Все о дисках, барабанах, колодках и гидравлической системе: как ваши тормоза защищают вас.
Тормоза так же важны, как и двигатель любого автомобиля, и они необходимы для обеспечения вашей безопасности во время вождения. Основной принцип работы тормозов прост: они забирают кинетическую энергию движущегося транспортного средства и преобразуют ее в тепловую энергию за счет трения, чтобы остановить автомобиль. Все тормоза следуют одному и тому же принципу, но разные системы реализуют это трение разными способами.
Множество факторов определяют тип системы вашего автомобиля и используемые компоненты, поскольку все системы немного различаются, но вот системы, которые, вероятно, есть в вашем автомобиле, как они работают и какие ключевые компоненты они, вероятно, содержат. Понимание тормозной системы автомобиля и систем торможения транспортных средств может быть жизненно важным, так что читайте дальше!
КОМПОНЕНТЫ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ
Прежде чем обсуждать тип системы, которую автомобиль может использовать для торможения, стоит упомянуть ключевые компоненты, особенно если вы планируете ремонт или замену деталей тормозной системы. Типы деталей, которые использует ваша тормозная система, часто зависят от марки и модели автомобиля, скорости, которую он может развивать, цены автомобиля и его возраста. Тормозная система будет использовать барабан или диск и содержать тормозные колодки.
БАРАБАННЫЕ ТОРМОЗА
Барабанные тормоза — это старейший способ остановки автомобиля. Барабан крепится внутри колеса, а внутри него находятся две термостойкие колодки. При нажатии педали колодки выдвигаются наружу и прижимаются к барабану, который останавливает колесо. Трение между колодками и барабаном вызывает преобразование кинетической энергии в тепловую.
Эти типы тормозов широко использовались на автомобилях до 198-х годов. По мере того как автомобили становились все более мощными, барабанные тормоза не справлялись с задачей их остановки. Они сильно нагреваются в условиях интенсивного частого торможения, и если они перегреваются, то не могут преобразовать энергию движения в тепло и перестают работать. После 198-х годов многие автомобили начали использовать дисковые тормоза вместо них.
Однако это не означает, что барабанные тормоза вообще не используются. Они все еще адекватны и выполняют свою работу. Их часто используют для тормозов задних колес, так как при остановке автомобиля основное давление приходится на передние тормоза. Поскольку барабанные тормоза дешевле в производстве и проще в обслуживании, их часто используют на бюджетных автомобилях или более дешевых моделях.
ДИСКОВЫЕ ТОРМОЗА
Дисковые тормоза — это то, что «заменило» барабанные тормоза в качестве самого популярного выбора для большинства автомобилей. Барабанные тормоза выталкивают, и это не создает такого давления, как сжатие на колесе. Поэтому эксперты разработали систему, в которой что-то сжимается, а не выталкивается. Они также обнаружили, что большая площадь поверхности означает больше трения и важна для улучшения торможения при высоких нагрузках. Сочетание поиска чего-то для сжатия и поиска большой площади поверхности привело к принятию дисковых тормозов.
Дисковый тормоз — это механизм для замедления или остановки вращения колеса. Дисковый тормоз обычно изготавливается из чугуна, но в некоторых случаях также из углеродного или керамического композита. Он крепится к колесу и/или оси. Чтобы остановить колесо, фрикционный материал в виде тормозных колодок прижимается к обеим сторонам диска. Трение, вызванное на диске колеса, замедлит или остановит его.
Некоторые диски имеют модификации, чтобы обеспечить более быстрое охлаждение и сохранить эффективность. Это часто достигается за счет доступа воздуха, поэтому такие модификации, как отверстие в центре, небольшие зазоры с внешней стороны или ребра, позволят воздуху достигать диска и в конечном итоге означают более эффективную тормозную систему.
ТОРМОЗНЫЕ КОЛОДКИ
Будь то диск или барабан, используемый вашим автомобилем, основной компонент, содержащийся в диске или барабане, — это тормозная колодка (иногда называемая «накладкой»). Именно они создают трение. Для тормозных колодок используются многие различные материалы, но некоторые распространенные колодки могут быть органическими (с использованием стекла, кевлара, углерода и т.д.), керамическими, полуметаллическими или полностью металлическими. Все используемые материалы предназначены для поглощения как можно большего количества тепла.
Органические тормозные колодки очень тихие и не изнашивают диск, но их нужно менять чаще, так как они имеют тенденцию изнашиваться. Керамические колодки также очень тихие, долговечные и имеют высокую тормозную способность, намного лучше, чем органические колодки. Полуметаллические колодки превосходят даже способность керамических колодок, но из-за металлических частиц в синтетическом материале они больше изнашивают диск, поэтому тормозной диск придется менять чаще. Наконец, существуют полностью металлические тормозные колодки.
Их используют гоночные автомобили. Они имеют невероятную тормозную способность, но шумные и изнашивают диск, как лед, тающий на солнце. Ваш автомобиль, вероятно, содержит синтетические или керамические тормозные колодки, и это два хороших выбора для ежедневной езды.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ТОРМОЗНЫЕ СИСТЕМЫ
Механические тормоза были первыми из типов тормозных систем, устанавливаемых на автомобили, когда они начали серийно производиться в 20-м веке. Эти системы включали серию шкивов, тросов, кулачков и других устройств для приложения трения к тормозному барабану и остановки автомобиля. При нажатии педали она тянула трос, «тормозной привод», который, в свою очередь, заставлял барабан прижиматься к колесу и останавливать автомобиль.
С этими тормозными системами было много проблем. С одной стороны, они требовали много обслуживания, так как тормозные приводы и все другие движущиеся части должны были содержаться в идеальном состоянии для работы тормозов. Когда тормозные тросы подвергались слишком большому давлению или сила, необходимая для остановки транспортного средства, была слишком велика, они также могли легко сломаться, и это было бы очень опасно. Системы также нуждались в обслуживании из-за их точности; если рычаг был смещен или натяжение тросов было не совсем правильным, разные колеса получали разное тормозное давление, что делало автомобиль очень трудным для управления.
Из-за всех этих проблем к концу 195-х годов механические тормоза редко встречались на автомобилях, и они были заменены гидравлическими тормозами.
Тем не менее, у большинства автомобилей все еще есть форма механических тормозов: ручной тормоз. Помимо основных гидравлических тормозов, автомобили часто имеют механический ручной тормоз, который использует рычаг и тягу в тормозном барабане, чтобы помочь остановить автомобиль. Они приводятся в действие тросом от рычага ручного тормоза внутри автомобиля. Храповик на рычаге ручного тормоза удерживает тормоз включенным после его применения. Кнопка отпускает храповик и освобождает рычаг. Все автомобили имеют систему ручного тормоза (иногда электрическую, а не механическую), которая действует на два колеса — обычно задние. Эта механическая система предназначена только для фиксации автомобиля при парковке, а не для его остановки, поэтому механическая система подходит.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ТОРМОЗНЫЕ СИСТЕМЫ
Наиболее распространенная тормозная система для современных автомобилей — это гидравлическая тормозная система, и ваш автомобиль почти наверняка оснащен гидравлическими тормозами. Обычно они устанавливаются на все четыре колеса, и гидравлические системы могут использовать тормозной диск или тормозной барабан.
В отличие от старых механических тормозных систем, гидравлические системы используют жидкость для приложения давления к тормозам. Гидравлическая жидкость хранится в тормозных магистралях и используется для передачи давления или силы от педали тормоза или рычага тормоза для остановки автомобиля. Тормозная жидкость, или гидравлическая жидкость, — это несжимаемое вещество, которое может работать при высоких температурах и высоком давлении.
В этом типе тормозной системы механическая сила исходит от водителя, нажимающего на педаль тормоза. Эта сила затем проталкивает тормозную жидкость через магистрали и, поскольку она несжимаема, к тормозной системе. В устройстве, известном как главный цилиндр, эта сила затем преобразуется в гидравлическое давление, которое передается на тормозные суппорты или барабанные колодки (в зависимости от типа системы).
Каждый тормозной суппорт содержит серию поршней (до 6), и гидравлическое давление заставляет суппорт зажимать диск или барабан. Тормозные колодки, прикрепленные к тормозному суппорту, создают трение при трении о тормозной диск или барабан, и это в конечном итоге останавливает автомобиль.
Гидравлические тормозные системы также имеют явные преимущества.
Во-первых, сила, генерируемая в гидравлической тормозной системе, выше по сравнению со старыми механическими тормозными системами, которые использовались в автомобилях. Они довольно примитивны и полагаются на рычаги, тяги или кулачки, которые не передают столько силы, сколько гидравлические тормозные системы. Механические системы также могут терять эффективность со временем, когда рабочие части изнашиваются.
Риск разрыва гидравлических тормозных магистралей очень низок, и они требуют очень мало обслуживания, опять же в отличие от механических тормозов. Они также невероятно быстры и отзывчивы на педаль, и требуется очень мало силы, приложенной к тормозам, чтобы оказать давление на барабаны или диски.
Поскольку гидравлическая система имеет гораздо меньше движущихся частей, чем механическая система, износ этих частей и любое связанное или resulting обслуживание также сокращаются. Это делает систему дешевле и надежнее, чем механическая система. Поскольку механические системы также могли значительно отличаться по конструкции и сборке от автомобиля к автомобилю, это часто делало ремонт сложным. Гидравлические системы имеют относительно простую конструкцию и легко собираются, что облегчает обслуживание.
СЕРВОТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА
Часто также называемые усилителями тормозов, или серво-тормозами, серво-тормозная система предназначена для обеспечения дополнительной мощности, чтобы уменьшить усилие, необходимое для применения тормоза, и будет работать в conjunction с гидравлическими тормозами.
Тормозной сервоусилитель работает за счет создания частичного вакуума, который затем увеличивает силу, приложенную к главному цилиндру.