Принцип работы барабанных тормозов ваз

Обновлено: 02.07.2024

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.

История производства

А изобретены они были еще в далеком 19-м веке. Первыми прототипами современных тормозов была примитивная система всего лишь из трех составляющих. Это был собственно тормозной барабан, крепящийся к колесу, прочная и гибкая лента, расположенная вокруг него, а также рычаг, натягивающий последнюю деталь. Естественно, срок службы такой системы был недолгим, к тому же в нее попадали различные камни и грязь.

Усовершенствовалась конструкция лишь в начале 20-го века. Тогда инженер Луи Рено изобрел новый тормозной барабан с более надежными комплектующими. Впервые в него входили колодки, расположенные внутри механизма. Тормозное устройство было хорошо защищено от попадания грязи, в связи с чем его срок службы существенно увеличился. С тех пор тормозной барабан неоднократно менял свою конструкцию и материалы, однако его функция оставалась неизменной. Такое устройство по-прежнему уменьшало скорость автомобиля при необходимости. Также оно выполняло функцию ручного тормоза.

УСТРОЙСТВО

Тормозной механизм барабанного типа функционально предназначен для изменения скоростного режима транспортного средства. Кроме того, барабанный тормоз, установленный на задней колесной паре, обеспечивает реализацию функции стояночного тормоза.

Основным конструктивным элементом тормозного механизма данного типа, собственно и давшее ему такое название, является барабан, или металлическая чаша, закрепленная на колесной ступице.

Тормозной механизм барабанного типа (рис.1) состоит из следующих основных частей:

Различают следующие типы барабанного тормоза:

-Simplex – с одним разжимным устройством
-Duplex – с индивидуальным приводом
-Duo-Duplex – с двумя разжимными устройствами
-Servo – с максимальным самоусилением
-Duo-Servo – с самоусилением при любом направлении вращения барабана

Эффект механического самоусиления – также одно из преимуществ барабанного тормоза. Этот эффект возникает по причине того, что нижние части тормозных колодок связаны между собой, и трение о тормозной барабан передней колодки усиливает прижим к барабану задней тормозной колодки.
Эффект самоусиления возникает, как правило, при движении автомобиля вперед. Но в конструкции Duo–Servo он возникает и при обратном вращении колеса (заднем ходе). В среднем, самоусиление позволяет увеличить тормозное усилие в 2–4 раза. В варианте Servo тормозное усилие может увеличиться в 6 раз.

Особенностью барабанного тормоза является применение устройств компенсации увеличения зазора между колодкой и тормозным барабаном при тепловом расширении. Компания Bosch разработала такое устройство на основе эффекта деформации биметаллической пружины при повышении температуры тормозного механизма свыше 80 градусов Цельсия.
В конструкции барабанных тормозов также применяются несколько пружин различного назначения. Со временем их упругие свойства снижаются, поэтому данные пружины подлежат периодической замене.

Плюсы и минусы

Тормоза сто лет назад: как барабаны оказались эффективнее дисков

Тормозная система появилась задолго до автомобилей – останавливать нужно было вагоны, телеги, кареты, различные приводные системы и многое другое оборудование. В наследство от времен, когда скорость в 30…

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.

Принцип работы барабанных тормозов.

Принцип действия такой системы следующий. Металлический полый барабан в виде плоской чашки крепится на ступице. При торможении к внутренней части барабана прижимаются серповидные тормозные колодки, что приводит непосредственно к торможению.

Конструкция, приводящая к прижиму тормозных колодок, построена на гидравлическом тормозном цилиндре либо нескольких цилиндрах. В исходное положение тормозные колодки возвращаются благодаря пружинам. Кроме прочего, в конструкцию барабанных тормозов входит рычаг, распирающий колодки при постановке автомобиля на стояночный тормоз.

На заре автомобилестроения барабанные тормоза имели доминирующее распространение. Причина такого противовеса в сторону барабанных тормозов была обусловлена в первую очередь простотой производства и меньшими требованиями к точности изготовления деталей. Кроме того, строение стояночного тормоза на основе барабанных тормозов более простое, чем на основе дисковых, которые сегодня нередко занимают место первых.

Как происходит торможение?

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:

Колодочные барабанные тормозные механизмы, несмотря на свою внешнюю схожесть, существенно отличаются друг от друга по конструкции и свойствам. На рисунке приведены основные схемы барабанных колодочных тормозов. В основном они различаются по расположению опор колодок и характеру приводных сил, раздвигающих колодки и прижимающих их к барабану изнутри. Различие в конструкции предопределяет и различие в свойствах.

Барабанный механизм с равными приводными силами и односторонним расположением опор колодок:
1 — тормозной барабан;
2 — фрикционная накладка;
3 — колодка;
4 — тормозной щит;
5 — тормозной цилиндр;
6 — возвратные (стяжные) пружины;
7 — эксцентрик регулировки тормоза

На рисунке показан барабанный тормоз с равными приводными силами и односторонним расположением опор колодок.
Опорный диск закреплен на балке моста. В нижней части опорного диска установлены два пальца, на которых закреплены эксцентриковые шайбы. Положение пальцев фиксируют гайками. На эксцентриковые шайбы надеты нижние концы колодок. Регулировочные эксцентрики закреплены на опорном диске болтами, удерживаемыми от произвольного проворачивания предварительно сжатыми пружинами. Стяжная пружина прижимает каждую колодку к ее регулировочному эксцентрику. Пружина фиксирует регулировочный эксцентрик в любом положении при повороте его за головку болтов. Таким образом, каждая колодка центрируется относительно тормозного барабана регулировочными эксцентриками и эксцентриковыми шайбами пальцев. Верхние концы колодок соприкасаются с поршнями рабочего цилиндра. От боковых смещений колодки удерживаются направляющими скобами с пластинчатыми пружинами.
Длина фрикционных накладок, прикрепленных к передним и задним колодкам, неодинакова. Накладка передней колодки длиннее задней. Сделано это для обеспечения равномерного износа накладок, так как передняя колодка работает большее время как первичная и создает больший тормозной момент, чем задняя. Барабан тормоза прикреплен к ступице колеса. Для удобства доступа к колодкам барабан сделан съемным.
При торможении давление жидкости в колесном цилиндре раздвигает поршни в противоположном направлении, они воздействуют на верхние концы колодок, которые преодолевают усилие пружины и прижимаются к барабану. При растормаживании давление в цилиндре уменьшается и благодаря возвратной пружине, колодки сводятся в первоначальное положение.
В механизме имеется специальный приводной рычаг, соединенный верхним концом с одной тормозной колодкой, а через планку — с другой. К нижнему концу рычага присоединяется трос стояночного привода. При вытягивании троса рычаг поворачивается и прижимает к барабану сначала одну колодку, а затем через планку другую.
Тормоз автомобиля с разнесенными опорами выполнен по схеме (см. рис. б). Он имеет две одинаковые тормозные колодки, каждая из которых установлена на соответствующем опорном пальце. Колодки стягиваются пружинами. Концы колодок соприкасаются с поршнями колесных цилиндров. Рабочие цилиндры соединены с главным тормозным цилиндром и между собой трубопроводом. Механизм имеет автоматическое устройство регулирования зазора.
Опорный диск сервотормоза (см. рис. в) укреплен на коробке передач; на нем установлены две колодки, разжимной и регулировочный механизмы. Верхние концы колодок прижаты стяжными пружинами к толкателям разжимного механизма, а нижние — к опорам регулировочного механизма. Усилие стяжных пружин левой колодки меньше, чем усилие пружин правой колодки. Сухарь регулировочного механизма может перемещаться вместе с опорами колодок на 3 мм относительно винта. В расторможенном положении сухарь прижат к корпусу сильными пружинами и указанный зазор устанавливается со стороны левой колодки. При перемещении тормозного рычага усилие от него через тягу передается на двуплечий рычаг. Положение тормозного рычага в заторможенном состоянии фиксируется защелкой на зубчатом секторе. Короткое плечо двуплечего рычага давит при этом на разжимной стержень, который, вдвигаясь в корпус, разводит шариками толкатели обеих колодок. Первой к барабану прижимается левая колодка, имеющая более слабые стяжные пружины. Если торможение происходит при движении автомобиля вперед, то эта колодка захватывается бара- баном и ее нижний конец перемещает правую колодку до ее соприкосновения с барабаном (перемещение колодки, которое не превышает 3 мм, происходит против хода часовой стрелки). Обе колодки работают как первичные, причем приводным усилием для правой колодки является сила трения, передаваемая от левой колодки. Так как тормозной момент трансмиссионного стояночного тормоза увеличивается главной передачей, то его размеры получаются меньше, чем размеры колесных тормозов или тормозов, установленных после межколесного дифференциала.
Тормоз с равными перемещениями колодок (см. рис. г). Колодки опираются на оси с эксцентричными шейками. Оси установлены и зафиксированы гайками в кронштейнах, приклепанных к опорному диску. При монтаже тормоза обеспечивается поворачивание оси и тем самым смещение конца колодки относительно барабана. Стяжной пружиной колодки прижимаются к разжимному кулаку. К колодкам приклепаны по две фрикционные накладки. Тормозной барабан отлит из чугуна и прикреплен к ступице колеса шпильками. Разжимной кулак изготовлен как одно целое с валом и установлен в кронштейне. На шлицевом конце вала закреплен рычаг. В рычаге размещена червячная передача, служащая для регулирования зазора в тормозном механизме.
В расторможенном состоянии между колодками и барабаном имеется зазор. При торможении давление воздуха воспринимается мембраной тормозной камеры, установленной на кронштейне, и ее шток поворачивает за рычаг вал с разжимным кулаком. Колодки прижимаются к барабану, вызывая торможение колеса. Профиль разжимного кулака выполнен так, чтобы обеспечивать перемещение на одинаковые расстояния концов колодок. Этим достигается уравновешенность тормозного механизма, равные тормозные моменты и износ колодок.

Тормозной механизм с клиновым разжимным устройством и автоматической регулировкой зазора:
1 — колодка;
2 — разжимной клин;
3 — тормозной кран;
4 — тормозная камера;
5 — пружина

На ряде автомобилей применены тормозные механизмы с клиновым разжимным устройством и автоматической регулировкой зазора. На опорном диске закреплен суппорт, в цилиндрические отверстия которого вставлены два толкателя. Внутри каждого толкателя размещены регулировочные втулки. На наружной поверхности каждой регулировочной втулки нанесена спиральная нарезка с треугольным профилем зубьев, а на внутренней поверхности нарезана резьба, в которую ввернут регулировочный винт. При первоначальной регулировке тормозных механизмов поворотом регулировочных винтов устанавливают зазор между тормозным барабаном и колодками, величина которого затем поддерживается автоматически. К регулировочным втулкам прижаты храповики, которые имеют зубья, находящиеся в зацеплении с наружными зубьями регулировочных втулок.
Разжимное устройство состоит из клина, двух роликов (оси которых размещены в сепараторе), упорной шайбы и грязезащитного колпака. При торможении на клин передается сила от штока тормозной камеры, вследствие чего он перемещается в осевом направлении и посредством роликов раздвигает толкатели. Перемещающиеся при этом регулировочные втулки и винты прижимают колодки к барабану, а собачка храповиков перескакивает через зубья регулировочных втулок. Когда происходит растормаживание и толкатели со связанными с ними деталями двигаются в обратном направлении, регулировочные втулки поворачиваются под действием усилия, возникающего в зацеплении между собачками храповиков и втулок, в результате чего винты вывертываются. Между колодками и барабаном устанавливаются необходимые зазоры. При увеличении зазора между колодками и барабаном собачки храповика попадают в зацепление с другой парой зубьев регулировочной втулки, что автоматически восстанавливает зазор в тормозном механизме.

Тормозные барабаны колесных и трансмиссионных тормозов обычно отливают из серого чугуна. У некоторых тормозов диск барабана отштампован из листовой стали и соединен с чугунным барабаном при отливке в неразъемную конструкцию. Тормозные барабаны легковых автомобилей выполняют из алюминиевого сплава с залитым внутрь чугунным кольцом. На барабанах иногда делают ребра, увеличивающие жесткость конструкции и улучшающие отвод теплоты. Колодки барабанных тормозов для жесткости в сечении имеют тавровую форму. Иногда колодка опирается свободно нижним концом на площадку и не фиксируется. Такая колодка самоустанавливается относительно барабана при торможении.
Фрикционные накладки изготавливают из материалов, обладающих большим коэффициентом трения (до 0,4), большой теплостойкостью и хорошей сопротивляемостью изнашиванию. Раньше накладки в горячем состоянии формовали в основном из волокнистого асбеста в смеси с органическими связывающими веществами (смолами, каучуком, маслами). Сейчас использование асбеста в тормозных накладках законодательно запрещено, т. к. асбест признан канцерогенным материалом.

Тормозной барабан – это деталь автомобиля, представляющая собой полый невысокий цилиндр, жестко прикрепленный к ступице колеса. При необходимости замедления вращения колеса в него упираются тормозные колодки. Такой барабан является центральным элементом тормозной системы многих легковых и грузовых автомобилей.

История появления тормозных барабанов

Первый тормозной барабан установил на свой автомобиль еще Готтлиб Даймлер в конце 1890-х годов. Изобретенная им тормозная система автомобиля состояла всего из трех элементов:

металлического тормозного барабана, жестко крепящегося к колесу;
гибкой ленты, которую обматывали вокруг него;
рычага, который натягивал ленту и замедлял вращение колеса.

Однако к началу ХХ века скорости некоторых автомобилей достигали уже 100 км/ч, и такой тормоз не мог решать поставленных задач. Вторую жизнь в тормозную систему вдохнул Луи Рено. В 1902 году он представил тормозной барабан, вращение которого замедлялось не лентой, а чугунной колодкой, установленной в полости цилиндра. Позже на такие колодки стали делать износостойкие накладки из материала на основе асбеста. Это была настоящая революция. В таком виде барабанный тормоз просуществовал до 40-х годов ХХ века.

Именно в 40-е годы барабанный тормоз приобрел современные черты. Появились механизмы с двумя раздельными гидроцилиндрами, двумя ведущими колодками и системой вакуумных усилителей. Изменился облик и самого барабана.

Устройство современного тормозного барабана

Современный тормозной барабан представляет из себя литой металлический элемент, напоминающий полый цилиндр небольшой высоты без дна. На его поверхности выделяются отдельные функциональные элементы:

1. Демонтажные технологические отверстия. Пара резьбовых отверстий малого диаметра, в которые вкручиваются болты, облегчающие снятие барабана со ступицы (если усилия рук недостаточно).

2. Защитный колпачок. Обеспечивает герметичность внутренних элементов системы.

3. Фиксатор стоек тормозных колодок. Колодки держатся на продольных стойках, которые удерживаются на барабане.

4. Болты крепления колеса. Как правило, их четыре, но может быть и больше.

5. Внешняя рабочая поверхность барабана, прилегающая к колесу.

6. Ступица (для барабанов с интегрированной ступицей, см. типизацию ниже).

7. Цапфа ступицы колеса. Часть вала, на которой расположен подшипник.

8. Внутренняя рабочая поверхность барабана, к которой прилегают колодки. У барабанов стояночного тормоза эта рабочая поверхность располагается снаружи (см. типизацию).

Как работает барабанный тормоз?

Внутри полости цилиндра устанавливаются тормозные колодки со специальными фрикционными накладками. В процессе передвижения они остаются неподвижными. Нажимая на педаль тормоза, водитель приводит механизм в движение таким образом, чтобы накладки колодок плотно прижимались к внутренней стороне барабана, снижая скорость его вращения вплоть до полной остановки.

Типы тормозных барабанов

Принцип работы первых описан выше. Второй тип отличается тем, что в его конструкцию уже добавлена ступица, и эта система с помощью подшипников устанавливается непосредственно на ось.

Барабанный стояночный тормоз отличается от классического тем, что колодки прижимаются к телу барабана не в внутренней стороны, а с внешней, фиксируя его в неподвижном состоянии и не позволяя колесу крутиться. Стояночные барабанные системы устанавливаются, в основном, на грузовые автомобили.

Основное различие заключается в их размере. На заднюю ось устанавливаются более массивные тормозные барабаны. У легковых автомобилей разделение на передние и задние тормозные барабаны практически не производится. На обе оси устанавливаются одинаковые универсальные тормозные барабаны.

Подробнее про задние тормозные барабаны

Задние тормозные барабаны грузовых автомобилей, как правило, существенно крупнее передних. Масса таких деталей может достигать 70 кг, а диаметр – 450 мм.

У легковых автомобилей такой разницы не наблюдается. Производители либо устанавливают на переднюю и заднюю ось универсальные тормозные барабаны одинакового размера (как правило, около 200 мм в диаметре), либо на передней оси размещают дисковые тормоза, а на задней – барабанные. Выбор именно барабанного типа тормозов для задней оси объясняется тем, что такая система лучше защищена от потоков грязи, бьющихся из-под передних колес.

Назначение системы торможения на ВАЗ 2106 и её работа

Тормозная система ВАЗ 2106 не отличается особой сложностью, но и не обеспечивает особой эффективности в управлении

Первичная система отвечает за блокирование передних колёс. В неё входят:

пара суппортов с запрессованными в них гидравлическими цилиндрами;
четыре прямоугольных тормозных колодки;
два тормозных диска;
шланги, доставляющие тормозную жидкость в первичный контур.

Вторичная система торможения отвечает за блокировку задних колёс. Части, из которых она состоит, практически те же. Отличие лишь одно: колодки вторичной системы имеют не плоскую, а С-образную форму. И установлены они не в тормозном суппорте, а в специальном барабане.

Назначение первичной системы торможения сводится к тому, чтобы обеспечивать плавную остановку автомобиля во время движения. А вторичная система фиксирует машину на месте, блокируя её задние колёса после их остановки.

Разобраться в работе первичной системы торможения несложно. Водитель, нажав на тормозную педаль, вызывает подачу тормозной жидкости к гидравлическим цилиндрам, расположенным в передних суппортах. Из цилиндров выскакивают поршни, соединённые с плоскими тормозными колодками. Они постепенно сдавливают тормозной диск, замедляя его вращение вплоть до полной остановки. Вместе с ним останавливаются и передние колёса автомобиля. Таким образом осуществляется плавное торможение ВАЗ 2106 во время движения.

Типичные признаки поломки тормозов ВАЗ 2106

Тормозной диск со временем покрывается бороздами и углублениями и становится причиной появления вибраций на тормозной педали

Устройство основных элементов тормозной системы ВАЗ 2106

Рассмотрим особенности устройства и работы всех основных деталей, обеспечивающих торможение атомобиля.

Основной тормозной цилиндр

Система торможения на ВАЗ 2106 разбита на два контура: первичный и вторичный. Это сделано для того, чтобы при поломке передних тормозов водитель мог воспользоваться задними и наоборот. И первичный, и вторичный контуры оборудованы гидравлическими цилиндрами, выдвигающими поршни из колодок. А давление во всей этой системе создаётся главным цилиндром. После начала торможения поршень в этом цилиндре начинает перемещаться, нагнетая жидкость в первичный контур (или во вторичный — всё зависит от того, какими тормозами воспользовался водитель).

Под капотом ВАЗ 2106 находятся бачок, вакуумный усилитель и главный цилиндр, собранные в единую систему

Если открыть капот ВАЗ 2106, то основной цилиндр тормозов можно увидеть под вакуумным усилителем, с которым он составляет единую систему. А ещё рядом с этим цилиндром располагается небольшой бачок, разделённый перегородкой на две неравных половины. В этом бачке хранится небольшой резерв тормозной жидкости. Если в каком-то контуре начнётся утечка, то некоторое время жидкость будет поступать в систему из этого бачка, восполняя потери. Если запас жидкости иссякнет до того, как утечка будет найдена и устранена, тормоза откажут и водитель окажется в смертельной опасности.

Видео: как поменять основной тормозной цилиндр на классике

Вакуумный усилитель

Вакуумный усилитель является промежуточным звеном между педалью и основным цилиндром тормозов. Как только нажимается тормозная педаль, её давление через несколько небольших рычагов достигает вакуумного усилителя. Это устройство представляет собой герметичный корпус, разделённый на две половинки эластичной мембраной.

К одной половинке подключается патрубок моторного выпускного коллектора. Когда мотор запускается, давление в этой половине сильно снижается (причём настоящего, глубокого вакуума там не образуется, это просто область очень низкого давления, но в обиходе усилитель всё равно называют вакуумным). Вторая половина усилительной камеры имеет выход в атмосферу с нормальным давлением.

Когда давление в одной половине камеры очень низкое, а в другой — нормальное, эластичная мембрана постепенно начинает прогибаться туда, где давление пониженное, и давить на толкатель. А он вызывает смещение поршня в основном тормозном цилиндре.

Видео: самостоятельно разбираем вакуумный усилитель

Рабочие цилиндры

Передний рабочий цилиндр ВАЗ 2106 состоит из корпуса и поршня, который выходит из своего контейнера в процессе торможения

Разница между цилиндрами спереди и сзади только в схеме приложения усилий. Рабочие цилиндры в передних суппортах (тех, что с дисками), давят на колодки так, чтобы те сдвигались и зажимали тормозной диск. А цилиндры задних барабанных тормозов давят на С-образные колодки, чтобы те раздвигались и упирались во внутреннюю стенку барабана.

Тормозные колодки

К рабочей поверхности колодок крепится особый защитный материал, который обладает повышенным коэффициентом трения. А его твёрдость при этом значительно ниже твёрдости тормозного диска. Чтобы получить такие свойства, производители используют различные композитные материалы, главным наполнителем которых являются опилки мягких металлов, например, меди. На передних колёсах колодки плоские и они сдавливают тормозной диск снаружи. На задних колёсах колодки имеют С-образную форму и упираются в стенки тормозного барабана изнутри.

Задние колодки на ВАЗ 2106 имеют С-образную форму, повторяющую внутренние контуры тормозного барабана

Тормозные шланги

Кроме того, все шланги проверяются на:

высокое давление. Минимальное давление, которое должен выдерживать тормозной шланг ВАЗ 2106, составляет 200 бар. При такой нагрузке не должно возникать никаких утечек;
разрыв. Шланги растягиваются с давлением в 1200 бар. Качественное изделие при этом не должно рваться;
изгиб и объёмное расширение.

Только пройдя все эти процедуры, детали устанавливаются на автомобиль.

Педаль тормоза

Педаль является главным элементом управления тормозной системой ВАЗ 2106. Она располагается под рулевой колонкой, рядом с педалями газа и сцепления, и используется как рычаг, позволяющий водителю передать мускульное усилие на главный тормозной цилиндр.

Правильно отрегулированная педаль обязательно имеет запас свободного хода, который составляет 4–6 см. После того как нога, нажимающая на педаль, пройдёт это расстояние, автомобиль должен начать плавно тормозить. Если этого не происходит, значит, налицо одна из поломок, о которых говорилось выше.

Видео: большой ход педали тормоза — что может быть

Прокачка тормозной системы ВАЗ 2106

Последовательность действий

Вначале следует сказать, что прокачивать тормоза лучше всего с помощником. Но при определённой сноровке это можно сделать и в одиночку.

Видео: прокачиваем тормоза в одиночку

Итак, тормозная система является важнейшей частью автомобиля. И относиться к этой части следует очень ответственно. К счастью, тормоза на ВАЗ 2106 никогда не отличались особой сложностью. Главное, что должен делать начинающий автолюбитель — почаще их осматривать и проверять. И при малейшем подозрении на неисправность немедленно ремонтировать.

Читайте также: