Сравнительная характеристика барабанных и дисковых тормозов. Тормоза барабанные и дисковые
барабанные или дисковые? — журнал За рулем
Говорят, что дисковые тормоза лучше, чем барабанные. Миф это или правда — будем разбираться.
На современных автомобилях широко распространены два типа тормозных механизмов — барабанные и дисковые. Почему на рынке не остался только один из них? Рассмотрим особенности, преимущества и недостатки каждого.
Барабанные механизмы
Материалы по теме
Исторически раньше появились барабанные тормоза. При этом на первых автомобилях тормозные механизмы такого типа устанавливали только на задние колеса. Принцип действия барабанного механизма изменился с той поры несильно. Так же, как и век назад, две серповидные колодки раздвигаются и прижимаются специальными фрикционными накладками к внутренней поверхности полого цилиндра, называемого тормозным барабаном.
Конечно, кое-какие изменения со временем коснулись и этой «замшелой» конструкции. Так, у ранних тормозных механизмов колодки раздвигали с помощью тросового привода. На смену ему пришел гидравлический. Затем конструкторы сделали механизм, который компенсировал износ накладок колодок. При этом отпала такая операция, как «подвести колодки, а то педаль тормоза низковато стала брать». Владельцы легендарной Волги ГАЗ-21 наверняка знают, о чем речь. Впрочем, и сегодня, у некоторых отечественных автомобилей необходимость регулировки стояночного тормоза еще осталась. Обидно, что сейчас, в XXI веке, Гранты, Калины, Приоры, Лады 4х4 и Шевроле Нивы требуют регулировки ручника.
| Барабанный тормозной механизм автомобиля Lada Kalina. Регулировка зазора между колодками и барабанами автоматическая, а «ручничок» придется подтягивать к техосмотру вручную. Барабанный тормозной механизм автомобиля Lada Kalina. Регулировка зазора между колодками и барабанами автоматическая, а «ручничок» придется подтягивать к техосмотру вручную. | Даже самые «свежие» модификации Гранты, уже снабженные АБС, о чем свидетельствует наличие задающего диска и датчика, конструкцией барабанного тормоза восходят корнями к ВАЗ-2105, который появился еще к Олимпиаде-80. |
Зато плотно обосновавшийся в России альянс Renault-Nissan привез современные барабанные тормозные механизмы. Тут и самоподвод колодок, и постоянное правильное натяжение тросиков ручника осуществляет распорная планка довольно сложной конструкции. Причем она показала себя достаточно надежной даже на грязных и пересоленных дорогах. Применяет ее альянс на разных автомобилях.
| Барабанный тормозной механизм полноприводного Дастера. Барабанный тормозной механизм полноприводного Дастера. | Задн |
www.zr.ru
отличия, какие лучше выбрать, разница
Ни для кого не секрет, что автомобиль может иметь в наличии два вида тормозов: дисковые и барабанные. Тут многие люди задают вопрос, какая из систем выглядит лучше, и, если у дисковых тормозов так много положительных качеств, то зачем тогда выпускать барабанные тормоза. Рассмотрим разницу подробнее.
Отличие барабанных систем от дисковых
Барабанная схема имеет определенные минусы, такие как потеря эффективности в момент интенсивного торможения вследствие перегрева. Большие температуры приводят к расширению диска, при таком сценарии прижимная колодка вынуждена преодолеть большее расстояние до диска, тем самым водитель должен приложить большие усилия на тормозную педаль. Эффективное торможение снижается и благодаря накапливанию газов, которые выделяются при возникновении трения между тормозной колодкой и диском. Они выполняют роли смазки, в которой нет необходимости.
Ещё одной отрицательной чертой барабанных механизмов является «залипание». Многими автомеханиками делались попытки решения этих неурядиц, но лучший эффект был получен, когда в свет вышли дисковые механизмы. Что примечательно, этот вид тормозов берет историю с авиации, а не с автомобилестроения.
В чем преуспели роторные системы?
Какие преимущества имеют роторные тормоза? Этот вид систем отличается от барабанных тем, что воздух легко может подвергаться циркуляции между тормозной колодкой и диском. Так, дисковые системы получают лучшее охлаждение, к тому же автолюбители могут на дисках сделать специальные отверстия для вентиляции. Этот вид тормозов исключает «залипание». Современная электроника в автомобилях лучше работает с дисковыми компонентами. Что касается недостатком этой схемы, так это стремительный износ на рабочей поверхности дисковых тормозов. Колодки и износ дисков надо контролировать, а также своевременно проводить замену деталей.
Барабанные тормоза всё еще существуют, почему? Они часто встречаются на самых разных автомобилях, с большей вероятностью их можно увидеть на дешевых малолитражках.
Дисковые системы преимущественно ставятся на колеса спереди, а барабанные больше подходят для задних колес. Использование барабанных тормозов поможет сделать автомобиль дешевле, так как эффективность торможения останется высокой из-за наличия дисковых тормозов спереди.
К тому же при таком раскладе задние колеса меньше подвергаются загрязнениям, а значит и износ будет реже, тем самым достигается экономия для автовладельца.
Долгое время барабанные системы были эталоном для четырех колес сразу, это был стандарт на долгие годы. В такой системе поршень испытывает гидравлическое давление, а тот толкает колодку. В этом случае происходит контакт фрикционного материала, наклепанного на колодку с внутренней частью останавливающего барабана, тем самым скорость его вращения снижается. Это дает возможность машине останавливаться. Но при торможении на огромной скорости их эффективность из-за нагрева падает. Чтобы отводить тепло от барабанов, были придуманы диски. Если рассматривать антиблокировочную систему, то ее работа лучше выглядит с дисковыми тормозами, так как они могут плавно отсоединиться от колодок.
Когда были сделаны существенные изменения в поршневой форме и положении, что барабанные механизмы стали также хорошо разъединяться, но дисковые всё равно лучше.
Отличный вариант — это сочетать диски спереди и барабаны сзади. В таком случае положительные качества будут прослеживаться в том, что дисковые системы смогут с легкостью остановить автомобиль, там, где это будет необходимо, в то время как барабанные тормоза, расположенные сзади, будут несильно загрязняться, и износ будет происходить с меньшей скоростью. Этим достигается лучшая экономия, комфортность движения на дороге.
Заключение
Подводя итоги, можно отметить, что технологии не стоят на месте, инженеры стараются произвести новые системы с более эффективным методом замедления автомобиля. Особенно это актуально при экстренном замедлении машины в предаварийных ситуациях. Как мы успели узнать, барабанные системы остались в далеком прошлом, и такими функциями обладают лишь бюджетные автомобили низкого класса.
portalmashin.ru
Какие тормоза лучше: дисковые или барабанные
Преимущества барабанных тормозов
Профессионалам хорошо известна разница строения дисковых и барабанных тормозов. Их можно встретить на различных видах автомобилей. Оставим внутренне устройство для мастеров. Поговорим о недостатках и преимуществах каждого вида, чтобы понять, какие из них лучше.
Барабанные тормоза долгое время использовали для установки на грузовики, потому что они более износоустойчивые. Вариант установки на них дисковых даже не рассматривался. Главное отличие от дисковых — это устойчивость к стиранию. Она очень важна для грузовиков, которые часто преодолевают большие расстояния. Остановки на ремонт в пути для них крайне нежелательны. Барабанный тормоз представляет собой закрытый механизм. Его внутренние части надёжно защищены от попадания пыли и грязи. Это обеспечивает их долгий срок службы, предохраняет от преждевременного изнашивания.
Естественно, этот факт был взят на заметку не только производителями грузовиков, но и теми, кто занимается выпуском кроссоверов. Такие авто созданы для передвижения по бездорожью, поэтому тормозная система нуждается в надёжной защите от попадания грязи.
Особенности барабанного типа
В то же время у них есть несколько недостатков, из-за которых пришлось пересмотреть отношение производителей к барабанным тормозам. Неоспорим факт, что тормозной путь у барабанных гораздо длиннее, чем у дисковых тормозов. Более того, чтобы барабанный тормоз начал выполнять свою функцию, педаль приходится вдавливать с гораздо большим усилием. Соответственно, эффективность торможения существенно снижается.
Ещё один существенный минус, о котором стоит поговорить. При экстренном торможении барабанные механизмы очень сильно нагреваются. Температура нагрева может достигать 500–600 градусов по Цельсию, этот неприятный факт не лучшим образом влияет на процесс торможения, особенно в этом есть экстренная необходимость.
Таким образом, определённые достоинства, несомненно, есть. Надёжность, износоустойчивость позволяют утверждать, что барабанные тормоза лучше дисковых. Однако, его недостатки заставляют задумать о правильности этого утверждения.
Альтернативный тип
Дисковые тормоза наиболее распространены в автомобильной индустрии. Они как раз не перегреваются во время торможения, поэтому гораздо более эффективны. Такой вид лучше охлаждается, потому что имеет открытое строение. Их охлаждает поток воздуха. Но и этого производителям показалось мало. Они пошли дальше в своих разработках и поставили на массовое производство колодок с дополнительной вентиляцией. Вне всяких сомнений, это существенно увеличило эффективность торможения. Тормозной путь сократился по меньшей мере на двадцать процентов.
Однако, они требуют замены почти в три раза чаще, чем барабанные, потому что из-за своего открытого устройства, становятся уязвимыми для пыли и грязи, которые попадают внутрь механизма вместе с тем же охлаждающим потоком воздуха.
Само собой, разумеется, безопасность автомобильного движения во многом зависит от качественных тормозов. На данный момент для производства используются сплавы устойчивые к стиранию, чтобы увеличить срок службы. Сколько аварий в мире произошло за всё время существования автомобилей из-за неисправностей тормозных колодок? Не удивительно, что производители и автомобилисты ищут самые лучшие и безопасные варианты.
Удачная комбинация
Один из таких вариантов часто устанавливают на недорогих авто. Задние тормоза производители ставят барабанные, а передние — дисковые. Таким образом, получается комбинированный вариант установки тормозов. Такой же принцип используют многие производители кроссоверов. Кроме того, он пришёлся по душе владельцам бюджетных марок автомобилей. Задние колёса больше подвержены загрязнению, поэтому разумно расположить барабанные и дисковые тормоза именно таким образом.
Практика показывает, что дисковые лучше барабанных. Факты говорят о том, что на спортивных автомобилях, которые чаще любых других авто используют экстренное торможение, устанавливают только дисковые механизмы.
В настоящее время во многих моделях тормозных колодок также устанавливаются специальные датчики износа, которые подсказывают владельцам, когда пришло время их заменять. Кроме того, всем водителям рекомендуют обращать внимание на пробег, и регулярно проверять состояние тормозов.
Можно долго спорить о недостатках и преимуществах барабанных и дисковых тормозов. Важно, чтобы итогом спора стал выбор в пользу безопасности, а не экономии.
Лучшие цены и условия на покупку новых авто
Кредит 9.9% / Рассрочка / Trade-in / 98% одобрений / Подарки в салоне
rating-avto.ru
основные характеристики, преимущества и особенности
Дисковые тормоза известны давно. Они хорошо себя зарекомендовали и на сегодняшний день используются очень широко. Но обо всем по-порядку.
В настоящее время существует два типа тормозных систем – барабанные и дисковые. Впервые тормозные механизмы дискового типа применили в конце 40-х годов XX в., а с 70-х барабанные тормоза на передних колесах заменили на дисковые на всех автомобилях.
В данной статье будет дано подробное описание дисковых тормозов, их преимущество перед барабанными аналогами, а также приведено описание составных частей данной тормозной системы (суппорт, тормозной диск, защитный экран). Кроме того, описаны преимущества и недостатки разных типов дисковых тормозов.
Преимущества дисковых тормозов перед барабанными
К преимуществам дисковых тормозов по сравнению с барабанными можно отнести следующие их качества:
- тормозная способность дисковых систем не снижается из-за перегрева, так как они лучше охлаждаются;
- сопротивление дисковых тормозов воздействию воды и загрязнениям выше;
- техническое обслуживание тормозных механизмов требуется гораздо реже;
- поверхность трения дисковых тормозов при одинаковой массе больше, чем у барабанных.
Рис. 1 Тепловое расширение барабанного и дискового тормоза
При нагревании тепловое расширение тормозного барабана — увеличение внутреннего диаметра — приводит к увеличению хода педали тормоза или к деформации барабана, которая может вызвать резкое снижение тормозного действия (рис. 1). Тормозной диск, в свою очередь, представляет собой плоскую деталь, его температурное расширение происходит в сторону фрикционного материала, поэтому сжатие диска не может вызвать деформации, достаточной для того, чтобы повлиять на тормозные характеристики. К тому же центробежная сила отбрасывает загрязняющие материалы от тормозного диска наружу.
На рисунке 2 показано, почему дисковый тормоз охлаждается лучше барабанного. Охлаждающий воздух начинает охлаждать тормозной барабан только после того, как теплота, выделяющаяся при торможении, проходит через его стенки, в то время как трущиеся поверхности дискового тормоза открыты для доступа воздуха. Теплопередача от тормозного диска к воздуху начинается сразу после применения тормозов.
Рис. 2 Принцип охлаждения барабанных и дисковых тормозов
Возможность регулировки дисковых тормозов является еще одним их преимуществом. Проекция дисковых тормозов такова, что после каждого применения они саморегулируются из-за малого зазора между колодками и тормозным диском.
Устройство дискового тормоза
1 — блок цилиндров;
2 — тормозные колодки;
3 — прижимной рычаг суппорта;
4 — защитный кожух;
5 — ось прижимного рычага;
6 — направляющая колодок;
7 — суппорт тормоза;
8 — тормозной диск;
9 — штуцеры для удаления воздуха;
10 — тормозные шланги.
Основными деталями дисковых тормозов являются суппорт, тормозной диск, колодки, защитный экран. Рассмотрим эти элементы тормозной системы подробнее.
Дисковые тормоза разделяют на одно- и многодисковые. Самая большая и тяжелая их часть — это тормозной диск. Механизм работы однодисковых тормозов сводится к тому, что тормозные колодки с фрикционным материалом при торможении зажимают один тормозной диск. Многодисковые тормоза, применяющиеся обычно в авиации, имеют несколько вращающихся тормозных дисков, разделенных неподвижными дисками (статорами). На тормозном щите многодисковых тормозов расположены гидравлические цилиндры и поршни, которые управляют тормозными колодками и при выдвижении зажимают тормозные диски и статоры. Многодисковые тормоза полностью состоят из металла, а состав однодисковых тормозов включает органический и металлический фрикционный материал.
Материалом тормозного диска, как и тормозного барабана, обычно является чугун. Чугун обладает хорошей износоустойчивостью и хорошими фрикционными свойствами, имеет высокую твердостью и прочность при высоких температурах; он легко поддается механической обработке, и его стоимость относительно низка.
Размер тормозного диска равен его наружному диаметру и общей толщине поперечного сечения между двумя рабочими поверхностями. Диаметр тормозного диска обычно ограничивается размерами колеса, а вентилируемый тормозной диск всегда толще сплошного. Для дискового тормоза это общая площадь контакта с двумя тормозными колодками при одном повороте диска.
Большое значение отношения площади охвата на тонну автомобиля в хорошо спроектированных тормозах означает высокую эффективность тормозной системы. Площадь охвата дискового тормоза — это площадь трения тормозных колодок на обеих сторонах тормозного диска. Таким образом, более точно использовать Rp вместо Rr, однако поскольку в большинстве тормозов оба радиуса практически равны, для удобства расчета используется Rr, который легче измерить.
Тормозной диск прикрепляется к проставке, а та, в свою очередь, — к ступице колеса или фланцу моста. Проставка обеспечивает более долгий путь для передачи тепла от трущейся поверхности тормозов к колесным подшипникам, что позволяет поддерживать их температуру достаточно низкой. Проставки серийных автомобилей обычно изготавливаются из чугуна как одно целое с тормозным диском, а проставки гоночных автомобилей делаются как отдельная деталь из алюминиевого сплава. Недостатком проставок из алюминиевого сплава является более высокая, чем у чугуна, теплопроводность, что приводит к большему нагреву колесных подшипников.
Вентилируемые дисковые тормоза
Тормозной диск может быть сплошным или с вентиляционными каналами внутри него. В легких автомобилях обычно используются сплошные тормозные диски. Вентилируемые тормозные диски с радиальными охлаждающими каналами применяют на тяжелых автомобилях, требующих установки дисков максимально возможных больших размеров.
Мощные гоночные автомобили оснащены вентилируемыми тормозными дисками, при этом могут иметь место различия в толщине их боковых стенок. Чтобы температура на каждой стороне тормозного диска была одинаковой, на многих тормозах болидов ближайшая к колесу сторона тормозного диска тоньше, чем противоположная. Колесо сопротивляется прохождению охлаждающего воздуха к наружной рабочей поверхности тормозного диска, что делает ее более горячей, чем внутренняя сторона, поэтому большая толщина плохо охлаждаемой наружной поверхности тормозного диска способствует выравниванию температур их нагрева.
Тормозные диски гоночных автомобилей зачастую имеют криволинейные охлаждающие каналы, которые повышают эффективность действия воздушного потока. Тормозные диски для левой и правой сторон авто не взаимозаменяемы из-за криволинейности вентиляционных каналов. Тормозной диск с криволинейными вентиляционными отверстиями или наклонными прорезями для эффективной работы должен вращаться в определенном направлении. Правильное направление вращения по отношению к вентиляционным отверстиям и прорезям показано на схеме.
Типичные значения удельной площади охвата тормозов представлены в таблице для типичных автомобилей 1981/82 годов выпуска.
Типичные значения удельной площади охвата тормозов на тонну массы автомобиля
| Модель автомобиля | Удельная площадь охвата тормозов, кв. см/т | Модель автомобиля | Удельная площадь охвата тормозов, кв. см/т |
| Alfa Romeo Spyder | 1670,55 | Mitsubishi Lynx RS | 1212,6 |
| Audi 5000 Turbo | 1580,25 | Nissan Sentra | 1754,4 |
| Audi Quattro | 1638,3 | Peugeot 505 STi | 1735,05 |
| BMW 528e | 1670,55 | Pontiac J2000 | 1115,85 |
| Chevrolet Camaro Z28 | 1135,2 | Porsche 944 | 1954,35 |
| Chevrolet Corvette | 1841,8 | Renault Alliance | 1225,5 |
| Dodge Charger 2.2 | 1038,45 | Renault 5 Turbo | 1128,75 |
| Ferrari 308GTSi | 1038,45 | Renault 1,8i | 1219,05 |
| Ford Mustang GT 5.0 | 1044,9 | Subaru GL | 1090,05 |
| Honda Accord | 1141,65 | Toyota Celica Supra | 1444,8 |
| Honda Civic | 1102,95 | Toyota Starlet | 1264,2 |
| Lamborghini Jalpa | 1464,15 | Volkswagen Scirocco | 1277,1 |
| Mazda GLC | 1122,3 | Volkswagen Scirocco SCCA GT3 | 1960,8 |
| Mercedes-Benz 380SL | 1538,65 | Volvo GLT Turbo | 1560,9 |
Мощные автомобили имеют более высокие значения этого показателя по сравнению с экономичными седанами.
Возможные неполадки дисковых тормозных систем
При частом интенсивном торможении на вентилируемых тормозных дисках появляются трещины. Причина этого — термические напряжения и давление тормозных колодок на тонкие металлические стенки в каждом охлаждающем канале. Термические напряжения в тормозном диске с литой или прикрепленной болтами проставкой вызываются в месте их соединения из-за того, что температура тормозного диска в этом месте выше, чем температура проставки.
Наружная часть тормозного диска при его нагреве расширяется сильнее, чем холодная проставка. Это приводит к тому, что тормозной диск деформируется и изгибается, появляется его конусность, которая приводит к неравномерному износу тормозных накладок. Постоянно повторяясь, расширение и стягивание тормозного диска вызывают появление трещин. Опора каждой стороны вентилируемого тормозного диска и эффективное его охлаждение снижают вероятность появления трещин на нем.
Тормозные барабаны и тормозные диски спроектированы таким образом, чтобы противостоять самому тяжелому варианту появления термического напряжения при каждом применении тормозов, но многократные применения тормозов могут вызвать усталостные трещины. Если тормоза используются в режиме резкого торможения, необходимо чаще их проверять.
Суппорты дисковых тормозов
Рассмотрим подробнее устройство суппортов. Суппорты дисковых тормозов включают тормозные колодки и гидравлические тормозные цилиндры с поршнями, которые прижимают колодки к тормозному диску. Принцип работы всех суппортов дисковых тормозов одинаков: когда водитель нажимает на педаль тормоза, под давлением тормозной жидкости поршни перемещают тормозные колодки, которые зажимают тормозной диск.
Суппорты легковых автомобилей обычно изготовлены из относительно дешевого высокопрочного серого чугуна с шаровым графитом. Однако они достаточно тяжелые. Гоночные или вообще мощные автомобили обычно оснащены суппортами из алюминиевого сплава, их масса почти в два раза меньше чугунных.
Типы суппортов, их особенности
Существуют два основных типа суппортов — фиксированные и плавающие.
Рис. 4 Отличия суппортов разного типа
Фиксированные суппорты имеют большее число поршней (два или четыре), они больше по размеру и тяжелее плавающих суппортов. При работе в тяжелых условиях они допускают большее число экстренных торможений до наступления перегрева суппорта.
Плавающий суппорт перемещается в противоположном движению поршня направлении. Поскольку плавающий суппорт имеет поршень только на внутренней стороне тормозного диска, весь суппорт может смещаться внутрь, чтобы наружная тормозная колодка могла прижаться к тормозному диску. Плавающие суппорты меньше подвержены утечкам и износу, так имеют меньше движущихся деталей и уплотнений.
Фиксированные суппорты чаще всего применяют на гоночных автомобилях, а плавающие — на серийных.
Рис. 5 Тормозной диск с плавающим суппортом
Достоинством плавающих суппортов является легкость применения механического стояночного тормоза, так как в конструкции с одним тормозным цилиндром он легко управляется тросом, в то время как в фиксированных суппортах с поршнями на обеих сторонах тормозного диска это сделать сложнее. Недостатком плавающих суппортов является то, что они могут вызывать неравномерный износ тормозных колодок из-за перемещения самого суппорта.
Возможные неполадки суппортов
Рис. 6 Варианты деформации
- Часть корпуса суппорта, которая охватывает наружный диаметр тормозного диска, называется мост. Давление тормозной жидкости вызывает действие силы P на каждой стороне суппорта, которая старается изогнуть его мост. Жесткость моста определяет жесткость всей конструкции суппорта, т. к. от жесткости конструкции зависят толщина поперечного сечения и масса суппорта.
- Суппорт располагается между наружной стороной тормозного диска и внутренней стороной колесного диска, поэтому требования по пространству для его размещения диктуют проектирование суппорта с небольшой величиной поперечного сечения. К сожалению, это может привести к его изгибу. Чтобы повысить жесткость, суппорты тормозов гоночных автомобилей проектируют с широкими мостами.
- Если тормозная колодка перекрывает размеры поршня, то она при действии тормозов будет изгибаться. Для обеспечения равномерного контакта рабочей поверхности тормозной колодки и тормозного диска используются несколько поршней.
Рис. 7 Суппорты с одним и двумя поршнями
- Если устройство крепления суппорта податливое, то при перемещении может возникнуть его скручивание, а это, в свою очередь, вызывает неравномерный износ тормозных накладок, пружинистость и увеличивает ход педали тормоза.
- Так как тормозной диск и кронштейн суппорта располагаются в разных плоскостях, последний воспринимает скручивающий момент во время приложения тормозов. Если кронштейн слишком тонкий, он будет скручиваться, вызывая прихватывание суппортом тормозного диска. Обычно толщина установочного кронштейна суппорта должна составлять не менее 12,7 мм.
Особенности эксплуатации дисковых тормозных систем
Для защиты внутренней рабочей стороны тормозного диска от попадания грязи и воды устанавливаются защитные экраны. Такое приспособление по своей конструкции напоминает тормозной щит барабанных тормозов. Защитные экраны оказывают сопротивление прохождению охлаждающего воздуха к тормозному диску, поэтому обычно не устанавливаются на дисковые тормоза гоночных автомобилей.
Что касается фрикционного материала дисковых тормозов, то он обычно приклеивается к боковой поверхности тормозных колодок, изготовленных из стального листа. Тормозные колодки продаются с уже прикрепленными тормозными накладками, повторно они не используются.
Нагрузка от тормозной колодки обычно не накладывается непосредственно на поршень в тормозном суппорте. На многих автомобилях между поршнем и тормозной колодкой устанавливаются противоскрипные шайбы, предназначенные для уменьшения шума, возникающего при вибрировании или дребезжании колодки по тормозному диску.
Подводя итоги
Мы рассмотрели устройство дисковых тормозных систем, особенности, преимущества, сильные и слабые стороны разных их типов. Из всего вышесказанного нетрудно сделать выводы о том, каким должна быть максимально эффективная тормозная система для гоночных автомобилей.
- Для гоночных машин подходят только вентилируемые тормозные диски, которые охлаждаются быстрее. Чтобы температура на каждой стороне тормозного диска была одинаковой, на многих тормозах гоночных автомобилей ближайшая к колесу сторона тормозного диска тоньше, чем противоположная. Криволинейные вентиляционные отверстия тормозных дисков эффективнее для гоночных автомобилей, чем прямые. Направленные каналы вентиляции, по сравнению с традиционной прямой конструкцией, значительно повышают интенсивность прокачки воздуха по ним, улучшая теплоотдачу. Спиральная конструкция каналов более равномерно распределяет механические напряжения в диске, увеличивая ресурс и уменьшая вероятность образования трещин.
- Перфорация диска, выполняя все те же функции по газоотводу, что и проточки, увеличивает площадь обдуваемой поверхности диска, улучшая охлаждение. При круглогодичной эксплуатации улучшает очистку диска от влаги и грязи.
- Проставки и суппорты дисковых тормозов для гоночных автомобилей — из алюминиевого сплава. Легкая алюминиевая проставка улучшает характеристики управления автомобилем, снижает термические напряжения на тормозном диске. Низкий вес, благодаря использованию алюминия с малой удельной массой, снижает неподрессоренные массы, благоприятно сказываясь на качестве работы подвески автомобиля.
- Фиксированный суппорт, рассчитанный на большее число экстренных торможений и обладающий повышенной гибкостью по сравнению с плавающим, идеален во время гонок.
- Достаточную для эксплуатации гоночных автомобилей жесткость тормозных дисковых систем обеспечивают мосты увеличенной ширины. Благодаря увеличению и наилучшему распределению сечений «моста» (элемента, работающего на разжимающие суппорт нагрузки) получена повышенная жесткость суппорта к рабочим деформациям. Повышенная жесткость, суммируясь с общим снижением рабочих давлений и армированными тормозными шлангами, обладающими минимальной склонностью к увеличению объёма (разбуханию) при нагрузке, позволяет получить максимальную информативность на тормозной педали и возможность очень точно дозировать тормозной момент в системе.
- Многопоршневая конструкция суппорта позволяет получить равномерное усилие прижатия тормозной колодки к диску, а разный диаметр поршней компенсирует разницу температурных условий работы колодки по площади контакта, предотвращая возможную неравномерность износа (конусность) по передней и задней кромкам. Повышенная общая площадь поршней в суппортах, изменяет передаточное отношение гидравлической системы, что приводит к значительному снижению рабочих давлений жидкости. Низкие давления снижают требуемое максимальное усилие на педали тормоза. Снижают нагрузку и вредные деформации на всех штатных деталях тормозной системы.
- В случае использования «плавающей конструкции» диска, рекомендуемой для применения в режимах предельных нагрузок (на гоночном треке), позволяет полностью снять термо-напряжения относительно центральной части и предотвратить передачу избыточного тепла на ступичный подшипник. Обеспечивая нормальную работу и увеличенный ресурс этих деталей в самых жёстких условиях.
- Чем больше диаметр тормозного диска, тем больше эффективный радиус приложения тормозного момента. Это позволяет увеличить максимальную тормозную мощность, развиваемую системой. От эффективного радиуса напрямую зависит площадь охвата рабочих поверхностей, являющихся одним из основных показателей возможностей диска по рассеиванию тепловой энергии.
И помните, качественные дисковые тормоза — это в первую очередь ваша безопасность. Учитывайте это при выборе подходящего варианта тормозной системы для своего авто.
hp-brakes.ru
Что лучше — дисковые или барабанные тормоза? | Обслуживание | Авто
При выборе автомобиля многие сталкиваются с ситуацией, когда их просят переплатить за дисковые тормоза на задней оси. Стоит ли это делать и для каких нужд они лучше подходят? Разобраться в ситуации помогает технический эксперт «Ремонтисты» Константин Третякевич.
— Если с точки зрения экономии и простоты конструкции, то барабанные тормоза вне конкуренции. Они служат без замены по 100-150 тысяч километров пробега. Лет 50 назад барабанные тормоза казались незаменимыми и лучшими, пока скорости автомобилей не начали расти. Требования по безопасности тоже выросли, и автомобили должны соответствовать нормативным значениям по длине тормозного пути.Под большими нагрузками барабанные тормоза часто перегреваются. Колодки спрятаны внутри барабана и никак не вентилируются, отчего они теряют свои свойства. Если выбраться на такой машине на автодром, то тормоза поплывут через пару активных кругов, и эффективность замедления резко снизится.
Самый безопасный температурный режим для барабанов наблюдается в режиме городской езды до 60 км/ч. Но уже сейчас автомобили в городе ездят под «восемьдесят». И потенциал барабанных тормозов исчерпан.
Кроме того, есть у них недостатки иного рода. Продукты износа колодок, пыль и грязь с улицы остаются внутри барабана. Через несколько лет эксплуатации там скапливается осадочный налет, влияющий на работоспособность механизмов. Если запустить этот процесс, то через несколько лет частые перегревы приведут к прикипанию внутренней части технического узла. Именно поэтому обслуживать барабанные тормоза не так-то просто. Нужны специальные съёмники.
Одним словом, барабанные тормоза — это прошлый век. Сначала они уступили место дискам на передних колесах автомобилей, то есть там, где нагрузки наиболее сильные, а затем ушли и с задней оси. Недаром даже на новом универсале Lada Vesta теперь сзади установлены дисковые тормоза.
Их конструкция позволяет создавать более сильное давление, отчего эффективность торможения растет. Колодки прижимают диск равномерно с двух сторон, словно тиски. А за счет направленных струй воздуха из воздухозаборников достигается их охлаждение. Все механизмы открыты и лучше отдают тепло в окружающую среду. Пыль и грязь не скапливаются внутри. Поэтому они лучше подойдут для ценителей быстрой езды с частыми разгонами и торможениями.У дисковых тормозов только два минуса. Они быстрее изнашиваются и стоят недешево. Это и неудивительно, так как пришли они из авиастроения.
Кстати именно из-за дороговизны дисковые механизмы распространены еще не на всех автомобилях. Даже сейчас многие производители стараются сэкономить и устанавливают на заднюю ось бюджетных машин проверенные временем барабаны. С ними можно ездить долго, но не быстро. Кроме того, барабаны хороши и для внедорожников. Считается что они лучше справляются с испытаниями офф-роудом.
Смотрите также:
www.aif.ru
Какие тормоза лучше дисковые или барабанные? Плюсы и минусы, отличия
Современные автомобили оснащены барабанными, дисковыми или обоими типами тормозных систем. Самое главное сходство их – это функционирование на жидкости посредством гидравлического давления на поршни, управляющие движимыми частями механизма. Несколько десятков лет назад передние и задние оси машины оснащались барабанными тормозами, будучи единственным из возможных технических решений. Для маломощных двигателей и вправду было сложно представить более эффективные тормоза.
Однако с развитием техники мощность мотора увеличилась, допустимая скорость разгона также получила колоссальные изменения. Если скорость превышает показатель на спидометре 100 км/час, то эффективность барабанной системы по сравнению с дисковым аналогом существенно снижается. Вот почему сегодня барабанные тормоза в подавляющем большинстве встречаются на крупных грузовых транспортных средствах или легковых автомобилях старого выпуска.
Устройство барабанных тормозов
Тормозная система данного типа получила свое название от главного элемента конструкции – барабана, жестко закрепленного на ступице колесной оси. Представляет собой металлическую чашу, в которую помещены две полукруглые колодки с нанесенным на поверхность фрикционным материалом. В результате соприкосновения последнего с поверхностью колодок повышается трение, вращение осей замедляется, автомобиль сбавляет скорость. В зависимости от силы и длительности воздействия на педаль, замедление может быть резким, плавным, временным или до полной остановки ТС.
В конструктивной схеме барабанных тормозов присутствуют следующие элементы:
- Металлический барабан, являющийся закрытой оболочкой в тормозной системе;
- Колодки, покрытые с помощью клеящего состава или заклепок фрикционными накладками;
- Цилиндр с рабочей областью, в которой двигаются поршни, уплотненные прокачивающим штуцером и уплотнительными манжетами;
- Пружины стяжные, которые еще называются возвратными, которые одной крепятся между тормозными колодками для удерживания в неактивном положении, работающие на сжимание;
- Установленный на балке моста или ступице тормозной щит;
- Стойка для поддерживания колодок;
- Нижняя регулируемая опора колодок;
- Устройство стояночного тормоза.
Различают конструкцию барабанных тормозных систем одно- и двухцилиндровых. Главное различие в эффективности. Наличие вместо нижней опоры еще одного цилиндрического гидравлического механизма существенно повышает производительность всего тормозного механизма. Эта манипуляция позволяет увеличить площадь соприкосновения колодок с вращающимся барабаном.
Основные принципы функционирования барабанных тормозов:
- При нажатии водителем на педаль тормоза увеличивается в рабочей области поршня давление жидкости;
- Напор жидкости с силой выдвигает поршни цилиндра;
- Преодолевая силу, с которой сжата стягивающая колодки пружина, поршни задействуют колодки, заставляя их раздвигаться;
- В зависимости от продолжительности и силы нажатия колодки соприкасаются на определенное время, покрывая некую площадь с поверхностью барабана;
- Увеличение трения работает на снижение скорости вращения оси колеса, замедляя таким образом транспортное средство;
- Если педаль отпускается водителем в процессе движения, то скорость восстанавливается при сохранении мощностных показателей движения, расчет разведения пружиной колодок.
Использование барабанного механизма на больших скоростях небезопасно, поскольку резкое повышение показателя трения способствует быстрому нагреванию покрытия колодок. А такое торможение, в свою очередь, ведет к быстрому износу, снижению работоспособности, а может и вовсе стать причиной «разрыва» барабанных тормозов.
Плюсы барабанных тормозов
Система этого типа считается морально устаревшей, однако в силу определенных факторов продолжает пользоваться спросом у автомобилистов. Главные преимущества заключаются в следующем:
- Себестоимость производства намного ниже любых аналогов, что позволяет производителям предлагать потребителю конкурентоспособный механизм по очень привлекательным ценам;
- Закрытая система обеспечивает сохранность механизма от воздействия внешней среды, защищает от пылевого засора, проникновения воды, других загрязнений. Кроме того, в силу специфики конструкции со временем фрикционная накладка стирается, образуя мелкую пыль. Закрытость системы позволяет сохранять отходы внутри нее, не загрязняя окружающую среду;
- Износостойкость повышается за счет закрытой системы, используемых материалов и простой конструкции. Отсутствие множества деталей, высокая прочность используемых материалов повышают срок службы барабанных тормозов;
- За счет вышеперечисленных преимуществ обладают повышенным ресурсом. На одном автомобиле могут прослужить в среднем 120-170 тыс. км. пробега;
- Замена требуется редко, что позволяет экономить на обслуживании задней оси транспорта.
Минусы барабанных тормозов
Принцип действия тормозной системы заключается в непосредственном соприкосновении с движимой частью оси фрикционного материала колодок. Любое трение вызывает повышение температуры. Чем больше скорости, на которых происходит контакт поверхностей, тем большие температуры возникают. Поэтому недостатки барабанных тормозов все основываются на этом и чаще всего бывают:
- Добиться резкого торможения невозможно, поскольку требуется время на преодоление колодками расстояния к вращающемуся барабану. Чтобы инициировать торможение на соответствующую педаль следует нажать весьма сильно. При резком торможении сильное нагревание тормозной системы неизбежно;
- При трении колодок об поверхность металлического барабана происходит физический процесс отделения незначительного слоя материала накладок. В результате поднятия до определенного уровня температуры этого вещества инициируются химические процессы в форме газоотделения. По своей структуре и специфике влияния на процесс торможения этот газ играет роль смазки, снижая таким образом эффективность торможения машины;
- В крайнем случае барабанные системы могут «залипнуть», заклинивая автомобиль в определенном положении;
- Торможение ухудшается за счет плохого пятна контакта;
- Из-за закрытости системы все выделяемые отходы от процесса эксплуатации тормозной системы оседают на рабочей поверхности, что пагубно влияет на продуктивность торможения;
- Обслуживание механизма весьма сложное, что требует особых навыков, особенно для снятия «прикипевших» деталей. Без специального инструмента здесь не обойтись.
Устройство дисковых тормозов
Для улучшения системы конструкторы воспользовались разработками в сфере авиации. Именно на самолетах впервые были установлены тормоза дискового типа. Со временем они перешли в автостроительную отрасль, где используются до сегодняшнего дня. Первыми автомобилями, которые испробовали на себе барабанные тормоза, были гоночные машины. Они развивают большие скорости, совершают частые маневры с использованием торможения именно на достигнутых высоких показателях спидометра.
Для гонщика важно чем дольше сохранять максимально набранную скорость практически до последнего момента перед поворотом. Это снижает время прохождения извилистого участка в разы. После удачных испытаний механизм перекочевал на автомобиль для широкого круга потребления. Большинство новых легковых машин функционирует именно с этим типом тормозных систем.
Строение барабанных тормозов:
- К оси автомобиля прикрепляется тонкий диск из металла. Может устанавливаться в равной мере на задние и на передние колесные системы;
- Сбоку или сверху диска прикрепляют тормозной суппорт – специальный узел конструкции;
- Весь механизм функционирует на основе пары колодок и поршня цилиндрической формы с полостью, заполненной жидкостью;
- При нажатии на педаль тормоза давление жидкости передает усилие на поршень, выдвигающий сжимные колодки;
- Последние соприкасаются с поверхностью диска создают трение. Этот процесс снижает скорость вращения оси, поскольку диск крепится к ней жестко, останавливая автомобиль.
Производительность данной системы отличается большими показателями, чем барабанного аналога. Это связано с возможность очень плотного прилегания к дисковой поверхности колодок, повышая эффективность торможения на скоростях, превышающих показатель 100 км/час.
Как и в барабанных механизмах, в дисковых системах наблюдается трение соприкасающихся на скорости деталей. Современные разработки дисковых тормозов могут похвастаться устройством перфорации и вентиляции, что обеспечивает быстрое охлаждение. За счет этого сокращается длина тормозного пути.
Даже в классическом выполнении дисковых тормозов нагревание системы гораздо меньше. Это достигается тем, что механизм открытый, охлаждается набегающими потоками воздуха при движении транспорта. За счет увеличения пятна контакта и снижения площади колодок возрастает износ тормозной системы. По сравнению с барабанными аналогами у дисковых тормозов за счет быстрого стачивания ротора снижается эксплуатационный период более, чем в три раза.
Плюсы дисковых тормозов
Дисковые тормоза стали последним витком эволюции тормозных систем в легковых автомобилях на сегодняшнее время. Благодаря определенному опыту, испытаниям, усовершенствованиям предыдущих механизмов, именно дисковая система стала более актуальной для машин, двигающихся на больших скоростях. Среди преимуществ дисковых тормозов различают:
- Очень редко в дисковом тормозе наблюдается перегрев, поскольку набегающие потоки окружающего воздуха остужают открытую систему;
- Не возникает процесс «залипания», который характерный для барабанных собратьев;
- После вращения диска засоренность, пыль или другие загрязнения легко устраняются с поверхности ротора;
- Лучше работает в содружестве с современными автомобильными электросистемами, поскольку способны мягко и быстро отреагировать на соответствующие сигналы;
- Более высокая эффективность торможения;
- Есть перфорированные диски (со сквозными отверстиями) и вентилируемые (из двух роторных пластин), что в первом случае существенно упрощает процесс очистки механизма, а во втором – ускоряется охлаждение;
- Даже дисковые роторы классического выполнения легко очищаются, за счет поворота слетают продукты износа, масло, грязь, другой налет очень быстро;
- Более простая система обслуживания по сравнению с конкурентами, легко заменяются. При минимальных знаниях эту операцию может сделать почти любой автолюбитель.
Минусы дисковых тормозов
За счет открытой системы, которая предоставляет дисковым тормозным системам множество преимуществ, существует много недостатков, которые не наблюдаются у барабанных аналогов. Прежде всего, это:
- Внешняя поверхность вращаемого диска просто очищается от загрязнений, чего нельзя сказать о внутренней, достаться к которой для обслуживания невозможно. Наличие влаги, продуктов износа, любых других засоряющих веществ увеличивается угроза коррозии материала ротора;
- Наличие загрязнений между накладками колодок и диском тормозной системы в процессе трения вызывает микроповреждения. Со временем на поверхности ротора образовываются неровности, бороздки, что уменьшает площадь соприкосновения при трении механизма. Таким образом, более быстро приходят в негодность, изнашиваются и требуют замены, чем барабанные собратья;
- Стоимость по сравнению с конкурентными системами значительно выше;
- Повышенная влажность несет опасность при контакте с разогретым диском. Достаточно небольшого количества холодной жидкости для раскаленного металла пластины, чтобы она попросту треснула. Поэтому водителям ТС с дисковыми тормозами очень опасно тормозить на больших скоростях, заезжая в лужи;
- Уровень износа колодок очень высокий. Для сравнения в барабанной системой приводят следующие цифры: на задних колесах в среднем выполняют свои функции исправно при преодолении 40 тыс. км (за счет более низкой нагрузки, чем на передние оси), а на передних – не более 30 тыс. км;
- Ресурс ротора в дисковых тормозах редко превышает показатель 70-80 тыс. км, поскольку изнашивается до такой степени, что требует полной замены системы;
- Из-за более частого технического обслуживания, ремонта, замены деталей в силу разного периода износа, в эксплуатации по сравнению с барабанными механизмами более невыгодные экономически;
- При плохом качестве системы, и неоригинальных деталей в летние жаркие периоды невентилируемые модели скрипят.
Выводы
В большинстве легковых автомобилей отечественного производства устанавливается комбинированная тормозная система. За счет большей нагрузки на передние колеса предусмотрено оборудование дисковых тормозов, для задней оси, на которой нагрузка ниже, причем больше она подвержена загрязнению, устанавливаются барабанные. Это позволяет экономить средства на механизме одной оси, сохранять возможность автомобиля тормозить на высокой скорости, повышает износоустойчивость барабанного механизма.
Грузовые машины, автобусы и крупногабаритная тяжеловесная техника конструируется исключительно с тормозной системой барабанного типа. Прежде всего, такие транспортные средства редко развивают большие скорости, во-вторых, огромная нагрузка на детали системы для дискового типа недопустима. Легкие скоростные машины, начиная с бюджетного «B»-класса, оборудованного двигателями с мощностью от 130 л.с, выпускаются исключительно с дисковыми тормозами, поскольку барабанные будут просто неэффективными.
Если материал был для вас интересен или полезен, опубликуйте его на своей странице в социальной сети:
jrepair.ru
Барабанные и дисковые тормоза
Тормозной механизм является важным элементом системы активного управления автомобилем. Эффективность торможения оценивается развиваемым замедлением и тормозным путем.
Колесный тормозной механизм обеспечивает экстренное и служебное торможение, а также удерживает на месте неподвижный автомобиль. В настоящее время используются два типа конструкции тормозов: барабанные и дисковые.
В большинстве легковых автомобилей стоят барабанные колодочные тормоза на задних колесах и дисковые тормоза на передних. На автобусах и грузовом автотранспорте обычно устанавливают барабанные колодочные тормоза на все колеса. Они конструктивно совместимы с пневматическим приводом, обеспечивают эффект самоусиления.
Барабанные тормоза
Представляют собой тормозной механизм в виде барабана с тормозными колодками внутри. При нажатии на тормоз колодки плотно прижимаются к внутренней стенке барабана. Таким образом, основная поверхность износа остается внутри барабана, который закрыт тормозным щитом. Часть продуктов трения попадает в воздух через вентиляционные отверстия.
Прижимная сила создает высокий коэффициент трения, который останавливает вращение колес. Недостатком барабанных тормозов является нагревание системы, что снижает эффективность работы механизма при длительном использовании.
Практика показала, что автоматизация процесса торможения приводит к снижению ресурса элементов барабанной тормозной системы на 10-30%. Например, установка антиблокировочной системы ABS не позволяет блокировать колеса при экстренном торможении, сохраняется относительное перемещение барабана и колодок. В результате увеличивается путь трения фрикционных элементов тормоза, растет интенсивность их износа.
Дисковые тормоза
Популярность дисковых тормозных механизмов обусловлена высокой эксплуатационной стабильностью. Основой конструкции является специальный металлический диск. Тормозные колодки прижимаются к его бокам и блокируют вращение.
Такая система меньше подвержена нагреванию, поскольку колодки открыты и свободно обдуваются воздухом. Во время движения частицы износа беспрепятственно выбрасываются в атмосферу. Немаловажными достоинствами являются меньшее время срабатывания и меньшая масса.
С другой стороны дисковый тормоз открыт для попадания грязи и пыли. Давление на фрикционные накладки диска больше в 3-4 раза, что увеличивает интенсивность износа накладок по сравнению с барабанными тормозами.
Несмотря на это открытые дисковые тормоза полностью вытеснили барабанные аналоги на передних колесах и постепенно вытесняют на задних. Переходу также способствует улучшение динамических свойств, внедрение систем с вентилируемым диском.
Используемые материалы
Состав фрикционных материалов имеет не меньшее значение, чем конструкция тормозного механизма. Ведь они работают в условиях сильного скольжения, когда важно обеспечить высокий показатель коэффициента трения. В настоящее время производители предлагают тормозные накладки разной формы и толщины. При этом технология их производства остается практически неизменной.
Для изготовления тормозных накладок используются формовочные смеси с содержанием фенольных смол, каучуков, различных металлических включений в виде стружки или порошков. В качестве материала для контртела (тормозной барабан или диск) обычно используется чугун марки СЧ24 ГОСТ 1412-85 с твердостью 187-241 НВ.
Унифицированный подход позволяет получить примерно равный коэффициент трения в тормозных механизмах разных производителей. В результате интенсивность изнашивания тормозных накладок будет примерно одинаковая независимо от типа транспортного средства.
all-drive.net
