Как устроены тормоза современного автомобиля
Автомобилю важно не только быстро разогнаться, но и быстро остановиться, особенно в экстренной ситуации. За это отвечает самая важная система безопасности — тормозная.
В любой современной машине она работает по одним и тем же принципам: и в Ладе Гранте без ABS, и в Майбахе. В этой статье мы разберемся, как она устроена, как работает и какие у нее могут быть неисправности.
В современном автомобиле две тормозные системы: рабочая и стояночная. Рабочая помогает замедлить или полностью остановить машину. Благодаря стояночной она не покатится сама собой на склоне. В этой статье будем говорить только о рабочей системе, про ручник напишем отдельный материал.
Рассылка Т—Ж для автомобилистов
Советы, как не переплатить за машину, в вашей почте дважды в месяц. Бесплатно
Подписаться
Подписываясь, вы принимаете условия передачи данных и политику конфиденциальности
Как устроен гидравлический привод тормозной системы
У тормоза легкового автомобиля гидравлический привод. Вот из чего он состоит.
Педаль тормоза — металлический рычаг с резиновой накладкой, ничего особенного. Под ней расположен выключатель стоп-сигнала. Стоит едва нажать на тормоз, как в фонарях сзади загорится красный свет, и гореть он будет ярче, чем габариты.
Выключатель стоп-сигнала. Источник: avtoall.ru
Вакуумный усилитель стоит сразу за педалью тормоза и соединен с ней через шток. Усилитель всегда есть на моторном щите со стороны водителя. На вид довольно большой и круглый, внутри мембрана. К корпусу усилителя от впускного коллектора подведен шланг, через который двигатель непрерывно всасывает воздух. Внутри усилителя создается разрежение, усиливающее нажатие на педаль тормоза. На выходе из усилителя есть другой шток: он передает усилие на поршень главного тормозного цилиндра.
Главный тормозной цилиндр продолговатый, на нем установлен бачок тормозной жидкости. Внутри два поршня, расположенные один за другим, а снаружи — две магистрали на переднюю и заднюю оси. Так система делится на два контура.
Тормозная жидкость не сжимается под давлением и полностью передает усилие от педали к тормозным механизмам. Благодаря своему составу она не кипит и не вспенивается во время интенсивного торможения. И не густеет, когда машина надолго остается зимой на улице. В итоге педаль тормоза всегда работает одинаково.
Блок ABS отвечает за распределение давления тормозной жидкости между осями и не позволяет колесам заблокироваться при резком торможении.
У машин без этого блока есть специальный регулятор тормозного усилия задней оси. Устройство примитивное: это кран, чей клапан через тягу соединен с элементом задней подвески — рычагом или балкой. Чем сильнее нагружают машину, тем ниже проседает подвеска. Балка или рычаг смещается, давит на тягу и открывает кран. Так на заднюю ось поступает больше тормозной жидкости, колеса на ней тормозят сильнее.
Устройство располагают на днище, из-за этого оно постоянно влажное и в грязи, так что кран часто закисает и перестает работать. Но если его убрать, задняя ось будет перетормаживать — есть риск, что автомобиль занесет.
Тормозные магистрали и шланги. Медные или стальные магистрали устанавливают на кузов, а шланги — там, где нужна подвижность, то есть непосредственно перед тормозными суппортами. При работе подвески или повороте колеса металлическая трубка быстро сломается.
У всех машин одинаковая принципиальная схема гидравлического привода. У главного тормозного цилиндра небольшое сечение и длинный ход, а у рабочих цилиндров в суппортах, наоборот, большая площадь сечения и короткий ход.
Зазор между диском и колодкой всегда минимальный: с одной стороны, колодка не настолько близко, насколько это возможно, с другой — тормозной диск вращается свободно. Рабочие механизмы при этом могут различаться в зависимости от массы и типа автомобиля.
Место, где жесткая магистраль тормозной системы переходит в мягкий шланг
Как устроены дисковые тормоза
В большинстве современных автомобилей дисковые тормоза стоят и на передней, и на задней осях. Колодки направлены перпендикулярно к поверхности тормозного диска и работают на ровной плоскости диска.
Про тормозные диски и колодки мы написали отдельные статьи:
- Тормозные колодки: зачем нужны, как правильно подбирать и когда менять.
- Тормозные диски: как работают и какие бывают.
Тормозные суппорты бывают одно-двухпоршневые с плавающей скобой либо же четырех- или шестипоршневые с фиксированной скобой.
На легкие бюджетные автомобили ставят однопоршневые суппорты с плавающей скобой. Она держится и двигается в суппорте за счет подвижных направляющих — пальцев суппорта. В скобу устанавливают тормозные колодки.
Рабочий цилиндр тормозного суппорта расположен с внутренней стороны, это сильно экономит место и позволяет использовать колесные диски с небольшим вылетом. Суппорт с плавающей скобой используют и для машин потяжелее — небольших кроссоверов и минивэнов. В этом случае суппорт гораздо массивнее, поршень больше. В редких случаях в суппорте с плавающей скобой можно встретить два поршня.
Задние тормоза Фольксвагена Тигуана
Однопоршневой тормозной суппорт. Источник: Oleksandr Khokhlyuk / Shutterstock
В мощные и тяжелые машины ставят более эффективные тормоза с многопоршневыми суппортами. В их конструкции нет плавающей скобы, тормозной суппорт крепится к кулаку, колодки устанавливаются в него же .
Тормозные цилиндры расположены друг напротив друга, их обычно два, четыре или шесть. Чем больше поршней — тем больше рабочая площадь цилиндра, а значит, и тормозное усилие. Конструкция занимает больше места, приходится использовать диски с большим вылетом — рабочие тормозные цилиндры есть с обеих сторон тормозного диска.
Зато такое решение позволяет сделать вместо одного большого поршня на плавающем суппорте два или четыре маленьких с фиксированной скобой. Это дает возможность уменьшить диаметр тормозного диска, сохранив тормозное усилие, что актуально для внедорожников с высоким профилем шин и малым диаметром колесного диска. Многопоршневые суппорты также используются в спортивных и гоночных автомобилях.
На любом тормозном цилиндре есть прокачной штуцер. Он нужен для удаления воздуха из системы после ремонта.
Многопоршневые суппорты хорошо видно снаружи, на корпусе суппорта явно выпирают очертания тормозных цилиндров. Их три с внешней стороны и три с внутренней, это шестипоршневой суппорт. Источник: Johnnie Rik / Shutterstock
Поршни внутри суппорта. Источник: Stason4ik / Shutterstock
Как устроены барабанные тормоза
В современных автомобилях барабанные тормоза можно встретить только сзади. Их эффективности вполне хватает для массы, которая приходится на заднюю ось бюджетного легкового автомобиля. Конструкция надежная и долговечная: первый комплект колодок приходится менять лишь к 60—100 тысячам километров.
Колодки, тормозной цилиндр и механизмы расположены внутри барабана, что дает защиту от воды и грязи. По этой причине их достаточно часто можно встретить на задней оси внедорожников.
Почти во всех автомобилях в барабанных тормозах есть механизм самоподвода. Он делает зазор между колодкой и барабаном минимальным. Если бы это было не так, педаль тормоза пришлось бы продавливать сильнее.
У конструкции два важных недостатка:
- Рабочий цилиндр расположен внутри барабана, поэтому ограничен в размерах. Сложнее создать усилие за счет разницы площадей сечения.
- Колодки сложной полукруглой формы. Рабочая площадь барабана хоть и не маленькая, но колодки не всегда прилегают к ней полностью, особенно если они изношены.
Барабанные тормоза легкового автомобиля. Источник: ratthanan20 / Shutterstock
Барабанные тормоза внедорожника, барабан снят. Источник: Standard store88 / Shutterstock
Неисправности тормозной системы
Помимо естественного износа тормозных дисков и колодок есть неисправности тормозной системы, на которые стоит обратить внимание. Вот как их распознать по сигналам на приборной панели.
Знак «Низкий уровень тормозной жидкости». Обычно сигнал появляется, когда система негерметична. Если тормоза все еще работают, можно долить тормозной жидкости и попробовать на небольшой скорости доехать до автосервиса. Если чувствуете, что педаль проваливается в пол, лучше вызвать эвакуатор.
Такое может произойти и при сильном износе тормозных колодок и дисков — тогда тормозная жидкость из бачка будет в цилиндрах тормозных суппортов.
При замене колодок поршни суппортов сведут на место, чтобы установить новые колодки, а тормозная жидкость вернется в бачок.
Знак «Износ тормозных колодок». Многие современные автомобили оснащены датчиком износа колодок. Это может быть всего лишь один датчик на одной колодке спереди, по одному датчику на передней и задней оси либо же и вовсе на каждой колодке.
Принцип работы такой: когда тормозной диск перетрет провод внутри датчика, произойдет обрыв цепи, на приборной панели загорится индикация износа тормозных колодок. Обычно индикация загорается заранее, за 1000—2000 км до полного износа, но не стоит пренебрегать заменой, так как изношенная колодка хуже отводит тепло и может повредиться при экстренном торможении.
Знак «Неисправность системы ABS». Проблема больше электрическая, тем не менее ABS с такой индикацией работать не будет. Проблема может быть в одном из датчиков скорости вращения колеса, в блоке управления ABS либо же в роторном кольце датчика. Он нередко ржавеет и повреждается или начинает проворачиваться на приводе колеса, из-за чего датчик считывает неверные показания. Иногда меняется отдельно, иногда — в сборе с ШРУСом.
Также встречаются магнитные кольца. Если повредить такое, придется поменять ступичный подшипник, в котором оно установлено.
А вот как их распознать по физическим показателям.
Тормоза работают неэффективно. Так бывает, если вакуумный усилитель негерметичен. Он может отказать частично, например из-за износа уплотнений, либо полностью. Скажем, если после работ под капотом забыли поставить на место шланг, которым вакуумник соединяют с впускным коллектором.
Понять, что вакуумный усилитель исправен, несложно: поставьте ногу на педаль тормоза, запустите двигатель. Если педаль немного провалилась, с усилителем все в порядке.
Машину ведет в сторону при торможении. Скорее всего, заклинил один из суппортов, при этом одно колесо тормозит сильнее другого. У многих официальных дилеров есть стенды для проверки эффективности тормозов, но с таким вопросом справятся и на любом СТО. Со стендом или без, но машина все равно окажется на подъемнике с заявкой на профилактику тормозных механизмов. А что конкретно заклинило, выяснится только при разборе, будь то поршень в суппорте, направляющие пальцы или колодки в скобе.
Увод в сторону может быть вызван неисправностью ходовой части или неправильной установкой углов развала-схождения. В любом случае стоит записаться на диагностику ходовой части и целиком обозначить проблему — посмотрят и тормоза, и подвеску.
Ход педали тормоза увеличился. Скорее всего, в системе есть воздух. Жидкость не сжимается, а вот воздух — легко. Так бывает после ремонта тормозной системы: когда меняют суппорт, магистраль или шланг. После работы необходимо прокачать систему и выставить уровень тормозной жидкости, иначе в контуре останется воздух и система не будет правильно работать.
Звуки и вибрация при торможении могут указывать как на износ колодок, так и на перегрев тормозных дисков. Нередко это возникает после того, как автомобиль долго простоит: поверхность диска ржавеет. Чтобы очистить ее, достаточно несколько раз интенсивно затормозить, и все пройдет. Перед этим следует визуально оценить состояние колодок — возможно, их уже пора заменить.
Запомнить
- Обращайте внимание на сообщения на приборной панели и на то, как тормозит ваш автомобиль: любая неисправность тормозной системы может привести к серьезным последствиям.
- Не забывайте про обслуживание и контрольный осмотр тормозной системы. Многих неприятностей на дороге можно избежать, если вовремя устранить неполадки.
Алексей Федоров
Доводилось серьезно ремонтировать тормоза? Расскажите о своем опыте:
Шеф Авторедакции
Отредактировано
1. Уводить в сторону может по множеству разных причин. Делали отдельный шорт: https://journal.tinkoff.ru/short/uvodit-avto/ и уже добавили его на поля.
По тормозным дискам две статьи. Одну указали, другая — отчасти про то, что вы пишете: https://journal.tinkoff.ru/guide/protochka-diskov/ Кривые диски будут бить в руль при торможении. Уводить в сторону — вряд ли
2. Это запущенный случай и надо сильно постараться, чтобы до такого дошло. Например, бросить машину под окнами, а потом через 2 года попытаться на ней поехать. Но даже если она не врастет в землю и ее не резберут — закисший намертво поршень — самая маленькая из проблем.
3. Мы про это и пишем. Нужно качать, убирать воздух — а потом доливать тормозную жидкость. Воздух в системе у рядового автовладельца может остаться только после плохой работы автослесаря.
4. Такая течь в тормозной системе — это также крайне запущенный случай. Как и в случае с заклинившим насмерть поршнем нужно сильно постараться и не обслуживать автомобиль — годами не поднимать его на подъемник. А если и поднимать — ничего не делать. Задолго до этого случится две вещи: сначала изменится характер торможения, потом загорится лампа низкого уровня тормозной жидкости. И уже потом, если на это никак не реагировать изменится ход педали — и его нельзя будет назвать внезапным.
Скажите, какое из ваших дополнений тянет на три восклицательных знака после первого предложения? Почему по вашему мы были обязаны написать о крайне запущенных случаях, с которыми редко сталкиваются на СТО?
Хорошо разбираетесь — расскажите о своем опыте. И если он нам подойдет, приходите писать технические статьи, заодно посмотрите как у нас работает фактчек. И загляните в био Алексея. Поверьте, он отлично разбирается в том, о чем пишет.
https://journal.tinkoff.ru/guide/brakes-basics/