Барабанные тормоза: устройство, плюсы и минусы. Как это работает: барабанные тормоза Тормозной барабан колеса

20.10.2023

- Перегрев. Так как поверхности трения не обдуваются воздухом (в отличие от конструкции дисковых тормозов), то они намного хуже охлаждаются. Тут надо сказать, что температура барабанов во время экстренного торможения может достигать 500-600 градусов. В этих условиях барабан расширяется, расстояние до колодок увеличивается и педаль нужно продавливать сильнее. С перегревом барабанов пробовали бороться установкой дополнительных рёбер снаружи - они обдувались воздухом и «сливали» часть тепла. Впрочем, эта конструкция всё равно не выдерживает никакой конкуренции с дисковыми тормозами.

Есть ли у них плюсы?

При всех своих недостатках у барабанных тормозов есть и неоспоримые достоинства:

- Защищённость от грязи. Колодки тут работают в замкнутом пространстве, и грязь снаружи туда не проникает.

- Высокое тормозное усилие. Выше мы говорили о том, что эффективность барабанных тормозов и предельное давление колодок у них ниже, чем у дисковых. Однако закрытая конструкция позволяет сделать площадь трения очень большой за счёт увеличение диаметра и ширины барабана. В силу этого тормозные барабаны очень долго были безальтернативными для больших грузовиков и автобусов.

- Износостойкость колодок. Худшее сцепление колодок с барабаном делает своё дело: колодки изнашиваются медленнее, хоть и качество торможения от этого страдает.

Почему их всё ещё ставят?

Первые два плюса барабанных тормозов уже давно почти неактуальны. Инженеры научились делать более стойкие к износу диски и колодки, а громоздкие барабаны постепенно вышли из употребления у производителей грузовиков и автобусов. Европейские модели лишились их в конце 90-х – начале 2000-х. Впрочем, российский «Газон», например, всё ещё имеет барабанные тормоза спереди и сзади, но совсем скоро он уйдёт в историю.

Что касается внедорожников, для которых грязестойкость барабанов актуальна, то дорогие модели (Toyota Land Cruiser, Mitsubishi Pajero) лишились их ещё в 80-х, а на более дешёвых, а также на пикапах, барабаны всё ещё встречаются, но только на задней оси. Почему сзади? Всё просто: потому что на задние колёса летит много грязи с передних.

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:

Тормозного барабана, материалом для изготовления которого, служит чугун повышенной прочности. Внутренняя поверхность барабана, непосредственно соприкасающаяся с остальными элементами механизма, подвергается тщательной шлифовке. Монтируется на опорный вал (в этом случае в барабан запрессовывается подшипник) или ступицу колеса.

Тормозных колодок (поз.4). Изготавливаются из металла и имеют форму полумесяца. Рабочая поверхность тормозной колодки оснащена фрикционной накладкой (на основе асбеста).

Тормозного гидравлического цилиндра (поз.2). Это полый чугунный цилиндр с двумя рабочими поршнями, заполненный рабочей (тормозной) жидкостью. Цилиндр оснащен спускным клапаном, обеспечивающим удаление воздуха из системы тормозного механизма. Для предотвращения протекания тормозной жидкости используют уплотнительные манжеты.

Верхней (поз.1) и нижней (поз.5) стяжных пружин, работающих на «сжатие». Их основная рабочая функция – предотвращение расхождения тормозных колодок в режиме «покоя».

Защитного диска, монтируемого непосредственно на ступицу (заднюю балку).

Распорной планки (поз.3), представляющей собой металлическую пластину специфической конфигурации (имеющую специальные вырезы). Функциональное предназначение данного элемента заключается в установке механизма «самоподвода». Кроме того, при установке тормозного устройства на задней колесной паре, распорная планка приводит в действие вторую тормозную колодку, обеспечивая при этом функционирование стояночного тормоза. Применяется в тормозных механизмах барабанного типа, имеющих один тормозной цилиндр.

Механизма «самоподвода» (в виде двух эксцентриков, расположенных в корпусе защитного диска), обеспечивающего разведение тормозных колодок с износившимися фрикционными накладками.

Барабанные тормоза - принцип работы

Принцип действия барабанного тормозного механизма заключается в следующем:

После нажатия водителем тормозной педали в контуре тормозной системы возникает давление.

Под воздействием давления тормозной жидкости поршни тормозных цилиндров, преодолевая сопротивление стяжных пружин, инициируют расхождение тормозных колодок.

Тормозные колодки, расходясь и плотно прилегая фрикционными накладками к рабочим поверхностям тормозных барабанов, снижают скорость их вращения, замедляя тем самым вращение колес транспортного средства.

Эффективность торможения тормозных механизмов барабанного типа несколько ниже, чем аналогичный показатель дисковых тормозов. Так, разница величины тормозного пути может существенно отличаться (до 20%). И этому есть несколько, вполне объективных причин:

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 (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…

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.

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?

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:

Барабанные тормоза относятся к типу тормозной системы, которая состоит и крутящегося барабана.

В сегодняшней статье мы более подробно обсудим задние барабанные тормоза, а именно ответим на такие вопросы:

Что собой представляют задние барабанные тормоза?
В чем заключается принцип действия барабанной тормозной системы?
Почему скрипят барабанные тормоза?
Что делать если скрипят барабанные тормоза?
Ремкомплект для ремонта скрипящих барабанных тормозов?
Как проводится замена барабанных тормозов на дисковые?
Ремкомплект для проведения замены задних барабанных тормозов дисковыми.

Основная информация

Любые автомобили, как маленькие, так и большие в обязательном порядке оснащаются тормозной системой. Основная задача тормозной системы заключается в изменении скорости передвижения транспортных средств, по команде владельца авто или же электронной системы руководства. Вторым назначением тормозной системы является удержание машины в неподвижном состоянии по отношению к дороге, на время стоянки.

Зависимо от устройства фрикционной части различают механизмы диска и барабана торможения. Механизм торможения имеет неподвижную и вращающуюся части. Роль подвижной части барабанной конструкции торможения играет барабан остановки, а не вращающейся ленты или колодки торможения. Подвижная часть конструкции диска торможения имеет вид диска, а не вращающаяся колодками торможения. На осях современных легковых авто обычно располагается дисковая конструкция торможения.

Дисковой механизм торможения состоит из таких элементов:

Диск торможения;
Две не вращающиеся колодки, которые устанавливаются в середине суппорта с двух сторон.

Давайте рассмотрим основные достоинства и недостатки барабанных и дисковых тормозов. Итак, достоинства барабанных тормозов:

Большой срок службы, так как в барабан не проникает грязь и пыль;
Большие усилия при торможении, что хорошо для грузовых машин;
Не дорогой ремкомплект.

К недостаткам относятся:

Медлительность;
Залипание колодок.

Преимущества дисковых тормозов:

Большая тормозная эффективность;
Маленькая масса;
Маленькие размеры;
Маленькая температура тормозной жидкости;
Высокий уровень надежности;
Стабильность.

Единственным недостатком является плохая защита от грязи и пыли.

В чем заключается принцип действия системы торможения?

Давайте рассмотрим принцип действия системы торможения на примере гидравлического рабочего блока. В момент нажатия на тормоз нагрузка переходит на усилитель, создающий добавочное усиление на основном цилиндре. Поршень основного цилиндра торможения собирает всю жидкость в цилиндрах автомобильных колес с помощью трубопроводов. Причем в этот же момент происходит увеличение давления жидкости в приводе тормоза. Благодаря поршням цилиндров автомобильных колес происходит перемещение тормозящих колодок к дискам, или как их еще называют барабанам.

После нажатия на тормоз проходит увеличение давления жидкости, вследствие чего проходит активация механизмов торможения, приводящих вращение автомобильных колес в замедление и образование силы торможения в месте контакта шин авто с покрытием дороги.

Причем чем больше будет прикладываться сила к педали тормоза, тем эффективнее и быстрее произойдет остановка автомобильных колес. Давление жидкости в момент остановки может достигать от десяти до пятнадцати мегапаскалей.

В момент окончания торможения педаль при воздействии пружины возврата переходит в обратное положение. Также в обратное расположение переходит поршень основного цилиндра торможения. Части пружин отводятся от барабанов при помощи колодок. Тормозная жидкость переходит в основной цилиндр торможения из цилиндров автомобильных колес благодаря трубопроводам. Таким образом, проходит понижение давления системы торможения.

Скрипят барабанные тормоза

Для ликвидации скрипа задних барабанных тормозов нужно приобрести подходящий ремкомплект. Итак, какой ремкомплект нужно приобрести, если скрипят барабанные тормоза?

Противооткатные стойки;
Комплект торцевых головок;
Крупнозернистая шкурка;
Молоток;
Баллонный ключ;
Динамометрический ключ;
Отвертка;
Опорные стойки;
Домкрат.

Итак, что делать, если скрипят барабанные тормоза?

В первую очередь подготовьте ремкомплект;
Поставьте авто на ровную поверхность и снимите его с стояночного тормоза;
Подложите под колеса авто противооткатные стойки;
Ослабьте болтики, закрепляющие колеса авто;
Поставьте авто на домкрат;
Снимите колесо;
Осторожно снимите защитный колпак, который прикрывает подшипник ступицы. Для этого вам понадобится отвертка и молоток.
Открутите гайку, которая закрепляет барабан;
Снимите барабан;
При помощи крупнозернистой шкурки снимите возникшую от функционирования колодок кромку;
Очистите барабан от ржавчины;
Установите все в обратном порядке. Во время затягивания подшипников воспользуйтесь динамометрическим ключом.
Проверьте, скрипят ли задние тормоза.

Алгоритм проведения замены задних барабанных тормозов дисковыми

Прежде чем переходить к проведению замены задних барабанных тормозов нужно приобрести ремкомплект. Итак, как проводится замена тормозов на дисковые?

Для начала подготавливаем ремкомплект;
Поднимаем заднюю сторону авто на домкрат;
Снимаем соответственное колесо;
Отпускаем ручной тормоз;
Отмечаем расположение барабана и ступиц;
Вставляем 2 отвертки в отверстия тормозного щитка;
Очищаем тормоза с помощью специальной жидкости;
Снимаем возвратную пружину сверху перед колодкой;
Снимаем пружинную тарелку, которая фиксирует колодку. Для этого нужно нажать на тарелку и повернуть ее на девяносто градусов.
Снимаем колодку и регулировочную планку;
Отсоединяем трос ручного тормоза от рычага задней колодки;
Снимаем пружину регулирующей планки;
Отсоединяем возвратную пружинку;
Снимаем регулирующую планку;
Снимаем скобку, которая обеспечивает фиксацию колодки;
Снимаем регулировочный рычаг;
Снимаем рычаг ручного тормоза;
Устанавливаем новые детали, выполняя все в обратном порядке;
Устанавливаем колесо на транспортное средство.

Да Нет

Барабанные тормозные механизмы – подобное устройство привычно многим автомобилистам. Этот тип системы торможения уходит в прошлое, уступая место более технологичным и эффективным .

Фото: Барабанный тормозной механизм

Терминология

Барабанные тормоза – это система механизмов, нацеленная на снижение скорости либо же полную остановку транспортного средства. Кроме того, данный комплекс ограждает автомобиль от самопроизвольного начала движения.

История возникновения и развития

Первые механизмы

Несмотря на то, что дисковые тормоза были придуманы даже раньше, именно барабанными начали оснащать создаваемые автомобили. Ведь они оказались гораздо проще в производстве, что немаловажно, так как промышленность была не настолько развита, чтобы выпускать сложные механизмы.

Первые барабанные тормоза представляли собой барабан, жестко зафиксированный на ступице, вокруг которого наматывалась прочная и гибкая лента. Во время торможения она натягивалась на поверхность барабана и останавливала авто.

Но такая конструкция оказалась неудачной, так как лента стиралась очень быстро, а грязь и мелкий мусор, набивавшиеся под нее, выводили из строя и сам барабан.

Луи Рено

Именно принадлежит честь изобретения в 1902 году барабанных тормозов, где колодки располагались внутри барабана. Это значительно повышало эффективность торможения, а также надежность, ведь подобная конструкция исключала возможность попадания внутрь пыли и других загрязнений. Система Рено основывалась на использовании привода из кабелей и рычагов.

Фото: Ремкомплект для барабанного тормоза VW Golf (1997 год)

30-е годы

Эволюция барабанных тормозов в эти годы привела к появлению компактных тормозных цилиндров, которых иногда устанавливалось по два на один механизм. Тем не менее, значительная часть автопроизводителей не перешла на новую конструкцию, используя в дальнейшем тросовый тип.

50-е годы

Данный период отмечен запуском в производство барабанных тормозов с функцией саморегулировки. Это значительно упростило ситуацию, так как ранее, по причине быстрого износа, приходилось часто подтягивать колодки из-за снижения эффективности торможения.

60-70-е годы

В это время мощность автомобилей растет, равно, как и их масса, что привело к необходимости установки дисковых тормозов, так как фрикционных свойств барабанной системы стало недостаточно. Тем не менее, несмотря на переход некоторых автокомпаний к дисковым тормозам на обоих осях, большинство продолжили установку барабанных на заднюю ось.

Наше время

Сегодня барабанная конструкция повсеместно уступает дисковой, однако на некоторых бюджетных моделях продолжают сохраняться барабанные механизмы.

Конструкция

С течением времени появлялись новые конструкторские решения, использовались различные материалы, однако компоновка тормозов барабанного типа сохранялась. Она состоит из ряда элементов.

Фото: Устройство барабанного тормоза

Тормозной барабан – его изготавливают из чугуна с высокими показателями прочности, а его внутренняя поверхность тщательно шлифуется. Установка барабана осуществляется на опорный вал или ступицу колеса, а подшипник запрессовывается внутрь.
Тормозной цилиндр (гидравлический) – это чугунный корпус с интегрированными внутрь поршнями, оснащенными резиновыми манжетами, которые препятствуют вытеканию тормозной жидкости. Также нем устанавливается спускной клапан, предназначенный для стравливания воздуха из системы.
Тормозные колодки – элементы, выполненные в форме полумесяца, с фрикционными накладками. Они прижимаются к барабану и останавливают транспортное средство. Фрикционные накладки производятся с добавлением каучука (синтетического), модификаторов, смол, керамики и волокон (минеральных и органических).
Защитный диск – он монтируется на заднюю балку или ступицу, а к нему подвижно фиксируются тормозные колодки в комплекте с цилиндром.
Пружины (стяжные) – закрепляются к колодкам снизу и сверху. Их задача – работа на сжатие и недопущение расхождения колодок во время движения.
Распорка (колодочная) – она используется не во всех тормозных системах, а лишь в тех, где имеется только 1 тормозной цилиндр. Представляет собой металлическую пластину со специальными вырезами, которая необходима для работы второй колодки во время натяжения ручки стояночного тормоза, а также для монтажа самоподвода.
Фиксатор – стержень из металла с установленным на него комплектом колодки, пружины и тарелки, создаваемый именно в такой последовательности. В данном случае во время прижимания колодки к тормозному диску останется возможность для ее перемещения по вертикали.
Подвод колодок – пара эксцентриков, помещенных в корпус защитного диска. Эксцентрики во время вращения способствуют более плотному контакту колодки с барабаном. Ранее данная система широко применялась, но сейчас почти не используется.
Механизм самоподвода – он необходим для нивелирования степени износа колодок и их подвода к барабану. Как правило, используется простая система от компании Volkswagen, приставляющая собой клин, проваливающийся внутрь и разводящий колодки. Ford разработал более сложную конструкцию с металлической пластиной и нарезанными зубцами. Но она менее надежна.

Достоинства барабанной конструкции

Фото: Тормозной барабан Renault Logan

Несмотря на то, что дисковые механизмы лучше, у барабанных тоже есть ряд сильных сторон:

Больший ресурс – он достижим за счет защищенности колодок, спрятанных в барабан, в отличие от наружных на дисках;
Возможность увеличения – увеличивая в габаритах (ширина и высота) барабан, легко достигается высокая эффективность, тогда как размер диска ограничивается ободом;
Простота – несмотря на то, что эта конструкция сложнее дисковой, интегрировать ее со стояночным тормозом проще;
Тепловыделение – оно у барабанных конструкций гораздо ниже, что позволяет применять более дешевые тормозные жидкости;

Благодаря таким достоинствам, барабанные тормоза до сих пор применяются на некоторых моделях автомобилей.