Тормозная система автомобиля: как она устроена

Автомобильные тормоза – это не менее важная система, нежели рулевое управление или двигатель. Ведь от исправности их работы напрямую зависит безопасность водителя автомобиля, его пассажиров и других участников дорожного движения. Даже те, кто всегда говорит, что тормоза – это удел трусов, в глубине души не раз были благодарны им за возможность удачно маневрировать на дороге и не вылететь в кювет. Таким образом, исправная тормозная система автомобиля – это гарантия безопасности и целостности, от которой зависят жизни многих людей.

Но не смотря на всю важность этой системы, далеко не все водители и автовладельцы до конца понимают принципы ее работы и знают, какие бывают тормозные системы. По этой причине, мы решили посвятить тормозным системам статью, в которой ознакомим Вас с тем, какой была история создания, как действует тормозная система и как ею пользоваться.

1. Из старинных карет в современные кары: как модернизировалась тормозная система на протяжении веков?

О потребности в тормозной системе начали задумываться еще кучера, которые управляли каретами. Ведь кони не всегда способны сохранить хладнокровность и не всегда подчиняются человеку. Сильно испугавшись они могут направиться в любом направлении, причиняя вред и себе, и карете, и ее пассажирам. По этой причине возникла идея, чтобы создать специальный рычаг, от нажатия которого будет блокироваться движение колес самой кареты. Тогда, под ее тяжестью, кони также будут вынуждены остановиться. Воплощенная в реальность идея действительно оказалась настоящей находкой, поэтому ее стали применять даже на первых автомобилях, на которых, между прочим, использовались самые обычные колеса от экипажей. Таким образом, тормоза с колодками, которые обхватывают обод с двух сторон, являются самыми первыми известными миру тормозами. К слову, их усовершенствованный прототип до сих пор устанавливается на любительские велосипеды типа «Аист».

Лишь в 1902 году благодаря изобретательности такого жителя туманного Альбиона, как Уильям Ланчестер, был запатентован первый в мире дисковый тормозной механизм. Однако, такое устройство имело одну очень негативную черту, из-за которой оно не пришлось по душе автомобилистам: при нажатии на тормоза с медными колодками издавался истошный и довольно громкий скрип. Но благодаря еще одному изобретателю по имени Луи Рено, в скором времени медные дисковые колодки были заменены барабанными тормозами, которые получили очень широкое распространение на автомобилях тех времен.

Что же касается современной тормозной системы, которая именуется гидравлической, то она была запатентована еще в начале двадцатых готов прошлого века. Ее изобретателем является американец Уильям Локхид. Изобретение этого великого человека было установлено на знаменитых автомобилях Уолтера Крайслера и, возможно, и повлияли на их популярность.

Однако, уже к завершению пятидесятых годов двадцатого века скорость выпускаемых моделей автомобилей начала возрастать в разы. В связи с эти возникла острая необходимость в усовершенствовании тормозной системы автомобилей. Самым лучшим решением стали дисковые тормоза, эффективность которых опережает гидравлические в разы. Во все последующие годы для увеличения надежности и маневренности автомобиля диски его тормозной системы увеличивали в размерах. Это напрямую влияло на эффективность торможения.

Со временем были созданы особенные вентилируемые и перфорируемые диски, благодаря особенной конструкции которых обеспечивается быстрое остывание. Изменения коснулись не только дисков, но и тормозных цилиндров. Для комплектации самых скоростных и выносливых каров сегодня используются многопоршневые цилиндры, благодаря которым появилась возможность прижимать к тормозным дискам более объемные по площади колодки.

Что же касается современности, то развитие и совершенствование тормозной системы автомобилей продолжает упорно развиваться. На сегодняшний день существуют следующие виды тормозных механизмов:

- барабанный;

- гидравлический;

- дисковый;

- электрический;

- колесный;

- колодочный;

- ленточный;

- трансмиссионный;

- фрикционный (механический).

Что касается наиболее часто используемых, то таковыми являются фрикционные тормозные механизмы. На передних колесах обычных легковушек чаще всего устанавливаются дисковые тормоза, а на задних – барабанные. Последние также являются наиболее эффективными для грузовых автомобилей. Для того, чтобы езда на автомобиля была более комфортной, безопасной и эффективной, их механизмы начали оснащать антиблокировочными и атипробуксовочными системами, а также современными системами курсовой устойчивости. В целом, совершенствование тормозной системы направлено только в одно русло – увеличение комфортности маневрирования и безопасности движения на дороге даже при большой скорости.

2. Тормозная система автомобиля и ее разновидности

О том, какие есть тормозные системы, задумывается далеко не каждый водитель, не то что простой обыватель. Однако, чтобы до конца понять принципы функционирования тормозов, стоит детально разобраться в том, какие механизмы составляют целостную систему торможения автомобиля. И так, существуют следующие виды тормозных систем:

1. Рабочая. Данная система используется наиболее часто. Именно с помощью ее водитель может снизить скорость движения автомобиля, пока не произойдет его полная остановка. Думаем, что все знают как данная система приводится в действие: водитель внутри салона жмет на педаль тормоза и в зависимости от силы нажатия будет происходить торможение. Если рабочую тормозную систему сравнивать с другими, то ее следует считать наиболее эффективной, поскольку она может обеспечить как плавную остановку, так и практически моментальную (это будет зависеть от того, на какой скорости Вы ехали).

2. Стояночная. Функционал данной тормозной системы несколько ограничен и концентрируется на самом главном задании – удержание автомобиля на одном месте во время стоянки. Стояночная тормозная система также позволяет автомобилю не скатываться вниз, если старт езды происходит на склоне. Управление данной системой производится с помощью рычага ручного тормоза, который находится в салоне автомобиля справа от водительского кресла. Ниже мы более подробно рассмотрим принципы ее работы.

3. Запасная. Данную тормозную систему правильнее называть аварийной, поскольку она действует в случае отказа в рабочей систему и обеспечивает полноценную остановку автомобиля. Как дополнительная, она не является столь эффективной и полностью заменяющей основную рабочую. Однако, она помогает избежать аварийных ситуаций на дороге. Функцию запасной системы торможения также может выполнить и вышеописанная стояночная система.

4. Вспомогательная. Имеется в виду так называемый тормоз-замедлитель, который в основном используется на автомобилях, обладающих большой грузоподъемностью. она играет очень большое значение для таких машин, поскольку на длительных спусках рабочая тормозная система не всегда способна выдержать нагрузку. Поэтому, ей «приходит на помощь» вспомогательная тормозная система. Важнее всего чтобы в рабочем состоянии находилась рабочая тормозная система, поскольку если все остальные и не будут функционировать – серьезных проблем с остановкой и маневренностью не возникнет. Однако, сильные нагрузки могут привести рабочую систему к неисправности, и тогда уже автомобиль сможет остановить только впередистоящее препятствие.

3. Устройство тормозной системы – разбираем до деталей

Когда речь идет о тормозной системе, имеется в виде тормозной механизм и тормозной привод. Предназначение первого из них – это создание так называемого тормозного момента, который нужен для замедления и полной остановки автомобиля. О том, что чаще всего устанавливаются фрикционные тормозные механизмы, которые работают на силе трения, мы уже говорили выше. В рабочей тормозной системе тормозные механизмы устанавливаются непосредственно на колесах, а в стояночной чаще всего расположен за коробкой передач.

Тормозной механизм состоит из вращающихся частей (тормозного барабана в барабанном механизме или дискового в дисковом механизме), а также неподвижны – тормозных колодок и ленты. На современных карах чаще всего встречаются дисковые тормозные механизмы, которые устанавливаются как на передней, так и на задней оси. Рассмотрим более подробно каждую из деталей дискового тормозного механизма:

1. Суппорт, который закрепляется на кронштейне. В его пазах установлены рабочие цилиндры. При нажатии педали тормоза они прижимают тормозные колодки к диску.

2. Тормозной диск. При торможении он нагревается, поскольку испытывает сильное давление. Охлаждение проводится специальными потоками воздуха, а также специальными отверстиями, которые выполняются на его поверхности (вентилируемые диски). В скоростных спортивных карах устанавливаются керамические тормозные диски.

3. Тормозные колодки – являются неподвижными и представлены в количестве двух штук. К суппорту они прижимаются благодаря пружинным элементам. К ним также прикрепляются фрикционные накладки. В последние годы их стали оснащать специальными датчиками износа.

Если говорить о тормозном приводе, то благодаря ему обеспечивается управление вышеописанным тормозным механизмом. В автомобилях могут применяться несколько видов тормозных приводов:

1. Механический. Используется в стояночной системе. Состоит из системы тяг, рычагов и тросов, благодаря которым рычаг стояночного тормоза соединяется с тормозным механизмом, установленным на задних колесах. В некоторых моделях ручной тормоз активируется не при помощи рычага, а при помощи педали, или е специальной электронной системы.

2. Гидравлический. В рабочей системе он является основным. Состоит из тормозной педали внутри салона, специального тормозного усилителя, тормозного цилиндра, колесных цилиндров, соединительных шлангов и трубопроводов. Принцип его работы мы опишем ниже.

3. Пневматический. Устанавливается на грузовые автомобили.

4. Комбинированный. Речь идет об использовании нескольких приводов на одном автомобильном механизме. Примером является электропневматический привод.

Но какой бы привод не был установлен на Вашем автомобиле, главное, чтобы он всегда находился в рабочем состоянии и нажатие педали тормоза действительно вызывало торможение.

4. Принцип действия рабочей тормозной системы обычного легкового автомобиля

Понять, как действует тормозная система не так уж и просто, если не заглянуть под сам автомобиль. Ведь, после нажания педали тормоза в салоне в действие приходит очень много деталей. Как и обещали, описываем принцип работы тормозной системы на примере гидравлической рабочей системы:

- нажав на тормозную педаль водитель передает давление на главный тормозной цилиндр;

- усилитель еще больше нагнетает усилие водителя, создавая дополнительное давление тормозной жидкости, которую главный цилиндр передает на тормозные цилиндры;

- нагнетание жидкости происходит благодаря работе поршней главного тормозного цилиндра и проходит она через трубопроводы непосредственно к колесным цилиндрам;

- в случаях потери тормозной жидкости она подается из расширительного бачка, находящегося над главным цилиндром;

- за счет увеличения давление жидкости в тормозном приводе поршни колесных цилиндров перемещают тормозные колодки к дискам (или барабанам, в зависимости от типа тормозного механизма).

Чем сильнее водитель жмет на педали – тем сильнее замеливаются обороты колес автомобиля, происходит замедление движения и полная остановка. Чем сильнее мы давим на педаль – тем быстрее произойдет остановка. Давление тормозной жидкости при этом может достигать показателя в 10-15 Мпа. Когда мы убираем ноги из педали тормоза, возвратная пружина перемещает ее привычное для нее положение. Вместе с ней в такое же исходное положение перемещается и поршень главного тормозного цилиндра, а благодаря пружинным элементам от дисков (барабанов) отводятся тормозные колодки. Также, в обратном направлении вытесняется тормозная жидкость из колесных цилиндров. С уменьшением количества жидкости падает и давление в тормозной системе.

5. Стояночная тормозная система: разбираемся в деталях и принципах функционирования

Большинство водителей привыкло к тому, что рычаг стояночной тормозной ситемы находится сбоку от водителя. Он обладает специальным храповым механизмом, благодаря которому обеспечивается его фиксация в рабочем положении. Непосредственно на самом рычаге располагается выключатель контрольной лампы. Сама же лампа для удобства наблюдения за ней находится на панели приборов. Когда стояночный тормоз срабатывает – она загорается, отключен – она не горит.

С тормозными механизмами рабочей системы торможения рычаг связан при помощи тросов. Вообще в конструкции стояночного тормоза может использоваться разное количество тросов – от одного до трех. Наиболее популярной и эффективной является схема с тремя тросами – одним центральным, который непосредственно соединен с ручным рычагом, и двумя задними, которые соединяются с тормозными механизмами автомобиля. Соединяет передние и задние тросы между собой так называемый уравнитель, который также выполняет функцию уравновешивания передачи усилий водителя.

А вот сами тросы с элементами стояночного тормоза соединяются благодаря наконечникам, одна из частей которых может регулироваться. Благодаря этому можно незначительно уменьшать или увеличивать длину привода, что будет влиять на ее чувствительность. Для того, чтобы после выключения рычага весь механизм смог перестроиться в исходное положение используется специальная пружина, которая может располагаться на уравнителе, переднем тросе или же на тормозном механизме. Очень важно отметить, что стояночную тормозную систему необходимо постоянно использовать. Если это не будет происходить – тросы попросту закиснут. В результате утрачиваются все ее функции, она становится не работоспособной. Особенно важно знать об этом обладателям автомобилей с автоматической коробкой передач, когда использование стояночного тормоза может быть абсолютно не актуальным. Вообще, в конструкции стояночного тормоза зачастую применяются штатные тормозные механизмы задних колес, для чего в последние вносится ряд изменений.

Конструкции стояночного тормоза могут значительно отличаться друг от друга, особенно если речь идет об автомобилях с дисковыми тормозами. В частности, существуют следующие виды:

1. Винтовой. Он устанавливается на автомобили с дисковыми тормозами, на которых имеется всего один поршень. Выполнен механизм в суппорте дискового тормоза. Управление поршнем производится благодаря ввинченному в него винту. Винт вращается благодаря рычагу, который, в свою очередь, соединяется с тросом. Сам винт при вращениях не перемещается, зато способствует перемещению поршня, который и прижимает тормозные колодки к дискам.

2. Кулачный. Он имеет довольно схожую конструкцию с вышеописанным винтовым тормозным механизмом. Однако здесь перемещения поршня обеспечиваются благодаря специальному толкателю, который приводится в действие кулачком. Последний очень плотно соединяется со связанным с тросом рычагом. Когда кулачок поворачивается, перемещается и толкатель и поршень тормозного механизма. Для обратного возвращения в исходное положения здесь также установлена возвратная пружина.

3. Барабанный. Данный тип тормозного механизма устанавливается в автомобилях с несколькими поршнями дисковой тормозной системы. В этом случае стояночный тормоз выступает как отдельный механизм, у которого есть собственные барабанные колодки. Роль барабана в данном случае выполняет внутренняя поверхность тормозного диска.

И так, разобравшись в конструкции и принципе работы стояночного тормоза установленного на автомобиле с дисковыми тормозами, стоит разобраться в том, в чем же заключается принцип работы этого тормоза в взаимодействии с барабанным тормозным механизмом. Здесь торможение производится благодаря рычагу, который одной стороной подсоединен к заднему тросу, а второй – к тормозной колодке. Когда происходит срабатывание тормозного механизма, трос перемещает рычаг и, как следствие, на ведущую тормозную колонку передается толчок. Вместе с ведущей тормозной колодкой в движение приходит и ведомая тормозная колодка, которые движутся к тормозному барабану. Таким образом и блокируются автомобильные колеса.

6. Как пользоваться тормозной системой автомобиля?

Торможение – это наверное самое простое, что не обходимо усвоит для того, чтобы научиться хорошо водить. В тех автомобилях, которые обладают автоматической коробкой передач, даже не приходится переключаться между ними. Одновременно с тем, как водитель жмет педаль тормоза, коробка автоматически переключается на пониженную передачу и происходит правильная остановка автомобиля.

А вот владельцам автомобилей, на которых установлена механическая коробка, можно использовать целых два варианта торможения. Первый из них предполагает то, что водитель начинает тормозить, предварительно до конца выжав сцепление, а второй – при продолжении движения автомобиля на той же передачи. При размыкании сцепление торможение происходит благодаря трению дисков и колодок между собой. Однако, если его не разомкнуть, торможение и остановка все равно произойдут. Осуществиться это благодаря работающему на низких оборотах двигателю, который будет гасить инерцию автомобиля. Тормозить таким образом рекомендуется на спусках, что поможет уберечь Вашу тормозную систему от перегревания.

Если водитель хорошо усвоит вышеизложенную информацию, а также то, какую передачу необходимо подобрать автомобилю на подъеме и спуске и как лучше тормозить, он сможет существенно продлить работу тормозной систему автомобиля. И наоборот, халатное отношение к тормозному механизму, слишком сильные нагрузки и отсутствие охлаждения тормозных дисков являются причиной их преждевременного изнашивания. Вырастает опасность того, что тормоза могут отказать непосредственно во время движения на высоких скоростях. Поэтому, не ленитесь следить за их исправностью.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.