No Image

Устройство задних барабанных тормозов

СОДЕРЖАНИЕ
0
17 просмотров
20 августа 2019

Барабанный тормоз — это вид тормозной системы, состоящей из вращающегося барабана, в котором торможение достигается прижатием тормозных колодок к барабану.

Обычно в барабанном тормозе колодки находятся внутри полого тормозного барабана — сегодня именно такой механизм называется барабанным тормозом «по умолчанию», вне исторического контекста. В случае, если колодки располагаются с внешней стороны плоского чугунного диска, тормозной механизм называется дисковым. Существует ещё одна разновидность барабанного тормоза — ленточный тормоз, в котором торможение достигается «охватом» барабана гибкой металлической тормозной лентой. В железнодорожном транспорте эпохи паровой тяги применялись также барабанные тормоза, в которых чугунный барабан тормозился за счёт прижимающейся к нему снаружи тормозной колодки с медной накладкой.

Содержание

История [ править | править код ]

Современный барабанный тормоз изобретён в 1902 году Луи Рено, хотя менее сложные конструкции использовались Maybach годом ранее. В первых тормозах колодки прижимались механически с помощью рычагов и кабелей. С середины 1930-х годов стали устанавливаться небольшие тормозные цилиндры с поршнями, хотя некоторые транспортные средства продолжали использовать механические тормозные системы на протяжении последующих десятилетий. Иногда устанавливалось по два тормозных цилиндра.

Колодки в барабане подвержены интенсивному износу, и ранние тормоза приходилось регулярно корректировать до изобретения саморегулирующихся барабанных тормозов в 1950-х годах. В 1960—1970-х годах все современные автомобили устанавливают дисковые тормоза на передние колёса, а сзади по-прежнему устанавливаются барабанные, хотя некоторые производители устанавливали дисковые тормоза для всех четырёх колёс. Барабанные тормоза также используются вместе с ручным тормозом, так как оказалось очень сложно разработать ручной тормоз для дисковой системы.

Первые тормозные колодки имели накладки из асбеста, поэтому при работе старых автомобилей необходимо соблюдать осторожность, чтобы не вдыхать пыль. Правительство США стало регулировать производство асбеста, а производителям тормозов пришлось переключиться на безасбестовые накладки. Поначалу многие водители жаловались на ухудшение торможения, однако в дальнейшем оно компенсировалось развитием и усовершенствованием технологии, что позволило полностью отказаться от асбестовых накладок. Другие страны также ограничили использование асбеста в тормозах.

Характеристики [ править | править код ]

В простейшем барабанном тормозе с двумя колодками и общим толкателем колодки работают несимметрично, так как сила трения вклинивает одну из них между барабаном и толкателем, а вторую между барабаном и жёстким упором. Если на первой колодке тормозное усилие растёт пропорционально давлению толкателя, то на второй возрастает гораздо быстрее, хотя и нелинейно. При верхнем расположении толкателя и движении вперёд с усилением действует передняя колодка, которая называется набегающей в противоположность к задней, соответственно, вторичной тормозной колодке. Водителю достаточно легкого нажатия, чтобы набегающая колодка коснулись барабана, после чего эффект «затягивания» начинает работать как своеобразный «усилитель». Для повышения эффективности, барабанные тормоза могут оснащаться симметричной парой толкателей, связанных через жёсткую тягу или гидравлически: эффективность такого тормоза повышается за счёт «затягивания» обеих колодок вслед за барабаном. Контролировать торможение становится сложнее, но замедление значительно увеличивается, а необходимое усилие на педали или ручке тормоза уменьшается. Данный момент был весьма серьёзным плюсом до внедрения усилителей тормозов, так как на дисковых тормозных механизмах такого эффекта нет (тормозной диск вращается в направлении, перпендикулярном к направлению действия тормозного усилия). С появлением вакуумных гидроусилителей тормозов более важным моментом стала пропорциональность замедления усилию на педали, что позволяет более точно контролировать торможение — сейчас барабанные тормоза если и применяются, то по другим причинам, а конструкции с парой толкателей фактически не используются.

Конструкция [ править | править код ]

Основные элементы барабанного тормозного механизма (с гидравлическим приводом) — тормозные колодки, непосредственно осуществляющие торможение и для этого имеющие накладки из фрикционного (имеющего высокий коэффициент трения) материала; тормозной барабан; колёсные, или рабочие, тормозные цилиндры, под давлением жидкости в гидросистеме, создаваемым приводимым в действие от тормозной педали главным тормозным цилиндром, прижимающие колодки ко внутренней поверхности тормозного барабана — их может быть один или два, во втором случае говорят о дуплексном тормозном механизме, или тормозном механизме с двумя ведущими колодками. Все эти детали смонтированы на штампованном основании — тормозном щите.

Схематическое изображение барабанного тормоза (барабан снят)

На многих колесных транспортных средствах используются барабанные тормозные системы, в которых на колеса монтируются специальные детали — тормозные барабаны. О том, что такое тормозной барабан, каковы его функции, как он устроен и каких типов бывает, а также о его выборе и замене — читайте в статье.

Что такое тормозной барабан?

Барабан тормозной — элемент тормозной системы колесных транспортных средств; полый металлический цилиндр, к внутренней или наружной поверхности которого во время торможения прижимаются тормозные колодки.

Тормозной барабан является составной частью колесного тормозного механизма либо частью стояночного тормоза грузовых ТС, установленного на карданном валу. В первом случае барабан жестко зафиксирован на ступице колеса, вращаясь вместе с ней, а тормозные колодки располагаются внутри барабана и во время движения транспортного средства остаются неподвижными. Во втором случае барабан монтируется на карданном валу, а колодки располагаются снаружи.

Принцип работы барабанного тормозного механизма прост. При торможении транспортного средства тормозные колодки своими фрикционными накладками прижимаются к внутренней поверхности барабана. Между накладками и барабаном возникают силы трения, за счет чего происходит преобразование кинетической энергии транспортного средства в тепловую энергию — в нагрев барабана и фрикционных накладок колодок. За счет потери кинетической энергии транспортное средство снижает скорость или полностью останавливается. В случае, если тормоза приведены в действие во время остановки или стоянки транспортного средства, колодки блокируют барабаны и предотвращают проворачивание колес или карданного вала — так обеспечивается надежное торможение ТС на спусках, под действием различных нагрузок и т.д.

Читайте также:  Чем заливают шаровые опоры

Тормозные системы с барабанными колесными механизмами устанавливаются на автомобили уже более века, однако они все еще остаются актуальными, используются на многих легковых и на большинстве грузовых автомобилях. Это обусловлено простотой конструкции барабанных тормозов, их надежностью и эффективностью в сочетании с невысокой ценой. Однако со временем барабаны изнашиваются и требуют замены, но прежде, чем покупать новые детали, нужно подробнее разобраться в их конструкции, существующих типах и особенностях.

Типы, конструкция и особенности тормозных барабанов

Конструктивно все тормозные барабаны принципиально одинаковы: это металлический цилиндр с фланцем, внутренняя или наружная (в зависимости от назначения) поверхность которого обработана с высокой степенью чистоты для плотного прилегания тормозных колодок. На наружной поверхности барабана могут быть выполнены ребра жесткости, повышающие надежность всей конструкции.

Фланец барабана может выполняться в виде сплошного кольца, отдельных выступов с отверстиями или диска с центральным отверстием под ступицу колеса. Во фланце предусмотрено несколько отверстий:

  • Монтажные — гладкие отверстия большого диаметра, через них пропускаются болты или шпильки, фиксирующие колесо и сам барабан на ступице колеса. Число таких отверстий может быть от 4 до 12 в зависимости от размера барабана, размеров и массы колес;
  • Демонтажные — два резьбовых отверстия малого диаметра, в которые вворачиваются болты для съема барабана со ступицы колеса (в случае, если барабан не снимается усилием рук);
  • Дополнительные крепежные — два или более гладких раззенкованных отверстия малого диаметра под винты или специальные фиксаторы, удерживающие барабан на ступице колеса.

Однако барабаны могут иметь ряд конструктивных отличий и иметь различное назначение и применимость.

По конструкции и способу изготовления тормозные барабаны можно разделить на две группы:

Цельнолитые барабаны изготавливаются методом центробежного литья с последующей механической обработкой фланца и поверхности трения с колодками. Обычно такие барабаны изготавливаются из серого чугуна.

Составные тормозные барабаны состоят из двух частей — литого чугунного цилиндра и точеного либо литого стального фланца. Такая конструкция обладает высокой прочностью и позволяет выполнять ремонт барабана по мере его износа или в случае повреждений. Однако составные барабаны более дорогие и сегодня используются значительно реже литых.

При необходимости барабаны всех типов после изготовления подвергаются балансировке с помощью выточки металла или установки специальных грузиков.

Также тормозные барабаны могут иметь различную конструкцию и способ монтажа:

  • Барабаны с фланцами;
  • Барабаны с интегрированной ступицей.

Барабаны первого типа — это классическая конструкция, такой барабан монтируется на ступицу колеса, которая является самостоятельной деталью. Барабаны второго типа имеют интегрированную ступицу колеса, вся эта конструкция монтируется на ось автомобиля, в нее устанавливается ступичный подшипник и навешивается колесо. Барабаны со ступицей используются значительно реже обычных барабанов с фланцами, так как они более сложны в производстве и дают меньше возможностей для ремонта. Наиболее часто барабаны со ступицей имеют составную конструкцию.

По назначению тормозные барабаны бывают двух типов:

  • Для колесных тормозных механизмов;
  • Для стояночной тормозной системы грузовых автомобилей.

Барабаны первого типа монтируются на ступицы колес, они участвуют в работе основной (рабочей) и стояночной тормозных систем. Барабаны второго типа монтируются на карданный вал (со стороны коробки передач), они участвуют в работе стояночной тормозной системы, однако в экстренных ситуациях могут выступать и элементами запасной тормозной системы для совершения экстренной остановки транспортного средства.

По применимости тормозные барабаны бывают трех типов:

  • Для тормозных механизмов колес задней оси;
  • Для тормозных механизмов колес передней оси;
  • Универсальные (могут использоваться на колесах всех осей транспортного средства).

Как правило, передние и задние тормозные барабаны грузовых автомобилей отличаются размерами и массой: на задние колеса устанавливаются более широкие барабаны, на передние — более компактные. На многих двухосных коммерческих грузовиках и легковых автомобилях передние и задние колеса оснащаются одинаковыми тормозными барабанами. А сегодня легковые переднеприводные автомобили все чаще имеют барабанные тормоза только на задней оси, на передних колесах работают более легкие и эффективные дисковые тормоза.

Барабаны в зависимости от назначения и конструкции могут иметь диаметр от 200 (у легковых авто) до 450 мм и более (у грузовых авто), а массу до 70 кг и более.

Вопросы выбора и замены тормозных барабанов

Тормозные барабаны в процессе эксплуатации подвергаются значительным механическим и температурным нагрузкам, что приводит к их износу и повреждениями. Основная проблема барабанов — износ их рабочей поверхности. Износ может быть равномерным и неравномерным, в первом случае просто увеличивается внутренний диаметр барабана и колодкам приходится преодолевать больший путь до контакта с поверхностью трения, а во втором случае на поверхности трения образуются борозды, неровности и т.д. Также внутренняя поверхность барабана может приобретать овальность, что ухудшает эффективность торможения. Во всех этих случаях барабаны подвергаются расточке или замене.

Читайте также:  Как может попасть вода в двигатель

При расточке барабана используется ряд установленных производителем транспортного средства ремонтных размеров, которые обычно идут с шагом 1 мм и с допуском 0,25 мм. При достижении максимального ремонтного размера тормозной барабан необходимо заменить, так как его стенки становятся слишком тонкими, и вся конструкция теряет прочность — такую деталь опасно эксплуатировать.

Менять барабан нужно и в тех случаях, когда на нем образуются слишком глубокие борозды, значительные задиры и, особенно, трещины и сколы. Для своевременного выявления этих дефектов необходимо регулярно (при каждом регламентном ТО в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля) осматривать барабаны через смотровые окна в тормозном щите колеса.

Для замены необходимо выбирать барабан установленного производителем транспортного средства типа и каталожного номера. Деталь другого размера и с иным расположением отверстий на фланце либо вовсе нельзя установить, либо после монтажа вся тормозная система будет работать некорректно. Для легковых автомобилей с задними барабанными тормозами рекомендуется менять сразу оба барабана, для этого детали продаются в комплекте (парами). Производить замену тормозного барабана нужно в соответствии с инструкцией по ТО и ремонту транспортного средства, при установке нового барабана требуется выполнить все необходимые регулировки тормозных механизмов. При соблюдении всех рекомендаций установка тормозного барабана будет выполнена быстро, а работа тормозов будет надежной в любых условиях.

Барабаны, конечно, давно проиграли эволюционную войну дискам, но по сей день достаточно активно используются на недорогих и легких машинах. Все Лады, Renault Logan, VW Polo sedan, Skoda Rapid, Daewoo Matiz – список вполне современных моделей, использующих эти архаичные, но долговечные тормозные механизмы, будет очень длинным. А значит – нелишне знать, как они устроены, почему ломаются и как чинятся. После теоретической подготовки отправимся в ремзону, где обследуем барабаны редкого китайского седанчика Chery Jaggi, более известного в России под именем QQ.

Конструкция барабанных тормозов

К ардинально барабанные тормозные механизмы не изменились с момента их массового появления в 1902 году благодаря Луи Рено. Правда, привод у тех тормозов был тросовый, а потому они были исключительно механическими. Плюс у них не было автоматической регулировки, так что шофер должен был регулярно проверять зазор между колодками и барабаном. Но принципиальная конструкция, повторюсь, изменилась минимально.

Опишем здесь самую распространенную, классическую конструкцию барабанного тормозного механизма. Есть тормозной щиток, который жестко закреплен на кожухе заднего моста или цапфе колеса, и он не вращается. Также есть барабан, который закреплен на ступице колеса и вращается вместе с ней и колесом.

Тормозные колодки установлены на тормозном щитке. С одной стороны колодки опираются на оси, с другой – на поршни рабочего тормозного цилиндра (это хорошо видно на фотографиях). Когда нажимают на педаль тормоза, тормозная жидкость раздвигает поршни в рабочем цилиндре, а те в свою очередь раздвигают тормозные колодки. Колодки прижимаются к поверхности барабана и автомобиль замедляется. На колодки приклеены или приклепаны фрикционные накладки. Чтобы колодки не выпали, установлены прижимные пружины.

Приятным моментом данной конструкции является то, что одна из колодок имеет свойство подклинивания (ее называют активной). Если привести пример, то представьте себе колесо автомобиля, хорошенько раскрутите его и попробуйте вставить рукой какой-нибудь предмет между колесом и аркой: с одной стороны предмет будет выталкиваться, а с другой – еще больше затягиваться в пространство между колесом и аркой, тем самым подклинивая колесо. Та же ситуация и с колодками.

Вторую колодку (пассивную) барабан отталкивает, и ее эффективность ниже первой – это, напротив, неприятный момент. Чтобы скомпенсировать разницу, фрикционная накладка пассивной колодки больше по размерам активной колодки.

Оборотная сторона подклинивания колодки в том, что тормозное усилие возрастает не пропорционально усилию на педали. Проще говоря, Вы давите на педаль тормоза и получаете совсем иное, намного большее замедление, чем ожидалось. С дисковыми тормозами такого нет.

Чтобы колодки вернулись на исходную после торможения, на них установлены возвратные пружины. Зачастую, если задний тормозной механизм барабанный, то те же колодки задействуются при затягивании стояночного тормоза («ручника»). На одной из колодок имеется дополнительный рычаг, к которому крепится трос, при перемещении которого колодки разводятся.

На современных автомобилях барабанный тормозной механизм саморегулируемый. То есть не нужно раз во сколько-то тысяч км или после ремонта лезть, как на ЗИЛ 130, под автомобиль, чтобы измерить зазор между фрикционными накладками и барабаном.

На фото: ЗиЛ-130 ‘1966–74

Однако даже на современных авто стояночный тормоз все же регулировать необходимо. Потому распорная стойка, благодаря которой разводятся колодки при затягивании ручника, имеет свойство удлиняться или укорачиваться за счет вращения гайки (ее тоже хорошо видно на фото). Еще одним из положительных аспектов барабанных тормозов является площадь рабочей поверхности фрикционных накладок – она в любом случае больше по сравнению с дисковыми тормозами.

Читайте также:  Механическая блокировка дифференциала на ниву

Но из-за особенностей условий работы (см. выше) износ накладок неравномерен, а значит, и усилие также будет изменяться с износом. В свою очередь никто не мешает увеличить рабочую площадь накладок за счет увеличения не только диаметра барабана, но и его ширины, а это бесспорный плюс. Этим с умением пользуются конструкторы грузовиков, для которых важней затормозить 20 тонн в пределах приличия, нежели тонкая связь между ногой водителя и ускорением замедления автомобиля.

Более того, даже если на легковушке по кругу установлены дисковые тормоза, то с высокой долей вероятности тормозной механизм ручника реализован по барабанной схеме. Просто в диске делают проточку и создают свой небольшой барабан и помещают внутрь колодки.

Пару слов об уже отживших свое конструкциях барабанных тормозах. В поисках более простых и эффективных вариантов исполнения инженеры, чтобы решить проблему с колодкой, которая не подклинивается, пришли к выводу, что можно поставить два рабочих цилиндра с двух противоположных сторон тормозного щитка (как на ГАЗ 24 и множестве других машин с барабанными тормозами спереди и сзади). В таком случае обе колодки становились подклинивающими, но только при движении вперед.

Конструкторы АЗЛК применили барабанные механизмы с плавающими колодками. Плавающими потому, что опираются они не на оси, каждая на свою, а на шарнир, связывающий обе колодки. Поэтому когда поршни раздвигают их, они за счет усилий стабилизируются относительно барабана. А эффект подклинивания активной колодки снижается за счет передачи силы через шарнир на пассивную колодку.

Плюсы и минусы барабанов

Одним из главных достоинств барабанных механизмов называют его закрытость от окружающей среды – ни грязь, ни пыль внутрь не попадают. С этим трудно не согласиться, но с оговоркой – если речь идет о грязи снаружи. Все продукты износа колодок, что появляются в барабане внутри, просто так оттуда «выбраться» не могут. Вся прелесть закрытости барабаном видна на фотографиях подопытного.

Если в дисковых тормозах остатки фрикционных накладок просто выдуваются из механизма, то в барабанных почти все остается на месте. И еще. Кто в своей жизни эксплуатировал грузовики или древние автомобили с «барабанами» по кругу, должен помнить: если проехал глубокую лужу или брод, то после необходимо несколько раз нажать на тормоза, чтобы просушить их, иначе их попросту не будет. С дисками такого цирка нет.

Еще барабаны отлично перегреваются и их, в отличие от дисков, нельзя быстро охладить набегающим воздухом. Сам барабан при этом покоробить сложно (чего не скажешь о дисках), но эффективность торможения горячих барабанов снижается очень существенно.

С точки зрения динамики барабаны тоже проигрывают дискам, так как последние легче. Плюс максимальное тормозное усилие у барабанов сильно ограничено – чрезмерным давлением на колодки можно просто «порвать» барабан. Диски же можно сжимать намного сильнее.

Пример ремонта заднего барабанного тормозного механизма

Тут все, в общем-то, довольно предсказуемо. Барабаны разбирают, как правило, для двух манипуляций: замены колодок или ремонта самого заклинившего механизма.

На этот раз к нам попал автомобиль с неработающим задним правым тормозным механизмом и отсутствием стояночного тормоза. Опытным взором мастера утечек тормозной жидкости найдено не было. Потому вероятность заклинившего рабочего тормозного цилиндра возросла до 99%. Решение было принято незамедлительно – разборка и более детальная диагностика.

Отвернули гайки и сняли колесо. К счастью, барабан не прикипел и снялся довольно легко. Хозяину автомобиля стало легче, когда он узнал, что колодки менять еще рано. Но потом пошли плохие новости. Закисла распорка стояночного тормоза, следовательно, отрегулировать расположение колодок невозможно, а это причина отсутствующего ручника. Далее. Поршни в рабочем цилиндре заклинило, потому машина и не тормозила. Вердикт – замена рабочего цилиндра. Хозяин встретил трудности мужественно и благословил начинать незамедлительно.

Так как необходимо заменять рабочий цилиндр, пережимаем тормозной шланг, чтобы исключить вытекание всей тормозной жидкости из контура. Отвернули соединительную гайку и отсоединили тормозную трубку от рабочего цилиндра. При помощи узкогубцев сняли нижнюю пружину с тормозных колодок. Затем отсоединили трос стояночного тормоза от рычага тормозной колодки.

Все теми же узкогубцами прижали, провернули и сняли прижимные пружины обеих колодок. Пружины фиксируются на пальце: на каждой имеется небольшая опорная крышка с прорезью, а у пальца наружный конец расплющен. Соответственно, при установке пружину сжимают, конец пальца проходит через прорезь, а чтобы зафиксировать пружину, ее проворачивают. Но это будет потом, сейчас разборка.

После демонтажа прижимных пружин обе колодки можно снять с тормозного щитка и рабочего цилиндра. Что мы и делаем, немного раздвинув их для преодоления усилия верхней возвратной пружины. После выкрутили болты крепления и сняли рабочий тормозной цилиндр. Сняли с колодок распорку, тщательно ее очистили и разработали, чтобы можно было отрегулировать стояночный тормоз. Сняли затем и верхнюю возвратную пружину.

Комментировать
0
17 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector