин. Первые системы были примитивными и простыми, но со своей задачей справлялись, поскольку и скорость движения автотранспорта была невысокой. По мере усовершенствования авто дорабатывались и тормоза. Также были разработаны различные виды тормозных систем со своими конструктивными отличиями и особенностями.

В целом, все виды тормозных систем, используемых на транспорте можно разделить по категориям:

1. Назначение
2. Тип привода
3. Устройство рабочих механизмов

Поскольку эта система должна осуществлять ряд функций, то в конструкции авто применяется несколько видов тормозов, и у каждого из них свое назначение.

Виды по назначению

На легковых машинах применяется два вида тормозов – рабочий и стояночный. Дополнительно же на автотранспорте могут применяться еще резервный и горный тормоза.

Рабочим осуществляется замедление машины вплоть до полного прекращения движения. Особенность их работы заключается в том, что скорость замедления зависит от силы нажатия на тормозную педаль.

Стояночный тормоз, как понятно из названия, предназначен для обездвиживания авто на стоянке. Благодаря ему колеса блокируются, и машина не сможет самовольно откатиться.

Резервный тормоз, еще называют аварийным. Нужен он для обеспечения остановки авто при поломке рабочей системы. На легковых моделях обычно резервного тормоза как отдельно стоящей системы нет, а его функцию выполняет стояночный тормоз.

Горный тормоз применяется на грузовиках. Суть его заключается в принудительном сбросе оборотов двигателя при движении с горы, что позволяет замедлить авто без использования рабочего тормоза, чтобы исключить перегрев и отказ рабочих механизмов.

Типы привода

Существующие виды тормозных систем различаются и по типу привода. В задачу привода входит передача усилия рабочие механизмы или выполнение определенных действий с их составными частями.

Их можно разделить на:

1. Механический
2. Гидравлический
3. Пневматический
4. Комбинированный

В механическом типе водитель воздействует на рабочие узлы посредством систем тяг, тросов и рычагов. Для рабочих тормозов этот тип привода обычно не используется, зато он нередко применяется на стояночном тормозе.

Гидравлический – самый распространенный на легковушках привод. Построен он на физическом свойстве жидкости — несжимаемости. Это позволяет использовать жидкость для передачи усилия на рабочие механизмы.

Устройство простейшей системы тормозов

Пневматический привод применяется на грузовиках. Здесь основным рабочим телом выступает сжатый воздух, нагнетаемый компрессором. Водитель же нажимая на педаль, открывает каналы, по которым воздух подается в специальные камеры связанные с рабочими механизмами.

Комбинированные приводы обычно используются на спецтехнике. Такой привод может включать в себя конструктивные элементы перечисленных типов приводов. К примеру, он может быть гидромеханическим, электромеханическим и т. д.

Разновидности рабочих механизмов

Рабочие механизмы воздействуют на колеса, обеспечивая замедление их вращения. То есть, это основные элементы тормозной системы. Они могут быть ленточными, дисковыми и барабанными. Первый тип практически не используется и его можно встретить только на спецтехнике. Суть работы его сводится к тому, что на оси, которая передает вращение на колесо, сделан барабан, с одетой на нем лентой. При торможении водитель воздействует на ленту, натягивая ее, и за счет трения скорость вращения барабана замедляется.

Дисковые механизмы – одни из самых распространенных на легковых машинах. Здесь основным рабочим элементом выступает диск, жестко посаженный на колесную ступицу. Привод системы связан с суппортом, установленном на тормозном диске. В нем установлены фрикционные колодки. При торможении посредством суппорта осуществляется прижим колодок к диску, и трение между ними замедляет вращение ступицы.

В барабанных тормозах вместо диска используется барабан, посаженный на ступицу. Внутри него на неподвижной части ступицы размещены две колодки в виде полумесяцев. При торможении привод обеспечивает разжатие колодок, в результате они прижимаются к барабану и замедляют его вращение.

Системная операция

В системе гидравлического тормоза, когда педаль тормоза нажата, pushrod проявляет силу на поршне (нях) в главном цилиндре, заставляя жидкость от водохранилища тормозной жидкости течь в барокамеру через дающий компенсацию порт. Это приводит к увеличению давления всей гидравлической системы, вызывая жидкость через гидравлические линии к одному или более кронциркулям, где это реагирует на один или два поршня кронциркуля, запечатанные один или несколько усаженные кольцевые уплотнители (которые предотвращают утечку жидкости).

Поршни суппорта тормоза тогда применяют силу к тормозным колодкам, прижимая их к вращающемуся ротору, и разногласия между подушками и ротором заставляют тормозной момент быть произведенным, замедляя транспортное средство. Тепло, выработанное этим трением, или рассеяно через вентили и каналы в роторе или проводится через подушки, которые сделаны из специализированных терпимых к высокой температуре материалов, таких как кевлар или спеченное стекло.

Последующий выпуск педали тормоза / рычаг позволяет весне (нам) на собрании главного цилиндра возвращать основной поршень (ни) назад в положение. Это действие сначала уменьшает гидравлическое давление на кронциркуль, затем применяет всасывание к поршню тормоза на собрании кронциркуля, кладя обратно его в его жилье и позволяя тормозным колодкам выпустить ротор.

Гидравлическая тормозная система разработана как закрытая система: если нет утечка в системе, ни одна из тормозной жидкости не входит или оставляет его, и при этом жидкость не становится потребляемой посредством использования.

Обслуживание тормозных дисков и колодок

Износ и замена дисков

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

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

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

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

Износ и замена колодок

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

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

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

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

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