Види гальмівних систем: принцип роботи барабанних та дискових гальм.

Гальмівна система призначена для керованої зміни швидкості автомобіля, його зупинки, а також утримання дома тривалий час за рахунок використання гальмівної сили між колесом і дорогою. Гальмівна сила може створюватися колісним гальмівним механізмом, двигуном автомобіля (т.зв. гальмування двигуном), гідравлічним або електричним гальмом-сповільнювачем у трансмісії.

Для реалізації зазначених функцій на автомобілі встановлюються такі види гальмівних систем:

• Робоча гальмівна система. Забезпечує кероване зменшення швидкості та зупинку автомобіля.
• Запасна гальмівна система. Використовується при відмові та несправності робочої системи. Вона виконує аналогічні функції, як і робоча система. Запасна гальмівна система може бути реалізована у вигляді спеціальної автономної системи або частини робочої гальмівної системи (один із контурів гальмівного приводу).
• Стоянкова гальмівна система. Призначена для утримання автомобіля на місці тривалий час.

Гальмівна система є найважливішим засобом забезпечення активної безпеки автомобіля. На легкових та ряді вантажних автомобілів застосовуються різні пристрої та системи, що підвищують ефективність гальмівної системи та стійкість при гальмуванні.

Принцип роботи гальмівної системи

При натисканні на гальмо педаль навантаження передається до підсилювача, який створює додаткове зусилля на головному гальмівному циліндрі. Поршень головного гальмівного циліндра нагнітає рідину через трубопроводи до колісних циліндрів. При цьому збільшується тиск рідини у гальмівному приводі. Поршні колісних циліндрів переміщують гальмівні колодки до дисків (барабанів).

При подальшому натисканні на педаль збільшується тиск рідини і відбувається спрацьовування гальмівних механізмів, що призводить до уповільнення обертання коліс і появі гальмівних сил у точці контакту шин з дорогою. Чим більше прикладена сила до гальмівної педалі, тим швидше та ефективніше здійснюється гальмування коліс. Тиск рідини при гальмуванні може досягати 10-15 МПа.

При закінченні гальмування (відпускання гальмівної педалі), педаль під впливом зворотної пружини переміщається у вихідне положення. У вихідне положення переміщається поршень головного гальмівного циліндра. Пружинні елементи відводять колодки від дисків (барабанів). Гальмівна рідина з колісних циліндрів трубопроводами витісняється в головний гальмівний циліндр. Тиск у системі падає.

Види гальмівних систем

Гальмівна система поєднує гальмівний механізм та гальмівний привід. Гальмівний механізм призначений для створення гальмівного моменту, необхідного для уповільнення та зупинення автомобіля. На автомобілях встановлюються фрикційні гальмівні механізми, робота яких ґрунтується на використанні сил тертя. Гальмівні механізми робочої системи встановлюються безпосередньо у колесі. Гальмівний механізм системи стоянки може розташовуватися за коробкою передач або роздавальної коробкою.

Залежно від конструкції фрикційної частини розрізняють барабанні та дискові гальмівні механізми.

Гальмівний механізм складається з обертової та нерухомої частин. Як обертова частина барабанного механізму використовується гальмівний барабан, нерухомої частини – гальмівні колодки чи стрічки.

Обертається частина дискового механізму представлена ​​гальмівним диском, нерухома - гальмівними колодками. На передній та задній осі сучасних легкових автомобілів встановлюються, як правило, дискові гальмівні механізми.

Принцип роботи барабанних гальм

Основними внутрішніми частинами барабанних гальмівних механізмів є:

1. Гальмівний барабан. Елемент, що виготовляється із високоміцних чавунних сплавів. Він встановлений на маточині або опорному валу і служить не тільки основною контактною частиною, що взаємодіє безпосередньо з колодками, але і корпусом, в якому змонтовані всі інші деталі. Внутрішня частина гальмівного барабана шліфується, щоб гальмування було максимально ефективним.
2. Колодки. На відміну від гальмівних колодок дискових гальм, колодки, що застосовуються в барабанних механізмах, мають напівкруглу форму. Їхня зовнішня частина має спеціальне азбестове покриття. Якщо гальмівні колодки встановлені на парі задніх коліс, одна з них підключається ще й до важеля гальма стоянки.
3. Стягуючі пружини. Дані елементи прикріплюються до верхньої та нижньої частин колодок, не дозволяючи їм розходитися в різні боки на холостому ходу.
4. Гальмівні циліндри. Це спеціальний корпус, виготовлений із чавуну, з обох боків якого змонтовані робочі поршні. Їхнє залучення відбувається шляхом гідравлічного тиску, що виникає після натискання водієм на педаль гальма. Додатковими частинами поршнів є гумові ущільнювачі та клапан для видалення повітря, що потрапив у контур.
5. Захисний диск. Деталь являє собою елемент, що встановлюється на маточину, до якого прикріплюються гальмівні циліндри і колодки. Їхнє закріплення проводиться шляхом використання спеціальних фіксаторів.
6. Механізм самопідведення. Основою механізму служить спеціальний клин, що заглиблюється у міру сточування гальмівних колодок. Його призначення – забезпечення постійного притиску, колодок до барабану, незалежно від зносу їх робочих поверхонь.

**Перелічені компоненти є загальноприйнятими. Їх використовують більшість найбільших виробників. Існує ряд деталей, які встановлюються деякими компаніями приватним чином. Такими, наприклад, є механізм підведення колодок, всілякі розпірки тощо.

Принцип роботи: водій у разі потреби натискає на педаль, створюючи збільшений тиск у гальмівному контурі. Гідравліка натискає на поршні головного циліндра, які використовують гальмівні колодки. Вони розходяться в сторони, розтягуючи стяжні пружини, і досягають точок взаємодії з робочою поверхнею барабана. Завдяки тертю, що виникає при цьому, швидкість обертання коліс зменшується, а автомобіль пригальмовує. Загальний алгоритм роботи барабанних гальм виглядає саме так. Істотних відмінностей між системами з одним поршнем і двома немає.

Переваги та недоліки барабанних гальм

Серед достоїнств барабанної системи можна виділити простоту конструкції, велику площу контакту колодок з барабаном, невисоку вартість, відносно невелике тепловиділення та можливість використання недорогої гальмівної рідини з низькою температурою кипіння. Також, серед позитивних моментів – це закрита конструкція, яка захищає механізм від попадання води та бруду.

Недоліки барабанних гальм:

• сповільнене спрацювання;
• нестабільність робочих показників;
• погана вентильованість;
• система працює на розрив, що обмежує допустиму силу тиску колодок на стінки барабана;
• при частих гальмуваннях та високих навантаженнях можлива деформація барабана через сильне нагрівання.

У сучасних легкових автомобілях барабанні гальма застосовують дедалі рідше. Здебільшого їх ставлять на задні колеса у бюджетних моделях. У цьому випадку їх також використовують для реалізації гальм стоянки.

У той же час, збільшуючи розміри барабана, можна досягти підвищення потужності гальмівної системи. Це зумовило широке застосування барабанних гальм у вантажному транспорті та автобусах.

Принцип роботи дискових гальм

Дисковий гальмівний механізм складається з гальмівного диска, що обертається, двох нерухомих колодок, встановлених усередині супорта з обох сторін.

У цій системі встановлені на супорті колодки притискаються з двох сторін до площин гальмівного диска, який за допомогою болтів закріплений на маточині колеса і обертається разом з ним. Металеві гальмівні колодки мають фрикційні накладки.

Супорт є корпусом з чавуну або алюмінію у формі скоби. Усередині нього знаходиться гальмівний циліндр із поршнем, що притискає колодки до диска під час гальмування.

Скоба (супорт) буває плаваючою або фіксованою. Плаваюча скоба може зрушуватися по напрямних. Має один поршень. У супорті фіксованої конструкції знаходяться два поршні - по одному з кожного боку диска. Такий механізм здатний сильніше притискати колодки до гальмівного диска та використовується переважно у потужних моделях.

Гальмівні диски виготовляють із чавуну, сталі, карбону та кераміки. Чавунні диски коштують недорого, мають хороші фрикційні якості і досить високу зносостійкість. Тому найчастіше використовують саме їх.

Нержавіюча сталь краще переносить перепади температур, але фрикційні властивості у неї гірші.

Легкі карбонові диски відрізняються великим коефіцієнтом тертя та чудово витримують високу температуру. Але їм потрібне попереднє прогрівання, а їх вартість надто велика. Сфера застосування гальмівних карбонових дисків – спортивні боліди.

Кераміка поступається карбону за коефіцієнтом тертя, проте добре працює при великій температурі, має значну міцність і зносостійкість при невеликій вазі. Головний мінус таких дисків – найвища вартість.

Переваги та недоліки дискових гальм

Переваги дискових гальм:

• менша вага порівняно з барабанною системою;
• простота діагностики та обслуговування;
• найкраще охолодження завдяки відкритій конструкції;
• стабільна робота у широкому діапазоні температур.

Недоліки дискових гальм:

• значне тепловиділення;
• необхідність додаткових підсилювачів через обмежену площу контакту колодок з диском;
• відносно швидке зношування колодок;
• вартість вища, ніж у барабанної системи.