Назначение тормозного барабана. 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.

Барабанный тормозной механизм может выглядеть достаточно сложным и, может быть, даже пугающим, если Вы вздумаете попытаться разобрать его. Тем не менее, давайте сделаем это - разберём его прямо онлайн в этой статье и рассмотрим каждый кусок барабанного тормоза более детально, а также совместную работу всех этих "кусков".

Как и дисковый тормоз, барабанный работает главным образом за счёт двух тормозных колодок, поршня и поверхности, к которой прижимаются колодки. Но у барабанного тормоза также есть специальный механизм-регулятор, механизм ручного тормоза и кое-что ещё. Когда Вы нажимаете на педаль тормоза, поршень толкает тормозные колодки к барабану. Согласитесь, выглядит как довольно простой механизм! Но зачем тогда барабанным тормозам нужны все другие детали? На самом деле работа барабанного тормоза немного сложнее, чем дискового .

Барабанный тормоз в сборе с барабаном (слева) и со снятым барабаном (справа)

Как работают барабанные тормоза?

Итак, давайте посмотрим, как работают барабанные тормоза на примере анимации: нажмите кнопку "Воспроизвести", чтобы увидеть, как колодки останавливают крутящийся барабан, а вместе с ним и колесо машины, и весь автомобиль.

В данной анимации Вы можете увидеть, что барабан (с синим отблеском) сначала крутится в своём нормальном режиме - не ускоряясь и не замедляясь. Затем, когда мы нажимаем на педаль тормоза, специальный поршень раздвигает колодки (салатового цвета) со специальными накладками на них (серого цвета) - последние необходимы для того, чтобы значительно улучшить тормозное усилие, увеличив силу трения, и в то же время, чтобы барабан не изнашивался слишком быстро от такой огромной силы трения. Раздвинутые колодки, таким образом, прижимаются своей рабочей поверхностью - накладками - к крутящемуся барабану, останавливая его. Как видите, всё очень просто!

Однако, теперь давайте посмотрим, какие же ещё есть детали барабанного тормозного механизма в этой анимации:

Вы заметили, что мы ранее не упоминали о ручном тормозе, который есть в тормозах задней оси автомобиля. Как видим, ручной тормоз потому и называется ручным, что фактически Вы с помощью рычага натягиваете колодки, прижимая их к барабану.

Как работает механизм регулировки барабанных тормозов?

У барабанных тормозов есть один небольшой, но веский "каприз": чтобы им функционировать правильно, тормозные колодки должны находиться близко к барабану, но не касаясь его. Если они будут слишком далеко от барабана (по мере их износа, например), поршень потребует гораздо больше тормозной жидкости (тормозная жидкость - это специальная жидкость, которая находится внутри трубки, которая идёт от педали тормоза до тормозного цилиндра так, что когда Вы нажимаете педаль тормоза, Вы вдавливаете эту жидкость в цилиндр, что заставляет её толкать поршни), чтобы преодолеть это возросшее расстояние, и Ваша педаль тормоза будет тонуть глубже к полу, когда Вы будете жать на тормоза. Именно поэтому большинство барабанных тормозов имеют автоматический регулятор.

На рисунке выше Вы можете увидеть натяжитель - именно он используется для регулировки барабанного тормоза. Давайте посмотрим ещё одну анимацию, чтобы наглядно увидеть, как работает регулятор тормозного механизма - это довольно уникальная схема работы и, можно сказать, гениальная.

В данной анимации Вы можете увидеть, что, по мере того как колодки изнашиваются, образуется больше пространства между ними и барабаном. Каждый раз, когда автомобиль останавливается, когда Вы нажимаете на тормоз, вместе с разводом колодок поднимается специальный рычаг натяжителя (жёлтого цвета на анимации), приводясь в действие тросиком, который, в свою очередь работает от тех же поршней тормозного механизма. Причём, рычажок это поднимается тем выше, чем больше ход у колодок (а у изношенных колодок становится больше хода). Когда разрыв между колодками и барабаном становится достаточно большим, регулировочный рычаг также поднимается настолько высоко, что захватывает своим зубчиком зубчик шестерни регулятора, заставляя его совсем немного провернуться. На регулятор, в свою очередь, нанесена резьба, таким образом, по мере небольшого поворота он (регулятор) немного выкручивается, раздвигая колодки и тем самым немного приближая их к барабану. Таким образом мы получаем вроде бы и простую, но в то же время очень интересную систему саморегулирующегося тормозного механизма. Ведь Вы согласитесь, что она интересная! А когда тормозные колодки снова износятся ещё немного больше, регулятор снова сможет передвинуться, поэтому он всегда будет держать колодки близко к барабану.

Фото регулятора - автомеханик держит руками рычажок регулятора

Как обслуживаются барабанные тормоза?

Самая распространённая форма обслуживания, необходимая для барабанных тормозов чаще всего - это замена тормозных колодок, ведь именно колодки выполнены из такого материала, который бы максимально тормозил барабан при трении и в то же время изнашивался сам, а не изнашивал барабан. Некоторые барабанные тормоза имеют смотровое отверстие на задней стороне барабана, где Вы можете увидеть, сколько ресурса осталось у колодок. Обычно тормозные колодки необходимо менять, когда расстояние от начала фрикционного материала (непосредственно накладки на колодку - её рабочей поверхности) до его заклёпок составляет около 1 миллиметра. Если фрикционный материал прикреплён к опорной пластине другим способом (механизм крепления без заклёпок), то

Тормозные механизмы фрикционного типа, то есть работающие за счет силы трения, подразделяются на барабанные и дисковые. Барабанный тормозной механизм в качестве вращающейся части использует тормозной барабан. Неподвижную часть механизма представляют тормозные колодки и тормозной щит. На данный момент барабанные тормоза не столь популярны у автопроизводителей в силу объективных причин и применяются в основном на бюджетных и грузовых автомобилях.

Устройство барабанных тормозов

Детальное устройство барабанного тормоза. 1,3 — неподвижные части; 2 — вращающаяся часть

Конструктивно в барабанные тормоза входят следующие элементы:

• барабан, устанавливаемый на ступицу колеса;
• тормозные колодки, на рабочую поверхность которых крепятся фрикционные накладки;
• рабочий тормозной цилиндр с поршнями, уплотнительными манжетами и штуцером для прокачки;
• возвратные (стяжные) пружины, крепящиеся к колодкам и фиксирующие их в неактивированном положении;
• тормозной щит, устанавливаемый на ступицу или балку моста;
• стойка поддержки тормозных колодок;
• нижняя опора колодок (с регулятором);
• механизм стояночного тормоза.

Помимо барабанных тормозов с одним цилиндром существуют системы с двумя цилиндрами, эффективность которых будет значительно лучше, чем в первом варианте. В этом случае вместо нижней опоры устанавливается второй тормозной цилиндр, за счет чего увеличивается площадь соприкосновения барабана и колодки.

Принцип работы барабанных тормозов

Работают барабанные тормоза следующим образом:

1. Давление рабочей жидкости в системе создается за счет нажатия водителем на педаль тормоза.
2. Жидкость давит на поршни рабочего тормозного цилиндра.
3. Поршни, преодолевая усилие стяжных пружин, приводят в действие тормозные колодки.
4. Колодки плотно прижимаются к рабочей поверхности барабана, замедляя скорость его вращения.
5. За счет сил трения, возникающего между накладками и барабаном, происходит торможение колеса.
6. При прекращении воздействия на педаль тормоза стяжные пружины отводят колодки в исходное положение.

Фрикционные накладки передней (по ходу движения) колодки в момент торможения прижимаются к барабану с большей силой, чем задние. Поэтому износ передних и задних колодок неравномерный. Это следует учитывать при их замене.

Преимущества и недостатки барабанных тормозов

Барабанные тормоза отличаются простотой производства и более низкой стоимостью в сравнении с дисковыми. Также они являются более эффективными за счет большей площади соприкосновения колодки и барабана, а также за счет эффекта «расклинивания» колодок: благодаря тому, что нижние части колодок связаны друг с другом, трение о барабан передней колодки усиливает давление на него задней.

А есть ли недостатки у барабанных тормозов? В сравнении с дисковыми, барабанные тормоза имеют большую массу, худшее охлаждение и нестабильность торможения при попадании воды или грязи в барабан. Данные недостатки очень весомы, поэтому они послужили одной из причин перехода производителей на дисковые механизмы.

Обслуживание барабанных тормозов

Проверка толщины тормозной накладки

Износ колодок барабанных тормозов можно определить через специальное отверстие, находящееся с внутренней стороны тормозного щита. Когда фрикционные накладки достигают определенной толщины, колодки необходимо менять.

Если фрикционный материал нанесен на колодку с помощью клея, то её рекомендуется менять при толщине материала в 1,6 мм. В случае размещения фрикционных накладок на заклепках замену необходимо производить, если толщина материала составляет 0,8 мм.

Изношенные колодки могут оставлять на барабанах канавки, а при их продолжительном использовании даже повредить барабан.

В настоящее время производители автомобилей продолжают использовать барабанный тормозной механизм, так как оборудовать ими транспортные средства оказалось намного проще, чем дисковыми. Но ничего вечного в этом мире, скорее всего, нет и тем более не вечна и эта тормозная система. Однако когда в авто плохо работают или вообще не работают тормоза - это смертельно опасно. Ездить на такой машине ЗАПРЕЩЕНО. Поэтому так важно следить за тормозной системой в транспорте.

Устройство барабанного тормозного механизма

Основными элементами этого механизма являются:

• тормозной барабан;
• тормозные колодки;
• один или несколько тормозных гидравлических цилиндров;
• защитный диск;
• стяжные пружины;
• колодочная распорка;
• фиксатор;
• механизм подвода колодок;
• механизм самоподвода.

Теперь мы расскажем о каждой составляющей отдельно.

1. Тормозной барабан имеет отшлифованную по кругу поверхность. Материал из которого сделан сам барабан - чугун. Устанавливается либо на опорный вал, либо на ступицу колеса.
2. Тормозные колодки - это металлические элементы, форма которых напоминает полумесяц. На рабочую поверхность колодок прикреплены фрикционные накладки, которые выполнены из асбестовой основы. На одной из колодок размещен рычаг стояночного тормоза.
3. Тормозные гидравлические цилиндры - представляют собой чугунный корпус, внутри которого, по обеим сторонам, расположены небольшие рабочие поршня, на которых установлены уплотнительные манжеты. Благодаря этим манжетам тормозная жидкость не просачивается во время рабочего хода. Чтобы из системы можно было спустить воздух, существует специальный спускной клапан, который вкручивается в сам корпус гидравлического цилиндра.
4. Защитный диск - установлен непосредственно на ступице либо на задней балке. К нему прикреплен колодки и тормозной цилиндр. Крепление осуществлено при помощи подпружиненных фиксаторов, поэтому колодки и цилиндр подвижны.
5. Стяжные пружины прикреплены к тормозным колодкам как сверху, так и снизу. Они работают на сжатие и не дают возможность во время «холостого хода» колодкам разойтись в разные стороны.
6. Колодочная распорка представляет собой металлическую пластину со специальными вырезами. Эта деталь устанавливается в тех системах, где имеется только один тормозной цилиндрик. В этом случае колодочную распорку устанавливают между колодками. Основное ее предназначение приводить в действие механизм самоподвода. Кроме этого при натяжке рычага «ручника» срабатывает вторая колодка.
7. Фиксатор - это металлический стержень, на котором послойно установлены - колодка, тарелка, пружина, тарелка. Благодаря такому «бутерброду» колодка может передвигаться в вертикальной плоскости и при этом плотно прилегать к диску.
8. Механизм подвода колодок применяется довольно редко. Например, автомобилях старого поколения «Жигулей», он был всегда. В данном механизме присутствует 2 эксцентрика прикрепленных к колодкам, которые находятся в корпусе защитного диска. Во время вращения эксцентриков возникало более плотное прилегание колодок к барабану.
9. Механизм самоподвода - предназначен для разведения к рабочей поверхности барабана износившихся тормозных колодок. Некоторые производители автомобилей используют подпружиненный клин, а некоторые металлическую полоску с «зубчиком». И это далеко не все самоподвода. Как показывает практика подпружиненный клин более эффективен и прост в применении. Впервые эту деталь внедрил «Фольксваген». Цель этой детали проваливаться глубже между колодкой и распоркой в тот момент, когда фрикционные накладки износились. Тем самым колодка не сможет отойти далеко от рабочей поверхности барабана.

Детали:

1. Защитный диск;
2. Один или несколько тормозных гидравлических цилиндров;
3. Стяжная пружина колодки (верхняя);
4. Тормозные колодки;
5. Накладка колодки;
6. Тормозной барабан;
7. Установочный штифт;
8. Направляющая пружина;
9. Стяжная пружина колодки (нижняя);

Принцип работы барабанных тормозов совершенно не сложен, и тут точно работает поговорка «Все гениальное просто». Конечно, вначале это был, хоть и простой, но далеко не совершенный механизм, так как в него попадала грязь, лента от изнашивания часто рвалась. Однако в начале ХХ столетия Луи Рено, внедрил в тормозной барабан колодки, при помощи которых совершалось торможение колеса. Они были спрятаны в барабане, что предохраняло их от попадания различных предметов извне. Со временем материалы в барабанном тормозном механизме усовершенствовались, но принцип его работы сохранился до наших дней.

Как происходит торможение? В момент нажатия на педаль тормоза, в системе создается давление рабочей жидкости, которая «давит» на поршни, тем самым приводя в рабочее состояние тормозные колодки. После этого колодки расходятся в стороны, прижимаясь (плотно) к рабочей поверхности барабана. Колесо замедляет свой ход и автомобиль останавливается. Когда цилиндрик один, как в нашем случае, то на верхние концы колодок «давит» именно он, а нижние края просто попадают в упор, которые есть на заднем диске.

Если система оснащена двумя цилиндриками то такой тормозной механизм считается, более эффективной. В данном случае вместо упора установлен второй цилиндрик, тем самым увеличивается площадь соприкосновения тормозной колодки с рабочей поверхностью барабана.

Надо отметить, что если барабанный тормоз установлен на задних колесах автомобиля, то он еще и реализовывает функцию стояночного тормоза.

Видео о том, как работает тормозной барабан на автомобиле:

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 , 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.

← Вернуться