Для чего нужна тормозная система
После того как мы разобрались с принципами разгона автомобиля, логично возникает вопрос о том, как его безопасно остановить. Эффективное торможение должно быть быстрым, контролируемым и предсказуемым, чтобы минимизировать риск для водителя и других участников движения. Именно для решения этой задачи в конструкцию любого транспортного средства интегрирована тормозная система.
В современных автомобилях выделяют несколько обязательных видов тормозных систем, каждая из которых выполняет свою функцию:
- Рабочая (основная) тормозная система – используется для управляемого снижения скорости вплоть до полной остановки автомобиля во время движения.
- Стояночная тормозная система (ручник) – предназначена для удержания автомобиля на месте во время стоянки, особенно на уклонах.
В грузовом транспорте, в силу его большей массы и сложности задач, набор систем расширен:
- Запасная (аварийная) система – дублирует основную на случай ее полного или частичного отказа.
- Вспомогательная система (например, горный тормоз) – помогает контролировать скорость на длительных спусках, разгружая основные механизмы.
- Тормозная система прицепа – обеспечивает синхронное и безопасное торможение автопоезда.
Основные типы тормозных механизмов
Конструктивно тормозные механизмы, которые непосредственно создают силу трения для остановки колеса, делятся на два принципиально разных типа: барабанные и дисковые. Каждый из них имеет свои особенности, преимущества и сферы применения.
Устройство и компоненты тормозной системы
Любая рабочая тормозная система состоит из двух ключевых частей:
- Тормозные механизмы – устройства, создающие тормозной момент на колесах (барабаны или диски с колодками).
- Тормозной привод – система, передающая усилие от водителя к механизмам. Бывает гидравлическим (самый распространенный в легковых авто), пневматическим (в грузовиках) или электрическим.
Гидравлический привод: сердце системы
В легковых автомобилях наиболее распространен гидравлический привод. Его работа основана на фундаментальном физическом свойстве – жидкости практически несжимаемы. Это позволяет эффективно передавать усилие. Основные компоненты гидропривода:
- Педаль тормоза.
- Главный тормозной цилиндр.
- Вакуумный усилитель (облегчает усилие на педали).
- Тормозные трубки и гибкие шланги.
- Рабочие цилиндры в тормозных механизмах.
Принцип работы: При нажатии на педаль шток толкает поршень в главном цилиндре. Поршень давит на тормозную жидкость, которая по магистралям передает это давление на рабочие цилиндры у каждого колеса. Те, в свою очередь, приводят в действие тормозные колодки.
Важным элементом является расширительный бачок, который компенсирует тепловое расширение жидкости и предотвращает попадание воздуха в систему. Современные бачки оснащены датчиком уровня, сигнализирующим о его падении.
Воздух в системе – главный враг эффективного торможения, так как он сжимаем. Для его удаления (процедура «прокачки») на каждом тормозном механизме предусмотрены специальные клапаны – штуцеры прокачки.
Регулятор давления: умное распределение усилий
Для предотвращения заноса (особенно на скользкой дороге) задние колеса должны начинать тормозить чуть раньше передних. Кроме того, при загрузке багажника или салона пассажирами нагрузка на заднюю ось возрастает, и ей требуется большее тормозное усилие. Эти задачи решает регулятор давления (часто называемый «колдуном»). Он автоматически корректирует давление жидкости в контуре задних тормозов в зависимости от нагрузки на заднюю подвеску, оптимизируя баланс торможения.
Тормозная жидкость: требования и классификация
К тормозной жидкости предъявляются исключительно высокие требования, так как она работает в экстремальных условиях: от сильного мороза до перегрева при интенсивном торможении. Ключевые параметры:
- Высокая температура кипения – кипение жидкости с образованием пузырьков пара приводит к «провалу» педали и потере эффективности торможения.
- Низкая температура замерзания и сохранение текучести на морозе.
- Минимальная гигроскопичность – способность поглощать влагу из воздуха. Вода в жидкости резко снижает температуру кипения и может вызвать коррозию.
Жидкости классифицируются по стандарту DOT (Department of Transportation, США). Наиболее распространены DOT 3, DOT 4, DOT 5.1. Важно использовать жидкость, указанную производителем автомобиля. Как правило, допускается замена на жидкость более высокого класса (например, DOT 4 вместо DOT 3), но не наоборот. Смешивание разных типов и производителей не рекомендуется.
Барабанные тормоза: классическая конструкция
Барабанный механизм состоит из неподвижного щитка, на котором закреплен рабочий цилиндр и две тормозные колодки с фрикционными накладками. Вся эта конструкция закрыта вращающимся вместе с колесом тормозным барабаном.
При торможении поршни рабочего цилиндра раздвигают колодки, прижимая их к внутренней поверхности барабана. После отпускания педали возвратные пружины отводят колодки назад. Зазор между колодками и барабаном часто регулируется автоматически.
Преимущества барабанных тормозов:
- Большая площадь контакта колодок, что полезно для тяжелых автомобилей.
- Хорошая защищенность от грязи и пыли с дороги.
- Относительно высокая стойкость к температурным перепадам.
Недостатки:
- Меньшая эффективность и тормозная мощность по сравнению с дисковыми.
- Большая инерционность и склонность к перегреву при интенсивном использовании.
- Сложность обслуживания и худший отвод тепла.
Дисковые тормоза: современный стандарт
Дисковый тормозной механизм включает в себя тормозной диск, закрепленный на ступице колеса, и суппорт с поршнем (или поршнями) и тормозными колодками. При нажатии на педаль поршень суппорта прижимает колодки к обеим сторонам вращающегося диска, останавливая его.
Суппорты бывают двух типов: фиксированные (с поршнями с двух сторон, жестко закреплены) и плавающие (с одним поршнем, суппорт перемещается на направляющих). Первые – более эффективны и надежны, вторые – проще и дешевле в производстве.
Преимущества дисковых тормозов:
- Высокая эффективность и стабильность торможения.
- Отличный отвод тепла благодаря открытой конструкции.
- Простота обслуживания и контроля износа.
- Лучшая сопротивляемость выгоранию (фэйд-эффекту).
Для повышения эффективности охлаждения и очистки рабочей поверхности используются вентилируемые диски (с внутренними каналами) и диски с перфорацией или канавками. Канавки помогают удалять газовую пленку и продукты износа с поверхности колодок, улучшая контакт. Однако такие диски могут быть более хрупкими при резких перепадах температур.
Таким образом, современные автомобили часто используют комбинированную схему: более эффективные дисковые тормоза спереди (где нагрузка при торможении выше) и барабанные или дисковые сзади. Понимание устройства и принципов работы тормозной системы – ключ к безопасной эксплуатации автомобиля.
Интересное: Гироскутеры и моноколеса: предназначение, виды, критерии выб....
Интересное еще здесь: Обзор.
Назначение и типы тормозной системы.