Види, пристрій і принцип роботи дискових гальм
Зміст
Дискові гідравлічні гальма є однією з різновидів гальмівних механізмів фрикційного типу. Їх обертається частина представлена гальмівним диском, а нерухома - супортом з гальмівними колодками. Незважаючи на досить поширене застосування гальм барабанного типу, дискові гальма все ж придбали найбільшу популярність. Розберемося в пристрої дискового гальма, а також дізнаємося відмінності між двома гальмівними механізмами.
Пристрій дискових гальм
Конструкція дискового гальма наступна:
- супорт (скоба);
- робочий гальмівний циліндр;
- гальмівні колодки;
- гальмівний диск.
Супорт, що представляє собою чавунний або алюмінієвий корпус (у вигляді скоби), закріплений на поворотному кулаці. Конструкція супорта дозволяє йому переміщатися по напрямних в горизонтальній площині щодо гальмівного диска (в разі механізму з плаваючою скобою). У корпусі супорта розміщені поршні, які при гальмуванні притискають гальмівні колодки до диска.
Робочий гальмівний циліндр виконаний безпосередньо в корпусі супорта, всередині нього знаходиться поршень з ущільнювальною манжетою. Для видалення скупчився повітря при прокачуванні гальм на корпусі встановлений штуцер.
Гальмівні колодки, що представляють собою металеві пластини з закріпленими фрикційними накладками, встановлюються в корпус супорта по обидва боки гальмівного диска.
Обертається гальмівний диск встановлюється на маточину колеса. Кріплення гальмівного диска до маточини здійснюється за допомогою болтів.
Види дискових гальмівних механізмів
Дискові гальма діляться на дві великі групи за типом застосовуваного супорта (скоби):
- механізми з фіксованою скобою;
- механізми з плаваючою скобою.
У першому варіанті скоба має можливість переміщатися по напрямних і має один поршень. У другому випадку скоба фіксована і містить два поршня, встановлені по різні боки від гальмівного диска. Гальмівні механізми з фіксованою скобою здатні створювати більше зусилля притиснення колодки до диска і, відповідно, велику гальмівну силу. Однак і вартість їх вище, ніж у гальм з плаваючою скобою. Тому дані гальмівні механізми застосовуються, в основному, на потужних автомобілях, (з використанням декількох пар поршнів).
Принцип роботи дискових гальм
Дисковий гальмівний механізм, як і будь-який інший гальмо, призначений для зміни швидкості руху автомобіля.
Покрокова схема роботи дискових гальм:
- При натисканні водієм на педаль гальма, ГТЦ створює тиск в гальмівних трубках.
- Для механізму з фіксованою скобою: тиск рідини впливає на поршні робочих гальмівних циліндрів з обох сторін гальмівного диска, які, в свою чергу, притискають до нього колодки. Для механізму з плаваючою скобою: тиск рідини впливає на поршень і корпус супорта одночасно, змушуючи останній переміщатися і притискати колодку до диска з іншого боку.
- Диск, затиснутий між двома колодками, зменшує швидкість за рахунок сили тертя. А це, в свою чергу, призводить до гальмування автомобіля.
- Після того, як водій відпустить педаль гальма, тиск пропадає. Поршень повертається у вихідне положення за рахунок пружних властивостей ущільнювальної манжети, а колодки відводяться за допомогою невеликої вібрації диска в процесі руху.
Види гальмівних дисків
За матеріалом виготовлення гальмівні диски поділяються на:
- чавунні;
- Диски з нержавіючої сталі;
- карбонові;
- Керамічні.
Найчастіше гальмівні диски виготовлені з чавуну, який має хороші фрикційні властивості і невисоку вартість виробництва. Знос гальмівних дисків з чавуну не великий. З іншого боку, при регулярному інтенсивному гальмуванні, що викликає підвищення температури, можливо викривлення чавунного диска, а при попаданні на нього води - покриття тріщинами. Крім цього, чавун досить важкий матеріал, а після тривалої стоянки може покриватися іржею.
Відомі диски і з нержавійки, яка не так чутливі до перепадів температур, але має більш слабкими фрикційними властивостями, ніж чавун.
Карбонові диски відрізняються меншою вагою, в порівнянні з чавунними. Також вони мають більш високий коефіцієнт тертя і робочий діапазон. Однак за своєю вартістю такі диски можуть конкурувати з вартістю автомобіля малого класу. Та й для нормальної роботи потрібен їх попередній прогрів.
Керамічні гальма не можуть зрівнятися з карбоном за показником коефіцієнта тертя, але мають ряд своїх переваг:
- стійкість до високої температури;
- стійкість до зношування і корозії;
- висока міцність;
- невелика питома маса;
- довговічність.
Є у кераміки і свої мінуси:
- погана робота кераміки при низьких температурах;
- скрип при роботі;
- висока вартість.
Гальмівні диски можна поділити і на:
- вентильовані;
- Перфоровані.
Перші складаються з двох пластин з порожнинами між ними. Це зроблено для кращого відведення тепла від дисків, середня робоча температура яких становить 200-300 градусів. Другі мають перфорацію / насічки по поверхні диска. Перфорація або насічки призначені для відводу продуктів зносу гальмівних колодок і забезпечення постійного коефіцієнта тертя.
Види гальмівних колодок
Гальмівні колодки, в залежності від матеріалу фрикційних накладок, поділяються на такі види:
- азбестові;
- безазбестові;
- органічні.
Перші дуже шкідливі для організму, тому щоб поміняти такі колодки, потрібно дотримуватися всіх заходів безпеки.
У безазбестових колодках роль армуючого компонента можуть виконувати сталева вата, мідна стружка та інші елементи. Вартість і якість колодок будуть залежати від їх складових елементів.
Найкращими гальмівними властивостями володіють колодки, зроблені на основі органічних волокон, а й вартість їх буде висока.
Обслуговування гальмівних дисків і колодок
Знос і заміна дисків
Знос гальмівних дисків безпосередньо пов'язаний зі стилем водіння автомобіліста. Ступінь зносу визначається не тільки кілометражем, а й їздою по поганих дорогах. Також на ступінь зносу гальмівних дисків впливає їх якість.
Мінімально допустима товщина гальмівного диска залежить від марки і моделі транспортного засобу.
Середнє значення мінімально допустимої товщини диска передніх гальм - 22-25 мм, задніх - 7-10 мм. Це залежить від ваги і потужності автомобіля.
Основними факторами, що вказують на те, що передні або задні гальмівні диски необхідно міняти, є:
- биття дисків при гальмуванні;
- механічні ушкодження;
- збільшення гальмівного шляху;
- зниження рівня робочої рідини.
Знос і заміна колодок
Знос гальмівних колодок, перш за все, залежить від якості фрикційного матеріалу. Важливу роль відіграє і стиль водіння. Чим інтенсивніше буде гальмування, тим сильніше знос.
Передні колодки зношуються швидше задніх за рахунок того, що при гальмуванні вони відчувають основне навантаження. При заміні колодок краще міняти їх одночасно на обох колесах, будь-то задні або передні.
Нерівномірно можуть зношуватися і колодки, встановлені на одну вісь. Це залежить від справності робочих циліндрів. Якщо останні несправні, то вони здавлюють колодки нерівномірно. Різниця в товщині накладок в 1,5-2 мм може говорити про нерівномірний знос колодок.
Існує кілька способів, що дозволяють зрозуміти, чи потрібно міняти гальмівні колодки:
- Візуальний, заснований на перевірці товщини фрикційної накладки. На знос вказує товщина накладки в 2-3 мм.
- Механічний, при якому колодки оснащуються спеціальними металевими пластинками. Останні у міру стирання накладок починають стикатися з гальмівними дисками, через що скриплять дискові гальма. Причиною скрипу гальм є стирання накладки до 2-2,5 мм.
- Електронний, при якому використовуються колодки з датчиком зносу. Як тільки фрикційна накладка зітреться до датчика, його сердечник стикнеться з гальмівним диском, електричний ланцюг замкнеться і загориться індикатор на приладовій панелі.
Плюси і мінуси дискових гальм в порівнянні з барабанними
Дискові гальма мають ряд переваг перед барабанними. Їх плюси полягають в наступному:
- стабільна робота при попаданні води і забруднення;
- стабільна робота при підвищенні температури;
- ефективне охолодження;
- малі розміри і вага;
- простота обслуговування.
До основних недоліків дискових гальм в порівнянні з барабанними можна віднести:
- висока вартість;
- менша ефективність гальмування.
