Что лучше, барабанные или дисковые тормоза?

Тормозные механизмы дискового типа

Мощность двигателей и скоростные характеристики автомобилей неизменно росли. Барабанные тормозные устройства теперь не всегда справлялись с повышенными нагрузками. Кроме того, повышенное температурное поле вызывало выход из строя ступичных подшипников. После начала выпуска более мощных силовых цилиндров стало возможным создание тормозных устройств дискового типа.

disktorm99.jpg

Конструкция и работа системы

Тормозные устройства дискового типа включают в свой состав такие части и агрегаты:

  • Тормозной диск.
  • Суппорт с направляющими.
  • Силовой цилиндр.
  • Тормозные колодки.
  • Датчик износа фрикционного покрытия колодок.
  • Защитный кожух.

Для изготовления тормозных дисков применяются различные материалы. Массовое распространение получили диски, выполненные из чугунных сплавов. Данный материал обеспечивает отличное отведение тепла, однако в процессе эксплуатации возможно появление деформации поверхности диска. Кроме того при длительной стоянке внешняя часть диска подвержена коррозионному воздействию окружающей среды. Гораздо реже для подобных целей используется нержавеющая сталь.

Спортивные и рекордные автомобили работают в экстремальных условиях, поэтому тормозные диски на них могут быть изготовлены из карбона или керамики. В данном случае удаётся повысить рабочую температуру тормозного устройства и его эффективность.

Для снижения рабочей температуры в дисках выполняются профилированные отверстия, а также вентиляционные каналы. Приток и отведение воздушного потока производится с помощью специальных аэродинамических элементов. Также рассеиванию тепла способствует наличие проставки между ступицей и диском.

Колодки в таких тормозах имеют малые габариты и высокую надёжность. Для их правильного размещения применяется суппорт, изготовленный из чугуна или алюминиевого сплава. Конструкция суппорта позволяет создать тормозной механизм с плавающей скобой или фиксированного типа.

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.

ПОДРОБНОСТИ:   Свистит ремень генератора — что делать и почему это происходит

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.

Химический состав тормозов

Фрикционные материалы – материалы, работающие в условиях трения скольжения, в устройствах торможения, обладая при этом высоким показателем коэффициента трения. Каждый вид транспортных средств комплектуется тормозными накладками разной толщины и формы. Вместе с тем заводы изготавливают тормозные накладки разных типов практически по одной и той же технологии и из одного и того же сырья с разным соотношением компонентов (в состав формовочной смеси входят фенольные смолы, каучуки и металлические включения в виде порошков и стружки). Обычно в качестве материала для контртела (под контртелом понимается тормозной диск или тормозной барабан) используют чугуны, в основном марки СЧ24 ГОСТ 1412-85, твердостью 187-241 НВ. Очевидно, в таком случае значения коэффициента трения в паре «тормозная накладка – контртело» будут приблизительно равными в тормозных механизмах различных транспортных средств. Если принять, что на тормозные накладки для разных транспортных средств во время эксплуатации действуют одинаковые удельные давления, то интенсивность изнашивания тормозных накладок на 1 м тормозного пути будет одна и та же вне зависимости от типа транспортного средства.

 Основной тенденцией развития концепции тормозных механизмов легковых автомобилей является повышение их энергорассеивающей способности. С учетом ужесточающихся ограничений на габариты и массу тормоза эта тенденция влечет за собой повышение температуры поверхности трения, что в свою очередь требует применения все более теплостойких фрикционных материалов. Смена концепций тормозных механизмов фактически является качественным скачком в этом эволюционном процессе.

Исторические данные

Впервые о тормозах вообще упоминается в 1816 г. Ф. Дойцом. В начальный период становления автомобиля (1886 — 1900 гг.) о конструкции тормозов в литературе практически не упоминалось. На автомобилях применялись различные типы тормозных устройств, как-то: рифленые башмаки, подводимые под колеса, якорные механизмы, погружающиеся в поверхность дороги, и другие. В условиях малой интенсивности дорожного движения и невысоких динамических свойств автомобилей основными проблемами, стоящими перед создателями тормозных механизмов в этот период, было обеспечение легкости управления и достаточной энергопоглощающей способности. Этому почти идеально отвечал ленточный тормоз, имеющий тогда повсеместное применение. Появление в 1899 г. первого барабанного тормозного механизма на автомобиле было по достоинству оценено. В 1903 г. они уже устанавливались на автомобилях Mercedes и Renault, а к началу 20-х годов барабанные тормоза полностью вытеснили ленточные. Единственным преимуществом барабанного тормоза было снижение температуры при циклических торможениях, то есть более высокая энергорассеивающая способность, которая объясняется как увеличением поверхности охлаждения, так и лучшими условиями теплоотвода.

Следует отметить, что появившаяся в 1902 году конструкция дискового тормозного механизма открытого типа изобретателя Ф. Манчестера не получила распространения из-за отсутствия фрикционных материалов, способных работать при высоких удельных давлениях и температурах, сложности и нетехнологичности привода. В период с 1950 по 1970 годы почти все ведущие автопроизводители перешли к следующей схеме применения барабанных тормозных механизмов: на передней оси – две активные колодки, а на задней — одна активная и одна пассивная.

Сравнение барабанных и дисковых тормозов

Колесные тормозные механизмы обеспечивают служебное и экстренное торможение, а также удержание на месте неподвижного автомобиля. Купить тормозные колодки в Ижевске вы сможете перейдя по ссылке. Применяемые колесные тормозные механизмы различных категорий автотранспортных средств бывают двух типов конструкции: барабанные и дисковые. В настоящее время на преобладающем большинстве легковых автомобилей используются дисковые тормозные механизмы на передних колесах и барабанные колодочные – на задних. На грузовых автомобилях и автобусах, как правило, устанавливают барабанные колодочные тормоза, обладающие эффектом самоусиления и конструктивно совместимые с пневматическим приводом.

Все большее распространение на автомобилях (в том числе грузовых) получают дисковые тормозные механизмы. Это обусловлено, в первую очередь, их высокой эксплуатационной стабильностью. В этих тормозных механизмах обеспечивается незначительное падение эффективности торможения при нагреве тормоза или попадании воды на поверхности трения. Кроме того, у них меньше время срабатывания, меньше масса и лучше охлаждение (открытая конструкция, вентилируемые диски) по сравнению с барабанными тормозными механизмами. Однако из-за меньшей площади фрикционных накладок дискового тормоза давление на них больше в 3–4 раза, механизм открыт для попадания пыли и грязи. Поэтому интенсивность износа накладок дискового тормозного механизма больше, чем у барабанного. При этом частицы износа выбрасываются беспрепятственно при движении в атмосферу.

 baraban.JPG      

Дисковые тормоза
  1. тормозной диск;
  2. направляющая колодок;
  3. суппорт;
  4. тормозные колодки;
  5. цилиндр;
  6. поршень;
  7. сигнализатор износа колодок;
  8. уплотнительное кольцо;
  9. защитный чехол направляющего пальца;
  10. направляющий палец;
  11. защитный кожух.

 В барабанном тормозе основная часть частиц износа остается внутри барабана, закрытого тормозным щитом. Через вентиляционные отверстия барабана в воздух попадает на 10% общей массы продуктов трения. Оборудование автомобиля антиблокировочной системой приводит к тому, что в случае экстренных торможений колеса не блокируются и относительное перемещение тормозных колодок и диска (барабана) сохраняется в течение всего процесса торможения. Это обуславливает увеличение пути трения фрикционных элементов тормоза, а значит, и интенсивности их изнашивания. По результатам исследований автоматизация процесса экстренного торможения способствует снижению ресурса элементов тормозной системы, в том числе тормозных колодок, барабанов и дисков по критерию изнашивания на 10–30%.

disk.JPG

Барабанные тормоза
  1. гайка крепления ступицы;
  2. ступица колеса;
  3. нижняя стяжная пружина колодок;
  4. тормозная колодка;
  5. направляющая пружина;
  6. колесный цилиндр;
  7. верхняя стяжная пружина;
  8. разжимная планка;
  9. палец рычага привода стояночного тормоза;
  10. рычаг привода стояночного тормоза;
  11. щит тормозного механизма.

  К настоящему времени открытые дисковые тормозные механизмы полностью вытеснили барабанные на передних колесах легковых автомобилей и продолжают успешно вытеснять их на задних. С ростом динамических свойств автомобилей тормоза со сплошным диском постепенно заменяются тормозами с вентилируемым диском. Полной замене барабанных тормозов пока препятствуют в основном экономические факторы. Попытки создания концепций альтернативных дисковому тормозу пока не дали положительных результатов. Достаточно очевидно, что основной причиной смены концепций тормозов является дальнейшее повышение цикличности их работы. Рост цикличности торможений в свою очередь требует повышения энергорассеивающей способности тормоза, которая обеспечивается путем резкого увеличения, фактически удвоения, площади поверхности трения, являющейся одновременно и площадью охлаждения ротора.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий