Что нужно знать о тормозной системе современного автомобиля?
На сегодняшний день конструкция тормозных систем большинства легковых автомобилей примерно одинакова. Тормозная система автомобиля состоит из трех типов:
Основная (рабочая) — служит для замедления транспортного средства и для его остановки.
Вспомогательная (аварийная) — запасная тормозная система, необходимая для остановки автомобиля при выходе из строя основной тормозной системы.
Стояночная — тормозная система, которая фиксирует автомобиль во время стоянки и удерживает его на уклонах, но также может быть частью аварийной системы.
Элементы тормозной системы автомобиля
Если говорить о составляющих, то тормозную систему можно разделить на три группы элементов:
- тормозной привод (тормозная педаль; вакуумный усилитель тормозов; главный тормозной цилиндр; колесные тормозные цилиндры; регулятор давления, шланги и трубопроводы);
- тормозные механизмы (тормозной барабан или диск, а также тормозные колодки);
- компоненты вспомогательной электроники (ABS, EBD и т. д.).
Процесс работы тормозной системы
Процесс работы тормозной системы в большинстве легковых автомобилей происходит следующим образом: водитель нажимает на тормозную педаль, которая, в свою очередь, передает усилие на главный тормозной цилиндр через вакуумный усилитель тормозов.
Далее главный тормозной цилиндр создает давление тормозной жидкости, нагнетая ее по контуру к тормозным цилиндрам (в современных автомобилях почти всегда применяется система из двух независимых контуров: если один откажет, второй позволит автомобилю совершить остановку).
Затем колесные цилиндры приводят в действие тормозные механизмы: в каждом из них внутри суппорта (если речь идет о дисковых тормозах) с обеих сторон установлены тормозные колодки, которые, прижимаясь к вращающимся тормозным дискам, замедляют вращение.
Для повышения безопасности в дополнение к вышеописанной схеме автопроизводители стали устанавливать вспомогательные электронные системы, способные повысить эффективность и безопасность торможения. Самые популярные из них — антиблокировочная система (Anti-lock braking system, ABS) и система распределения тормозных усилий (Electronic brakeforce distribution, EBD). Если ABS предотвращает блокировку колес при экстренном торможении, то EBD действует превентивно: управляющая электроника использует датчики ABS, анализирует вращение каждого колеса (а также угол поворота передних колес) при торможении и индивидуально дозирует тормозное усилие на нем.
Все это позволяет автомобилю сохранять курсовую устойчивость, а также снижает вероятность его заноса или сноса при торможении в повороте или на смешанном покрытии.
Диагностика и неисправности тормозной системы
Усложнение конструкции тормозных систем привело как к более обширному списку возможных поломок, так и к более сложной их диагностике. Несмотря на это, многие неисправности можно диагностировать самостоятельно, что позволит вам устранить неполадки на ранней стадии. Далее мы приводим признаки неисправностей и наиболее частые причины их возникновения.
1) Снижение эффективности системы в целом:
— Сильный износ тормозных дисков и/или тормозных колодок (несвоевременное техобслуживание).
— Снижение фрикционных свойств тормозных колодок (перегрев тормозных механизмов, использование некачественных запчастей и т. д.).
— Износ колесных или главного тормозного цилиндров.
— Выход из строя вакуумного усилителя тормозов.
— Давление в шинах, не предусмотренное заводом-изготовителем автомобиля.
— Установка колес, размер которых не предусмотрен заводом-изготовителем автомобиля.
2) Проваливание педали тормоза (или слишком «мягкая» педаль тормоза):
— «Завоздушивание» контуров тормозной системы.
— Утечка тормозной жидкости и как следствие серьезные проблемы с автомобилем, вплоть до полного отказа тормозов. Может быть вызвана выходом из строя одного из тормозных контуров.
— Закипание тормозной жидкости (некачественная жидкость или несоблюдение сроков ее замены).
— Неисправность главного тормозного цилиндра.
— Неисправность рабочих (колесных) тормозных цилиндров.
3) Слишком «тугая» педаль тормоза:
— Поломка вакуумного усилителя или повреждение его шлангов.
— Износ элементов тормозных цилиндров.
4) Уход автомобиля в сторону при торможении:
— Неравномерный износ тормозных колодок и/или тормозных дисков (неправильная установка элементов; повреждение суппорта; поломка тормозного цилиндра; повреждение поверхности тормозного диска).
— Неисправность или повышенный износ одного или нескольких тормозных колесных цилиндров (некачественная тормозная жидкость, некачественные комплектующие или просто естественный износ деталей).
— Отказ одного из тормозных контуров (повреждение герметичности тормозных трубок и шлангов).
— Неравномерный износ шин. Чаще всего это вызвано нарушением установочных углов колес (сход-развала) автомобиля.
— Неравномерное давление в передних и/или в задних колесах.
5) Вибрация при торможении:
— Повреждение тормозных дисков. Часто вызвано их перегревом, к примеру при экстренном торможении на большой скорости.
— Повреждение колесного диска или шины.
— Некорректная балансировка колес.
6) Посторонний шум при торможении(может выражаться скрежетом или скрипом тормозных механизмов):
— Износ колодок до срабатывания специальных индикаторных пластин. Свидетельствует о необходимости замены колодок.
— Полный износ фрикционных накладок тормозных колодок. Может сопровождаться вибрацией руля и педали тормоза.
— Перегрев тормозных колодок или попадание в них грязи и песка.
— Использование некачественных или поддельных тормозных колодок.
— Смещение суппорта или недостаточное смазывание штифтов. Необходима установка противоскрипных пластин или очистка и смазка тормозных суппортов.
7) Горит лампа «ABS»:
— Неисправность или засорение датчиков ABS.
— Выход из строя блока (модулятора) ABS.
— Обрыв или плохой контакт в соединении кабелей.
— Сгорел предохранитель системы ABS.
Горит лампа «Brake»:
— Затянут ручной тормоз.
— Низкий уровень тормозной жидкости.
— Неисправность датчика уровня тормозной жидкости.
— Плохой контакт или обрыв соединений рычага ручного тормоза.
— Изношены тормозные колодки.
— Неисправна система ABS (см. пункт 7).
Периодичность замены колодок и тормозных дисков
Во всех перечисленных случаях необходимо обращаться в профессиональный сервис для ремонта или замены неисправных элементов тормозной системы. Но лучше всего — не допускать критичного износа деталей. Так, например, разница в толщине нового и изношенного тормозного диска не должна превышать 2-3 мм, а остаточная толщина материала колодок должна составлять не менее 2 мм.
Руководствоваться пробегом автомобиля при замене тормозных элементов не рекомендуется: в условиях городской езды, к примеру, передние колодки могут износиться через 10 тыс. км, в то время как в загородных поездках могут выдержать и 50-60 тыс. км (задние колодки, как правило, изнашиваются в среднем в 2-3 раза медленнее, чем передние).
Оценить состояние тормозных элементов можно, и не снимая колеса с автомобиля: на диске не должно быть глубоких проточек, а металлическая часть колодки не должна прилегать вплотную к тормозному диску.
Всё про тормозную систему машины
Расскажем про устройство тормозной системы автомобиля для начинающих и чайников: из чего состоит и как работает (основы). Вопросы и ответы. Как развивалась тормозная система машины.
- основная (рабочая) — обеспечивает замедление машины не менее 5,8 м/с2, движущегося со скоростью не более 80 км/ч при усилии на педаль менее 50 кг;
- вспомогательная (аварийная) — обеспечивает замедление не менее 2,75 м/с2;
- стояночная — может быть совмещена с аварийной.
Как работает
Принцип работы любой тормозной системы прост. Водитель, воздействуя на педаль тормоза передает усилие через ряд устройств на колесные механизмы, которые, в свою очередь, воздействуют на тормозные диски, прижимая к ним колодки и тем самым останавливая их вращение и, соответственно автомобиль в целом. Наиболее часто используется рабочая. Она состоит из ряда устройств, позволяющих водителю снижать скорость вплоть до полной остановки.
- тормозные устройства (дисковые, барабанные);
- главный тормозной цилиндр;
- вакуумный усилитель тормозов;
- магистрали с тормозной жидкостью;
- регулятор тормозных сил.
Главный тормозной цилиндр (ГТЦ)
Обычно крепится к корпусу вакуумного усилителя тормозов. А сверху находится полупрозрачный полиэтиленовый бачок с датчиком недостаточного уровня тормозной жидкости. На бачке нанесены метки максимального и минимального уровней жидкости. В зависимости от конструкции машины бачок тормозной жидкости также может быть установлен отдельно от ГТЦ и прикреплен к кузову в подкапотном пространстве автомобиля.
Главный тормозной цилиндр конструктивно определяет разделение рабочих контуров гидропривода (например, тормозные механизмы подключены параллельно: два передних + два задних). ГТЦ состоит из двух последовательно расположенных поршней. Каждый из поршней отвечает за давление в отдельно взятом контуре. Если один из контуров по каким-то причинам не работает (поврежден трубопровод и жидкость вытекла из контура задних тормозов), то второй контур (контур передних тормозов) продолжает функционировать, и обеспечивает торможение автомобиля, хотя и с меньшей эффективностью.
Основной неисправностью ГТЦ является потеря герметичности . Он начинает пропускать жидкость, что легко заметить. Жидкость начинает стекать по корпусу вакуумного усилителя, а ее уровень в бачке пропорционально уменьшаться. В этом случае необходим ремонт или замена ГТЦ.
Регулятор
Уменьшает давление в приводе механизмов задних колес. Его ещё называют « колдун ».
При торможении сила инерции движущегося автомобиля и противодействующая ей сила трения создают опрокидывающий момент. Передняя подвеска, реагируя на него, «проседает», а задние колеса «разгружаются». Поэтому даже при не интенсивном торможении задние колёса могут блокироваться, что часто приводит к заносу машины. В зависимости от изменения расстояния между элементами задней подвески и кузовом давление в приводе задних тормозов (по сравнению с передними) ограничивается.
В результате блокировки задних колес (в зависимости от замедления и загруженности автомобиля) не происходит или она возникает значительно позже.
Рабочий контур
- 2 + 2 подключенных параллельно (передние + задние);
- 2 + 2 подключенных диагонально (правый передний + левый задний и т. д.);
- 4 + 2 тормозных механизма (в один контур подключены тормозные механизмы всех колес, а в другой только два передних).
Схема компоновки гидропривода: 1 — главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем; 2 — регулятор давления жидкости в задних механизмах; 3-4 — рабочие контуры.
На многих машинах в тормозной привод встраивают антиблокировочные системы (АБС). Конструктивно АБС — это совокупность датчиков, модуляторов и блока управления. При торможении блок управления анализирует поступающую от датчиков информацию о скорости автомобиля и угловой скорости вращения колес, отслеживает работу исполнительных механизмов, которые регулируют давление жидкости в том или ином колесном механизме, не давая ему заблокироваться в случае экстренного торможения.
Таким образом, для любого состояния дороги определяется режим «относительного скольжения», обеспечивающего минимальный тормозной путь, и полная блокировка колес становится невозможной при любом усилии на педаль тормоза.
Тормозные механизмы
Разделяют на дисковые и барабанные.
Дисковые бывают с подвижным или неподвижным суппортом. Наибольшее распространение получили механизмы с подвижным суппортом, которые исключают неравномерный износ колодок. Еще одной особенностью механизма с подвижным суппортом является меняющееся расстояние от внешнего габарита до колесного диска в зависимости от состояния колодок.
Дисковые тормоза эффективнее барабанных и работают в более высоком температурном режиме. Для лучшего отвода тепла из рабочей зоны часто используют вентилируемые диски. Его увеличенная толщина позволяет разместить между поверхностями трения ребра жесткости, которые обеспечивают принудительную циркуляцию воздуха. При вращении создается центробежная сила, она заставляет поступающий воздух устремляться от центра к краям диска. Нагретый воздух выбрасывается в окружающую среду, а вентилируемый диск охлаждается.
Барабанные механизмы устанавливают обычно на задние колёса. В процессе работы зазор между колодкой и барабаном увеличивается. Для его устранения предназначены механические регуляторы. Износ колодок компенсируется их самоподводкой, происходящей, как правило, при резком торможении. Теплоотвод осуществляется через колодочные накладки, массивную металлическую основу и ребра охлаждения тормозного барабана.
Вспомогательная (аварийная) система
Начинает действовать при разгерметизации одного из рабочих контуров (вытекает тормозная жидкость). В этом случае в бачке с тормозной жидкостью, разделенном на два независимых объема, уровень понижается до критической отметки. Далее он продолжает понижаться только в объеме неисправного контура, а объем исправного сохраняет критический уровень жидкости.
Стояночная система
Имеет механический привод, как правило, на задние колёса. Рычаг стояночного тормоза соединяется тонким тросом с задними механизмами, в которых находится устройство, приводящее в действие штатные или дополнительные (стояночные) колодки.
1 – кнопка фиксации рычага; 2 – рычаг привода стояночного тормоза; 3 – защитный чехол; 4 – тяга; 5 – уравнитель троса; 6 – регулировочная гайка; 7 – контргайка; 8 – трос; 9 – оболочка троса.
Вопросы по работе
Барабанные или дисковые
Барабанные тормоза автомобиля долговечнее, но проигрывают дисковым в эффективности. Ведь длина тормозного пути также зависит от скорости срабатывания системы — и здесь «барабаны» уступают «дискам». Дисковые механизмы лучше охлаждаются и сохраняют эффективность при интенсивном торможении. Барабанные тормоза сложно осушить после проезда по глубокой луже и они более склонны к замерзанию.
Срок службы тормозных колодок
Для большинства автомобилей пробег колодок до полного износа составляет до 60 000 км при езде в обычном режиме. Срок службы зависит от стиля вождения, а наличие дефектов на поверхности диска может заметно его сократить. Подробнее в статье — как определить износ колодок.
Температура торможения
Температуры, возникающие при трении между колодками и дисками, в норме не превышают 370°С даже в условиях интенсивного движения. При спортивной езде — порядка 480-650°С являются обычной, возрастая до 820°С, Примерно до такой температуры нагреваются колодки машины, когда они приобретают красноватый оттенок.
Не стоит приобретать спортивные колодки из-за того, что любите быструю езду. Подавляющее большинство их нуждается в предварительном «разогреве» и не будут эффективно работать при обычных температурах, а это чревато аварийной ситуацией.
Педаль тормоза становиться мягкой или жесткой
Зачастую педаль тормоза кажется в первое время «мягкой» после установки новых колодок. Необходим некоторый промежуток времени для притирки трущихся поверхностей. «Жесткой» педаль становится после некоторого времени или из-за неисправностей (заклинивание цилиндров суппорта в одном из контуров системы).
Большой ход педали тормоза
Увеличенный свободный ход сопровождается ростом тормозного пути. Часто это происходит, когда тормозная система «хватанула» воздуха, поэтому систему придется прокачивать и определять возможные утечки тормозной жидкости. Иногда педаль становится свободной из-за разбухания тормозных шлангов. Тот же эффект дают порванные нити корда шланга. Иногда может закипеть тормозная жидкость, но это бывает с очень старой тормозухой, которую вообще никогда не меняли.
Еще одна причина – большое биение одного или нескольких тормозных дисков. Также может не работать автомат поддержания зазора в барабанных тормозных механизмах.
Преимущества в перфорированных дисках
Они имеют некоторые преимущества — разрушают поверхностную пленку, образующуюся при перегревании тормозов, поддерживают чистоту поверхности тормозной колодки, удаляя продукты сгорания, образующиеся на трущихся поверхностях под воздействием высоких температур.
Что такое горный тормоз
Используется на автобусах и грузовых автомобилях для притормаживания на спусках без использования рабочих тормозов, чтобы не перегреть их. Бывают нескольких видов. Например, моторный горный тормоз, который сочетает прекращение подачи топлива в мотор и перекрытие выпускного тракта для увеличения насосных потерь. Различают магнитоэлектрические и гидродинамические тормоза, где лишняя энергия переводится в тепло через перемешивание жидкости или явление электромагнитной индукции.
Как развивалась тормозная система
Даже на дешевых машинах барабанные тормоза исчезают, а система АБС обязательна для всех новых авто. Взамен появляются дисковые тормоза, которые обладают большей эффективностью. Производители устанавливают на передней оси вентилируемые диски, а на задней — дисковые без вентиляции. Это понятно, ведь нагрузка на задние тормоза меньше, чем на передние.
Путь от момента нажатия на педаль тормоза до начала торможения составляет: при скорости 20 км/ч — 4 м, 40 — 8 м, 60 км/ч — 12 м, 80 — 16 м, 100 км/ч — 20 м. Соответственно тормозной путь в этих случаях составляет: 3, 11, 24, 42, 66 м. Дистанция до впереди идущего автомобиля должна быть не менее: при скорости 40 км/ч — 20 м, 50 — 25 м, 80 км/ч — 80 м. В дождь дистанция должна быть увеличена в полтора раза.
С повышением скорости автомобилей возросла мощность тормозной системы, значит требуется дополнительное охлаждение. Стали применять диски с перфорацией и дополнительными канавками, которые ранее были привилегией спортивных машин. Их устанавливают на мощных авто в базовой комплектации. Из автоспорта перешли керамические тормозные диски. Они обладают большей прочностью и быстрее охлаждаются, по сравнению с чугунными. Возможно, «керамика» в будущем будет ставиться на машины среднего класса.
Главное достоинство керамических дисков — они не перегреваются при интенсивном торможении. По этой причине их применяют в автоспорте и на спортивных машинах в качестве опции.
Новинка тормозной системы — система Brake Assist. Суть в том, что радар, установленный на бампере определяет расстояние до впереди идущего автомобиля. Если это расстояние, по его мнению будет критическим, то система подает сигнал на привод тормозов. Он приближает колодки к диску всего на несколько десятых долей миллиметра. При нажатии на педаль тормоза в этот момент, система Brake Assist позволяет сократить тормозной путь.
Последнее веяние — управление тормозами по проводам без механической связи. Такую систему, например имеет Genesis GV70 и GV80, а также европейские производители. Когда водитель давит на педаль тормоза, он лишь сжимает упругий элемент, имитирующий обратную связь. В зависимости от её положения электроника при помощи мотора двигает поршни в главном цилиндре. Механической связи с педалью нет. Она подключается только при отказе системы.
Данная система перспективна для электромобилей и машин с автопилотами. А на обычных авто эту систему выдаёт отсутствие вибрации на педали при работе АБС.
На современных авто тормозной путь со 100 км/ч до полной остановки составляет 40-45 метров. На некоторых машинах — до 38 метров. Если посмотрим на 20 лет назад, тогда он составлял 50-60 метров. Прогресс очевиден.
Устройство и принцип работы тормозной системы автомобиля
Тормозная система автомобиля (англ. – brake system) относится к системам активной безопасности и предназначена для изменения скорости движения автомобиля вплоть до его полной остановки, в том числе экстренной, а также удержания машины на месте в течение длительного периода времени. Для реализации перечисленных функций применяются следующие виды тормозных систем: рабочая (или основная), запасная, стояночная, вспомогательная и антиблокировочная (система курсовой устойчивости). Совокупность всех тормозных систем автомобиля называется тормозным управлением.
Рабочая (основная) тормозная система
Главное предназначение рабочей тормозной системы заключается в регулировании скорости движения автомобиля вплоть до его полной остановки.
Основная тормозная система состоит из тормозного привода и тормозных механизмов. На легковых автомобилях применяется преимущественно гидравлический привод.
Гидропривод состоит из:
- ; ; (при отсутствии АВS); (при наличии);
- рабочих тормозных цилиндров;
- рабочих контуров.
Главный тормозной цилиндр преобразует усилие, сообщаемое водителем педали тормоза, в давление рабочей жидкости в системе и распределяет его по рабочим контурам.
Для увеличения силы, создающей давление в тормозной системе, гидропривод оснащается вакуумным усилителем.
Регулятор давления предназначен для уменьшения давления в приводе тормозных механизмов задних колес, что способствует более эффективному торможению.
Контуры тормозной системы, представляющие собой систему замкнутых трубопроводов, соединяют между собой главный тормозной цилиндр и тормозные механизмы колес.
Контуры могут дублировать друг друга или осуществлять только свои функции. Наиболее востребована двухконтурная схема тормозного привода, при которой пара контуров работает диагонально.
Запасная тормозная система
Запасная тормозная система служит для экстренного или аварийного торможения при отказе или неисправности основной. Она выполняет те же функции, что и рабочая тормозная система, и может функционировать и как часть рабочей системы, и как самостоятельный узел.
Стояночная тормозная система
Основными функциями и назначением стояночной тормозной системы являются:
- удержание транспортного средства на месте в течение длительного времени;
- исключение самопроизвольного движения автомобиля на уклоне;
- аварийное и экстренное торможение при выходе из строя рабочей тормозной системы.
Устройство тормозной системы автомобиля
Основой тормозной системы являются тормозные механизмы и их приводы.
Тормозной механизм служит для создания тормозного момента, необходимого для торможения и остановки транспортного средства. Механизм устанавливается на ступице колеса, а принцип его работы основан на использовании силы трения. Тормозные механизмы могут быть дисковыми или барабанными.
Конструктивно тормозной механизм состоит из статичной и вращающейся частей. Статичную часть у барабанного механизма представляет тормозной барабан, а вращающуюся – тормозные колодки с накладками. В дисковом механизме вращающаяся часть представлена тормозным диском, неподвижная – суппортом с тормозными колодками.
Управляет тормозными механизмами привод.
Гидравлический привод не является единственным из применяемых в тормозной системе. Так в системе стояночного тормоза используется механический привод, представляющий собой совокупность тяг, рычагов и тросов. Устройство соединяет тормозные механизмы задних колес с рычагом стояночного тормоза. Также существует электромеханический стояночный тормоз, в котором используется электропривод.
В состав тормозной системы с гидравлическим приводом могут быть включены разнообразные электронные системы: антиблокировочная, система курсовой устойчивости, усилитель экстренного торможения, система помощи при экстренном торможении (Brake Assist System).
Существуют и другие виды тормозного привода: пневматический, электрический и комбинированный. Последний может быть представлен как пневмогидравлический или гидропневматический.
Принцип работы тормозной системы
Работа тормозной системы строится следующим образом:
- При нажатии на педаль тормоза водитель создает усилие, которое передается к вакуумному усилителю.
- Далее оно увеличивается в вакуумном усилителе и передается в главный тормозной цилиндр.
- Поршень ГТЦ нагнетает рабочую жидкость к колесным цилиндрам через трубопроводы, за счет чего растет давление в тормозном приводе, а поршни рабочих цилиндров перемещают тормозные колодки к дискам.
- Дальнейшее нажатие на педаль еще больше увеличивает давление жидкости, за счет чего срабатывают тормозные механизмы, приводящие к замедлению вращения колес. Давление рабочей жидкости может приблизиться к 10-15 МПа. Чем оно больше, тем эффективнее происходит торможение.
- Опускание педали тормоза приводит к ее возврату в исходное положение под действием возвратной пружины. В нейтральное положение возвращается и поршень ГТЦ. Рабочая жидкость также перемещается в главный тормозной цилиндр. Колодки отпускают диски или барабаны. Давление в системе падает.
Важно! Рабочую жидкость в системе нужно периодически менять. Сколько тормозной жидкости потребуется на одну замену? Не более литра-полутора.
Основные неисправности тормозной системы
В таблице ниже приведены наиболее распространенные неисправности тормозной системы автомобиля и способы их устранения.
| Симптомы | Вероятная причина | Варианты устранения |
|---|---|---|
| Слышен свист или шум при торможении | Износ тормозных колодок, их низкое качество или брак; деформация тормозного диска или попадание на него постороннего предмета | Замена или очистка колодок и дисков |
| Увеличенный ход педали | Утечка рабочей жидкости из колесных цилиндров; попадание воздуха в тормозную систему; износ или повреждение резиновых шлангов и прокладок в ГТЦ | Замена неисправных деталей; прокачка тормозной системы |
| Увеличенное усилие на педаль при торможении | Отказ вакуумного усилителя; повреждение шлангов | Замена усилителя или шланга |
| Заторможенность всех колес | Заклинивание поршня в ГТЦ; отсутствие свободного хода педали | Замена ГТЦ; выставление правильного свободного хода |
Заключение
Тормозная система является основой безопасного движения автомобиля. Поэтому на нее всегда должно быть обращено пристальное внимание. При неисправности рабочей тормозной системы эксплуатация транспортного средства запрещается полностью.
Источник https://tyreplus.ru/blog/diagnostika-i-sovety-dlya-avtomobilistov/chto-nuzhno-znat-o-tormoznoj-sisteme-sovremennogo-avtomobilja
Источник https://amastercar.ru/articles/braking_system_4.shtml
Источник https://techautoport.ru/hodovaya-chast/tormoznaya-sistema/tormoznaya-sistema-avtomobilya.html
