Изнашиваемые детали в тормозной системе автомобиля, а это диски, барабаны и колодки, которые не подлежат плановой замене в силу своего непредсказуемого ресурса. Всё сильно зависит от дорожной ситуации, привычек водителя и качества материалов. Поэтому жизненно важно со строгой периодичностью оценивать состояние деталей, чтобы вовремя зафиксировать критическое изменение контрольных размеров.
Принцип работы тормозной системы в машине
Общим принципом работы тормозов является организация трения между деталями, жёстко связанными с элементами подвески и деталями, которые вращаются вместе с колёсами.
https://www.youtube.com/watch?v=pZNkTx_WAVU
Возникновение этой силы и гасит энергию движущегося автомобиля, снижая скорость.
Дисковые тормоза
Тормозной механизм дискового типа состоит из суппорта, прикреплённого к рычагам подвески через другие детали, вращающегося соосно со ступицей колеса диска и тормозных колодок.
При увеличении давления в гидравлических тормозных цилиндрах, входящих в состав суппорта, их поршни начинают перемещаться, сдвигая колодки, которые охватывают диск с двух сторон. Площадь колодок в несколько раз меньше боковой площади диска, то есть они захватывают лишь небольшой его сектор.
Читайте также: Адсорбер: что это такое в машине, устройство и принцип работы
Количество цилиндров в суппорте может быть разным, в зависимости от требуемой эффективности тормоза и других причин, но колодок всегда две, движущихся навстречу друг другу.
Их поджим обеспечивается либо встречно работающими цилиндрами, либо так называемой скобой плавающего типа, когда во втором цилиндре нет необходимости.
Схема работы суппорта с плавающей конструкцией:
- 1 — скоба.
- 2 — направляющая.
- 3 — уплотнительное кольцо.
- 4 — суппорт с цилиндром.
- 5 — поршень.
- 6 — манжета.
- 7 — колодки.
- 8 — тормозной диск.
- 9 — тормозная жидкость.
- 10 — штуцер.
Суппорт с фиксированной конструкцией:
- 2 — болты крепления.
- 4 — суппорт с цилиндрами.
- 5 — поршни.
- 6 — уплотняющие манжеты.
- 7 — колодки.
- 8 — тормозной диск.
- 9 — тормозная жидкость.
- 10 — штуцер.
У дискового тормоза есть несколько преимуществ, которые обеспечили его применение в подавляющем большинстве автомобилей:
- Высокая тепловая эффективность, поскольку диск почти весь открыт и доступен для охлаждения внешним воздухом.
- Простота и компактность конструкции.
- Удобство контроля за состоянием изнашивающихся поверхностей колодок и дисков.
- Возможность использования дополнительной вентиляции с помощью внутренней структуры диска и его перфорации.
- Слабая чувствительность к загрязнениям и попадающей влаге благодаря хорошим условиям для самоочистки.
Материалом для дисков обычно служит чугун, имеющий удовлетворительные фрикционные свойства и их стабильность, реже сталь, а для спортивного применения используются композитные материалы, допускающие работу при высоких температурах без потери прочности и геометрии.
Колодки состоят из стальной подложки, на которой специальным клеем и отформованными шипами закреплены фрикционные накладки из подобранного многолетними исследованиями материала.
Сложность тут состоит в компромиссе между многочисленными противоречащими друг другу свойствами, высоком коэффициенте трения по чугуну и стали, износостойкости, способности беречь от износа диски, температурной стабильности и минимальном уровне акустического шума.
Барабанные тормоза
В их состав входят тормозные барабаны в виде закрытых с одной стороны цилиндров и работающие по их внутренней поверхности тормозные колодки.
Рабочие гидравлические цилиндры также находятся внутри, при нажатии на педаль они раздвигают колодки, прижимая их к барабанам. Площадь колодок лишь ненамного меньше внутренней цилиндрической поверхности.
Статья по теме: Как работает Вакуумный Усилитель Тормозов (устройство, неисправности ВУТ и способы проверки)
Использование таких механизмов ограничено, в силу некоторых принципиальных недостатков:
- несовершенства охлаждения, колодки работают в замкнутой полости;
- плохой сопротивляемости накладок при попадании воды внутрь тормоза;
- значительных габаритов и массы всей конструкции.
При этом у барабанов есть и свои преимущества, в частности сопротивляемость загрязнению, долгий срок службы и технологическая простота в изготовлении.
Почему тормозные колодки, диски и барабаны изнашиваются
Трение, выступая в роли основного рабочего фактора эффективности тормозов, имеет вполне определённую физическую сущность. Это столкновение между собой малейших неровностей, шероховатостей трущихся поверхностей, которое не всегда остаётся для них без последствий.
И эти последствия тем печальней, чем выше коэффициент трения, то есть чем быстрее машина останавливается. Приходится выбирать компромисс между качеством торможения и долговечностью деталей.
По многолетнему опыту материалы накладок и дисков подобраны таким образом, чтобы средний диск мог пережить три-четыре комплекта колодок. Это оптимум с точки зрения соотношения цены массивного и дорогого диска со стоимостью относительно недорогих колодок, считающихся расходниками.
Причины быстрого износа
Снижение срока службы фрикционных элементов тормоза обуславливается несколькими факторами.
- Стиль езды. Вполне естественно, что при частом пользовании педалью износ будет идти быстрее, особенно если у тормозов не будет времени на охлаждение.
- Отклонения в свойствах материалов. Не всегда при текущих заменах диски (барабаны) и колодки устанавливаются точно такие же, как и на заводе. Диски могут быть сделаны из разного по твёрдости и содержанию углерода чугуна, а колодки изготавливаются по разным технологиям, с использованием традиционных материалов без асбеста, включением металлов или органических волокон. В результате можно при равной эффективности в различных сочетаниях чаще менять колодки или диски.
- Попадание грязи на рабочие поверхности. Пыль и песок работают как абразивы, что ускоряет износ.
- Коррозия дисков и деградация материала накладок. Могут происходить как по причине редкого пользования тормозами, так и наоборот, постоянных перегревов.
- Неисправности направляющего аппарата тормоза. Колодки будут прижиматься неравномерно, что вызовет нештатный односторонний износ.
- Проблемы со ступичными подшипниками, когда люфтящее колесо вызывает постоянные задевания колодок по диску.
- Нарушения в выдерживании зазоров. Пренебрежение регулировками барабанных тормозов или закисание поршней в дисковых.
Как видно, ускоренный износ может появиться как по естественным причинам, так и от невнимания водителя.
Почему появляется неравномерный износ деталей
Чаще всего это происходит из-за внутренней коррозии поршней и цилиндров в гидравлическом приводе. Особенно у многопоршневых механизмов. Встречаются также закисания в направляющем аппарате суппорта.
Скоба перекашивается, отчего колодки сильнее прижимаются одним краем, чем другим. Суппорт приходится разбирать, очищать и смазывать, не допуская попадания смазки на фрикционные поверхности. Но лучше прибегнуть к замене деталей.
Чем опасен износ деталей тормозной системы
При достижении деталями критических размеров эффективность торможения падает, что не всегда заметно из-за заложенных в тормозную систему запасов. В этом состоит определённое коварство, тормоза могут отказать внезапно с непоправимыми последствиями.
На предельном ходе колодок при недопустимом износе поршни слишком далеко выдвигаются из цилиндров, попадая на корродированные, ранее не работавшие участки. Велика вероятность заклинивания с лавинообразным усилением износа и полным отказом.
Это интересно: Моторное масло с Молибденом: плюсы и минусы
Это усугубляется снижением толщины диска ниже допустимого предела. У каждого автомобиля есть своя норма по минимальному размеру, которую надо контролировать при каждом плановом ТО.
Проверка колодок без снятия колеса
Не снимая колесо это сделать не всегда удаётся. Диск должен иметь достаточно большое расстояние между спицами для обеспечения визуального контроля. Иногда потребуется применить зеркало и фонарик.
Если рассматривать зону прилегания колодки к диску, то при хорошем освещении можно разглядеть величину оставшейся на подложке колодки фрикционной накладки.
Обычно предельное значение составляет 2-3 мм. Дальше ездить уже опасно. Да и до этой величины лучше не доводить, после оставшихся 4 мм колодки пора менять.
Ещё более вопрос осложняется почти полной нереальностью оценки внутренней колодки, скрытой под суппортом.
К сведению: Как помыть и почистить фару изнутри и снаружи не разбирая
Если даже её можно увидеть с торца диска, то это даст мало информации, данная зона изнашивается неравномерно, к тому же скрыта образующимся при износе бортиком на окружности диска. То есть при неравномерном износе колодок изучение только внешней ничего не даст.
К счастью, конструкторы обычно предусматривают электронный или акустический индикатор предельного износа. Колодка начинает характерно скрипеть или зажигает индикатор на приборной панели.
Рекомендации по замене тормозных колодок
Конструкция тормозов на всех машинах схожа, поэтому можно выделить следующие особенности обслуживания узлов.
- Колодки всегда меняются комплектами на одной оси. Недопустимо менять их по одной при неравномерном износе.
- При замене колодок надо смазывать специальным высокотемпературным составом весь их направляющий аппарат.
- Обязательной проверке подлежит свобода перемещения поршней в гидроцилиндрах.
- При неравномерном износе диска или превышении пределов его по геометрии диск подлежит безусловной замене.
- При раздвигании поршней под новые колодки надо принять меры к свободному повышению уровня жидкости в бачке главного цилиндра, после чего довести уровень до нормы.
- При первом нажатии педали после установки колодок она проваливается, поэтому нельзя трогаться с места не нажав несколько раз на тормоз.
- Первое время колодки будут прирабатываться, поэтому эффективность тормозов сразу не восстановится.
- Барабанные механизмы задней оси потребуют регулировку ручного тормоза.
В обслуживании тормозной системы мелочей быть не может. Не стоит надеяться, что замена колодок решит все проблемы.
В особо тяжёлых случаях придётся существенно обновить все элементы системы, шланги, рабочую жидкость, вплоть до замены суппортов, как бы дорого это не обошлось. Последствия в любом случае обойдутся дороже.
