Тормозная система. Часть 1
![](http://habrastorage.org/files/ef6/cf0/3a5/ef6cf03a5e23493b9eb319b8f421bae2.jpg)
Часть первая про то, какими бывают тормозные суппорта, чем они отличаются и как работают, поговорим про рабочий тормозной цилиндр и колодки, устроим небольшую автоугадайку и посмотрим много фотографий. Начнем с тормозного диска.
Тормозной диск
![](http://habrastorage.org/files/80f/0fc/36b/80f0fc36b89f4eac9bc103e7032eaa1b.jpg)
Тормозной диск, выполненный из чугуна, жестко закреплен на ступице колеса, то есть вращается со скоростью колеса. Тормозные диски это то, что предстает перед нами, при снятом колесе.
![](http://habrastorage.org/files/037/60e/371/03760e3718af4cc8ac3926dfd1d63a67.jpg)
Тормозной диск берет на себя почти всю тепловую энергию, выделяющуюся во время торможения. Поэтому его главной характеристикой является теплоемкость и теплопроводность. Последняя в свою очередь также нужна для того, чтобы быстро отдавать тепло окружающей среде — нагревать воздух. Диск должен обладать достаточной жесткостью, чтобы выдерживать давление колодок и должен переносить частые и сильные перепады температур. В гражданских автомобилях применяют диски из чугуна, который имеет очень низкий коэффициент трения, что повышает износостойкость. Казалось бы, что в тормозах коэффициент трения должен быть большим, но мы уже обсуждали что все в конечном итоге упирается в коэффициент трения покрышек с асфальтом. И только там, где покрышки позволяют, имеет смысл использовать диски из керамики, карбона. Но такие диски будут заметно быстрее изнашиваться.
По конструкции различают цельные диски и вентилируемые (двойные). Цельные представляют из себя плоский цельный диск — такие обычно ставят на задние колеса бюджетных машин.
![](http://habrastorage.org/files/e00/439/772/e00439772ff4428aaefb19a830b5e9cb.jpg)
Вентиллируемые диски это, по-сути, два цельных диска соединенные перегородками. Вентиллируемые диски гораздо лучше охлаждаются за счет воздуха, который циркулирует между дисками. На дорогих дисках перегородки спроектированы специально так, чтобы улучшить циркуляцию воздуха.
![](http://habrastorage.org/files/4e5/0d5/510/4e50d5510e5f4cc18c0f26a7546a6cec.jpg)
Для облегчения веса ступичную часть диска (колокол) изготавливают из более легких сплавов (алюминий), а сам ротор (рабочая поверхность) крепится болтами. Причем крепление может быть не жестким и допускать некоторое осевое смещение рабочей части диска — диски с плавающим ротором.
![](http://habrastorage.org/files/ca6/cf9/7aa/ca6cf97aab4a45558054249a4503c5f0.jpg)
Диски с насечками помогают отводить горячие газы от трущихся поверхностей колодки и диска, и с одной стороны увеличивают площадь поверхности диска (для лучшего охлаждения), а с другой уменьшают площадь соприкосновения колодки с диском, соответственно меньше тепла выделяется в паре трения.
![](http://habrastorage.org/files/8ce/79c/f45/8ce79cf45f9e4591aea6855a95f76483.jpg)
Перфорируемые диски имеют сквозные и глухие отверстия и способствуют лучшему охлаждению диска. Также с одной стороны они уменьшают жесткость всей конструкции, а с другой помогают диску легче переносить деформации связанные с постоянными и быстрыми нагреваниями и охлаждениями.
![](http://habrastorage.org/files/b34/3ba/ad9/b343baad960a4b1497d4318399b8f4c4.jpg)
![](http://habrastorage.org/files/a0d/670/45f/a0d67045ff8443ed9e75be1cce583795.png)
Тормозной диск, а вернее его размер напрямую влияет на минимальный размер колесных дисков и косвенно на профиль резины. Чем больше требуется тормозной диск, тем больше будет колесо, ведь сам диск и суппорт должны поместиться в колесный диск и еще иметь зазор для доступа воздуха для охлаждения и не перегревать сами колеса.
Суппорт
![](http://habrastorage.org/files/f23/b49/1c3/f23b491c3d2c4d029a9d56434173b241.jpg)
Задача суппорта — прижимать колодки к тормозному диску с обеих сторон. На передних колесах суппорт крепится к поворотному кулаку и неподвижен относительно вращающегося тормозного диска. Колодки к диску прижимает рабочий цилиндр (от одного до шести-восьми), приводимый в действие высоким давлением тормозной жидкости. Рабочие цилиндры могут находиться как с одной стороны цилиндра, так и с обеих.
![](http://habrastorage.org/files/462/738/8b1/4627388b155a40689fbc41efd695195b.jpg)
В обычных машинах в суппорте находится один рабочий цилиндр, размещенный с внутренней стороны. Для гоночных машин хорошо подходят суппорта с несколькими рабочими цилиндрами (многопоршневые), но в гонках редко когда торможение происходит до полной остановки, обычно там необходимо быстро и эффективно сбросить скорость (ну, скажем, до 90 км/ч и пройти крутой поворот). Несколько рабочих цилиндров равномернее прижимают колодку к диску, и тепло распределяется равномернее. Но у таких конструкций меньше прижимной силы, из-за малого размера самих поршней и цилиндров. Один большой рабочий цилиндр развивает большее усилие, чем, например, два-три маленьких.
![](http://habrastorage.org/files/c7a/b4c/434/c7ab4c434f5e40768278f493c93afe5b.png)
Распространены две конструкции — с плавающим и фиксированным суппортом. В гражданских автомобилях применяется первая. Состоит из двух частей — самого суппорта и направляющей колодок.
![](http://habrastorage.org/files/464/243/d46/464243d4665943a6a87f0f73edf35aaf.jpg)
Плавающий суппорт закреплен только по оси вращения тормозного диска (колеса) и может свободно перемещаться перпендикулярно ей по направляющим (пальцам), закрепленным в направляющей колодок. Это позволяет разместить один или несколько тормозных цилиндров только с одной стороны суппорта, но при этом иметь равномерное прижатие колодок к диску с двух сторон. Поршень рабочего цилиндра давит на колодку, прижимая ее к тормозному диску, при этом толкая суппорт от поршня, что приводит к прижиму колодки с противоположной стороны диска.
Анимация работы плавающего суппорта
Также советую посмотреть видео более качественно демонстрируещее принцип работы суппорта.
![](http://habrastorage.org/files/d86/9e2/e9b/d869e2e9b0424bb68c5a803faab64289.gif)
![](http://habrastorage.org/files/bdf/33f/38f/bdf33f38f8e44ab686b46996f4c68c28.jpg)
Фиксированные суппорта жестко закреплены относительно диска и имеют от двух до восьми рабочих цилиндров, расположенных с разных сторон относительно диска. Сами суппорта разрезные, либо отлиты одной частью.
![](http://habrastorage.org/files/71c/f53/f09/71cf53f09b66406e9c76b19c7ca88fb1.jpg)
Суппорт крепится к поворотному кулаку либо непосредстенно, либо через специальные скобы.
![](http://habrastorage.org/files/128/a06/e9e/128a06e9e06145898b6704c587200d6e.jpg)
Суппорт имеет два отверстия — для подачи тормозной жидкости и для прокачки (обычно располагают сверху, чтобы воздух легче выходил).
![](http://habrastorage.org/files/103/52e/2ce/10352e2cecf94791b52cab7c51b188ab.jpg)
Фиксированные суппорта могут быть составными (суппорт имеет продольный разрез и состоит из двух зеркальных половинок) и монолитными. Первые проще в изготовлении. В целом они имеют примерно одинаковую прочность, причем составным добавляют жесткость стальные болты, соединяющие две части алюминиевого суппорта. (Причем модуль упругости стали увеличивается с ростом температуры, в то время как для алюминия он падает, но для дорогих монолитных суппортов применяют особые сплавы аллюминия, которые не так сильно этому подвержены).
![](http://habrastorage.org/files/840/aae/84c/840aae84c6d94bd58b8c6e58c025a4e4.jpg)
Две половины фиксированных суппортов соедининены трубкой для подачи тормозной жидкости ко второй половине. Обычно она располагается снаружи, но может проходит каналом и внутри суппорта.
![](http://habrastorage.org/files/9f2/f1e/728/9f2f1e728a064563829e60d49dd8c8df.jpg)
На разных машина расположение тормозных суппортов относительно диска носит, казалось бы, совершенно случайный характер. Каких только конфигураций нет (наиболее часто встречающаяся — передний суппорт смещен назад, задний — вперед, т. е. суппорта «смотрят» друг на друга). В целом, тормозной суппорт следует держать подальше от пыли, грязи и воды летящей с дороги, но это приводит к повышению центра тяжести (особенно на гоночных машинах с огромными и тяжелыми суппортами). Расположение переднего суппорта продиктовано расположением рулевой тяги и геометрией подвески. Расположением суппортов можно немного повлиять на продольную развесовку машины и длину тормозной магистрали, которая влияет на скорость срабатывания тормозов. Также следует принимать во внимание удобство обслуживания. Там где это важно, следует учитывать направления потоков воздуха для охлаждения тормозов — охлаждать ли сначала суппорт или диск.
![](http://habrastorage.org/files/910/0c8/52e/9100c852e34243c688a1398f1c17e740.jpg)
Рабочий тормозной цилиндр
![](http://habrastorage.org/files/33e/a01/e60/33ea01e601d949ecb400bbb4ee7ede3f.jpg)
Рабочий цилиндр представляет из себя поршень, который ходит в просверленном отверстии в суппорте. Поршень давит непосредственно на тормозную колодку под действием давления тормозной жидкости. Для уплотнения используется резиновое кольцо, вставленное в углубление в стенке поршня (суппорта). Сам поршень полый, обычно в виде стакана, часто покрыт хромом для защиты от коррозии. Для защиты от попадания в рабочий цилиндр пыли и грязи используется пыльник, фиксирующийся одной стороной на поршне, а другой на суппорте. Пыльник выполнен из жаропрочной резины.
![](http://habrastorage.org/files/7f8/5b8/677/7f85b8677ccf4ca69b9b2e6f3e5cb1c7.jpg)
В многопоршневых суппортах (6 и выше) принято использовать рабочие цилиндры разного диаметра, который увеличивается к задней части колодки/суппорта. То есть задняя часть колодки прижимается сильнее. Это позволяет добиться более равномерного износа колодки, помогая эффективнее распределять тепло. Кроме того при торможении колодка стачивается, образуя пыль, которая накапливается к задней части колодки.
![](http://habrastorage.org/files/76c/ae8/834/76cae88341a14a0981fd0c8fc233b7a9.jpg)
Тормозные колодки
![](http://habrastorage.org/files/994/020/ae6/994020ae61904f2a843595375ddd30ce.jpg)
Колодка это металлическая пластина с нанесенным на нее фрикционным слоем, который должен быть устойчив к высоким температурам. Коэффициент трения фрикционного слоя у обычных (гражданских колодок) не превышает 0.4. Нужно учитывать что высокий коэффициент трения в паре колодка-диск приводит к визгу при торможении, из-за возникающих вибраций. Для термоизоляции тормозной колодки от поршня рабочего цилиндра и самое главное от тормозной жидкости изпользуют резиновые или медные составы, нанесенные между колодкой и поршнем. Это кроме того помогает снизить уровень вибраций и визга.
![](http://habrastorage.org/files/dc7/bda/984/dc7bda984b4048498622136ad5556f62.jpg)
Из-за большой твердости (и хрупкости) фрикционного слоя на колодках применяют насечки. Обычно это вертикальный (один или несколько в зависимости от площади колодки) разрез по центру, который предотвращает растрескивание колодки (из-за постоянного термического расширения и сужения), а также помогает очищать трущиеся поверхности от ржавчины с тормозного диска, пыли, грязи и способствует отводу горячих газов.
![](http://habrastorage.org/files/e4e/ac6/a47/e4eac6a47b5942b2b538564e7d31db6f.jpg)
Для своевременного оповещения об износе колодок на них устанавливают механический индикатор износа. Он представляет из себя тонкую металлическую пластинку, которая при износе колодки начинает касаться диска и издавать вигз при торможении.
![](http://habrastorage.org/files/847/7fd/167/8477fd167cfc44ac8f856c8036e4e0d7.jpg)
В заключении рассмотрим пару фотографий и попробуем определить что там к чему.
![](http://habrastorage.org/files/d65/8c8/b13/d658c8b1388e4946aab79e3eb75bb14a.jpg)
![](http://habrastorage.org/files/427/4ee/a2d/4274eea2da354d1fa1184f5fa04978ea.jpg)
Во второй части мы поговорим про тормозную магистраль, тормозную жидкость, поймем принцип работы главного тормозного цилиндра, регулятора и вакуумного усилителя тормозов. В третьей части рассмотрим конструкцию тормозных барабанов, стояночного тормоза, отличия задних суппортов и попробуем «вскрыть» блок ABS.
Последние XYZ тормоза бумбурума)
И, кстати, есть какая-нибудь инфа по надежности тормозных дисков разных видов? Часто встречаю мнение, что перфорация это баловство, толку мало, зато диск трескается намного быстрее.
Колодки могут не отжиматься из-за попадания грязи и коррозии в направляющие (пальцы) по которым ходит суппорт, или попадания грязи в сам поршень и его подклинивание (в обоих случаях об этом будут говорить порванные резиновые пыльники). Поршен рабочего цилиндра отдельно найти будет сложно (скорее всего только всборе с суппортом, или искать на разборках). Также (очень редко, особенно для задних колес) причиной может стать тормозная магистраль подходящая к этому колесу — затруднен возврат тормозной жидкости обратно в главный цилиндр.
А ручник работает? Может его механизм подклинивает.
Наверное стоит поддомкратить проблемное колесо и попробовать его покрутить.
Почему в некоторых авто поршень заднего суппорта ходит по резьбе? Кто-то говорил, что для того, чтобы ручник держал если сорвет трос. Так ли это?