Тормозная система автомобиля включает в себя рабочую тормозную систему и стояночную тормозную систему.

Задача рабочей тормозной системы — уменьшение скорости движения транспортного средства и вплоть до полной остановки. Другими словами, рабочая тормозная система должна обеспечивать преднамеренное прекращение движения транспортного средства при выполнении водителем соответствующих действий. Она приводится в действие нажатием педали, расположенной в салоне автомобиля между педалями газа и сцепления (в автомобилях с механической КПП) или слева от педали газа (в автомобилях с автоматической КПП). Приложенное к педали усилие передается через гидравлический тормозной привод на тормозные механизмы всех колес транспортного средства.

Что касается стояночной тормозной системы, то ее главная задача состоит в том, чтобы обеспечить неподвижное состояние автомобиля во время его стоянки (иначе говоря, она предотвращает самопроизвольное начало движения автомобиля). Также стояночная тормозная система применяется для удержания транспортного средства от скатывания назад при трогании с места на подъеме, а также для ручного управления тормозными механизмами задних колес с помощью рычага стояночного тормоза, находящегося, как правило, между передними сиденьями автомобиля.

Приведение в действие стояночной тормозной системы осуществляется поднятием ее рычага в верхнее положение (этот рычаг более известен под названием «ручник», рис. 3.9). При этом тормозные колодки задних колес прижимаются к дискам или барабанам (в зависимости от типа используемого тормозного механизма), и в результате колеса блокируются, что обеспечивает неподвижность транспортного средства. Когда ручник установлен в верхнее положение, то для предотвращения самопроизвольного снятия он блокируется защелкой. Поэтому, чтобы опустить рычаг, водитель должен большим пальцем нажать на специальную кнопку, которая находится на конце рычага.

Рабочая тормозная система состоит из двух основных компонентов: тормозной привод (который передает приложенное к педали усилие) и тормозные механизмы колес (с помощью которых и осуществляется торможение). Рассмотрим подробнее каждый из них.

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.).

Тормоза с гидравлическим приводом

В легковых автомобилях распространение получил гидравлический тип привода.

В целом рабочий тормоз состоит из пяти элементов, цепь расположения которых выглядит так:

• Педаль;
• Усилитель (вакуумный);
• Главный тормозной цилиндр;
• Трубопроводы;
• Рабочие цилиндры (входящие в конструкцию исполнительных механизмов);

В основу работы всей этой системы положена такое свойство жидкости, как отсутствие изменения объема при создании давления на нее (она не сжимается).

Благодаря этому и существует возможность использования жидкости в качестве элемента для передачи усилия.

Принцип работы такой системы очень прост: водитель прикладывает усилие, нажимая на педаль, а имеющийся в конструкции усилитель повышает его.

Далее усилие передается на поршни главного цилиндра. Те, перемещаясь, создают давление на жидкость, из-за чего она выдавливается из цилиндра, и по трубопроводам подается на рабочие цилиндры.

Поршни рабочих механизмов от полученного воздействия жидкости перемещаются, обеспечивая срабатывание рабочего механизма.

У барабанного механизма имеется два поршня рабочего цилиндра, которые взаимодействуют с колодками.

У дисковых тормозов в суппорте установлен только один рабочий цилиндр с поршнем. Но сам суппорт может перемещаться по своим осям крепления.

У этого механизма тормозной диск располагается между двух колодок, установленных в суппорте.

Поршень при создании давления на него прижимает только одну колодку к диску, вторая же прижимается суппортом, который смещается при давлении поршня в колодку и диск.

Данный тип привода сейчас оснащается дополнительными механизмами и системами, такими как вакуумный усилитель, облегчающих водителю создание усилие на жидкость, а такжеABS система, которая исключает полную блокировку колес при торможении, что не дает авто пойти юзом и значительно уменьшает тормозной путь.

При отпускании педали, установленные в главном цилиндре пружины, возвращают поршни в начальное положение, что приводит к сбросу давления в системе, и возврат рабочих поршней в исходную позицию.

Тормозные Диски и Тормозные Колодки через 40 000 км пробега автомобиля

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.

Тормозные механизмы

Автомобиль замедляется при помощи двух типов тормозных механизмов:

• Барабанный тормоз – подавляющее большинство машин (в основном это бюджетные модели и представители среднего класса) оснащаются такими механизмами на задней оси. Они обладают высокой надежностью и стабильностью работы. В таких тормозах из-за износа колодок между фрикционной поверхностью и стенками барабанов образуется увеличенный зазор. В устройство механизма входит регулятор, который компенсирует это расстояние, перемещая колодки максимально близко к стенкам барабана. Процесс самоподводки механизма в основном происходит во время резкого торможения. Охлаждаются тормоза за счет ребер на самом барабане и большого количества металлических частей;

  

• Дисковый тормоз – используется на передней оси, а в спортивных машинах и авто класса премиум и выше задействуются и на задней оси. Суппорт с двух сторон зажимает тормозной диск. Такая схема требует меньше усилий для замедления колеса, поэтому данная система более эффективна по сравнению с барабанным аналогом. Из-за этого механизмы испытывают гораздо большие температурные нагрузки. На современных дисках делаются специальные бороздки, которые улучшают отвод тепла. Такие модификации называются вентилируемыми.

Эти два типа механизмов входят в устройство основной тормозной системы авто. Она работает в обычном режиме – когда водитель хочет остановить машину. Однако в каждом автомобиле есть и вспомогательные системы. Каждая из них может работать в индивидуальном режиме. Вот их различия.

Вспомогательная (аварийная) система

Вся магистраль тормозной системы разделена на два контура. Часто производители к отдельному контуру подключают колеса по диагонали автомобиля. Расширительный бачок, установленный на главном тормозном цилиндре, внутри на определенном уровне (соответствует критически минимальному значению) имеет перегородку.

Пока тормоза в порядке, объем тормозной жидкости выше перегородки, поэтому усилия от вакуума поступают одновременно на два рукава, и они работают, как одна магистраль. Если шланг разорвется или сломается трубка, уровень ТЖ понизится.

В поврежденном контуре давление невозможно создать, пока не будет устранена течь. Однако благодаря перегородке в бачке жидкость не вытекает вся, и второй контур продолжает работать. Конечно, в таком режиме тормоза будут работать в два раза хуже, но автомобиль не будет полностью их лишен. Этого достаточно, чтобы безопасно добраться до сервиса.

Стояночная система

Эта система в народе называется просто ручник. Ее используют, как противооткатный механизм. В устройство системы входит тяга (рычаг, расположенный в салоне возле рычага коробки передач) и трос, разветвленный на два колеса.

В классическом исполнении ручной тормоз активирует основные тормозные колодки задних колес. Однако бывают модификации, имеющие свои колодки. Эта система вообще не зависит от состояния ТЖ в магистрали или неисправности системы (неисправность вакуума или другого элемента основных тормозов).

Профилактика тормозной системы:

• Обращайтесь в специализированные сервис-центры.

• Вовремя меняйте тормозную жидкость: заводы-изготовители рекомендуют проводить эту процедуру каждые 30-40 тысяч километров пробега или раз в два года.

• Новые диски и колодки необходимо обкатывать: на протяжении первых километров после замены запчастей избегайте интенсивных и длительных торможений.

• Не игнорируйтесообщения бортового компьютера автомобиля: современные автомобили могут предупреждать о необходимости посещения сервиса.

• Используйте качественные комплектующие, отвечающие требованиям завода-изготовителя автомобиля.

• При замене колодок рекомендуется использовать смазку для суппортов и очищать их от грязи.

• Следите за состоянием колес автомобиля и не используйте шины и диски, параметры которых отличаются от рекомендуемых заводом-изготовителем авто.

Типы систем

Первые автомобильные тормоза отличались обилием исполнений, инженеры находились в состоянии поиска оптимальных решений.

Постепенно всё свелось к использованию колёсных барабанов или дисков, поскольку некоторые преимущества есть у обоих принципов, то несмотря на превосходство дисковых механизмов, барабанные продолжают применяться.

Барабанные

В этой системе используется тормозной барабан, рабочая поверхность которого имеет вид закрытого с одной стороны цилиндра.

Колодки прижимаются к барабану изнутри, для чего там расположен исполнительный гидроцилиндр, общий для пары колодок или по одному на каждую.

Достоинства барабанного механизма:

• хорошая защищённость от грязи;
• простота и отработанность конструкции;
• низкая цена в массовом производстве;
• хорошая совместимость со стояночным тормозом;
• большой срок службы.

Недостатки:

• плохой отвод тепла от колодок;
• большая масса деталей;
• низкая эффективность;
• склонность к отказам при попадании воды и медленное её испарение.

Сочетание плюсов и минусов привело к тому, что барабаны сохранились лишь в качестве тормозов задней оси на самых бюджетных и маломощных машинах, а также на некоторых грузовиках.

Иногда их предпочитают поклонники внедорожников, хотя и там постепенно они вытесняются дисками.

Дисковые

Тормозные диски сейчас используются практически повсеместно, от магистральных грузовиков до гоночной техники.

С врождёнными недостатками инженеры научились бороться, внедряя новейшие материалы и совершенствуя конструкцию.

А преимущества дисковых тормозов известны давно:

• прекрасная эффективность, ограниченная лишь размерами дисков и материалами фрикционных пар, от простейших азбестосодержащих накладок по чугуну до углепластика;
• широкие возможности по отводу тепла, диск открыт для атмосферного воздуха и имеет внутреннюю принудительную вентиляцию;
• конструкция имеет небольшой вес, что важно при экономии неподрессоренных масс;
• диск имеет теоретически меньший момент инерции по сравнению с барабаном;
• при попадании влаги колодки быстро очищаются за счёт малой площади и высокой рабочей температуры.

Тормозные диски TRW и TEXTAR — сравниваем популярных производителей

Недостатки в виде малого срока службы и сильного износа от грязевых абразивов преодолевается простым сокращением сроков замены недорогих деталей.

Сама процедура значительно проще, чем у барабанных механизмов, поэтому колодки причислены к расходникам и широко представлены в ассортименте торговли.

А стояночный тормоз обычно выполняют в виде отдельного узла барабанного типа, там колодки практически не изнашиваются и меняются крайне редко.

Контуры

Недостатком гидравлической системы является вероятность пробоя магистрали, в результате жидкость вытекает, и рабочий тормоз перестает работать.

Чтобы исключить вероятность полного отказа тормозов, система разделена на две независимые друг от друга части – контуры. Для этого всего лишь потребовалось сделать главный цилиндр двухпоршневым. Каждый из поршней выталкивает жидкость в магистраль, соединяющую только два тормозных механизма. Одна секция главного цилиндра, два механизма и трубопроводы, соединяющие их, и образуют контур. На некоторых авто один контур идет на передние колеса, а второй – на задние. Но чаще применяется диагональная компоновка, в которой в контур входит одно переднее и одно заднее колесо, расположенные с разных сторон.

Виды контурных систем

Применение независимых контуров позволяет замедлять движение даже с пробитой магистралью. В этом случае отказывают только два рабочих механизма, остальные же продолжают работать.

Конструкция тормозных колодок и материал изготовления

Современная тормозная колодка имеет многослойную структуру, в которой каждый слой отвечает за конкретную функцию. Производители стараются выпускать такие колодки, которые будут не только обеспечивать качественное торможение, но и осуществлять это с долей комфорта для водителя и пассажиров. Именно поэтому в конструкции колодки появились слои, способствующие снижению шума. Классическая структура колодки предусматривает наличие нескольких слоев, включая фрикционный, шумопоглощающий и адгезивный. Рабочие слои колодки располагаются на несущей пластине.

Основной функциональной частью, несущей на себе всю нагрузку, является фрикционный слой. Этот слой самый толстый и покрыт сверху небольшой прослойкой специального притирочного материала, обеспечивающего притирку колодки к поверхности диска после установки. Благодаря этому достигается большая площадь соприкосновения тормозной колодки с диском. Большинство производителей держат технологию изготовления и состав фрикционного слоя в секрете, так как от него напрямую зависят рабочие параметры колодки и эффективность торможения. В зависимости от преобладающего вещества в составе фрикционного слоя колодки представлены органическими, металлосодержащими и керамическими вариантами.

Органические тормозные колодки

Это самый распространенный вид колодок, имеющий в составе фрикционного слоя углеродную основу, чаще всего представленную графитом. Для достижения хорошего сцепления графит смешивают с рядом вспомогательных компонентов в виде бронзы, кевлара, стекловолокна, резины и ряда полимерных веществ. Отличительной особенностью колодок органического типа является их значительный износ и чувствительность к влаге.

Металлосодержащие колодки

Фрикционный слой таких колодок содержит в своем составе до 80% металлических компонентов. Такие колодки характеризуются высочайшей скоростью проведения тепла, а трение в них максимальное. Торможение достигается быстро, колодки не боятся высоких температур, но сильно вырабатывают тормозной диск.

Керамические тормозные колодки

Этот тип колодок является промежуточным вариантом, сочетающим в себе стойкость к износу, отличную теплопроводность и превосходные свойства сцепления с диском. Так как эти колодки «щадят» тормозной диск и не боятся экстремальных нагрузок и высоких температур, они нашли широкое применение в спортивных и гоночных автомобилях. Главным недостатком керамических колодок является их высокая стоимость.

Что такое стандарт ECE R90?

Эту маркировку часто можно увидеть на качественных колодках известных брендов. Это важный момент, свидетельствующий о том, что данная продукция изготовлена с использованием сертифицированных материалов и технологий и отвечает необходимым европейским стандартам качества. Следует учитывать, что дешевые китайские аналоги не имеют такой маркировки и, соответственно, могут подвести водителя в ответственный момент! Именно наличие надписи ECE R90 на самой колодке является знаком качества.

Признаки износа колодок и частые неполадки

Каждая марка и тип тормозных колодок имеют свои характеристики и периодичность замены. В зависимости от наличия шумопоглощающего и адгезивного слоя и исходной толщины фрикционной прослойки показатель критического износа, при котором требуется замена, колеблется в пределах 1-3 мм. Специалисты советуют заменить колодки еще до критического истирания, так как при очередном нажатии они могут просто раскрошиться на кусочки. Кроме того, следует следить за степенью износа тормозных дисков. При сильном износе диска катастрофы не произойдет, но тормозной путь может существенно увеличиться.

Признаком того, что колодки изношены и требуют замены, может стать появление скрипа и писка во время торможения. Дело в том, что датчик, называемый автомобилистами «пискуном», представляет собой тонкий слой металла во фрикционном слое и активируется при сильном износе от контакта с диском. Другими причинами скрипа и свиста во время торможения могут стать попадание влаги на колодку, заклинивание суппорта и изначально плохое качество колодки. Никогда не следует забывать, что тормозные колодки – главный элемент тормозной системы автомобиля, их важность огромна. Даже если нет времени на проверку и заботу о других системах авто, в случае с тормозной системой его нужно найти любой ценой. Выбирая тормозные колодки, следует руководствоваться параметрами, рекомендованными автопроизводителем, и слушать советы специалистов автосервиса. Не нужно ставить дорогую керамику на обычный автомобиль или экономить, устанавливая на мощное транспортное средство дешевые китайские колодки.

Системы безопасности

Как отмечено выше, современный автомобиль оснащается множеством систем безопасности, которые повышают эффективность тормозов. Первой из таких систем стала антиблокировочная (ABS), предотвращающая полную блокировку колес при торможении. А уже на основе ее были созданы и другие системы:

• Распределения усилий (EBD);
• Противопробуксовочная (ASR);
• Курсовой устойчивости (ESP);
• Экстренного торможения (BA);
• Имитации блокировки дифференциала.

Системы активной безопасности
Установить все эти системы удалось благодаря использованию дополнительных модулей:

• рабочего модуля (исполнительного механизма, врезанного в магистрали тормозной системы);
• электронного блока, управляющего модулем;
• датчиков определения скорости вращения колес.

Работают эти составляющие в зависимости от того, какая система безопасности задействуется. К примеру, при включении ABS во время торможения блок управления «следит» посредством датчиков за скоростью вращения колес. При обнаружении, что одно из них замедляется быстрее, блок подает сигнал на модуль, и последний при помощи клапанов снижает давление жидкости в магистрали этого колеса.

Тормозная система постоянно совершенствуется. Но если рассматривать только механическую составляющую, то особых улучшений она не требует. Поэтому ее доработки сводятся к использованию новых материалов при изготовлении дисков, барабанов, колодок.

А вот электронная составляющая доработкам подвергается чаще. Но здесь все сводится к расширению функционала блока управления. По такому принципу построены практически все системы безопасности, поскольку основой для них выступает ABS. Хотя все чаще системы, построенные на базе тормозов, взаимодействуют с другими, не относящимися к тормозной системе. К примеру, при срабатывании ESP, включаются не только тормозные механизмы, а и системы, следящие за работой мотора.

Когда следует менять тормозные колодки?

Обычно автопроизводители указывают такой период замены – от 30 до 50 тысяч пройденных километров (в отличие от интервала замены масла этот параметр зависит именно от пробега). Большинство автомобилистов производят замену этих расходных деталей независимо от того, износились они или нет.

Даже если материальные средства автовладельца ограничены, не рекомендуется покупать дешевую продукцию, так как от этих элементов зависит здоровье и безопасность не только водителя и его пассажиров, но и других участников дорожного движения.