Работа дисковых тормозных механизмов: устройство и принцип работы, плюсы и минусы

Дисковые тормозные механизмы и их элементы

Категория:

   Тормозное управление автомобиля

Публикация:

   Дисковые тормозные механизмы и их элементы

Читать далее:

   Характеристики тормозных механизмов

Дисковые тормозные механизмы и их элементы

Дисковый тормозной механизм отличается от барабанного формой контртел пары трения. Его ротор имеет вид плоского диска. Плоскими являются и рабочие поверхности колодок. Вследствие этого приводные силы в таком механизме обычно действуют перпендикулярно плоскости вращения диска. Как уже было сказано, при этом серводействие механизма отсутствует.

В современном автомобилестроении применяются два вида дисковых тормозов: открытый однодисковый и закрытый, чаще всего многодисковый.

Тормозные механизмы второго вида используются лишь на специальных автотранспортных средствах и в книге не рассматриваются.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Напротив, открытые дисковые тормоза в современном автомобилестроении применяются все чаще. Их главными преимуществами перед барабанными механизмами являются высокая стабильность характеристик и хорошее охлаждение ротора, а также малые инерционность и гистерезис. Все это создает хорошие возможности для регулирования тормозных сил, а следовательно, и повышения устойчивости автомобиля при торможении. С другой стороны, стабильность характеристик позволяет применять фрикционные материалы с более высоким коэффициентом трения, что при прочих равных условиях обеспечивает большую эффективность торможения. Можно утверждать, что автомобиль со всеми дисковыми тормозами более безопасен. Кроме того, конструкция дисковых тормозных механизмов хорошо приспособлена для применения автоматических устройств регулирования зазора и обеспечивает быструю замену накладок, что очень важно с точки зрения технического обслуживания тормозов.

Правда, дисковые тормозные механизмы имеют и недостатки:
– отсутствие серводействия заставляет увеличивать приводные силы, что влечет за собой практически обязательное использование усилителей;
– значительные силы прижатия накладок к диску и малая их рабочая площадь приводят к высоким удельным давлениям в контакте и повышенным изноеам накладок;
– повышенный износ накладок обусловлен и тем, что механизм открыт для попадания пыли и грязи, особенно при установке на задние колеса;
– весьма затруднительно осуществление механического привода дисковых тормозов, что усложняет их использование в стояночной тормозной системе и при работе с пневматическим приводом.

Надо сказать, что эти недостатки постепенно преодолеваются. В легковых автомобилях дисковые тормозные механизмы уже получили преимущественное распространение и в настоящее время ведутся интенсивные работы по применению их на грузовых автомобилях и автобусах.

Важнейшим элементом дискового тормоза наряду с ротором, колодками и суппортом является скоба, несущая и направляющая тормозные колодки. Дисковые тормоза разделяются на механизмы с фиксированной скобой и плавающей скобой.

Фиксированные скобы выполняются как с пазом для демонтажа колодок, так и сплошными. Преимущество первых заключаемая в том, что для замены колодок не требуется трудоемких работ по демонтажу скобы; колодки просто вынимаются через паз из скобы, где они удерживались съемными штифтами. Дисковые тормозные механизмы со сплошной фиксированной скобой применяются на грузовых автомобилях, где требуется большее приводное усилие, а следовательно, и повышенная жесткость скобы. Вообще тормоза с фиксированной скобой отличаются большой жесткостью конструкции. Однако в них наблюдается ухудшение теплоотвода от скобы. Поскольку в механизмах этого типа гидроцилиндры располагаются с двух сторон диска, в теле скобы имеется связывающий цилиндры канал. Перегрев скобы может привести к закипанию тормозной жидкости в цилиндрах и особенно в этом канале.

В дисковом тормозном механизме с плавающей скобой гидроцилиндр устанавливается в скобе с одной стороны диска. При торможении поршень прижимает к диску одну из колодок. Реактивная сила перемещает саму скобу по специальным направляющим суппорта в противоположном направлении, и она прижимает к диску вторую колодку. В такой конструкции внутренние каналы отсутствуют, и температура тормозной жидкости на 30—50 °С ниже, чем в механизме с фиксированной скобой. Однако плавающая скоба имеет существенный недостаток: при износе, загрязнении или коррозии направляющих возникает односторонний износ накладок и диска, сопровождающийся писком и вибрациями. В связи с этим тормозные механизмы с плавающей скобой распространены пока меньше, чем с фиксированной.

В фиксированной скобе оппозитно размещаются два, три (два с одной стороны и один с другой) или четыре цилиндра. При четырехцилиндровой скобе появляется возможность создания двухконтурного привода, оба контура которого воздействуют на один и тот же тормозной механизм. Плавающие скобы обычно имеют один, изредка два цилиндра, размещенные с одной стороны. При этом цилиндр может быть выполнен заодно со скобой или крепиться к ней.

Конструкция открытого дискового тормозного механизма с фиксированной двухцилиндровой скобой, применяемого на автомобилях ВАЗ, показана на рис. 44. Диск закреплен на ступице колеса. Скоба установлена на кронштейне поворотной цапфы колеса и в ней закреплены два колесных цилиндра. Каждый цилиндр имеет поршень, уплотнительное кольцо и пылезащитный чехол. Поршни цилиндров воздействуют на тормозные колодки 6 с накладками. Внутренние полости цилиндров скобы сообщаются с главным тормозным цилиндром трубопроводом. При повышении давления в цилиндре поршни прижимают накладки к вращающемуся диску.

Рис. 44. Дисковый тормозной механизм с фиксированной скобой автомобиля ВАЗ-2101

Отвод колодок при оттормаживании обеспечивается, во-пер-вых, упругостью уплотнительных колец, во-вторых, осевым биением диска. Таким образом, в дисковых тормозах зазор между контртелами в нерабочем положении весьма мал (порядка сотых долей миллиметра), что повышает быстродействие тормоза. Тормозные колодки удерживаются и направляются в скобе пальцами. При замене колодок эти пальцы удаляются, после чего колодки свободно вынимаются через паз скобы.

Дисковый тормозной механизм с плавающей скобой показан на рис. 45. Скоба перемещается в суппорте, закрепленном на цапфе колеса. Направляющими скобы служат штифты. Колесный цилиндр выполнен заодно со скобой, в нем находится поршень с уплотнительным кольцом и пылезащитным чехлом. Для предотвращения вибрации колодок служат пластинчатые пружины, а пружины являются оттяжными для нарухшой колодки. Диск данного тормозного механизма имеет внутренние наклонные лопатки для улучшения теплоотвода и называется вентилируемым. Замена тормозных колодок производится после снятия скобы с суппорта.

Рис. 45. Дисковый тормозной механизм с плавающей скобой

Тормозные диски так же, как и барабаны, изготавливаются из чугуна. Они выполняются или сплошными толщинои 8—13 мм, или вентилируемыми толщиной 16—25 мм.

Тормозные колодки дисковых тормозов состоят из стальной пластины толщиной 4—5 мм, к которой способом горячего формования крепится накладка из фрикционного материала Для повышения прочности соединения колодка имеет сквозные отверстия, куда при формовании попадает материал накладки

Основу фрикционной композиции накладок дисковых тормо зов также составляет асбест. Однако по своим свойствам такая композиция значительно отличается от материала накладок барабанных тормозных механизмов. Она более термостойка и выдерживает большие удельные давления.

Дисковый тормозной механизм.

Как работает дисковый тормоз? — Лучшее объяснение

Тормоза очень важны для остановки транспортного средства. Без тормозов невозможно управлять автомобилем или любым транспортным средством. Тормоза бывают разных типов, и в соответствии с требованиями типы тормозов выбираются для применения. Здесь мы обсудим дисковый тормоз — основные компоненты, работу, преимущества и недостатки применения.

Содержание

Основные компоненты дискового тормоза

Источник изображения

1. Ступица колеса: Дисковый ротор прикреплен к ступице колеса и вращается вместе с ней. Колесо автомобиля крепится болтами к ступице колеса.

2. Суппорт в сборе:

Суппорт в сборе состоит из

(i) Тормозная колодка: Она контактирует с диском ротора, и из-за трения между тормозной колодкой и диском ротора скорость автомобиля снижается и он останавливается.
(ii) Кронштейн суппорта
(iii) Рама суппорта
(iv) Поршень: Прикладывает тормозное усилие к тормозным колодкам при нажатии тормозной ручки.
(v) Скользящий штифт: Это скользящий штифт, который скользит в отверстии при нажатии на тормоз.
(vi) Пылезащитный чехол: Предотвращает попадание пыли в отверстие для пальца суппорта или ползункового пальца.

3. Дисковый ротор: Это вращающаяся часть дискового тормоза. При торможении выделяется много тепла, что может снизить эффективность торможения, поэтому на роторе просверлены вентиляционные отверстия, рассеивающие тепло.

Читайте также:

• Барабанные и дисковые тормоза – что лучше?
• Как работают барабанные тормоза? — Самое простое объяснение
• Как работает пневматическая тормозная система в автомобиле?

Принцип работы

Работа дискового тормоза основана на законе Паскаля.

Работа дисковых тормозов

• При нажатии педали тормоза жидкость под высоким давлением из главного цилиндра толкает поршень наружу.
• Поршень прижимает тормозную колодку к вращающемуся диску.
• Когда внутренняя тормозная колодка касается ротора, давление жидкости создает дополнительную силу, и суппорт перемещается внутрь и тянет внешнюю тормозную колодку к вращающемуся диску, и она касается диска.
• Теперь обе тормозные колодки толкают вращающийся диск, между колодками и вращающимся диском возникает большое трение, которое замедляет автомобиль и, наконец, позволяет ему остановиться.
• При отпускании тормозной колодки поршень перемещается внутрь, тормозная колодка отходит от вращающегося диска. И машина снова начинает движение.

Чтобы лучше понять, как работает дисковый тормоз, посмотрите видео n ниже:

Преимущества

• Легче барабанных тормозов.
• Обладает лучшим охлаждением (поскольку тормозная поверхность напрямую контактирует с воздухом).
• Обладает лучшей устойчивостью к выцветанию.
• Обеспечивает равномерное распределение давления
• Простая замена тормозных колодок.
• По конструкции являются саморегулирующимися тормозами.

Недостатки

• Дороже барабанных тормозов.
• Для остановки автомобиля требуется более сильное нажатие на педаль. Эта тормозная система установлена ​​с вакуумным усилителем.
• Нет сервопривода.
• Трудно установить подходящее парковочное приспособление.

Применение

• Дисковые тормоза в основном используются в мотоциклах и автомобилях.

Принцип работы автомобильных дисковых тормозов

В 1917 году механик изобрел новый тип тормозной системы с гидравлическим приводом. Спустя пару лет он усовершенствовал свою конструкцию и ввел первую современную гидравлическую тормозную систему. Хотя он был ненадежен из-за проблем с производственным процессом, он был принят в автомобильной промышленности с изменениями.

Этого человека звали Малкольм Лафхед, и он впоследствии стал одним из основателей Lockheed Corporation.

Сегодня, благодаря достижениям в области материалов и улучшенному производству, дисковые тормоза намного эффективнее и надежнее.

Начнем объяснение того, как дисковые тормоза работают с основными компонентами. Это тормозные колодки, суппорты, дисковые тормоза и гидравлическая система.

Это как езда на велосипеде

Дисковые тормоза аналогичны велосипедным. Когда на рычаг оказывается давление, он натягивает металлическую струну, которая сжимает два суппорта вместе, вызывая трение между резиновыми колодками и металлическим ободом шины.

Аналогичным образом, в автомобиле при нажатии на педаль тормоза жидкость проходит через поршни и трубки, сжимая тормозные колодки.

В дисковом тормозе тормозные колодки сжимают ротор, а не колесо, и усилие передается гидравлически, а не через трос. Трение между колодками и диском замедляет автомобиль, и диск сильно нагревается.

Большинство современных автомобилей имеют дисковые тормоза на передних колесах, а некоторые высокопроизводительные автомобили имеют дисковые тормоза на всех четырех колесах.

Необходимость технического обслуживания

В результате трения тормозные колодки нуждаются в техническом обслуживании, в противном случае могут стать очевидными такие проблемы, как визг или скрежет (см. Как определить проблемы с тормозами). Неустранение проблем с торможением может привести к неудачному ТО.

Наиболее распространенный вид обслуживания тормозов — замена колодок. На колодках дискового тормоза обычно есть кусок металла, который называется индикатором износа. Когда фрикционный материал изнашивается, индикатор износа касается диска и издает визжащий звук. Это означает, что пришло время для новых тормозных колодок.

Для проверки степени износа тормозных колодок потребуются некоторые механические инструменты и время, а также проверка правильности затяжки колесных болтов во избежание чрезмерной затяжки. Для некоторых автомобилистов это может занять много времени. Если вы хотите сэкономить время и проверить степень износа тормозных колодок, Lindley’s предлагает бесплатную услугу проверки тормозов, а также проверку других распространенных проблем с тормозами.

Часто задаваемые вопросы о дисковых тормозах

В. Работают ли тормоза при выключенном двигателе?

Поскольку тормоза имеют механический или гидравлический привод, это означает, что тормозами можно управлять, когда автомобиль выключен.

Однако на некоторых новых автомобилях из-за электрического привода ручного тормоза, а не механического, это означает, что они могут не работать при выключенном двигателе (отсутствие питания на электрические тормоза).