Тормозной механизм барабанный – задние барабанные тормозные механизмы | Обслуживание и ремонт автомобилей VW / Audi. Статьи, советы, рекомендации

Барабанные тормозные механизмы: устройство и принцип работы

Читатели знают, что в настоящее время наибольшее распространение в автомобильной промышленности получило два типа тормозных механизмов – дисковые и барабанные. Если с дисковыми тормозами все понятно, то устройство, принцип работы и эффективность эксплуатации барабанных тормозов для многих до сих пор остается загадкой. В сегодняшней статье мы расскажем об основных компонентах барабанных тормозов, опишем алгоритм их работы, а также выясним основные преимущества и недостатки их использования.

Барабанные тормоза

Из чего состоят барабанные тормоза?

Устройство барабанных тормозных механизмов заметно сложнее, нежели конструкция их дисковых «собратьев». Основными внутренними частями таких тормозов являются:

1. Тормозной барабан. Элемент, изготавливаемый из высокопрочных чугунных сплавов. Он установлен на ступице или опорном валу и служит не только основной контактной частью, взаимодействующей непосредственно с колодками, но и корпусом, в котором смонтированы все остальные детали. Внутренняя часть тормозного барабана шлифуется, чтобы торможение было максимально эффективным.
2. Колодки. В отличие от тормозных колодок дисковых тормозов, колодки, применяемые в барабанных механизмах, имеют полукруглую форму. Их внешняя часть имеет специальное асбестовое покрытие. Если тормозные колодки установлены на паре задних колес, то одна из них подключается еще и к рычагу стояночного тормоза.
3. Стягивающие пружины. Данные элементы прикрепляются к верхней и нижней частям колодок, не позволяя им расходиться в разные стороны на холостом ходу.
4. Тормозные цилиндры. Это специальный корпус, изготовленный из чугуна, по двум сторонам которого смонтированы рабочие поршни. Их задействование происходит путем гидравлического давления, возникающего после нажатия водителем на педаль тормоза. Дополнительными частями поршней являются резиновые уплотнители и клапан для удаления воздуха, попавшего в контур.
5. Защитный диск. Деталь представляет собой устанавливаемый на ступицу элемент, к которому прикрепляются тормозные цилиндры и колодки. Их закрепление производится путем использования специальных фиксаторов.
6. Механизм самоподвода. Основой механизма служит специальный клин, углубляющийся по мере стачивания тормозных колодок. Его назначение – обеспечение постоянного прижима, колодок к поверхности барабана, независимо от износа их рабочих поверхностей.

Устройство барабанных тормозов

Перечисленные нами компоненты являются общепринятыми. Их использует большинство крупнейших производителей. Существует ряд деталей, которые устанавливаются некоторыми компаниями частным образом. Таковыми, например, являются механизм подведения колодок, всевозможные распорки и т.п. Подробно останавливаться на них не имеет смысла.

Принцип работы барабанных тормозов

Основная последовательность функционирования барабанных механизмов примерно следующая. Водитель в случае необходимости нажимает на педаль, создавая увеличенное давление в тормозном контуре. Гидравлика надавливает на поршни главного цилиндра, которые задействуют тормозные колодки. Они «расходятся» в стороны, растягивая стяжные пружины, и достигают точек взаимодействия с рабочей поверхностью барабана. Благодаря трению, возникающему при этом, скорость вращения колес уменьшается, а автомобиль притормаживает. Общий алгоритм работы барабанных тормозов выглядит именно так. Существенных различий между системами с одним поршнем и двумя не имеется.

Преимущества и недостатки барабанных тормозов

Несмотря на, казалось бы, общее устаревание конструкции, многие автопроизводители до сих пор применяют барабанные тормоза на своих моделях. Дело в наличии множества плюсов, благоприятно сказывающихся на использовании авто.

• Во-первых, барабанные тормозные механизмы служат в 2-3 раза дольше дисковых тормозов. Это касается не только колодок, но и самих тормозных дисков, которые изнашиваются ничуть не меньше.
• Во-вторых, барабанные механизмы не боятся попадания воды, в то время как сильно разогретые поверхности дисковых тормозов при резком охлаждении водой могут покрыться микротрещинами, что приводит их к скорому выходу из строя.
• В-третьих, смонтировать стояночный тормоз в систему барабанных тормозов заметно легче, нежели интегрировать его в дисковые системы. Разумеется, простота значительно удешевляет издержки, связанные с изготовлением общей конструкции.

Главным недостатком тормозов барабанного типа является меньшая эффективность их работы, по сравнению с дисковыми механизмами. Применять их на автомобилях, под капотом которых установлены мощные оборотистые моторы, а также на моделях с высокой массой небезопасно.

Заключение

Резюмируя, скажем, что в ближайшей перспективе барабанные тормоза, конечно, «уступят дорогу» более совершенным дисковым системам. Уже сейчас многие производители устанавливают барабанные тормозные механизмы исключительно на бюджетные модели, компонуя подавляющее большинство своих новинок различными вариациями дисковых систем.

Барабанная тормозная система. Барабанные тормоза

Мы уже говорили, что дисковые тормоза были изобретены раньше, но барабанные получили большее распространение и используются по настоящее время. Почему? Наверное, потому, что  реализовать их на автомобилях и повозках оказалось проще. Ведь сложных деталей в барабанном тормозе «а-ля 19 век» просто не было, да и промышленность того времени не могла их выпустить.

Прототипом барабанных тормозов стала система из трех элементов: барабана, который крепился жестко к колесу, гибкой и прочной ленты вокруг барабана, и рычага, который натягивал ленту. Конечно, служили такие тормоза очень мало, лента быстро изнашивалась, барабан так же, тем более что под ленту попадала грязь, камни и др. Так продолжалось до 1902 года. Именно в этом году гений автомобилестроения — Луи Рено, предложил вариант барабанных тормозов, у которых тормозящие элементы (колодки), «прятались» внутрь барабана. Исключалось попадание грязи в механизм тормозов и, соответственно срок службы увеличивался.

Конечно, со временем появились новые материалы, новые принципы привода тормозной системы, но сам принцип действия остался неизменным.

Барабанный тормоз предназначен для изменения скорости авто, а если он применяется на задних колёсах, то и для реализации стояночного тормоза.

Основные элементы барабанного тормоза:

• Тормозной барабан, выполнен из высокопрочного чугуна с отшлифованной по кругу внутренней поверхностью. Устанавливается на ступицу колеса или на опорный вал, в этом случае подшипник колеса запрессовывается непосредственно в барабан.
• Тормозные колодки, представляют собой металлические элементы в форме полумесяца, у которых на рабочую поверхность крепятся фрикционные накладки, выполненные на асбестовой основе. На одной из колодок размещается рычаг стояночного тормоза.
• Тормозной гидравлический цилиндр(ы), представляющий собой корпус из чугуна, внутри которого расположены рабочие поршеньки (по двум сторонам). На поршеньках устанавливаются уплотнительные манжеты, которые не дают просочиться тормозной жидкости, во время рабочего хода. Для удаления воздуха из системы, в корпус вкручивается спускной клапан.
• Стяжные пружины, работают на сжатие, крепятся к колодкам сверху и снизу, не давая колодкам в «холостом ходу» разойтись в разные стороны.
• Защитный диск, устанавливается непосредственно на ступицу или на заднюю балку. К диску крепится тормозной цилиндр и колодки подвижно при помощи подпружиненных фиксаторов.
• Фиксатор представляет собой металлический стержень, на который «бутербродом» устанавливается колодка-тарелка-пружина-тарелка. Таким образом, прижимается колодка к диску, но при этом может свободно перемещается в вертикальной плоскости.
• Колодочная распорка – это металлическая пластина со специальными вырезами. Устанавливается между колодками в системах, где применяется один тормозной цилиндрик.  Предназначена распорка для установки механизма самоподвода, а также для привода в действие второй колодки при натяжке рычага стояночного тормоза.
• Механизм самоподвода предназначается для разведения износившихся тормозных колодок ближе к рабочей поверхности барабана. Это может быть подпружиненный клин, который по мере износа фрикционных накладок проваливается глубже, между распоркой и колодкой, не давая последней отойти далеко от рабочей поверхности барабана. Такой простой механизм самоподвода использовали конструкторы «Фольксвагена». «Форд» внедрили систему более сложную, но менее надежную – на распорке устанавливается металлическая полоска с «зубчиком», при резком нажатии на педаль тормоза, специальный уголок поднимает пластинку вверх. «Зубчик» вращает ребристую гайку, в которую вкручены элементы распорки, тем самым подводя колодки ближе к барабану. Существуют и другие системы самоподвода, но мы на них останавливаться не будем.
• Механизм подвода колодок, применялся в автомобилях старого поколения, например «Жигулей». Представляет собой два эксцентрика в корпусе защитного диска. Вращая эксцентрики, которые прилегают к колодке, добиваются более плотного прилегания их к барабану.

 

Работает барабанная система следующим образом: водитель, нажимая  педаль тормоза, создает давление в системе рабочей жидкости. Тормозная жидкость «давит» на поршеньки тормозного цилиндрика. Преодолевая усилие стяжных пружин, поршеньки приводят в действие тормозные колодки, которые расходятся по бокам, плотно прилегая к рабочей поверхности барабана, замедляя скорость вращения барабана совместно с колесным диском.  В нашем случае применяется один цилиндрик, который «давит» на верхние концы колодок, нижние концы просто вставляются в упор, размещенный на защитном диске

 

Существует система барабанного тормоза и с двумя цилиндрами, кстати, эффективность у такой системы лучше, чем у первого варианта. В этом случае вместо упора устанавливается второй тормозной цилиндр площадь соприкосновения тормозной колодки и барабана увеличивается.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Барабанные тормозные механизмы и их элементы

Категория:

   Тормозное управление автомобиля

Публикация:

   Барабанные тормозные механизмы и их элементы

Читать далее:

Барабанные тормозные механизмы и их элементы

Барабанный тормозной механизм имеет симметричные колодки (обычно две), несущие на наружных цилиндрических поверхностях фрикционные тормозные накладки, которые под действием приводного устройства прижимаются к внутренней цилиндрической поверхности барабана. Схемы наиболее распространенных барабанных тормозных механизмов приведены на рис. 34. Они классифицированы по виду и количеству приводных устройств, а также по числу степеней свободы колодок. Колодка имеет одну степень свободы, если она поворачивается вокруг неподвижной геометрической оси. Это достигается или шарнирной связью колодки с закрепленной в суппорте осью, или помещением радиусного конца колодки в соответствующее цилиндрическое гнездо суппорта.

Рис. 34. Схемы барабанных тормозных механизмов s

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

У колодок с двумя степенями свободы геометрическая ось их поворота имеет возможность перемещения, что позволяет колодке самоустанавливаться, а следовательно, обеспечивает лучшее прилегание ее к барабану и более равномерный износ накладки. Колодки с двумя степенями свободы либо опираются закругленным концом на скошенную плоскость суппорта и скользят по ней, либо соединяются с последним при помощи промежуточного звена, которое, в свою очередь, имеет неподвижную геометрическую ось поворота относительно суппорта. Иногда таким звеном является вторая колодка тормоза.

Эффективность различных барабанных тормозных механизмов при одинаковых их размерах и равных приводных силах сильно отличается. Наиболее эффективным является тормозной механизм, имеющий одну прижимную и вторую сервоколодку со скользящими опорами и одно приводное устройство в виде двустороннего колесного цилиндра. У тормозного механизма этого типа серводействие достигает наибольшей величины. Однако чем выше эффективность тормозного механизма, тем более он чувствителен к изменению коэффициента трения фрикционной пары. Так как коэффициент трения является величиной переменной и зависит от многих факторов (скорости и температуры в зоне трения, величины приводной силы, жесткости деталей тормоза и др.). самые эффективные тормозные механизмы обычно и самые нестабильные. При их работе чаще возникают вибрации, писк и т. д. В связи с этим область использования таких тормозных механизмов постепенно сужается.

Рис. 36. Статические характеристики тормозных механизмов

В последние годы с распространением автоматизированных тормозных приводов, позволяющих увеличить приводную силу, все шире применяются тормозные механизмы с небольшим серводействием. Следует отметить, что колодки с двумя степенями свободы имеют большее серводействие, чем с одной. Однако такие колодки, особенно со скользящей опорой, очень склонны к вибрациям и писку. Кроме того, угол наклона опоры колодки должен быть таким, чтобы колодка возвращалась в исходное положение после торможения.

Одним из наиболее простых является барабанный тормозной механизм с шарнирными опорами колодок и кулачковым приводным устройством. Его конструкция показана на рис. 37. Колодки такого тормоза имеют равные перемещения, определяемые формой разжимного кулака (механизмы этого типа иногда называют тормозными механизмами с равными перемещениями). Вследствие этого тормозные моменты, создаваемые обоими колодками, равны, а приводная сила, действующая на отжимную колодку, значительно больше, чем действующая на прижимную. Суммарный тормозной момент этого тормоза при вращении тормозного барабана в обоих направлениях практически одинаков; почти одинаковы и износы обеих накладок. К достоинствам такого тормозного механизма относится его высокая стабильность, а также то, что приложенные к тормозному барабану со стороны колодок силы практически уравновешиваются и не создают дополнительной нагрузки на подшипники колеса. Недостатком тормоза с равными перемещениями является необходимость в значительной приводной силе и сравнительно низкий коэффициент полезного действия кулачкового приводного устройства. По данным отечественных исследователей КПД кулачкового приводного устройства колеблется в пределах от 0,60 до 0,80. Для уменьшения трения между кулаком и колодкой устанавливается ролик, а в опорах кулака применяются подшипники скольжения, что повышает КПД приводного устройства до 0,75—0,90. На практике вследствие попадания грязи в опоры кулака и в оси, на которых вращаются ролики, КПД кулачкового приводного устройства находится на нижнем пределе. Следует указать также на повышенную трудоемкость технического обслуживания такого тормозного механизма из-за необходимости периодически смазывать опоры кулака.

Рис. 37. Тормозной механизм автомобиля ЗИЛ-130:
1 — тормозной бп раб-зи; 2 — фрикциониая накладка; 3 — заклепка; 4 — тормпзнач колодчп; 5 — разжимный кулак; 6 — регулировочный рычаг; 7 — нал червяка; 8 — червяк; 9 — оттяжная пружина колодок; 10 — суппорт; 11 — ось колодки

Рис. 38. Тормозной механизм автомобиля ГАЗ-21:
1 — тормозная колодка; 2— заклепка; 3 — фрикционная накладка; 4 — регулировочная шайба-эксцентрик; 5 — колесный цилиндр; б — оттяжная пружина; 7 — фиксатор колодки; 8 — ось колодки; 9 — суппорт

Широкое распространение получил тормозной механизм, который показан на схеме II рис. 34. Он имеет шарнирные опоры колодок и приводное устройство в виде двустороннего колесного тормозного цилиндра (рис. 38). Здесь к колодкам прикладываются равные приводные силы, однако тормозной момент, создаваемый прижимной колодкой, больше, чем отжимной. Соответственно больше и износ накладки прижимной колодки. Этот тормозной механизм одинаково эффективен при вращении барабана в обе стороны. При равном приводном усилии он дает больший тормозной момент, нежели описанный выше тормозной механизм с кулачком, за счет большего серводействия и более высокого (до 0,95—0,98) КПД приводного устройства.

Недостатком данного тормозного механизма является наличие внешней силы, нагружающей подшипники колеса, а также неодинаковая долговечность фрикционных накладок.

Для устранения этих недостатков применяются ступенчатые колесные цилиндры, создающие разные приводные силы. Иногда накладку на отжимной колодке делают меньшей площади или тоньше, чем на прижимной.

Конструкция третьего достаточно распространенного тормозного механизма приведена на рис. 39. Это тормозной механизм со скользящими опорами колодок и двумя приводными устройствами в виде односторонних колесных цилиндров. Обе колодки являются прижимными при вращении тормозного барабана вперед и отжимными при вращении его назад, вследствие чего эффективность тормозного механизма при движении автомобиля задним ходом значительно меньше.

Рис. 39. Тормозной механизм автомобиля «Москвич-408»:
1 — тормозная колодка; 2 — фрикционная накладка; 3 — прижимная пружина; 4 — оттяжная пружина; 5 — колесный цилиндр; 6 — суппорт

Рис. 40. Клиновое приводное устройство барабанного тормозного механизма:
1 — корпус; 2 — возвратная пружина роликов; 3 — плунжер; 4 — головка плунжера; 5 — штифт; 6 — пылезащитный чехол; 7 — собачка; 8— пружина собачки; 9 — фиксатор; 10 — ролик; 11 — держатель роликов; 12 — шток; 13 — уплотнитель; 14 — возвратная пружина штокаа; 15 — корпус тормозной камеры

Это существенный недостаток такого тормоза. Кроме того, применение двух разнесенных приводных устройств затрудняет привод стояночной тормозной системы. Однако равенство моментов колодок, равномерность износов и большое серводей-ствие позволяют с успехом применять механизм этого типа на передних колесах легковых автомобилей.

В последние годы создана новая конструкция барабанных тормозных механизмов для тормозных систем с пневматическим приводом. В ней колодки разжимаются не традиционным кулаком, а клиновым приводным устройством (рис. 40). Так как шток клина выполнен плавающим, то такой тормозной механизм имеет более высокую эффективность, чем описанный выше тормозной механизм с кулачковым приводным устройством. Опора колодок выполняется как скользящей, так и шарнирной. Весьма перспективной является конструкция тормозного механизма с двумя клиновыми приводными устройствами, причем на одном из них установлена обычная тормозная камера, а на другом — камера с пружинным энергоаккумулятором. Преимуществами тормозного механизма с клиновым приводным устройством являются более равномерный и меньший по величине износ деталей трущейся пары, более высокий КПД, меньшая размерность тормозных камер, вследствие чего значительно меньше количество потребляемого сжатого воздуха. Однако клиновое приводное устрой ство имеет и недостатки: повышенную стоимость в изготовлении и необходимость в хорошей грязезащите.

Важнейшими элементами тормозного механизма являются детали, составляющие его пару трения — тормозной барабан и фрикционные накладки. Эффективность тормоза и ее сохранение в различных условиях практически полностью зависят от качества этих деталей.

Специфика работы тормозного барабана заключается в том, что вследствие крайне низкой теплопроводности материала фрикционных накладок свыше 95% выделившегося при торможении тепла поглощается именно барабаном. Испытания показали, что температура тормозных барабанов тяжелых автомобилей на затяжных спусках может достигать 250 — 360 °С. Возникающие от таких температур тепловые напряжения в барабане усугубляются действием циклических нагрузок со стороны колодок. Заметим также, что по соображениям безопасности прочность тормозного барабана должна быть гарантирована. Тормозные барабаны грузовых автомобилей и автобусов обычно изготавливаются из чугуна и часто для увеличения прочности, жесткости и теплоотдачи имеют ребра на наружной поверхности. На легковых автомобилях для снижения веса применяют комбинированный барабан — стальной штампованный или алюминиевый литой диск, залитый в чугунный обод.

Применение чугуна для изготовления тормозных барабанов вызвано тем, что этот материал обеспечивает в паре с современными фрикционными накладками высокий коэффициент трения, хорошо работает на сжатие, обладает достаточной теплопроводностью. Менее ответственные барабаны трансмиссионных тормозов иногда делают штампованными из стали.

Фрикционная накладка изготавливается из сложной асбестовой композиции, которая состоит из наполнителя — волокон асбеста и связующего -— синтетических смол или их смеси с различными органическими веществами. Иногда в композицию добавляют цинковые или латунные частицы, которые увеличивают механическую прочность накладки и улучшают ее теплопроводность, но они интенсифицируют износ барабана.

В настоящее время асбофрикционные тормозные накладки в основном изготавливаются методом горючего формования. В последние годы ведутся опыты по применению металлокера-мических и металлосмоляных (полуметаллических) накладок. Однако такие накладки пока используются лишь в тормозных механизмах специальных транспортных средств. Обладая высокой термостойкостью, они имеют недостаточную эффективность в холодном состоянии, вызывают повышенный износ барабана, создают вибрации и писк тормозов.

Фрикционные накладки автомобильных тормозных механизмов должны обладать следующими свойствами:
– высоким коэффициентом трения, стабильным при изменении скорости скольжения, удельного давления и температуры во всем диапазоне реальных режимов эксплуатации;
– высокой износостойкостью; малой влаго- и маслопоглощаемостью, способностью быстро восстанавливать эффективность после намокания;
– прочностью и надежностью, способностью работать без возникновения трещин, вырывов и нанесения материала барабана на поверхность накладки, без задиров и чрезмерного износа материала барабана;
– отсутствием склонности к вибрациям и «писку». Большое значение имеет способ крепления фрикционных накладок к колодкам. Обладающие высокой жесткостью накладки грузовых автомобилей обычно приклепываются или привертываются. Такой способ крепления удобен при ремонте, но уменьшает рабочую площадь накладки и ее долговечность, поскольку уменьшается рабочая толщина. Более тонкие и потому эластичные накладки легковых автомобилей часто приклеивают. Приклеенная накладка работает практически до полного износа, но ее удаление и замена весьма трудоемки.

В процессе эксплуатации фрикционные накладки и барабан изнашиваются, что влечет за собой увеличение зазора между ними в расторможенном состоянии. Увеличенный зазор приводит к запаздыванию срабатывания тормоза, увеличению ходов исполнительных элементов привода, а следовательно, к перерасходу рабочего тела в нем. В гидростатических тормозных приводах по этой причине может произойти отказ.

Во избежание подобных явлений современные тормозные механизмы снабжаются устройствами для ручного или автоматического регулирования величины зазора в паре трения. Принцип действия этих устройств заключается в периодическом изменении положения расторможенной колодки. Различают два вида регулировок: заводскую, которая производится после сборки нового тормоза или после замены его деталей, и эксплуатационную, устраняющую влияние износа. Для эксплуатационных регулировок тормозных механизмов с гидроцилиндрами применяются шайбы со спиральным или эксцентриковым профилем, установленные на суппорте тормоза. Поворот такой шайбы 4 (рис. 38) вызывает соответствующее угловое перемещение опирающейся на нее колодки. У тормозных механизмов с кулачковым приводным устройством для этой цели служит червячная пара в регулировочном рычаге (рис. 37). Поворот вала червяка приводит рычага, а следовательно, разжимного кулака 5 в новое угловое положение, и колодки приближаются к барабану. В клиновом тормозном механизме это достигается увеличением длины плунжера путем вращения головки плунжера (рис. 40).

Рис. 41. Автоматический регулятор зазора автомобиля ГАЗ-24:

При заводской регулировке, кроме этих устройств, используются и опоры колодок. Так, в тормозных механизмах, показанных на рис. 37 и 38, оси колодоквыполнены в виде эксцентриков и их поворот изменяет положение колодок.

В последние годы широкое распространение получили автоматические устройства для регулирования зазора в тормозном механизме. Такие устройства значительно снижают трудоемкость технического обслуживания тормозной системы и повышают безопасность движения, постоянно поддерживая тормозные механизмы в состоянии технической готовности.

Принцип действия автоматических регуляторов основан на ограничении обратного хода тормозных колодок при растормаживании, если их рабочий ход из-за увеличившегося зазора оказался больше предусмотренной величины. Автоматические регуляторы встраиваются в приводное устройство или устанавливаются непосредственно на колодку. Примеры их конструкций приведены на рис. 41—13.

Встроенный в колесный тормозной цилиндр ограничитель обратного хода поршня (рис. 41) представляет собой разрезное пружинное кольцо, надетое свободно на шейку поршня и вставленное в цилиндр с большим натягом (усилие, необходимое для его перемещения в цилиндре, составляет 60 кгс). Ширина шейки поршня больше ширины кольца, вследствие чего обеспечивается осевое перемещение поршня относительно кольца на заданную величину (от 1,2 до 2,1 мм). Если зазор в тормозе больше предусмотренной величины, то поршень при торможении в конце своего хода переместит кольцо в новое положение (силы давления в приводе для этого достаточно). При растормаживании оттяжная пружина колодок не сможет преодолеть натяг кольца, и поршень вместе с колодкой установится ближе к барабану.

Рис. 42. Автоматический регулятор зазора автомобиля BA3-2103:
1 — тормозная колодка; 2 — ятулка; 3 — фрикционная шайба; 4 — опорная чашка пружины; 5— пружина; 5 —гайка; 7 — ось; 8 — суппорт тормоза

Рис. 43. Автоматический регулировочный рычаг кулачкового приводного устройства

Автономный ограничитель обратного хода колодки, изображенный на рис. 42, состоит из фрикционных шайб, сжимающих ребро тормозной колодки под действием мощной пружины, а также вставленной с большим зазором в отверстие ребра колодки резьбовой втулки и оси, которая приварена к суппорту тормозного механизма. Обратный ход колодки ограничивается трением между ее ребром и шайбами.

Конструкция автоматического регулировочного рычага кулачкового приводного устройства показана на рис. 43. При торможении корпус регулировочного рычага поворачивается против часовой стрелки и зубчатая рейка, упираясь своим зубом в вырез связанного с неподвижным рычагом диска, поворачивает шестерню и наружную конусную полумуфту. При этом под действием силы на штоке тормозной камеры тарельчатые пружины сжимаются и наружная конусная полумуфта не касается внутренней, выполненной заодно с червяком. При оттормаживании зубчатая рейка удерживается в новом положении, вследствие чего червяк, конусная полумуфта которого под действием пружин связана с наружной конусной полумуфтой, поворачивается на небольшой угол. Поворачивается и находящееся с ним в зацеплении червячное колесо, надетое на шлицы разжимного кулака. Таким образом, кулак поворачивается и зазор между накладкой и барабаном уменьшается. Этот процесс происходит при каждом торможении. Величина, на которую уменьшается зазор, зависит от его первоначального значения. Так, при первоначальном зазоре между накладкой и барабаном 1,6 мм за 40 торможений зазор уменьшается на 1,1 мм, а при первоначальном зазоре 0,5 мм — всего на 0,1 мм.

Аналогично работает автоматический регулятор зазора клинового приводного устройства, в котором при большом ходе плунжера собачка перескакивает на следующий зуб и при обратном ходе поворачивает головку плунжера, вследствие чего штифт выдвигается и приближает колодку к барабану.

Рекламные предложения:

Читать далее: Дисковые тормозные механизмы и их элементы

Категория: — Тормозное управление автомобиля

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Барабанные и дисковые тормозные механизмы

Тормозные механизмы. Тормоза по конструкции рабочих вращающихся деталей тормозного механизма делятся на барабанные и дисковые тормозные механизмы . Барабанный тормоз с гидравлическим приводом сделан из двух колодок, которые имеют фрикционные накладки, они установлены на опорном диске. Верхние концы колодок через стальные сухари упираются в поршни колесного разжимного рабочего цилиндра, а ее нижние концы прикреплены шарнирно на опорах.   

Барабанные и дисковые тормозные механизмы

Барабанные и дисковые тормозные механизмы

Колодки, прижимаясь стяжной пружиной к поршням цилиндра, обеспечивают зазор между тормозным барабаном и колодками при нахождении тормоза в нерабочем положении. Когда жидкость из привода поступает в рабочий колесный цилиндр, поршни его расходятся, при этом они, расходясь, раздвигают и колодки до тех пор, пока они не соприкоснутся с барабаном, вращающийся вместе с колесной ступицей.

Сила, возникающая при трении колодок о барабан, затормаживает колесо. Когда жидкость прекращает оказывать давление на поршни рабочего колесного цилиндра, то колодки стяжной пружиной возвращаются в первоначальное положение, торможение при этом прекращается.

На автомобилях (легковых и грузовых), имеющих малую и среднюю грузоподъемность, тормозные барабаны чаще всего делают биметаллическими. Это тормозной барабан на алюминиевом сплаве, залитый внутрь кольцом из чугуна, или стальной диск, который залит чугунным ободом. На грузовых автомобилях с большой грузоподъемностью применяют литые барабаны обычно из серого чугуна.

В автомобилях, принадлежащих к малым и средним классам, дисковые тормоза обычно расположены на передних колесах. В автомобилях с высоким классом дисковые тормоза, изготовленные в большей части из листовой стали, используют на всех колесах. Барабанные тормоза применяют на задних колесах. Некоторые зарубежные грузовые машины также имеют дисковые тормоза.

В барабанном тормозе сила трения образуется в тормозном барабане (вращающийся цилиндр), на его внутренней поверхности; в дисковом – во вращающемся диске, на его боковых поверхностях. В переднем колесе на ступице закреплен тормозной диск. В поворотном кулаке на фланце крепится скоба с помощью кронштейна. В пазах скобы помещены легко съемные тормозные колодки. В скобе есть два тормозных рабочих цилиндра, которые изготовлены из алюминия. Они размещаются в тормозном диске по обеим сторонам.

Цилиндры между собой сообщаются соединительной трубкой. В цилиндрах расположены стальные поршни, уплотненные резиновыми кольцами. При растормаживании колес поршни возвращаются в исходную позицию за счет упругости кольца. При износе колодок поршень благодаря кольцам перемещается, сохранив между диском и колодкой зазор в 0,1 мм.

Плавающая скоба при наличии ее в дисковом тормозе может передвигаться между пазами кронштейна, который закреплен в поворотном кулаке на фланце. В данном случае цилиндр или цилиндры в определенном количестве установлены с одной стороны.

Барабанные и дисковые тормозные механизмы

Конструкция дискового тормоза, где скоба качается на маятниковом подвесе и цилиндр либо цилиндры расположены по одной стороне, исключает заедание скобы, что иногда такое наблюдается в конструкциях, имеющих плавающую скобу.

В настоящее время фрикционные формованные накладки чаще всего изготовляют безасбестовыми, т. к. безасбестовые накладки чисты в экологическом плане. Используют и пластмассовые накладки, в их состав входят эбонит и прочие компоненты.

Для барабанных и дисковых тормозов применяют накладки, сделанных из асбокаучуковых композиций. Колодки с накладками крепятся болтами, заклепками или их приклеивают. Для изготовления тормозных колодок используют листовую сталь. Для грузовых машин изготовляют чугунные литые колодки.

Барабанные и дисковые тормозные механизмы или Барабанные и дисковые тормозные механизмы

 

Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц.сетях!

Барабанный тормозной механизм

Устройство барабанного тормозного механизма, используемого в автомобилестроении уже более ста лет.

Тормозная система

История появления

Первые тормозные системы использовались еще на гужевом транспорт. Они представляли из себя что-то вроде примитивных предшественников велосипедных колодочных тормозов. Но с тех пор прошло много времени, и механизмы, предназначенные для остановки транспорта, серьезно эволюционировали. Ни для кого не секрет, что наибольший скачок в своем развитии тормозные системы сделали на заре автомобилестроения. Примерно в одно и то же время были изобретены как дисковые, так и барабанные тормозные механизмы. Но особое распространение получили именно барабанные тормоза.

Тем не менее, первые барабанные тормоза подвергались очень сильному износу. Колодки были чугунными, и при износе механизмы приходилось постоянно корректировать. Чуть позже тормозные колодки стали изготавливать из износостойкого абразивного материала на основе асбеста, но до конца это проблемы не решило. И только в начале 50-ых годов с изобретением саморегулирующихся  барабанных тормозов постоянная головная боль с корректировкой механизма ушла в прошлое. С середины 60-ых годов многие автопроизводители постепенно начали устанавливать барабанные тормоза только на задние колеса автомобилей, передние же оснащались дисковыми. Без значительных изменений барабанные тормоза просуществовали и до сегодняшнего дня и продолжают активно использоваться.

Устройство

Барабанный тормоз состоит из вращающегося барабана и колодок, которые, прижимаясь к барабану, и осуществляют торможение. Естественно, колодки находятся внутри полого тормозного барабана. Движение колодок внутри барабана осуществляется за счет пружин, которые сжимаются и разжимаются при нажатии на педаль тормоза. Этот процесс происходит при помощи тормозного цилиндра, который под давлением жидкости в гидросистеме и прижимает колодки к барабану. Тормозных цилиндров в некоторых случаях может быть два – такая система называется дуплексной. Вся же конструкция смонтирована на штампованном основании – тормозном щите. Существует так же еще одна разновидность барабанного тормоза – ленточный тормоз, где гибкая металлическая лента путем натяжения обжимает тормозной барабан. Сегодня ленточный тормоз не применяется в автомобилестроении.

Плюсы и минусы. Вопросы эксплуатации

Одно из главных преимуществ барабанных тормозов в том, что они хорошо защищены от воздействия окружающей среды и отлично подходят для эксплуатации в тяжелых условиях. Их колодки и механизмы надежно защищены от попадания влаги и пыли, что увеличивает ресурс. Барабанные тормоза выделяют меньше тепла, что позволяет использовать более дешевые и простые тормозные жидкости с низкой температурой кипения. Так же одно из преимуществ такой конструкции в том, что силу торможения можно повышать не только за счет увеличения диаметра барабана, но и его ширины. Таким образом, пятно контакта колодок с поверхностью тормозного барабана возрастает, в то время как улучшить останавливающие свойства дискового тормоза можно лишь за счет увеличения диаметра самого диска. Так же эффективность работы тормоза повышается за счет самой конструкции – за счет вращения барабана. При торможении он стремится увлечь колодки за собой, проворачивая их вокруг своей оси, в итоге уменьшая необходимое усилие на педали тормоза, что иногда может даже компенсировать отсутствие или неисправность тормозного усилителя.

Однако барабанные тормоза срабатывают на порядок медленнее, чем дисковые, их сложнее регулировать, и они менее стабильны в своей работе. Например, при сильном нагреве механизма возможны «залипания» или серьезное ухудшение тормозных характеристик автомобиля. Так же при минусовых температурах следует исключить использование ручного тормоза, так как нередки случаи примерзания колодок к тормозному барабану. По этим причинам на большинстве современных легковых автомобилей барабанные тормоза не устанавливаются. Барабаны остаются прерогативой либо бюджетных малолитражек, где они могут стоять как на обеих осях, так и в комбинации с дисковыми, либо грузового транспорта. Так же зачастую их можно увидеть на серьезных внедорожниках, предназначенных для суровых условий эксплуатации.

Барабанный тормоз — это… Что такое Барабанный тормоз?

Барабанный тормоз со снятым барабаном на опоре заднего колеса грузовика

Барабанный тормоз — это вид тормозной системы, состоящей из вращающегося барабана, в которой торможение достигается прижатием тормозных колодок к барабану.

Обычно в барабанном тормозе колодки находятся внутри полого тормозного барабана — сегодня именно такой механизм называется барабанным тормозом «по умолчанию», вне исторического контекста. В случае, если колодки располагаются с внешней стороны плоского чугунного диска, тормозной механизм называется дисковым. Существует ещё одна разновидность барабанного тормоза — ленточный тормоз, в котором торможение достигается «охватом» барабана гибкой металлической тормозной лентой. В железнодорожном транспорте эпохи паровой тяги применялись также барабанные тормоза, в которых чугунный барабан тормозился за счёт прижимающейся к нему снаружи тормозной колодки с медной накладкой.

История

Современный барабанный тормоз изобретён в 1902 году Луи Рено, хотя менее сложные конструкции использовались Maybach годом ранее. В первых тормозах колодки прижимались механически с помощью рычагов и кабелей. С середины 1930-х годов стали устанавливаться небольшие тормозные цилиндры с поршнями, хотя некоторые транспортные средства продолжали использовать механические тормозные системы на протяжении последующих десятилетий. Иногда устанавливалось по два тормозных цилиндра.

Колодки в барабане подвержены интенсивному износу, и ранние тормоза приходилось регулярно корректировать до изобретения саморегулирующихся барабанных тормозов в 1950-х годах. В 1960—1970-х годах все современные автомобили устанавливают дисковые тормоза на передние колёса, а сзади по-прежнему устанавливаются барабанные, хотя некоторые производители устанавливали дисковые тормоза для всех четырёх колёс. Барабанные тормоза также используются вместе с ручным тормозом, так как оказалось очень сложно разработать ручной тормоз для дисковой системы.

Первые тормозные колодки имели накладки из асбеста, поэтому при работе старых автомобилей необходимо соблюдать осторожность, чтобы не вдыхать пыль. Правительство США стало регулировать производство асбеста, а производителям тормозов пришлось переключиться на безасбестовые накладки. Поначалу многие водители жаловались на ухудшение торможения, однако в дальнейшем оно компенсировалось развитием и усовершенствованием технологии, что позволило полностью отказаться от асбестовых накладок. Другие страны также ограничили использование асбеста в тормозах.

Характеристики

В барабанном тормозном механизме с двумя рабочими цилиндрами эффективность работы повышается за счёт вращения барабана при движении автомобиля, которое при торможении стремится ещё сильнее прижать к нему колодки («увлекая» их за собой и дополнительно проворачивая их вокруг своих осей), в итоге также уменьшая необходимое усилие на педали тормоза (водителю достаточно легкого нажатия на педаль чтобы колодки коснулись барабана, после чего этот эффект начинает работать как своеобразный «усилитель») — на дисковых тормозных механизмах такой эффект совершенно отсутствует, так как диск вращается в направлении, перпендикулярном к направлению действия тормозного усилия. Поэтому автомобили с дисковыми тормозами, особенно на всех колёсах, в абсолютном большинстве случаев снабжаются сервоприводом (усилителем) тормозов — без него усилие на педали было бы чрезмерно велико. При движении вперёд с усилением действует передняя колодка, которая называется набегающей в противоположность к задней, соответственно, вторичной тормозной колодке.

Конструкция

Основные элементы барабанного тормозного механизма (с гидравлическим приводом) — тормозные колодки, непосредственно осуществляющие торможение и для этого имеющие накладки из фрикционного (имеющего высокий коэффициент трения) материала; тормозной барабан; колёсные, или рабочие, тормозные цилиндры, под давлением жидкости в гидросистеме, создаваемым приводимым в действие от тормозной педали главным тормозным цилиндром, прижимающие колодки ко внутренней поверхности тормозного барабана — их может быть один или два, во втором случае говорят о дуплексном тормозном механизме, или тормозном механизме с двумя ведущими колодками. Все эти детали смонтированы на штампованном основании — тормозном щите.

• Схематическое изображение барабанного тормоза (барабан снят)

• Тормозной щит

• Колёсный (рабочий) тормозной цилиндр

• Тормозные колодки

• Тормозной барабан (снят)

Также в состав барабанного тормоза входят оси (пальцы) тормозных колодок, пружины, удерживающие колодки на их местах и сводящие их после отпускания водителем педали тормоза, механизмы, служащие для регулировки зазора между колодками и барабаном (иногда — отдельные механизмы для регулировки тормозов при смене колодок и в процессе эксплуатации) и всевозможный крепёж.

Преимущества и недостатки

Барабанные тормоза используются на многих грузовых автомобилях, реже — легковых машинах и мотовездеходах. Главное преимущество барабанного тормозного механизма — в том, что его мощность (определяемую площадью пятна контакта колодок с поверхностью барабана) можно очень легко повышать за счёт увеличения как диаметра барабана, так и его ширины (в то время, как дискового — только за счёт увеличения диаметра диска, который в большинстве случаев ограничен размером обода колеса, внутри которого тормозной диск установлен). Это позволяет даже при не слишком высокой удельной эффективности (тормозное усилие на единицу площади колодок) достичь очень высоких абсолютных значений тормозного усилия, необходимых для замедления и остановки тяжёлого транспорта, вроде грузовиков или автобусов. Барабанный механизм сравнительно хорошо защищён от попадания воды и пыли, его колодки намного меньше изнашиваются на запылённой или грунтовой дороге, чем открыто установленные колодки дискового механизма, что делает его более долговечным и вообще более подходящим для плохих дорожных условий. Использование барабанных тормозов упрощает оснащение автомобиля стояночным тормозом. Барабанные тормоза не выделяют много тепла, что делает возможным применение сравнительно дешёвых, безопасных в обращении и не гигроскопичных тормозных жидкостей на масло-спиртовой основе (ЭСК, БСК и подобные), имеющие низкую температуру кипения.

В то же время, барабанные тормоза срабатывают медленнее, чем дисковые, имеют менее стабильные характеристики (что в первую очередь обусловлено непостоянством пятна контакта колодки и внутренней поверхности тормозного барабана) и меньшие возможности для регулировки. Поэтому на быстроходных легковых автомобилях обычно применяют как минимум передние дисковые тормозные механизмы.

Литература

• The AA Book of the car. — 1976.

задние барабанные тормозные механизмы | Обслуживание и ремонт автомобилей VW / Audi. Статьи, советы, рекомендации

а так же замена барабанных колодок,  тормозных цилиндров, ступичных подшипников, регулировка стояночного тормоза.

Допустим, вам необходимо по какой-то причине снять задние тормозные барабаны. Рассмотрим, что  можем увидеть под ними, на что надо обращать внимание, и как оно всё должно выглядеть.

Для снятия барабана в первую очередь надо снять защитный колпачок, и сделать это надо аккуратно (только если вы не планируете менять подшипники).

Для этой цели  можно приспособить старые «крокодилы», уже не способные фиксировать любой размер, кроме максимального.

На краях «губок» сделали пропилы, благодаря чему колпачок снимается легко, и без деформации. В крайнем случае можно использовать толстое тупое зубило, аккуратно, по немного, постукивать по периметру захода колпачка в ступицу. Сняли.

Разогнуть и вынуть шплинт(старый лучше выкинуть и поставить новый).

Снять фиксирующую шайбу. Открутить гайку ключом на 24.

Перед снятием барабана надо свести колодки. Для этого нужно бы иметь рентгеновское зрение.

Шутка. Для этого нужно выставить барабан так, что бы отверстия под колёсные болты составляли квадрат, параллельный земле. В верхнее переднее (по ходу движения) отверстие вставить плоскую отвёртку, нащупать нижнюю часть клинышка механизма саморазведения, и, используя отвёртку как рычаг, поднять его вверх.

Кстати, коротко об устройстве и работе механизма саморазведения. Он прост, как и всё гениальное. При раздвигании колодок усилием рабочего тормозного цилиндра, между колодкой и распорной  планкой открывается дополнительная щель, куда и стремится провалиться клинышек, под воздействием пружинки. Вы отпускает педаль, а упавший клин не даст колодкам полностью сойтись

Теперь, взяв за края барабана, можно его потянуть на себя, при этом постараться предохранить от выпадения наружный подшипник.

Прежде чем отложить барабан в сторону, осмотрите его внутреннюю рабочую поверхность. В идеале она должна быть зеркальной, без канавок и повреждений. Буртик образуется практически всегда, не стоит обращать на него внимания. Однако надо помнить, что допустимый износ любого барабана – всего 1 мм на диаметр. То есть если на Гольф-2 диаметр нового барабана – 180 мм, то при 181,5 можно смело выбрасывать.

Так же во внутренней части барабана должно быть сухо, наличие жирных пятен свидетельствует о течи тормозного цилиндра, или о выдавливании смазки из под сальника внутреннего подшипника.

Теперь смотрим на открывающиеся взору внутренности. Чистота и сухость должна радовать глаз.

 

Если же есть следы подтекания тормозной жидкости, необходимо поменять рабочий тормозной цилиндр. Однако и на видимое благополучие не надо сразу покупаться. Аккуратно надавите на один поршенёк – он должен легко утапливаться, а противоположный при этом наоборот, вылезать. Поддеваем краешек пыльника на цилиндре, и заглядываем: а так ли там красиво, как снаружи?

Допустим, настал момент прощаться с этой деталью. Не надо грустить, новая вас будет лучше останавливать. Для замены цилиндра нужен ключ на 11 мм, и шестигранник на 5. Главное –качественно очистить внутренность болтиков, фиксирующих цилиндр, что бы как можно глубже вставить шестигранник. Не лишним будет слегка обстучать корпус цилиндра в районе резьбы. Открутили. Теперь страгиваем тормозную трубку на входе в цилиндр. Если штуцер стронулся, но пытается крутиться вместе с самой трубкой, есть два выхода: ломать и менять трубку, или скрутить со штуцера сам цилиндр, вытолкнув его из посадочного гнезда, и потом навинтить новый. Но лучше всё-таки поменять трубку. После установки нового цилиндра не требуется никаких священнодействий с педалью тормоза для удаления воздуха, достаточно открыть штуцер прокачки, и дать ТЖ немного протечь. Воздух выйдет сам.

Теперь внимательно смотрим на колодки. Степень износа можно оценить и визуально, но главное, на что надо обратить внимание – на равномерность износа. Разная толщина накладки в верхней и нижней частях колодки говорит о чрезмерном износе самого барабана, и обходиться просто заменой колодок уже не советую, выкинутые на ветер деньги.

Для снятия колодок можно использовать простые пассатижи, я в своих сделал два пропила для лучшего захвата. Удерживая солдатик с обратной стороны пальцем, верхнюю тарелку необходимо слегка утопить и провернуть на 90 градусов.

Затем теми же пассатижами вывести нижние части колодок из под фиксатора, и потянув вниз, снять с рабочего цилиндра. В идеале поршеньки сами вываливаться не должны, но лучше подстраховаться, и стянуть их хомутиком (можно использовать старое стопорное кольцо от переднего ступичного подшипника).

Когда освободите тросик ручника от зажима в колодке, обязательно проверьте лёгкость его хода, утопив и потянув на себя пару раз. Если ход тяжелый, лучше трос заменить, так как возвратная пружинка на нём слабая, и при интенсивном пользовании стояночным тормозом клинящих колёс мы не получим, но убыстренный износ колодок гарантирован.

Мелкая, но не маловажная составляющая тормозных механизмов — пружинки

Обязательная замена при установке новых колодок. И рекомендация от TRW: замена раз в два года.

И ещё одну деталь надо проверить, пользуясь случаем – цапфу. Как следует протрите её ветошью, и осмотрите посадочные поверхности подшипников. На них не должно быть видно следов от вращения внутренних обойм. В противном случае ступицу лучше поменять, что бы не разориться на регулярной замене подшипников.

Ещё одна мелочь, о которой лучше не забывать – упорные пятачки колодок. Многие жалуются на повышенный шум и скрип при работе тормозов. Так вот зачастую виной эти самые пятачки. Их надо почистить и нанести тонкий слой специальной смазки, на самый крайний случай что-нибудь типа «Литола».

на Golf III нет медных пятаков, и там часто кроется причина скрипа при нажатии и отпускании педали тормоза. Но есть альтернативный способ борьбы со скрипом

 

ещё один немаловажный аспект: клин в механизме натяженияна гранях имеет насечки, которые, в помощь небольшой пружинке, призваны удерживать от выдавливания вверх, под усилием пружин, сводящих сами колодки.Если не знать, то рассмотреть эти шлицы на вынутом клинышке практически невозможно.

Поэтому требуется дополнительная очистка жесткой карчёткой. Если же насечки уже съедены коррозией ли стёрлись, клинышек лучше всего поменять.

В противном случае ход педали тормоза будет больше, а эффективность торможения – ниже.

Ну и последняя, но не менее важная деталь: распорная планка. Со временем колодки стачивают те места, в которые упираются, из-за чего увеличивается расстояние до барабанов.

 

А это — лишний свободный ход педали тормоза, и опять же — ограничение работы механизма саморазведения.

При замене колодок постарайтесь не забыть, какая пружинка куда крепится. Иначе можно получить неработающую конструкцию. Обратная сборка начинается с фиксации тросика ручника. Я делаю это так: пассатижами хватаем за кончик троса, а кусачками отодвигаем пружинку на пару сантиметров, и фиксируем, аккуратно прикусив(главное – не перестаратьсяJ)

Затем заводим тросик в прорезь и отпускаем пружинку.

После снимаем фиксатор с поршеньков тормозного цилиндра, аккуратно (!) заводим на него верхнюю часть колодок, заводим нижние части за фиксатор, вставляем «солдатики».

Если  есть необходимость в замене ступичных подшипников,  делаем это так

Перед установкой барабана клинышек механизма само разведения необходимо полностью поднять вверх. И ещё раз убедитесь в чистоте поверхности оси ступицы.

Надели барабан, отрегулировали подшипник. Зашплинтовали, надели защитный колпачок. Кстати, делать это надо постукивая не по центру, а по ободу, желательно через специальную оправку (в противном случае есть риск, что он отвалится).

Далее производим регулировку стояночного тормоза

При наличии регулятора тормозных усилий на задний контур ложится лишь только часть нагрузки, так что особых предосторожностей для прикатки колодок не требуется.