Одним из самых совершенных изобретений человечества можно назвать автомобили. Их особенности эксплуатации обуславливают то, что все системы должны работать максимально эффективно, все возможные случаи во время эксплуатации предусматриваются на момент конструирования каждой модели. Все это связано с тем, что во время движения на высокой скорости возникает опасность для тех, кто находится внутри транспортного средства, и для тех, кто снаружи. К системам, которые предназначены увеличить безопасность движения, можно назвать тормозной механизм. Ему уделяется большое внимание.
Предназначение тормозной системы
Тормозная система применяется для регулирования скорости движения или для фиксации автомобиля во время покоя. Особые навыки управления позволяют использовать тормоза для резких, сложных маневров, которые не связаны со снижением скорости движения.
Если двигатель и другие системы позволяют набирать скорость, то тормоза проводят ее сброс. Естественно, чем они надежнее и совершеннее, тем лучше происходит торможение.
История создания
Для того чтобы понять принцип работы системы, которая способна снизить скорость за несколько секунд, следует обратить внимание на историю ее создания. Столь совершенная система была получена не сразу, а путем проб и ошибок, которые определили как название систем, так и их эксплуатационные качества.
История создания первых механизмов, которые позволяли снизить скорость, начинается с гужевого транспорта. При больших скоростях лошадь не могла сама остановить повозку быстро, поэтому стали использовать системы рычагов, когда к ободу прижималась колодка. До 1920 года подобная система применялась и на первых автомобилях.
Тогда за одну поездку приходилось несколько раз менять кожаную накладку, так как она быстро истиралась. Подобная, но усовершенствованная система по сей день используется на скоростных велосипедах.
В начале 20 века автомобили стали разгоняться до скорости выше 100 км/час. Именно тогда стало ясно, что именно тормозная система не позволяет совершенствовать автомобиль. Интересным фактом можно назвать, что именно дисковые тормоза появились первыми. Однако используемые материалы при изготовлении определяли сильный скрежет на момент движения. Поэтому большой популярностью стали пользоваться барабанные системы. На тот момент их хватало всего на 2 тысячи пройденного пути.
До 1953 года проводилось совершенствование барабанных тормозных систем. И только после этого года была разработана иная система, которая основывалась на применении дисков. После этого конструкция усовершенствуется и при создании современных автомобилей.
Классификация тормозных систем
Существует довольно много вариантов исполнения тормозных систем. Не все они используются при конструировании автомобилей. По предназначению можно выделить следующую классификацию:
- Механизм рабочего предназначения необходим для регулирования скорости машины во время движения. Этот вариант исполнения самый востребованный, так как применяется на протяжении всего движения. В последнее время конструкция подобной системы значительно усложняется путем включения в систему различных устройств по контролю усилия, проскальзывания колес и так далее.
- Тормоз стояночного типа применяется на момент стоянки или кратковременной остановки. Согласно установленным правилам именно стояночный тормоз стоит использовать на момент остановки под горку, на светофоре и в других подобных случаях. Зачастую задействовать системы можно при помочи специального рычага, современные автомобили имеют электрический включатель. На легковых автомобилях от рычага проложен трос, которые сразу идет к задним колесам. Грузовые имеют воздушную систему с установленными энергоаккумуляторами.
Также можно отметить вспомогательную тормозную систему, которую зачастую включают в конструкцию грузовых автомобилей, автобусов. Ее работа основана перекрытии выпускного трубопровода, который подает топливо в двигатель. Используют систему при длительном спуске, так как рабочая может перегреться и потерять свою эффективность. Также проведем рассмотрение того, какие тормоза еще бывают по типу привода.
Важным показателем также можно назвать то, какой тип системы приводит в движение исполнительный механизм, который непосредственно выполняет торможение. По данному показателю можно выделить:
- Механический привод. Использовался на старых автомобилях. Имеет высокую надежность, но при этом малую эффективность работы. Механические привод основывался на использовании системы тяг для приведения исполнительного органа в движение, при нажатии на педаль.
- Гидравлический получил широкое применение при создании современных легковых автомобилей. Его работа основана на не сжимаемости используемой рабочей жидкости. Система представлена несколькими исполнительными органами, а давление передается при помощи жидкости.
- Пневматическая система работает на основе сжатого воздуха. Как и жидкость, газообразные вещества имеют предел сжимаемости. Именно поэтому газообразные вещества, зачастую именно воздух, используются для передачи усилия.
- Существует также комбинированный вариант исполнения, когда в системе используется как воздух, так и жидкость. Зачастую подобную систему можно встретить на грузовых автомобилях и автобусах.
- Электронный вариант исполнения используется крайне редко, так как надежность подобной системы находится на относительно низком уровне. Ак правило, чем проще система, тем она надежнее. Именно поэтому довольно редко проводится установка электрической тормозной системы, когда команда на исполнительный орган передается при помощи электричества.
Тип привода в большей степени определяет особенности работы тормозной системы.
Кроме вышеприведенных особенностей также следует отметить тип исполнительного органа. По данному показателю можно выделить нижеприведенные системы:
- Сочетание барабана и прижимного механизма с колодками – ранее наиболее распространенный исполнительный механизм, который зачастую устанавливается автобусы и автомобили категории «С». Ее особенность можно назвать то, что сила трения возникает внутри барабана.
- Тормозная система на основе диска и прижимного суппорта используется при создании всех современных автомобилей. Особенностью данной системы можно назвать сочетание диска, которые вращается вместе с колесом, и суппорта, который проводит сжимание колодок для торможения.
Наиболее эффективной системой считается сочетание диска и суппорта. Применение новых материалов при изготовлении накладок, которые создают силу трения, позволяет значительно увеличить надежность рассматриваемой системы.
Преимущества дисковых тормозов
При рассмотрении практически всех современных легковых автомобилей следует отметить, что они имеют дисковую систему. Это связано с нижеприведенными нюансами:
- Конструкция намного проще, а значит дешевле и надежнее.
- Проводится автоматическое регулирование зазора при стирании накладок.
- Конструкция компактнее и легче, что позволяет создавать быстрые спортивные автомобили.
- Несмотря на уменьшение площади колодок эффективность подобной системы значительно выше. Это связано с тем, что диск и колодки имеют ровную поверхность, а это обеспечивает равномерное прижимание.
- Проще провести обслуживание. Проводить ограничение прижимной силы не нужно.
- Лучшее охлаждение, так как воздух свободно циркулирует. Стоит отметить, что перегрев зачастую приводит к значительному ухудшению работы тормозов. Поэтому для повышения эффективность охлаждения используют специальные колесные диски.
- Продукты загрязнения легко удаляются. В барабане зачастую накапливается большое количество грязи, что обуславливает снижение эффективности работы системы.
Однако при создании подобной конструкции также были выявлены некоторые трудности. Примером можно назвать необходимость воздействия большого усилия, что возможно стало при использовании только гидравлического привода. Также устанавливается механизм, который позволяет уменьшить необходимое усилие при нажатии на педаль.
