Дисковые или барабанные тормоза что лучше?

Барабанные и дисковые тормоза – отличия, преимущества и недостатки

С развитием автомобилестроения получили развитие две тормозные системы – барабанная и дисковая. Первая появилась раньше и сейчас в основном встречается на старых автомобилях и грузовиках, а также на легковых некоторых моделей. Вторая – сравнительно новая, широко распространилась в последнее время, и стала очень популярной.

Дисковые и барабанные тормоза

Каждая система имеет свою конструкцию, свои достоинства и недостатки. Автолюбители могут встретиться как с одной, так и с другой, и даже с обеими сразу в одной машине. Поэтому рассмотрим их подробнее.

Устройство и принцип работы барабанных тормозов

Принцип работы очень прост – в закрытом барабане расположены две колодки, которые могут раздвигаться и путём трения об обод барабана обеспечивать торможение. В обычном состоянии они сведены к центру пружинами и разводятся при торможении или от ручника.

Эта конструкция появилась довольно давно, она использовалась еще на старых советских «Москвичах» и «Волгах», так как устроены барабанные тормоза в принципе очень просто.

С тех пор конструкция их принципиально изменилась мало, разве что несколько усовершенствовалась. Если раньше для привода колодок использовался тросик, то теперь это может быть гидравлика или электропривод. Так как работают такие барабанные тормоза длительное время без замены колодок, то они до сих пор применяются, и в комплексе с системой ABS дают вполне неплохие результаты. Специалисты Renault-Nissan довели эту конструкцию до совершенства и широко используют в своих моделях.

Барабанные тормоза автомобиля

Чем отличаются дисковые тормоза от барабанных

Между дисковыми и барабанными тормозами – большая конструктивная разница. Общее у них только одно – торможение трущимися колодками и вращающуюся поверхность. Если во втором варианте колодки расположены внутри барабана и прижимаются к нему изнутри, то в первом колодки охватывают специальный диск. В этом главное отличие дисковых и барабанных тормозов.

Поэтому можно считать, что принцип работы тормозных систем одинаков, но устроены они по-разному. Соответственно, и преимущества с недостатками у них будут разными.

Дисковые тормоза известны также давно, они использовались еще на советских Жигулях. Но сначала они имели довольно сложную конструкцию. Их ставили на передние колёса, где они эффективнее. Так как на каждом колесе расположено две тормозных колодки, то для прижатия к диску каждой из них служил собственный гидроцилиндр. Сейчас на обычных бюджетных автомобилях используется один гидроцилиндр на каждое колесо – это сильно упростило конструкцию.

Устройство дисковых тормозов гораздо проще. Их просто разобрать, там мало деталей. А вот вскрыть барабан само по себе может быть проблемой – со временем крышка может прикипать. Да и деталей там больше, а устройство хитроумнее. В современных вариантах неспециалист может и не понять, как его разобрать и потом правильно собрать.

Еще одно большое отличие дисковой системы – хорошая вентиляция. При торможении на большой скорости – больше 100 км/ч, барабанный вариант в силу закрытой конструкции испытывает сильный перегрев. Дисковые тормоза открыты всем ветрам и хорошо охлаждаются воздухом. А ведь сейчас скорость 100-120 км/ч – это норма, и хорошее охлаждение очень важно. Тормозные диски, к тому же, стали применять вентилируемые, что еще улучшило характеристики, да и подшипники ступицы не перегреваются.

Дисковые тормоза автомобиля

Эффективность процесса торможения

Прежде, чем делать вывод, что лучше – дисковые или барабанные тормоза, стоит уточнить, для каких условий. На небольшой скорости барабанная система очень эффективна, так как площадь трущейся поверхности большая. Поэтому их и используют на машинах, которые не разгоняются до больших скоростей, например, на грузовиках. Даже тяжелая машина эффективно тормозит с таким тормозом.

Но для легковых автомобилей эффективнее оказываются дисковые тормоза, как раз благодаря лучшему охлаждению. Барабанные при торможении на большой скорости слишком сильно нагреваются, а конструкция у них закрытая. Кроме того, из-за перегрева колодки могут прикипать к барабану.

Поэтому эффективность у этих систем разная на разных скоростях и на разных машинах. На легковых автомобилях некоторые производители используют обе системы – дисковую на передних колёсах, и барабанную на задних. Недостатки последней в виде неравномерного торможения компенсируются современными системами ABS. Так по максимуму используются преимущества обеих конструкций.

Стоимость обслуживания

В силу конструктивных особенностей стоимость обслуживания тормозной системы разного типа тоже будет разной. Главное, чем отличаются барабанные тормоза от дисковых – закрытая конструкция. Поэтому контролировать их износ и обслуживать сложнее. Чтобы вскрыть барабан и заменить колодки, обычно приходится обращаться в автосервис.

Открытые колодки и диск всегда на виду. При их износе это прекрасно видно, а замену деталей можно сделать своими силами, в гараже. Да и детали эти не такие уж и дорогие.

С другой стороны – барабанные тормоза обычно способны выдержать пробег от 120 тысяч километров и более, прежде чем потребуется замена колодок. А вот дисковые изнашиваются гораздо быстрее – даже при аккуратной езде на 80 тысячах потребуется замена, а обычно – на пробеге вдвое меньше. Поэтому, несмотря на более простую конструкцию, они требуют более частой замены деталей.

Устройство дисковых тормозов

Что лучше — основные плюсы и минусы

Если сравнивать, барабанные тормоза и дисковые имеют разные плюсы и минусы. Первые имеют такие достоинства:

• Колодки хорошо защищены от грязи и пыли благодаря закрытому корпусу.
• Значительный ресурс колодок, выдерживающих большой пробег от 120 тысяч километров.
• Хорошо совмещаются с ручником.

Но недостатков гораздо больше:

• Конструкция тяжёлая и габаритная.
• При перегрузках сильно нагревается.
• Эффективность меняется в зависимости от температуры.
• При перегреве колодки могут прикипеть к барабану, а при сильном морозе – примёрзнуть.
• Передние колодки изнашиваются быстрее задних.
• Из-за закрытого корпуса внутри постепенно накапливается пыль, которая приводит к скрипу и усиливает износ.

А теперь сравним, какие тормоза лучше – дисковые или барабанные. Первые имеют такие плюсы:

• Легкая, компактная конструкция.
• Простота в сборке и дешевизна.
• Благодаря хорошему обдуванию воздухом обеспечивается эффективное охлаждение.
• От температуры практически не зависят. При нагрузках быстро остывают.
• Замена колодок и дисков очень простая, это возможно сделать своими силами.
• Износ прекрасно виден.

• Открытая конструкция, из-за чего возможно загрязнение. Это небольшой минус, так как любое загрязнение быстро стирается.
• Небольшой ресурс – от 40 тысяч километров, при аккуратной езде несколько больше.
• Если автомобиль долго простаивает, на дисках появляется коррозия. Требуется их предварительная обработка перед длительной стоянкой или придётся потом устранять ржавчину.

Поэтому дисковые тормоза и получили сейчас большое распространение, и это само по себе служит ответом на вопрос, что лучше, по крайней мере, для легковых автомобилей. А вообще, их более старший собрат, несмотря на солидный возраст, тоже продолжает использоваться, но только там, где имеет неоспоримое преимущество.

Барабанные и дисковые тормоза – особенности, отличия, что лучше выбрать

Что собой представляют барабанные и дисковые тормоза: их особенности, сходства и отличия, что лучше выбрать. Видео о барабанных и дисковых тормозах.

Тормозной механизм, так же как и конструкции шасси и топливной системы, за последние годы прошел долгий путь. То, что начиналось на заре 60-х как эксперименты по обеспечению адекватного торможения высокопроизводительных гоночных машин, переросло в индустрию, где тормоза варьируются от просто надежных до совершенно феноменальных.

Разработка и внедрение новых компонентов вроде углеродного волокна и легкой стали наряду с введением ABS способствовало сокращению тормозной дистанции и повышению безопасности автомобилей в целом (хотя споры касательно АБС продолжаются).

Один из первых прорывов по улучшению торможения был сделан в начале семидесятых, когда производители в массовом порядке перешли с барабанных устройств на дисковые. Поскольку большая часть тормозной способности автомашины сосредоточена в области передних колес, поначалу лишь передние тормоза модернизировались до дисковых. С тех пор многие автостроители пошли дальше, внедряя их на все 4 колеса не только в наиболее высокопроизводительных, но и в недорогих экономичных моделях.

Но иногда, как в случае с Mazda Protege 1999 года, производители возвращаются от полной дисковой системы к барабанным тормозам для задней части автомобиля, чтобы сократить как производственные затраты, так и закупочную цену машины.

Почему дисковые установки лучше барабанных и насколько заметно меняется торможение при использовании тех или других тормозов в современном автомобиле? Это то, что мы собираемся обсудить в данной статье. Мы исследуем сильные и слабые стороны обеих вариаций при повседневном использовании, покажем вам, как они работают, а затем сравним их.

Трение и тепло

Прежде чем оценивать разницу между барабанными и дисковыми тормозами, надо понять общие принципы, относящиеся к обеим системам при остановке автомобиля: трение и нагрев. Прикладывая сопротивление (или трение) к вращающемуся колесу, тормоза вынуждают его замедляться и в итоге останавливаться, выделяя тепло как побочный продукт.

Быстрота замедления находится в зависимости от многих аспектов, включая вес автомобиля, тормозное усилие, приложенное к педали, и совокупную площадь тормозной поверхности. Она также сильно зависит от того, насколько эффективно тормозная система преобразует движение колеса посредством трения в тепло, и как быстро оно отводится от задействованных компонентов. Именно здесь становится очевидной разница между барабанными и дисковыми альтернативами.

Барабанные тормоза

Ранние тормозные установки, пройдя эпоху автомобильных ручных рычагов, использовали барабанную конструкцию на всех 4-х колесах. До их появления тормоза представляли собой деревянный брусок на рычаге, который давил на шину (также известный как ручной тормоз). Первые барабанные тормоза были выпущены в 1900 году на Maybach, а два года спустя запатентованы легендарным автомобильным инженером Луи Рено.

Систему назвали «барабанной», потому что ее элементы размещались в цилиндре – «барабане», вращавшимся вместе с колесом. Внутри имелся набор колодок, прижимающихся к цилиндру при давлении на педаль, тем самым замедляя колесо. Для преобразования энергии педали тормоза в энергию тормозных колодок использовалась маслянистая жидкость, а сами колодки изготавливались из термостойких фрикционных материалов, аналогичных тем, что используются для дисков сцепления.

У этой базовой конструкции, хорошо проявляющей себя в большинстве случаев, имелся лишь один серьезный недостаток. В условиях интенсивного торможения, например, при спуске по значительному уклону с тяжелым грузом или серии повторяющихся замедлений на высокой скорости, барабанные тормоза часто «гасли» и теряли эффективность. Эта особенность сохраняется по сей день.

Процесс становится понятным, если помнить о принципе торможения, заключающемся в преобразовании кинетической энергии (вращения колеса) в тепловую. Когда барабанные тормоза нагреваются, они выходят из строя, поскольку горячие элементы создают меньшее трение, а чем меньше трения, тем менее эффективно замедляются колеса. Это часто называют выцветанием, или затуханием тормозов. Нынешние барабанные системы, естественно, прошли долгий путь в плане дизайна и материалов, однако выцветание по-прежнему остается их серьезным недостатком.

Дисковые тормоза

Более совершенные тормоза были запатентованы Фредериком Уильямом Ланчестером в 1902-м – тогда же, когда Луи Рено запатентовал «барабаны». Хотя это была превосходная конструкция, потребовалось полвека, прежде чем технологи смогли успешно произвести необходимые детали.

В 1953 году Jaguar – небольшая компания в то время – разработала первые надежные дисковые тормоза с суппортом для своего гоночного C-Type. Они вошли с ним в гонку «24 часа Ле-Мана» в 1953-м и заняли первое место. Позже в том же году 100S Austin-Healey станет первым серийным автомобилем, проданным со всеми дисковыми тормозами.

Хотя дисковые альтернативы основаны на тех же основных принципах замедления транспортного средства (трение и нагрев), их конструкция и метод работы отличается. Вместо заключения главных компонентов в круглый металлический корпус в них используется тонкий ротор и суппорт для задержки колеса. Внутри последнего находятся тормозные колодки, располагающиеся с каждой стороны ротора и сжимающиеся при нажиме на соответствующую педаль. Опять-таки, для преобразования энергии используется специальная жидкая среда – тормозная жидкость.

Но в отличие от барабанных конструкций, позволяющих теплу накапливаться внутри барабана при резком торможении, ротор дисковых тормозов полностью открыт для внешнего воздуха. Это способствует его постоянному охлаждению, что существенно снижает тенденцию к перегреву или выцветанию.

Неудивительно, что слабые места барабанных установок и сильные стороны дисковых были первоначально продемонстрированы в условиях гонок. Пилоты, работающие с дисковыми системами торможения, могли входить в крутые повороты в последнюю секунду и применять значительное тормозное усилие без риска перегреть элементы. По прошествии времени эта технология, как и многие другие передовые достижения в автомобилестроении, проникла в обычные автомобили, которыми управляют простые обыватели на дорогах общего пользования.

Барабан против диска сегодня

В современном автомобильном пантеоне среди стандартного оборудования моделей средней ценовой категории, не ориентированных на трековую производительность, нередко встречаются полные 4-колесные дисковые системы. Однако для большинства новых машин применяется комбинация передних дисковых и задних барабанных тормозов. Неужели производители ставят под удар безопасность пользователей в стремлении сэкономить немного денег, ставя дисковые тормоза не везде, а лишь на пару передних колес?

Хотя ответ «да», безусловно, напрашивается правда в том, что сегодняшние дисково-барабанные схемы прекрасно подходят для большинства новых машин. Технологии обеих систем значительно улучшились со времени их повсеместного внедрения. Нынешние задние барабанные тормозные установки обеспечивают лучшую тормозную способность, чем передние дисковые системы семидесятых годов.

Те, в свою очередь, тоже развились, став поистине выдающимися с позиции эффективности торможения. Учитывая, что от 60 до 90 процентов тормозной способности транспортных средств обеспечивается за счет передних колес, очевидно, что грамотно разработанные барабанные тормоза способны справиться с большинством тормозных функций.

Чем хороши или плохи барабанные тормоза

Они могут считаться устаревшим оборудованием, но все еще могут удержать свои позиции в постоянно совершенствующемся автомобильном секторе. Преимущества барабанных тормозов:

• они недороги в производстве, поскольку детали, входящие в их состав, довольно легко изготовить – это снижает общие затраты на автомобиль;
• благодаря особому принципу работы, для их «включения» требуется меньшее усилие;
• ремонтировать колесный цилиндр легче, чем суппорты дискового тормоза;
• они позволяют разместить механизм стояночного тормоза, не занимая лишнего места.

• плохо отводят тепло, что приводит к перегреву и небольшому расширению металлических частей;
• внутри закрытой конструкции могут собираться нежелательные вещества, способные вызвать такие проблемы, как ржавление и/или снижение производительности поршня;
• из-за большого количества тепла и высокого трения такие тормоза довольно быстро изнашиваются, и большинство их компонентов не имеют длительного срока службы;
• большее количество деталей повышает вероятность отказа какой-то из них.

Плюсы и минусы дисковых альтернатив

Дисковые тормоза, по сравнению с барабанными, новее и совершеннее. Но главное, что при любом диаметре они обладают довольно высокой тормозной способностью:

• даже при небольшом размере, они обеспечивают солидную тормозную мощность и могут останавливать высокоскоростные автомобили лучше, чем барабанные тормоза;
• поскольку диски открыты, они хорошо отводят тепло, что гарантирует отсутствие перегрева;
• опять же, благодаря открытости они не удерживают нежелательные вещества, следовательно, быстрее сохнут во влажном состоянии и практически не подвержены ржавчине или ухудшению производительности;
• дисковые тормоза с АБС не блокируются во время высокоскоростного торможения. Раньше у них была проблема с блокировкой, сопровождающаяся лишением контроля над транспортным средством. С помощью ABS их самая большая слабость теперь превратилась в преимущество.

• довольно дороги в установке и производстве, что, в свою очередь, увеличивает общие расходы на транспортное средство;
• незначительное попадание воздуха в главный цилиндр может полностью вывести их из строя и привести к серьезным авариям, поэтому при обслуживании автомобиля необходимо проводить прокачку тормозов;
• тормозную жидкость требуется часто менять, чтобы она не стала менее вязкой;
• дисковый тормоз без АБС имеет неприятно высокую вероятность буксования и блокировки шин.

Какой вариант лучше

Несмотря на то, что в большинстве автомобилей используются обе системы, дисковые спереди и барабанные сзади, дисковые тормоза по-прежнему являются лучшим выбором для скоростных машин. Однако не стоит недооценивать и барабанные. Благодаря низкой себестоимости и простоте обслуживания для владельцев обычного повседневного транспорта они могут быть более разумным выбором в долгосрочной перспективе.

Итак, какой тип лучше? Как и в большинстве жизненных ситуаций, ответ не может быть однозначным. Выбирая между двумя системами, необходимо руководствоваться не старыми слухами и веяниями моды, а типом автомобиля и условиями вождения.

Барабанные конструкции имеют ряд серьезных недостатков: они быстро перегреваются, им требуется больше времени для высыхания и, как правило, они тяжелее дисковых. В то же время дисковые тормоза нельзя использовать в качестве стояночного тормоза, потому что они расширяются в горячем состоянии и сжимаются в холодном. Если бы мы применяли их в качестве стояночного тормоза после напряженной работы, они в конечном итоге остыли бы, сузились и потеряли контакт. Проблема очевидна.

Эти два вида просто разные. Дисковые, конечно, более эффективны, но со своими ограничениями. Барабанные менее практичны, но имеют решающее значение для парковки – если, конечно, вы не хотите вернуться к деревянным блокам на палках. Некоторые спортивные модели используют дисковые тормоза на всех четырех колесах, но имеют дополнительный барабанный механизм для парковки.

Заключение

Высокопроизводительные автомобили и спорткары полностью оправдывают использование четырехколесной дисковой тормозной схемы, особенно если участвуют в той или иной форме санкционированных гонок. Владельцы же более прозаичных машин получают больше выгоды от недорогих в покупке и ремонте барабанных установок, неприхотливых в обслуживании и долговечных при аккуратной эксплуатации. Тотальное оснащение производимых сегодня транспортных средств полным дисковым тормозным комплектом повлекло бы значительный рост закупочных цен, а это способно остановить покупателей гораздо быстрее, чем любая тормозная система.

Видео о барабанных и дисковых тормозах:

Что собой представляют барабанные и дисковые тормоза: их особенности, сходства и отличия, что лучше выбрать. Видео о барабанных и дисковых тормозах.

В чем барабанные тормоза лучше дисковых

Опытные водители относятся к «барабанам» как к гораздо менее эффективной системе в сравнении с дисковыми механизмами, и в принципе имеют на то основание.

Ведь при повышенных нагрузках дисковые тормоза нагреваются от трения значительно в меньшей степени, чем барабанные, да и эффективность торможения с ними в целом выше, особенно если речь идет о больших вентилируемых тормозах спорткаров. Однако при рутинной эксплуатации массового автомобиля в формате дом-офис-дача ситуация не столь однозначна.

Прежде всего, в условиях каждодневной езды в межсезонье, с его грязью и слякотью, равно как при движении по проселку, барабанные механизмы дадут фору «дискам», поскольку хорошо защищены от внешних воздействий. Гидравлические цилиндры, пружины, тормозные колодки и распорные планки плотно прикрыты здесь съемными тормозными барабанами.

Дисковые же системы, напротив, открыты для всяческих загрязнителей. Грязь, пыль, песок попадают здесь между дисками и колодками, поэтому активное торможение во время езды, к примеру, в песчаной или глиняной колее оказывают крайне негативное воздействие на диск. Песчинки действуют как абразив, нанося металлическим поверхностям серьезные повреждения.

Еще одним преимуществом «барабанов» является их долговечность. В среднем ресурс колодок в барабанах больше дисковых в три раза. И эту долговечность предопределяет прежде всего очень значительная площадь рабочей поверхности колодок. В результате, скажем, на Lada Largus с его задними барабанными механизмами задние тормозные колодки могут ходить более 100 тыс. км и прослужить как минимум два года.

Наконец, барабанные тормоза не выделяют много тепла, соответственно, для них применяются более дешевые «расходники» в виде тормозных жидкостей на масло-спиртовой основе, имеющих низкую температуру кипения — еще одна статья для экономии. Тем не менее, тот, кто уверен, что барабанные механизмы заметно дешевле дисковых, ошибается. Обе системы стоят в наших магазинах сегодня примерно одинаково.

Все бы ничего, но у «барабанов» имеются также и недостатки. Колодки сложнее менять, и такие системы более склонны к перегреву в условиях высоких нагрузок, а там где перегрев, там и снижение эффективности замедления. Кроме того, коэффициент трения колодок в «барабанах» в большей степени зависит от таких параметров, как температура и влажность. Дисковые тормоза в этом смысле более универсальны.

Барабанные тормоза срабатывают в целом менее равномерно и медленнее, чем дисковые, что вызвано непостоянством пятна контакта колодки и внутренней поверхности тормозного барабана. Иными словами, у них более гражданский статус, и использование таких машин, например для автогонок, — не вариант.

Плюс к тому, со временем в барабанах накапливаются продукты износа, попросту говоря — металлическая пыль от колодок. Когда ее наберется много, эффективность замедления снизится. Поэтому необходимо продувать барабанные механизмы воздухом на каждом техобслуживании и даже чаще. С другой стороны, и дисковые механизмы требуют повышенного внимания, нуждаясь в регулярной чистке и смазке.

А еще «барабаны» с большей вероятностью могут преподнести неприятный сюрприз зимой. При перепаде температур и низком качестве фрикционных накладок возможно примерзание колодок к барабанам. С дисковыми тормозами такой сценарий гораздо менее вероятен. Зато они могут, образно говоря, пойти винтом, если проехать зимой по глубокой луже с горячими от интенсивных торможений механизмами.

Отсюда ключевой вывод — дисковые тормоза в целом более эффективны, но менее защищены от внешних воздействий, а шансы нарваться на проблемы в виде преждевременного износа или повреждений с ними существенно выше, чем в случае с «барабанами». Именно поэтому модели с последними выбирают практичные автовладельцы.

Тормоза дисковые и барабанные: отличия, плюсы и минусы

Хотя современные легковые автомобили оснащаются преимущественно одним типом тормозов – дисковыми, парк машин с задними барабанными тормозами всё ещё достаточно велик. Поэтому вопросы, связанные с устройством как барабанных, так и дисковых тормозов, их отличиями друг от друга, особенностями эксплуатации, обслуживания и ремонта остаются актуальными.

В необходимости содержать в исправном состоянии тормозную систему автомобиля давно уже не требуется убеждать даже далёких от техники водителей. Однако при техобслуживании машины многие автолюбители с удивлением обнаруживают, что конструктивно передние и задние тормозные устройства во многом отличаются, как разнятся и периодичность, и затраты на их обслуживание.

Общие принципы работы тормозных механизмов

Потребность в тормозах возникла, по-видимому, одновременно с изобретением наземного транспорта (неважно какого: велосипеда, конной повозки или автомобиля).

И принцип решения этой задачи был один и тот же: использование пары трения, в которой одна часть – колесо (или ступичная часть, жестко с колесом связанная), а другая, прилегающая по профилю к первой – накладка (башмак, колодка, планка – терминология значения не имеет). Такие тормоза стали называть колодочными. А если в качестве второй части использовалась замкнутая гибкая лента, то тормоза назывались ленточными.

Что же касается конструкции тормозного механизма и используемых материалов, то здесь на разных этапах развития технологии возникало множество интересных для практического применения вариантов.

Ленточные тормозные механизмы, появившиеся в начале прошлого века широкого распространения не получили (хотя в 30-х годах двадцатого столетия одно время даже превосходили по характеристикам колодочные). А вот колодочные тормоза приобрели широкое распространение в двух своих видах, получивших название по наименованию элемента, к которому прикладывается тормозное усилие: барабанные и дисковые тормоза.

Интересно, что вначале (1902 год) были изобретены дисковые тормоза, но при использовании пары трения металл-металл (других подходящих материалов тогда не было) возникал непереносимый скрип, к тому же попадание влаги и грязи резко снижало эффективность торможения. Поэтому практическое применение получили первыми именно барабанные тормоза.

Устройство и принцип работы барабанного тормоза

Конструкция барабанных тормозов упрощённо изображена на рисунке выше. Тормозной барабан (если быть точными – барабан без дна) жестко крепится к колесу (ступице), так, что имеет с колесом общую ось вращения.

Вдоль боковой внутренней стенки барабана расположены две тормозные накладки (колодки), выполненные в виде полуокружностей. А в промежутке между накладками установлен (закреплённый неподвижно по отношению к вращающемуся колесу) рабочий гидроцилиндр с двумя поршнями.

При поступлении тормозной жидкости под давлением в среднюю часть цилиндра рабочая часть поршней раздвигает накладки в месте установки цилиндра. Такое же перемещение через систему пружинных тяг создается в разрыве противоположном месту установки гидроцилиндра. В итоге накладки с усилием прижимаются к вращающемуся барабану.

Возврат элементов конструкции в исходное состояние по окончании торможения осуществляется за счет системы возвратных пружин. Регулировка зазора между накладками и внутренней поверхностью барабана производится также за счёт регулировки механических тяг.

В процессе торможения происходит интенсивное выделение тепла, которое влияет и на показатели надёжности и на функциональные показатели работающих тормозных механизмов. Схема теплообмена барабанных тормозов упрощённо представлена на следующем рисунке.

Тепловой поток, образующийся в паре трения, через внутреннюю боковую поверхность барабана (теплопроводность значительно выше, чем у накладки) рассеивается в окружающей среде. С учётом различных коэффициентов теплового расширения, накладка «выдавливает» боковую поверхность барабана в окружающую среду, постоянно стремясь увеличить зазор между накладкой и барабаном.

К материалам в паре трения барабанных тормозов предъявляются повышенные требования.

• Тормозной барабан изготавливается из высокопрочного чугуна – металла износостойкого и, к тому же, относительно дешёвого.
• В качестве материала накладки долгое время использовались смеси, содержащие вредный для окружающей среды асбест. После запрета асбеста широко используются композитные материалы, состав которых тщательно скрывается производителями.

Подробно о тормозных колодках мы писали в этой статье.

Устройство и принцип работы дисковых тормозов

Конструкция дисковых тормозов хорошо показана на рисунке выше. Так же, как и в барабанном тормозе, элемент к которому прикладывается тормозное усилие – диск, жёстко закреплён на ступице колеса и имеет с ним общую ось вращения. Но, в отличие от барабанного, в дисковом тормозе усилие прикладывается не к торцевой, а к боковым поверхностям тормозного диска.

На неподвижной относительно вращающегося колеса части закреплён суппорт – устройство для размещения рабочего гидроцилиндра и тормозных накладок, и перемещения последних по направляющим в заданном диапазоне.

Накладки расположены с двух сторон относительно плоскости вращения диска и как бы клещами зажимают его при торможении. На следующем рисунке представлена упрощённая схема выделения и рассеивания тепла в дисковых тормозах.

В отличие от барабанных тормозов тепловые потоки здесь направлены встречно, а отвод тепла происходит сразу в окружающую среду. Для более эффективного отвода тепла на поверхности тормозных дисков создают рисунок из канавок и сквозные отверстия.

Материалы, из которых изготавливают рабочие поверхности дисковых тормозов, аналогичны материалам для тормозов барабанных. Но, в связи с большей нагруженностью, они должны отвечать более жестким требованиям по физико-механическим характеристикам.

Наглядно работа дисковых тормозов показана на видео в конце статьи. Также авторы видеоматериала с помощью профессиональных технических средств сравнили эффективность барабанных и дисковых тормозных механизмов.

Чем отличаются дисковые тормоза от барабанных?

Оба типа тормозов были изобретены приблизительно в одно время (начало 20-го века) и вытеснение одного типа другим происходило постепенно, по мере развития технологий. На самом деле, использование дисковых тормозов несколько десятков лет сдерживалось отсутствием подходящего материала для изготовления накладки.

Преимущества дисковых тормозов

Основные преимущества дисковых тормозов обусловлены схемой расположения накладок и условиями работы. Встречные тепловые потоки в диске между накладками в процессе торможения обеспечивают равномерное расширение материала диска и «поджатие» к нему обеих накладок. А непосредственный контакт диска с окружающей средой обеспечивает эффективный теплообмен.

• В барабанных тормозах выделение тепла в окружающую среду происходит не напрямую, а через боковую поверхность барабана. Тепловое расширение этой части поверхности происходит при несимметричном сопротивлении внешней среды: с внутренней стороны «поджимает» накладка, а с внешней сопротивление отсутствует. Таким образом, охлаждение дисковых тормозов происходит лучше, чем барабанных.
• Кроме того, возникающие в процессе торможения изменения в зазорах рабочих поверхностей у дисковых тормозов обусловлены симметричными воздействиями и поэтому зазоры могут саморегулироваться, а в барабанных тормозах воздействия асимметричные и поэтому со временем требуются дополнительные регулировки.
• В дисковых тормозах в отличие от барабанных не скапливаются продукты взаимодействия трущихся поверхностей. Это механические частицы, образующиеся вследствие износа и газы, которые особенно опасны тем, что скапливаясь внутри барабана, являются в какой-то степени смазкой в зазоре пары трения.

Современные тормозные системы помимо механической и гидравлической систем включают ещё и электронную (например, хорошо всем известная антиблокировочная система тормозов). При этом конструктивно дисковые тормоза значительно лучше приспособлены для сопряжения с электроникой, чем барабанные.

Преимущества барабанных тормозов

В свою очередь часть достоинств барабанных тормозов обусловлена тем, что пара трения изолирована от воздействий окружающей среды.

1. В дисковых тормозах после интенсивного торможения и попадания автомобиля в воду открытый тормозной диск легко может деформироваться или в нем могут появиться термические трещины, ведущие к разрушению. Барабанный механизм в таких случаях более защищен.
2. Попадающие в зазор между дисками абразивные частицы, содержащиеся в грязи, хоть и отбрасываются центробежными силами при вращении диска, но существенно ускоряют процесс износа накладок по сравнению с барабанными тормозами.
3. Кроме того, несмотря на большее количество деталей, ремонт и замена барабанных тормозов требует меньших трудозатрат, чем дисковых.

Таким образом, комбинированное применение разных видов тормозных систем: дисковые – передние, барабанные – задние для бюджетных автомобилей вполне оправдано и по настоящее время.

Плюсы и минусы дисковых и барабанных тормозов

Какие тормоза лучше: дисковые или барабанные?

Основная роль при торможении автомобиля лежит на тормозных механизмах. Они за счет сил трения замедляют вращения колес.

Рабочая тормозная система легкового автомобиля состоит из двух основных составляющих – привода, который обеспечивает передачу и увеличение усилия, и исполнительных механизмов, установленных на каждом колесе. В их задачу входит преобразование усилия в силу трения.

Типы тормозных механизмов и особенности конструкции

На легковых авто распространён только один тип привода – гидравлический, рабочих механизмов – два типа:

• барабанные;
• дисковые.

От первого типа постепенно отказываются в пользу второго ввиду определенных особенностей. На автомобилях может быть разная компоновка исполнительных механизмов: только дисковые (встречается все чаще), все барабанные (остались только на грузовых авто), комбинированная (на передней оси – дисковые, сзади – барабанные).

Барабанный тип

Состоит вся конструкция из подвижных и неподвижных элементов. Основным из подвижных является барабан, выполненный в виде чаши. Он установлен на оси (через подшипники), что обеспечивает легкость вращения. К нему крепится колесо, при движении оба они крутятся с одной скоростью.

Неподвижной частью выступает щит, зафиксированный на ступице. К этому щиту прикручены гидравлический цилиндр с поршнями и опора колодок.

Тормозные колодки изготовлены в виде полумесяцев. Для увеличения сил трения на внешней стороне их закреплены фрикционные накладки.

Вершинами колодки упираются в поршни цилиндра и опоры. В таком положении они фиксируются стяжными пружинками и прижимами. Поверх этих колодок располагается барабан.

Функционирует такой механизм просто: при нажатии на тормозную педаль рабочая жидкость под давлением поступает в цилиндр механизма. Создаваемое давление выталкивает поршни из цилиндра. Поскольку на них опираются вершины колодок, то перемещение поршней сопровождается их расхождением. Из-за этого колодки накладками прижимаются к внутренней рабочей поверхности чаши, и между ними возникает трение, которое замедляет скорость вращения барабана вместе с колесом. После отпускания педали давление в цилиндре падает и пружины стягивают колодки в исходную позицию. Происходит растормаживание колеса.

Видео: Барабанные или дисковые тормоза. Что лучше? Просто о сложном

Дисковые тормоза

В дисковых механизмах применяется иная конструкция. У нее основным рабочим элементом выступает диск, установленный на ступице. Тормозные колодки (в виде пластин) с фрикционными накладками располагаются по бокам диска.

Поверх этого установлен суппорт с рабочим цилиндром. На некоторых авто использовался суппорт с двумя поршнями, каждый из которых воздействовал на колодку.

Но чаще применяется однопоршневая конструкция суппорта, но при этом для обеспечения прижима обеих колодок его сделали подвижным.

Работает этот механизм так: при возникновении давления поршень выходит и прижимает к боковой рабочей поверхности диска одну колодку. При этом возникает противодействующее усилие, из-за которого суппорт смещается на направляющих и начинает корпусом прижимать вторую колодку. За счет этого перемещения достигается равномерное распределение усилия прижима.

Как видно, оба механизма используют разные способы получения трения, в первом случае для срабатывания механизма нужно колодки развести, а во втором – прижать.

Так какие лучше и какие у них недостатки?

По сравнению с дисковым вариантом, у барабанного преимуществ не так уж и много:

1. Закрытая конструкция исключает попадание грязи между элементами трения, из-за чего служат они дольше.
2. Барабан — массивный элемент, поэтому он «не боится» резких перепадов температуры.
3. В барабанных механизмах легче организовать механическую блокировку колес (стояночный тормоз). Для этого достаточно установить дополнительный рычаг, перемещение которого обеспечит разведение колодок и удержание их.
4. Большая площадь контакта накладок с диском (за счет увеличенных габаритных размеров) обеспечивает высокое тормозное усилие.

Что касается недостатков, то их у барабанных тормозов тоже немало, причем многие из них переплетаются с достоинствами:

• из-за закрытой конструкции продукты износа рабочих поверхностей не отводятся и попадают между трущимися поверхностями, снижая силу трения;
• трение сопровождается сильным нагревом, который в барабанном механизме в недостаточной мере отводится. Из-за этого барабан расширяется (поскольку он металлический), и для создания должного прижима водитель дожимает тормозную педаль, иначе эффективность торможения снизится;
• неравномерный износ колодок. Поршни не способны равномерно прижать их, поэтому контактируют они с барабаном не всей площадью;
• ряд составных элементов находится в закрытом пространстве, поэтому при разрушении отколовшимся частям деваться некуда. Они могут попасть между колодками и барабаном, что приведет к блокировке механизма.

Видео: Тормоза дисковые и барабанные: плюсы и минусы

Положительные качества дисковых тормозов:

1. Высокая эффективность (на 20% выше, чем у барабанных). И здесь свою роль тоже играет тепловое расширение. Диск от нагрева расширяется, что увеличивает силы трения без дополнительного воздействия на колодки.
2. Открытая конструкция хорошо вентилируемая, обеспечивает отвод тепла.
3. Продукты износа удаляются и не попадают на трущиеся поверхности, добавляют эффективность работе механизма.
4. Попадающая на диск влага тоже удаляется с поверхности.
5. Колодки прижимаются к диску всей рабочей поверхностью.

Но и без недостатков тоже не обошлось. У дисковых тормозов они такие:

• диск чувствителен к резким перепадам температуры. Интенсивное торможение с последующим заездом в лужу становится причиной коробления (нарушения геометрии рабочих поверхностей);
• износ колодок и дисков становится причиной частого проведения технического обслуживания с заменой расходников;
• сложность использования дисковых механизмов для организации стояночного тормоза;
• грязь, попадая на рабочие поверхности, обеспечивает интенсивный износ.

Если рассматривать компоновки механизмов на авто, то комбинированная является пока самой оптимальной. Дисковые обладают высокой эффективностью, а барабанные не требуют частого обслуживания. Поэтому такую компоновку используют очень многие производители для автомобилей бюджетной и средней ценовой категории. Но барабанные механизмы постепенно вытесняются дисковыми.