Почему барабанные тормоза никак не умрут
Тормоза барабанного типа имеют ряд плюсов и минусов в сравнении с более современными и эффективными дисковыми механизмами, однако несмотря на архаичность схемы такие системы все еще остаются в строю. Так почему же дисковые тормоза все никак не отправят барабанных собратьев на свалку истории?
Барабанный, или фрикционный тормоз, как известно, осуществляет торможение за счет сил трения между внутренней поверхностью вращающегося барабана и расположенными внутри цилиндра неподвижными тормозными колодками. Дисковые тормоза, напротив, состоят из вращающегося диска и двух неподвижных колодок, установленных с обеих сторон диска внутри суппорта. Так какая же система лучше?
На данный момент барабанные тормоза стремительно утрачивают популярность у автопроизводителей по ряду причин и используются в легковом транспорте в основном на доступных моделях. Одна из причин — неэффективное охлаждение. При торможениях с высоких скоростей барабанные тормоза в силу закрытой конструкции испытывают сильный перегрев. Дисковые же тормоза, напротив, открыты и хорошо охлаждаются воздухом.
В то же время у барабанов не на высоте самоочистка. Если внутрь барабана просачивается влага (редко, но случается), то в мороз тормозной механизм обледеневает изнутри и возникают проблемы с тем, чтобы стронуть машину с места. Попадание же грязи в барабан чревато нестабильностью торможения.
Барабанные тормоза также срабатывают медленнее и грубее, чем дисковые, что обусловлено нестабильностью пятна контакта колодки и поверхности барабана. К тому же вскрытие барабана может быть проблемой — со временем крышка может прикипать, а многие водители и сервисмены снимают тормозной барабан, ударяя молотком по его внешнему поясу, рискуя таким образом отколоть часть детали.
Правда и то, что по мере эксплуатации в барабанах накапливаются продукты износа, попросту говоря — металлическая пыль от колодок. Когда ее наберется много, эффективность замедления снизится. Поэтому необходимо продувать барабанные механизмы воздухом на каждом техобслуживании и даже чаще. Впрочем, прогресс и здесь не стоит на месте. Современные исполнения «барабанов» имеют как улучшенную защиту от перегрева, так и большую стойкость к износу, чем их предшественники.
Износ же можно определить через специальное отверстие, с внутренней стороны тормозного щита. Однако по факту сделать это непросто, и водители ориентируются в большей степени на цикличное биение тормозной педали при торможении и характерный металлический скрип. Между тем, когда фрикционные накладки достигают минимальной толщины, колодки необходимо без промедления менять, поскольку они могут оставлять на барабанах канавки и в конце концов вывести деталь строя.
Чего у барабанных тормозов не отнять, так это внушительного ресурса. Дело в большой рабочей поверхности колодок, равно как большей толщине рабочей части барабана. В результате колодки в барабанах ходят по 100 тысяч километров (в среднем в два -три раза больше дисковых аналогов).
Второй жирный плюс ставим «барабанам» за хорошую защиту от грязи. Тормозные колодки, пружины, гидравлические цилиндры и распорные планки здесь спрятаны в барабане, как в своего рода кофре. В результате грязь, снег, пыль, песок редко проникают внутрь барабана (если только вы не буксуете часами в грязевой колее или песке) и соответственно не влияют на работоспособность механизма. Из-за этого барабанные тормоза ценят владельцы, которые эксплуатируют свои автомобили в тяжелых условиях — речь прежде всего о джиперах и всех тех, кто передвигается по пересеченке чаще, чем по асфальту.
Кроме того, не следует забывать о тормозном потенциале барабанных систем. Закрытая конструкция позволяет сделать площадь трения значительно большей, чем у дисковых аналогов. И, кстати, такая схема отлично подходит для крупных и тяжелых автомобилей — фургонов, пикапов и микроавтобусов, не говоря уже о грузовиках и автобусах.
Еще одно не самое очевидное преимущество — простое и надежное совмещение с механизмом стояночного тормоза. Это обстоятельство, к слову, облегчает ремонт и обслуживание автомобиля.
Но, пожалуй, главный аргумент, почему барабанами до сих пор комплектуют многие массовые модели, это простота производства и дешевизна обслуживания. В частности, поскольку барабанные тормоза не выделяют много тепла, для них применяются более дешевые расходники — к примеру, тормозные жидкости на масло-спиртовой основе, имеющие низкую температуру кипения.
Отметим также, что современные барабанные системы уже не такие простые, как прежде, и главным различием между ними является материал. На данный момент выбор можно сделать между алюминиевыми и чугунными исполнениями. Первые мыслятся как передовые, вторые — как «долгоиграющие», но морально устаревшие.
Детали из «летучего» металла минимизируют один из недостатков барабанов — большие неподрессоренные массы, что позитивно сказывается на управляемости.
Кроме того, алюминий в отличие от чугунных аналогов не коррозирует. В итоге внутренняя и внешняя поверхности таких барабанов остаются чистыми. С другой стороны, в сравнении со старым-добрым чугуном алюминий быстрее изнашивается и больше подвержен деформации при перепаде температур. К тому же такие диски прикипают даже сильнее, чем чугунные аналоги, а если вы задумали снять такие барабаны, то не обойтись без специальных «съемников», иначе шансы разбить деталь будут велики.
Как бы то ни было, барабанные тормоза на легковом транспорте все же доживают свой век. Ведущие автопроизводители смогли подружить этот вид тормозной системы с ABS и ESP. Однако с активным внедрением «умных» систем стабилизации, элементов автоматического управления, гибридных технологий и электропривода работы по адаптации такой электроники к архаичным барабанным механизмам становятся экономически невыгодными.
Как на самом деле работают барабанные тормоза?
Вы когда-нибудь задавались вопросом, что на самом деле происходит внутри барабанного тормоза во время его работы и почему дисковые тормоза обычно считаются превосходящими свой аналог более ранней конструкции? Позвольте нам объяснить.
Большинство, вероятно, знают, как работают дисковые тормоза. Вкратце напомним алгоритм действия системы: после нажатия на педаль тормоза главный тормозной цилиндр через тормозную жидкость в гидролиниях начинает повышать давление в суппортах, где один или несколько поршней посредством прилагаемого к ним давления начинают прижимать одну или две колодки к диску (тормозному диску).
При помощи сил трения автомобиль начинает сбрасывать скорость, гарантируя, что вы в конечном итоге не въедете в задний бампер впередиидущего автомобиля или в стену/столб/дерево. Просто и эффективно. Подробнее по теме:
Но как насчет тормозных барабанов? Эти более скромные элементы тормозной технологии, и уж точно гораздо более старые по сравнению с дисковыми тормозами, практически полностью ушли из повседневной жизни автомобильного сообщества. Даже грузовые машины и автобусы все реже прибегают к услугам этих «слуг». Теперь подобные схемы тормозных механизмов можно обнаружить только на очень недорогих автомобилях или специфической технике. Почему так произошло? В чем кроется ахиллесова пята «барабанов»?
По какому принципу работают барабанные тормоза?
Рабочий процесс начинается точно так же, как на дисковых механизмах, – с жидкости, передающей давление от главного тормозного цилиндра к исполнительному механизму тормозов. С этого момента и появляются все главные отличия.
Вместо тормозного суппорта, как у дискового тормоза, в барабанных тормозах жидкость попадает в так называемый рабочий тормозной цилиндр, установленный внутри чугунного тормозного барабана.
Жидкость выталкивает два поршня из корпуса рабочего тормозного цилиндра наружу, в результате чего тормозные колодки расходятся, прилегая к внутренней обшивке тормозного барабана. Так как барабан крепится к ступице, вызываемое трение начинает замедлять вращение колеса.
Также в функциональной части тормозного механизма важную роль играют так называемые стяжные пружины. Две пружины установлены по обоим концам двух колодок. Как ясно из названия, эти пружины возвращают тормозные колодки в исходное положение после отпуска тормозной педали.
По мере износа колодок специальная система подвода будет выбирать лишнее расстояние между барабаном и колодками, что позволит не снижать КПД и скорость работы тормозной системы с течением времени и естественным износом компонентов. Тем не менее – об этом говорят знатоки – передние колодки в барабанных тормозах прижимаются к поверхности с большей силой, что увеличивает их износ.
Есть ли преимущества у барабанного механизма перед дисковым?
Казалось бы, это просто невозможно. Как может быть архаичная система лучше более современной? Но есть несколько неоспоримых плюсов барабанных тормозов, которых у нее не отнять:
1. Поскольку пятно контакта проходит по всей окружности барабана, тормозное усилие, передающееся барабанным тормозам, больше, чем у тормозного диска одинакового размера.
2. Не посчитайте за шутку, но мы вычитали на специализированных сайтах, что использование барабанных тормозов экономит вес, средства на производство элемента для автокомпании и в конечном итоге деньги в кошельках автовладельцев.
Если относительно последних двух пунктов мы знали уже давно – действительно, проще и дешевле конструкции сложно найти, то вот о весе даже не догадывались. Как-то чугунный большой барабан не внушал чрезмерной уверенности в этом. Тем не менее, если учесть, что в дисковом тормозе помимо тормозной гидравлики есть еще и огромный диск (тоже чугунный), то на то и выходит. При одинаковом весе барабанный тормоз будет мощнее за счет большего пятна контакта колодок в нем. Но при одинаковой мощности он будет легче своего современного аналога.
3. Наконец, еще одно неоспоримое преимущество – тормозные колодки, как правило, не стираются гораздо дольше, чем на обычных дисковых тормозах.
Минусы барабанных тормозов
1. Несмотря на простоту конструкции и более дешевое производство, в обслуживании барабанные тормоза не могут конкурировать с дисковыми. Уж больно сложная настройка им требуется. Возня с барабанами в некотором роде была похожа на искусство. Только мастер мог настроить поизносившиеся тормоза идеально. Времени эта настройка тоже отнимала изрядно.
2. Барабаны не так хороши, когда дело доходит до работы в жару. Все компоненты – внутри закрытого барабана, теплу от торможения деваться некуда. Вся система при интенсивном использовании перегревается, а охлаждается медленно.
Перегрев опасен не только закипанием тормозной жидкости, но и уменьшением трения во время использования тормозов, а значит, уменьшением эффективности торможения.
3. Барабанные тормоза также гораздо более восприимчивы к перетормаживанию, когда колодка «прилипает» к барабану даже после отпускания педали. У дисковых тормозов неотвод колодок встречается гораздо реже.
Этих минусов оказалось достаточно, чтобы производитель решил навсегда отойти от данной конструкции.
Поэтому нетрудно понять, почему тормозные диски стали выбором де-факто для производителей автомобилей и почему вы все реже встречаете новые серийные легковые автомобили с барабанными тормозными механизмами.
P. S. Скромный барабанный тормоз по-прежнему используется на медленных, дешевых автомобилях и коммерческих моделях. Так что жив старичок. Жив!
Устройство и принцип работы барабанных тормозов
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
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:
- Давление рабочей жидкости в системе создается за счет нажатия водителем на педаль тормоза.
- Жидкость давит на поршни рабочего тормозного цилиндра.
- Поршни, преодолевая усилие стяжных пружин, приводят в действие тормозные колодки.
- Колодки плотно прижимаются к рабочей поверхности барабана, замедляя скорость его вращения.
- За счет сил трения, возникающего между накладками и барабаном, происходит торможение колеса.
- 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
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.
Источник https://rg.ru/2022/01/15/pochemu-barabannye-tormoza-nikak-ne-vymrut.html
Источник https://1gai.ru/publ/521346-kak-na-samom-dele-rabotayut-barabannye-tormoza.html
Источник https://techautoport.ru/hodovaya-chast/tormoznaya-sistema/barabannye-tormoza.html
