Георгий Бранихин - Устройство автомобиля для сдающих экзамены в ГИБДД и начинающих водителей
Рабочая тормозная система предназначена для уменьшения скорости движения автомобиля и для его остановки (то есть для преднамеренного прекращения движения). Она приводится в действие нажатием специальной педали, расположенной в салоне автомобиля.
Когда водитель нажимает на педаль тормоза, это усилие через гидравлический тормозной привод передается на тормозные механизмы всех четырех колес машины.
Стояночная тормозная система обеспечивает удержание автомобиля от произвольного движения во время его стоянки. Кроме того, она используется для удержания автомобиля от скатывания назад при трогании с места на подъеме, а также для ручного управления тормозными механизмами задних колес с помощью рычага стояночного тормоза (на водительском сленге — «ручник»), расположенного в большинстве случаев между передними сиденьями автомобиля.
Чтобы привести в действие стояночный тормоз, необходимо поднять «ручник» в верхнее положение. Это необходимо для натяжения двух металлических тросов, последний из которых заставляет тормозные колодки задних колес прижаться к тормозным барабанам или тормозным дискам — в зависимости от типа используемых тормозов (барабанные или дисковые). Колеса блокируются, что обеспечивает неподвижность автомобиля.
Когда «ручник» установлен в верхнее положение, для предотвращения самопроизвольного снятия он блокируется защелкой. Поэтому, чтобы опустить рычаг, водитель должен нажать специальную кнопку, расположенную на конце рычага (рис. 6.2).
Рис. 6.2. Кнопка на рычаге стояночного тормоза
Рабочая тормозная система автомобиля включает в себя тормозной привод и тормозные механизмы колес.
Принцип работы тормозного привода
Главной задачей тормозного привода является передача усилия, прилагаемого водителем к тормозной педали, на тормозные механизмы всех колес автомобиля. На современных автомобилях используются гидравлические тормозные приводы, в которых в качестве рабочего элемента используется специальная тормозная жидкость.
Гидравлический привод тормозной системы включает в себя следующие составные элементы (рис. 6.3):
♦ педаль тормоза;
♦ рабочие тормозные цилиндры;
♦ главный тормозной цилиндр;
♦ тормозные трубки (шланги);
♦ вакуумный усилитель тормозов.
Рис. 6.3. Гидравлический привод тормозной системы:
1 — педаль тормоза; 2 — главный тормозной цилиндр; 3 — тормозная трубка; 4 — питающий бачок; 5 — грязезащитный чехол
Когда необходимо снизить скорость, в том числе до полной остановки, водитель нажимает ногой на педаль тормоза, которая расположена в салоне автомобиля между педалями газа и сцепления. Приложенное усилие передается через специальный шток на поршень главного тормозного цилиндра. Этот поршень, в свою очередь, давит на залитую в системе тормозную жидкость, от которой усилие через топливные трубки и шланги передается на тормозные цилиндры колес.
При этом у тормозных цилиндров выдвигаются поршни, которые давят на тормозные колодки, прижимая их либо к тормозным дискам, либо к тормозным барабанам (в зависимости от используемой конструкции тормозов). Диск или барабан имеется у каждого колеса и непосредственно связан с ним, по-этому, когда колодки давят на вращающийся вместе с колесом диск (барабан), вращение колеса замедляется и в конечном итоге прекращается.
На современных автомобилях используются гидравлические тормозные приводы, которые состоят из двух независимых контуров, отдельно для каждой пары колес. Причем эти контуры не обязательно связывают колеса одной оси. Если по каким-то причинам отказывает один контур, то срабатывает второй.
Для повышения эффективности работы тормозной системы, а также для уменьшения усилия, которое должен приложить водитель при нажатии на педаль, предназначен специальный прибор — вакуумный усилитель тормозов. Он непосредственно связан с главным тормозным цилиндром. Основным элементом усилителя является камера, которая разделена на две части резиновой диафрагмой. Одна часть камеры связана с впускным трубопроводом двигателя, в котором создается разряжение, а вторая — с атмосферой. В разряженном пространстве давление на 20 % меньше атмосферного, и благодаря этому перепаду давлений, а также большой площади резиновой диафрагмы создается эффект, позволяющий заметно уменьшить усилие при нажатии на педаль тормоза.
Колесные тормозные механизмы
Задачей колесного тормозного механизма является уменьшение скорости вращения колеса вплоть до полной остановки за счет силы трения, которая возникает между тормозными колодками (вернее — их накладками) и тормозным диском либо барабаном, к которому они прижимаются.
Как мы уже неоднократно отмечали выше, в современных автомобилях могут использоваться тормозные системы двух видов: дисковые или барабанные. При этом на одном автомобиле могут применяться тормоза как одного, так и одновременно двух видов.
Барабанный тормозной механизм состоит из следующих основных компонентов (рис. 6.4):
♦ тормозного барабана;
♦ тормозного цилиндра;
♦ тормозного щита;
♦ тормозных колодок (в количестве двух штук);
♦ стяжных пружин.
Рис. 6.4. Барабанный тормозной механизм:
1 — тормозной барабан; 2 — тормозная колодка; 3 — прижимная пружина; 4 — стяжная пружина (длинная); 5 — цилиндр; 6 — поршень; 7 — упорное кольцо; 8 — пружина троса; 9 — трос; 10 — стяжная пружина (короткая)
Тормозной щит жестким креплением монтируется на колесной балке; на щите закреплен рабочий тормозной цилиндр. Когда водитель давит на педаль тормоза, поршни в тормозном цилиндре расходятся в стороны и давят на тормозные колодки, которые имеют форму полуколец. В результате колодки прижимаются к внутренней поверхности вращающегося вместе с колесом тормозного барабана (колесо надето на этот барабан), замедляя его вращение вплоть до полной остановки.
При использовании барабанного тормозного механизма торможение автомобиля является следствием силы трения между тормозным барабаном и прижимающимися к нему тормозными колодками.
Чтобы прекратить торможение, водитель отпускает педаль тормоза. Давление на тормозные колодки прекращается, и специально предназначенные стяжные пружины возвращают их на исходные позиции. Соприкосновение и трение между колодками и тормозным барабаном прекращается, и ничто не мешает колесу свободно вращаться.
Несколько иную конструкцию имеет дисковый тормозной механизм. Он включает в себя следующие компоненты (рис. 6.5):
♦ тормозной диск;
♦ тормозной суппорт;
♦ тормозной цилиндр (может использоваться один или два);
♦ тормозные колодки (в количестве двух штук).
Рис. 6.5. Дисковый тормозной механизм:
1 — рама; 2 — суппорт; 3 — диск; 4 — колодка тормоза; 5 — корпус цилиндра; 6 — фиксатор; 7 — палец; 8 — поворотный кулак; 9 — пружина; 10 — щит; 11 — ступица колеса
При использовании дисковых тормозов на передних колесах суппорт устанавливается на поворотном кулаке колеса. Внутри суппорта находится тормозной цилиндр (один или два — в зависимости от конструкции конкретной тормозной системы), а также две тормозные колодки. Колодки установлены напротив друг друга таким образом, что располагаются по разные стороны тормозного диска (иначе говоря, тормозной диск находится между тормозными колодками). Диск вращается вместе с колесом, с которым жестко связан (рис. 6.6).
Рис. 6.6. Передние дисковые тормоза
Когда водитель нажимает на педаль тормоза, из рабочих тормозных цилиндров выходят поршни и давят на тормозные колодки, которые с двух сторон начинают прижиматься к тормозному диску, как бы обхватывая его (рис. 6.7). Под действием силы трения диск, а соответственно и колесо, замедляет вращение, и автомобиль останавливается. Если необходимо прекратить торможение, не дожидаясь полной остановки транспортного средства, то водитель отпускает педаль тормоза: поршни тормозного цилиндра возвращаются в исходное положение и прекращают давление на тормозные колодки, в результате чего те отпускают тормозной диск и колесо получает возможность свободного вращения.
Тормозные колодки являются расходной деталью: из-за постоянного трения стираются их накладки, и колодки приходится менять.
Новых тормозных колодок для дискового механизма хватает на 15 000–20 000 км пробега, а барабанные тормозные колодки исправно служат как минимум 50 000–60 000 км. Иногда приходится менять тормозные диски: со временем они могут истончиться, что приводит к поломке диска.
