Почему при торможении автомобиля опасно прекращение вращения колес

Опубликовано: 26.03.2024

Не каждый автомобилист знает, что с помощью тормозов можно не только остановить и удержать машину на месте, но и преодолеть скользкий участок, опасный поворот, развернуться и даже перескочить неширокую канаву или выбоину. Большинство автолюбителей думают, что после нажатия на педаль тормоза эффективное торможение продолжается до полной остановки автомобиля. На самом деле это не так. Максимальное замедление достигается тогда, когда колеса еще вращаются, но уже находятся как бы на грани срыва в скольжение. В этот момент их сопротивление качению достигает максимума. Когда же колеса останавливаются и начинают скользить по дороге, сила трения падает и тормозной путь увеличивается. Мастерство торможения заключается, таким образом, в том, чтобы остановить автомобиль одновременно с прекращением вращения колес. Но прежде чем дать практические рекомендации, как этого добиться, нелишне напомнить о том, какие бывают тормоза и как они работают.

Эволюция тормозов

Надежные тормоза появились не сразу. Довольно долго для замедления хода на автомобиле использовали специальные "башмаки", которые прижимались к шинам задних колес. Системы эти были капризными, а их механический привод - ненадежным. К тому же, чтобы тормоза работали эффективно, нужно было прикладывать к рычагам или педалям очень большие усилия. Из-за этого почти на всех первых автомобилях тормоза приводили в действие длинными рычагами.

На смену "башмакам" в начале 1910-х годов пришли ленточные трансмиссионные тормоза. Конструкция трансмиссии была дополнена тормозным барабаном, к которому при помощи специального механизма прижималась лента, чаще всего стальная. В ленточных тормозах привод был тоже механический, но усилий для их срабатывания требовалось меньше. Тогда-то и появились педали тормоза на сравнительно коротких рычагах. У ленточных тормозов есть очень существенный недостаток: они практически не работают при езде задним ходом. А главное, с ними, как со всеми тормозами с механическим приводом, невозможно добиться равномерного и одновременного срабатывания тормозов на всех колесах. Тем не менее трансмиссионные тормоза используются и сейчас, в основном на большегрузных автомобилях, но вместо ленты в них ставят фрикционные колодки. В легковых машинах такие системы применяются только в стояночных тормозах (например, в "Волге" ГАЗ-21).

В начале века тормозами с механическим приводом оборудовали только задние колеса автомобилей. Тогда считалось, что машина с передними тормозами будет "клевать носом" и даже может перевернуться. На самом деле проблема заключалась в другом: конструктивно было практически невозможно поставить механический привод тормозов на управляемые колеса. Аналогичные современным тормоза с гидравлическим приводом на передних колесах появились лишь в 1924 году на автомобилях "Крайслер". С тех пор автомобилестроители всего мира перешли на системы тормозов с гидравлическим приводом, которые используются и сегодня. Гидравлическая система гарантирует одновременное срабатывание и равномерное усилие тормозных механизмов всех четырех колес и обладает помимо этого высокой надежностью.

Тормозные системы

Легковой автомобиль обычно оснащается четырьмя тормозными системами: рабочей, запасной (дублирующей), стояночной и вспомогательной (ею может служить, например, двигатель, работающий в режиме торможения). Каждая тормозная система состоит из механизмов, создающих тормозные усилия, и привода, в который входят все устройства управления тормозами.

Рабочая система придает машине отрицательное ускорение - замедляет ход, но иногда во время ее работы возникают боковые ускорения. Такое явление принято называть заносом, хотя это и не всегда правильно. (Подробнее о заносе см. "Наука и жизнь" № 6, 1999 г.) Запасная система нужна в тех случаях, когда выходят из строя рабочие тормоза. Для удержания машины в неподвижном состоянии предназначена стояночная тормозная система. Но иногда в критической ситуации стояночным тормозом приходится пользоваться как рабочим - для более эффективного торможения и совершения маневров, например, на переднеприводном автомобиле с его помощью можно развернуться на месте.

Процесс торможения занимает некоторое время, которое складывается из времени реакции и принятия решения (в зависимости от квалификации, возраста и состояния водителя оно может составлять от 0,1 до 2 секунд) и времени срабатывания механизмов (оно зависит от конструктивных особенностей и технического состояния тормозной системы и составляет около 0,2 секунды). Их сумма дает время запаздывания. Легко подсчитать, что если оно равно двум секундам, то при скорости 90 км/ч автомобиль успеет пробежать до начала замедления хода 50 метров.

О том, как работают тормоза, принято судить по длине тормозного пути. У машин с обычной тормозной системой он хорошо виден по черным следам на асфальте и его легко измерить рулеткой. У машин с антиблокировочными системами (АБС) измерить тормозной путь на асфальте невозможно - правильно настроенная АБС следов не оставляет. Не менее важным показателем работы тормозов считается равномерность тормозных усилий, от нее зависит устойчивость машины.

Дисковые тормоза

В современных легковых автомобилях на передние колеса устанавливаются, как правило, дисковые, а на задние -_ барабанные тормозные механизмы. При нажатии на педаль тормоза в дисковых тормозах колодки сходятся и зажимают тормозной диск, а в большинстве конструкций барабанных тормозов колодки расходятся и прижимаются к внутренней цилиндрической поверхности барабана. Возникающая сила трения замедляет вращение колес, и они останавливаются (блокируются).

В тормозном механизме сила трения зависит от скорости движения барабана или диска относительно колодок (чем ниже скорость, тем сила трения больше) и от температуры (чем она выше, тем меньше сила трения). В большой степени на силу трения влияет состояние колодок и дисков (барабанов). Замасленные или влажные колодки не способны остановить колесо.

Дисковые тормоза обладают существенными преимуществами перед барабанными. Главные из них - стабильность работы, лучшие условия охлаждения и очистки, более высокая эффективность, меньшие вес и размеры. Но есть и недостатки. Площадь колодок у дисковых тормозов меньше, чем у барабанных, поэтому для них нужны большие усилия на приводе и соответственно более высокое давление в гидросистеме.

Существуют два основных вида конструкций дисковых тормозов: с неподвижной скобой (заднеприводные модели ВАЗ и "Москвич-2140") и с плавающей (переднеприводные модели ВАЗ, "Нива", "Москвич-2141"). Первые снабжаются двусторонними гидроцилиндрами, вторые - односторонними. Системы с плавающей скобой компактнее, в них меньше риск перегрева, зато ход поршня почти вдвое больше, чем в системах с неподвижной скобой, да и по жесткости они уступают двусторонним.

Чтобы улучшить охлаждение, в дисковых тормозах часто используют так называемые вентилируемые диски с воздушными каналами, проходящими от центра к периферии. Летом на мощных скоростных машинах без таких дисков не обойтись, а вот зимой с ними бывают неприятности. Когда в каналы набивается снег, он тает, а вода не успевает вытечь. Если же на морозе она замерзнет, то диск может разорвать. Чтобы этого не случилось, после выезда из сугроба нужно очистить передние тормоза от снега или по крайней мере проехать на небольшой скорости метров 100-200. Вентилируемые диски тормозов устанавливаются в новые "Волги" (ГАЗ-3110), ВАЗ-2110, микроавтобусы "Соболь", многие иномарки.

В подавляющем большинстве современных автомобилей используются гидравлические приводы тормозов. Они удобны, поскольку гидравлические трубки можно проложить в любом месте, а главное, обладают высоким кпд - до 95%. К недостаткам гидравлических систем можно отнести, пожалуй, лишь необходимость их прокачки (удаления воздуха) и некоторую чувствительность к температуре. При низкой температуре вязкость тормозной жидкости увеличивается, а при высокой жидкость может закипеть, и тогда тормоза потеряют работоспособность.

Для того чтобы уменьшить усилие на педали тормоза и одновременно увеличить усилие на колодках, в систему привода тормозов современных машин встраивают усилитель. (Впервые механический усилитель тормозов запатентовал Луи Рено в 1923 году.) На отечественные автомобили ставят вакуумные усилители, работающие за счет разрежения во впускном коллекторе двигателя. На многих зарубежных машинах, в особенности на американских, используют гидравлические усилители, в которых дополнительное усилие создается специальным насосом и гидроаккумулятором.

Надежность тормозной системы

В случае выхода из строя одного из механизмов тормозной системы она все равно должна обеспечивать эффективное торможение автомобиля. Для повышения надежности в гидравлических тормозных системах используют дублирование и разделение контуров. Отдельные контуры имеют, например, передние и задние тормоза автомобилей ВАЗ-2106. Если поломка случится в одном из контуров, то автомобиль будет тормозить за счет другого. Но если выйдет из строя передний контур, ехать на машине опасно, поскольку задние тормоза работают менее эффективно, чем передние.

Более надежная, но в то же время и более сложная тормозная система установлена на "Москвиче -2141", где один контур приводит в действие тормоза только передних колес, а другой - всех четырех. Если выходит из строя основной (передний) контур, второй (задний) способен работать достаточно эффективно.

На автомобилях "Нива" схема похожая, но в рабочих механизмах передних колес установлено по три цилиндра. Два из них работают только в переднем контуре, а третий включен в общий контур с задними тормозами. Неравномерный износ передних колодок на "Ниве" может служить косвенным показателем того, что задний контур тормозного механизма работает неправильно.

На переднеприводных моделях "Жигулей" и на "Тавриях" использована так называемая диагональная схема, когда в один контур объединены левый передний и правый задний тормозные механизмы, а в другой - правый передний и левый задний. Если один из контуров выходит из строя, оставшийся даст возможность без больших проблем доехать до станции техобслуживания или гаража.

Торможение будет эффективным и безопасным, когда передние тормоза срабатывают более эффективно и несколько раньше, чем задние. Для того чтобы тормоза работали именно так, в систему встраиваются регуляторы давления. Они изменяют и распределяют тормозные усилия между передними и задними колесами в зависимости от загруженности автомобиля и нагрузки на оси. Простой механический регулятор давления работает как клапан, который перераспределяет подачу тормозной жидкости между передними и задними тормозными цилиндрами. Если нагрузка на заднюю ось увеличивается, клапан открывается и тормозная жидкость поступает в задние цилиндры, а если уменьшается, например при резком торможении, когда машина "клюет носом", клапан закрывается и в задние тормозные цилиндры жидкость практически не поступает. Это препятствует соскальзыванию задней оси в занос.

Некоторые автолюбители убирают регулятор давления из тормозной системы своего автомобиля, мотивируя это тем, что он, де, работает неправильно и часто течет. Делать этого, конечно же, не следует. Во-первых, не согласованные с заводом-изготовителем изменения в конструкции тормозной системы запрещены, а во-вторых, регулятор давления нужно просто правильно настроить, для этого достаточно провести под автомобилем 10 минут. Справедливости ради заметим, что регуляторы давления на всех отечественных машинах установлены неудобно и работать с ними трудно. Но нужно!

Антиблокировочные системы, которые устанавливают на многих современных импортных автомобилях, нужны для того, чтобы исключить блокировку одного или нескольких колес при торможении на скользкой дороге. Особенно это важно в тех случаях, когда колеса одного борта катятся по сухому твердому покрытию, а колеса противоположного борта скользят, например по льду. На таком покрытии резкое торможение на машине с обычной тормозной системой неизбежно приведет к заносу из-за того, что силы трения колес на асфальте будут неизмеримо больше, чем на льду, и машину резко выбросит в сторону асфальта. Если на автомобиле есть АБС, она отслеживает движение колес, и как только одно из них начинает замедляться интенсивнее других (или вовсе останавливается), в его тормозном цилиндре автоматически понижается давление, и колесо вновь начинает вращаться. Антиблокировочная система существенно повышает эффективность торможения, особенно на скользком покрытии. Поэтому, следуя за современной иномаркой по скользкой дороге, стоит держать увеличенную дистанцию, ведь в случае резкого торможения машина с АБС остановится в полтора-два раза быстрее наших "Жигулей".

В следующем номере мы продолжим разговор о тормозах: дадим несколько полезных советов по технике торможения и по уходу за тормозами, расскажем о неисправностях тормозной системы и о том, как их ликвидировать.

Довольно большое количество автовладельцев в той или иной степени сталкивались с таким явлением как биение и вибрации руля при торможении. Причин этому явлению может быть на самом деле довольно много… Биение при торможении может возникать при наличии определённых проблем с элементами ходовой части, элементами рулевого управления либо может быть связано с неисправностью или дефектами элементов тормозной системы, возникшими в процессе эксплуатации автомобиля. Пообщавшись на эту тему с клиентами наших магазинов, насобирав таким образом определённую статистику в течении довольно продолжительного промежутка времени, прихожу к неутешительному выводу:
-" К большому сожалению, далеко не каждый автослесарь способен правильно заглянуть в корень проблемы и поставить верный диагноз. Или ставит его наугад. С чем это связано порой бывает не понятно… То-ли тупо от лени, то-ли от нехватки опыта и знаний, то-ли от отсутствия необходимого инструмента и оснастки… В итоге частенько клиент тратит уйму времени и денег на покупку и установку ненужных запчастей, не добиваясь тем самым необходимого результата."
Самой "топовой" причиной возникновения биения и вибраций при торможении по результатам опроса покупателей запчастей в наших магазинах, является искривление тормозных дисков в результате перегрева. Или, выражаясь по простому: — Диски "повело". Причём вразумительного ответа, по каким именно критериям определялось что диски именно "повело" и какие манипуляции при этом выполнялись в том или ином автосервисе, ни от кого, ни разу добиться так и не вышло)) Особенно запомнился случай, когда к нам обратился наш постоянный клиент с просьбой подобрать на его INFINITI EX25 новые передние тормозные диски взамен якобы "поведённых" старых. Ответ на наш вопрос, о том каким образом в автосервисе определили что диски "повело", был просто бомбическим: " — Да ничего они там не диагностировали, сказали что у таких машин биение — это болезнь и что замена тормозных дисков всё решает!")) Всё это конечно смешно, если б не было так грустно, поскольку, спустя примерно полгода при очередном обращении в наш магазин я поинтересовался у клиента пропало ли биение и вибрация при торможении после установки новых тормозных дисков. Ответ был отрицательным… Вернее биение пропало на какое-то время, но вскоре вновь постепенно начало проявляться и прогрессировать. Очередной вердикт автосервиса: — снова "повело" тормозные диски, требуется замена либо проточка! В общем, в тот день человек приобрёл новые тормозные колодки и отправился на проточку дисков без снятия с автомобиля где-то в гаражах у "Дяди Васи". Спустя три недели мы снова встретились с владельцем е-икса. С его слов, проточка тормозных дисков снизила уровень биения в руль при торможении примерно в два раза. Ездить стало комфортней, но проблема осталась. Видно было что человек здорово устал от затянувшейся эпопеи с тормозами, решил далее не заморачиваться и оставить всё как есть. По крайней мере до весны…

Прошу прощение за долгое лирическое отступление…
Ну что же, давайте поподробнее рассмотрим вероятные причины связанные с тормозной системой, вызывающие биение и вибрации руля при торможении. Но, прежде предлагаю немного вспомнить как устроен тормозной механизм:

Бывают случаи возникновения биения при торможении в результате деформации тормозного диска по причине его перегрева, деформации привалочной поверхности ступицы к тормозному диску в результате неудачного наезда на какое-либо препятствие или попадания в дорожную выбоину на нагруженной подвеске в момент интенсивного торможения. В особо запущенных случаях биение возникает из-за сильно изношенного и "люфтящего" ступичного подшипника. Так же причиной биения запросто может стать монтаж нового тормозного диска, на некачественно очищенную поверхность ступицы.
В таких случаях, для правильной диагностики проблемы необходимо произвести измерения рабочей поверхности тормозного диска и привалочной плоскости ступицы к тормозному диску на биение. Для этого понадобится небольшой набор необходимых инструментов, который наверняка имеется в любом профессиональном автосервисе. А именно: стойка (желательно магнитная) с индикатором, часового либо электронного типа. После проведения измерений нужно сравнить фактически полученные показания с параметрами установленными заводом изготовителем транспортного средства и только потом сделать соответствующие выводы.
В идеале всё должно выглядеть примерно так как получилось у нас на видео представленном ниже:

К сожалению такие идеальные показания можно наблюдать только на новых, качественных деталях от ведущих производителей. В реальности же, при замене изношенных тормозных дисков, мало кто захочет до кучи поменять старые, но ещё бодрые ступицы. Многие автопроизводители, в своей технической документации указывают максимально допустимое "осевое биение" тормозного диска в пределах: 0,025 — 0,030 мм. * ( Осевое биение тормозного диска — это суммарное отклонение вдоль оси, определяемое измерительным прибором на рабочей поверхности вращающегося тормозного диска закреплённого на фланце ступицы, с учётом фактического осевого зазора ступичного подшипника.)
Однако, исходя из собственного опыта, эксплуатация автомобиля, с осевым биением тормозного диска до — 0,07 мм. так же, не вызывает дискомфорта при торможении. Из которых до — 0,02 мм. биения приходится на базовую (привалочную) поверхности ступицы, и до — 0,05 мм. на биение тормозного диска отдельно.
К сожалению практически никто из производителей тормозных дисков, помимо основных геометрических размеров не предоставляет в своих каталогах для конечного потребителя никакой другой технической информации на свою продукцию. Исключением пожалуй является лишь компания BREMBO. Которая в каталогах помимо геометрических размеров, также прилагает подробный чертёж своих изделий с указанием допусков "формы" и "расположения" базовых и рабочих поверхностей. Например тут указаны такие данные как: плоскостность базовой (привалочной) поверхности тормозного диска к ступице — (0,05 мм), параллельность базовой (привалочной) поверхности тормозного диска к колёсному -(0,1 мм), торцевое биение рабочих поверхностей тормозного диска — (0,05 мм), разнотолщинность рабочих поверхностей тормозного диска — (0,015 мм), шероховатость рабочих поверхностей нового тормозного диска — (Ra 3.2) При отсутствии технической документации непосредственно от производителя конкретного автомобиля, такие данные можно смело брать за эталон и руководствоваться ими при проведении диагностики тормозной системы с целью выявления возможных причин биений при торможении.

В данной теме, мы сегодня затронули лишь некоторые вероятные причины биений, связанные лишь с тормозной системой. На самом же деле причин биений при торможении намного больше. Резюмируя, хочется добавить в общем и целом. Не стоит делать самостоятельные, порой поспешные выводы по одним лишь только косвенным признакам. Не всегда суть проблемы лежит на поверхности. А при выполнении диагностики в автосервисе, старайтесь присутствовать при этом лично, не стесняясь задавать побольше вопросов. Настоящий профессионал с удовольствием ответит на них максимально развёрнуто и понятно, что впоследствии сильно поможет с понимаем сути проблемы, правильным выбором необходимых запчастей и выполнением успешного ремонта. Если объяснения мастера покажутся неубедительными, следует обратиться в другую мастерскую. Пускай это будет связано с дополнительной потерей некоторого времени и небольшого количества денег, зато, у Вас появиться дополнительная возможность в принятии верного решения.
Всем успехов, добра, ровных дорог и тормозных дисков!;)

Биение колеса при торможении – проблема, достаточно распространенная среди водителей, особенно любящих высокие скорости, более 80 км/ч. Очевидно, постоянное сильное биение в руль и педали значительно затрудняет управление автомобилем и препятствует выполнению маневров с участием тормозов – сложно ведь контролировать ситуацию на дороге, когда руль то и дело выбивает из рук.

Почему бьет колесо при торможении?

Основных проблем может быть несколько, поэтому мы предлагаем рассмотреть каждую из них подробнее.

Деформация тормозного диска, приводящая к биению в руль и педали

Как известно, колесо крепится и вращается за счет тормозного диска. При торможении, когда водитель нажимает педаль тормоза, диск зажимается двумя колодками и останавливается. Вместе с ним колесо прекращает вращение, и автомобиль, соответственно, останавливается.

И поскольку именно тормозной диск обеспечивает процесс торможения, его деформация – первая причина возникающего на скорости биения при снижении скорости. Как диск может выйти из строя? Легко. Ротор состоит из металла, а его параметры напрямую зависят от модели автомобиля. Так, при нажатии педали тормоза, колодки оказывают на вращающийся диск достаточно сильное давление, и, соответственно, возникает сила трения. Ротор нагревается, что влечет за собой изменение плотности элемента. Чтобы вернуться к нормальному функционированию, ему необходимо равномерно (по всей поверхности) остыть. Однако это условие возникает не всегда, и, если диск по какой-то причине (например, после попадания в снег или лужу после затяжного торможения) резко остыл, его форма в некоторых местах становится волнообразной – деформируется. Впоследствии, когда колодки зажимают помятый ротор, он и вызывает колебания всей тормозной системы и колеса. Биение же ощущается и в руле, и в педалях, и во всей машине.

Определить то, что диск деформирован, достаточно просто. Поднимите колесо на домкрате, чтобы оно вращалось спокойно. Если полные обороты на большой скорости не меняют траекторию вращения колеса, все в порядке; если же линия нарушена или колесо в какой-то момент замедляется (или вовсе останавливается) – повреждения налицо.

Биение появилось после замены тормозного диска, ступицы или ступичного подшипника

Сделали ремонт ходовой и чувствуете, что теперь при торможении колесо бьет? Не уезжайте далеко от автосервиса – вам придется вернуться обратно и вместе со специалистом все-таки определить причину.

Одна из основных причин появления биения – смена тормозного диска, ступицы или ступичного подшипника. Вероятнее всего, проблема в самих запчастях – либо они оказались бракованными, либо их некорректно установили.

Тормозной диск или барабан треснул

Случаи с треснутым диском или барабаном в тормозной системе очень редки, причина тому – слишком большое давление или сильный перегрев деталей. Чаще всего это случается с изношенными и поржавевшими деталями, однако контролировать этот процесс в любом случае желательно каждому автолюбителю.

Колесо бьет при торможении, даже когда суппорт исправен

Вы тщательно проверили тормозной суппорт, но причины биения понятны не стали? Поиски однозначно нужно продолжать.

  • Осмотрите передние рычаги подвески, чтобы исключить ослабление крепления и деформации вследствие нагрузки.
  • Осмотрите подшипник ступицы и определите степень его износа.
  • Осмотрите крепления болтов, проверьте все крепежные соединения в кузове, подвеске, суппорте и т.д. Затяните болты сильнее и регулярно проверяйте их состояние.

Можно ли ездить, если чувствуется биение колеса?

В принципе игнорировать эту проблему можно долго, но при этом важно понимать всю опасность и возможные последствия. Если колесо бьет при торможении, а вибрация отдает в руль – это опасно. Вдобавок, если вы тормозите на высокой скорости, маневрировать в таком положении и на четко работающем авто затруднительно, а если при этом невозможно удержать в руках вибрирующий руль, то вовсе создается очень опасная ситуация на дороге. Помимо самосохранения, устранить неполадки, вызывающие колебания руля, стоит хотя бы из эстетических соображений. Сами понимаете, выглядит довольно нелепо, когда водитель при торможении пытается удержать в руках трясущийся руль, и при этом трясется сам.

Не каждый автомобилист знает, что с помощью тормозов можно не только остановить и удержать машину на месте, но и преодолеть скользкий участок, опасный поворот, развернуться и даже перескочить неширокую канаву или выбоину. Большинство автолюбителей думают, что после нажатия на педаль тормоза эффективное торможение продолжается до полной остановки автомобиля. На самом деле это не так. Максимальное замедление достигается тогда, когда колеса еще вращаются, но уже находятся как бы на грани срыва в скольжение. В этот момент их сопротивление качению достигает максимума. Когда же колеса останавливаются и начинают скользить по дороге, сила трения падает и тормозной путь увеличивается. Мастерство торможения заключается, таким образом, в том, чтобы остановить автомобиль одновременно с прекращением вращения колес. Но прежде чем дать практические рекомендации, как этого добиться, нелишне напомнить о том, какие бывают тормоза и как они работают.

Эволюция тормозов

Надежные тормоза появились не сразу. Довольно долго для замедления хода на автомобиле использовали специальные "башмаки", которые прижимались к шинам задних колес. Системы эти были капризными, а их механический привод - ненадежным. К тому же, чтобы тормоза работали эффективно, нужно было прикладывать к рычагам или педалям очень большие усилия. Из-за этого почти на всех первых автомобилях тормоза приводили в действие длинными рычагами.

На смену "башмакам" в начале 1910-х годов пришли ленточные трансмиссионные тормоза. Конструкция трансмиссии была дополнена тормозным барабаном, к которому при помощи специального механизма прижималась лента, чаще всего стальная. В ленточных тормозах привод был тоже механический, но усилий для их срабатывания требовалось меньше. Тогда-то и появились педали тормоза на сравнительно коротких рычагах. У ленточных тормозов есть очень существенный недостаток: они практически не работают при езде задним ходом. А главное, с ними, как со всеми тормозами с механическим приводом, невозможно добиться равномерного и одновременного срабатывания тормозов на всех колесах. Тем не менее трансмиссионные тормоза используются и сейчас, в основном на большегрузных автомобилях, но вместо ленты в них ставят фрикционные колодки. В легковых машинах такие системы применяются только в стояночных тормозах (например, в "Волге" ГАЗ-21).

В начале века тормозами с механическим приводом оборудовали только задние колеса автомобилей. Тогда считалось, что машина с передними тормозами будет "клевать носом" и даже может перевернуться. На самом деле проблема заключалась в другом: конструктивно было практически невозможно поставить механический привод тормозов на управляемые колеса. Аналогичные современным тормоза с гидравлическим приводом на передних колесах появились лишь в 1924 году на автомобилях "Крайслер". С тех пор автомобилестроители всего мира перешли на системы тормозов с гидравлическим приводом, которые используются и сегодня. Гидравлическая система гарантирует одновременное срабатывание и равномерное усилие тормозных механизмов всех четырех колес и обладает помимо этого высокой надежностью.

Тормозные системы

Легковой автомобиль обычно оснащается четырьмя тормозными системами: рабочей, запасной (дублирующей), стояночной и вспомогательной (ею может служить, например, двигатель, работающий в режиме торможения). Каждая тормозная система состоит из механизмов, создающих тормозные усилия, и привода, в который входят все устройства управления тормозами.

Рабочая система придает машине отрицательное ускорение - замедляет ход, но иногда во время ее работы возникают боковые ускорения. Такое явление принято называть заносом, хотя это и не всегда правильно. (Подробнее о заносе см. "Наука и жизнь" № 6, 1999 г.) Запасная система нужна в тех случаях, когда выходят из строя рабочие тормоза. Для удержания машины в неподвижном состоянии предназначена стояночная тормозная система. Но иногда в критической ситуации стояночным тормозом приходится пользоваться как рабочим - для более эффективного торможения и совершения маневров, например, на переднеприводном автомобиле с его помощью можно развернуться на месте.

Процесс торможения занимает некоторое время, которое складывается из времени реакции и принятия решения (в зависимости от квалификации, возраста и состояния водителя оно может составлять от 0,1 до 2 секунд) и времени срабатывания механизмов (оно зависит от конструктивных особенностей и технического состояния тормозной системы и составляет около 0,2 секунды). Их сумма дает время запаздывания. Легко подсчитать, что если оно равно двум секундам, то при скорости 90 км/ч автомобиль успеет пробежать до начала замедления хода 50 метров.

О том, как работают тормоза, принято судить по длине тормозного пути. У машин с обычной тормозной системой он хорошо виден по черным следам на асфальте и его легко измерить рулеткой. У машин с антиблокировочными системами (АБС) измерить тормозной путь на асфальте невозможно - правильно настроенная АБС следов не оставляет. Не менее важным показателем работы тормозов считается равномерность тормозных усилий, от нее зависит устойчивость машины.

Дисковые тормоза

В современных легковых автомобилях на передние колеса устанавливаются, как правило, дисковые, а на задние -_ барабанные тормозные механизмы. При нажатии на педаль тормоза в дисковых тормозах колодки сходятся и зажимают тормозной диск, а в большинстве конструкций барабанных тормозов колодки расходятся и прижимаются к внутренней цилиндрической поверхности барабана. Возникающая сила трения замедляет вращение колес, и они останавливаются (блокируются).

В тормозном механизме сила трения зависит от скорости движения барабана или диска относительно колодок (чем ниже скорость, тем сила трения больше) и от температуры (чем она выше, тем меньше сила трения). В большой степени на силу трения влияет состояние колодок и дисков (барабанов). Замасленные или влажные колодки не способны остановить колесо.

Дисковые тормоза обладают существенными преимуществами перед барабанными. Главные из них - стабильность работы, лучшие условия охлаждения и очистки, более высокая эффективность, меньшие вес и размеры. Но есть и недостатки. Площадь колодок у дисковых тормозов меньше, чем у барабанных, поэтому для них нужны большие усилия на приводе и соответственно более высокое давление в гидросистеме.

Существуют два основных вида конструкций дисковых тормозов: с неподвижной скобой (заднеприводные модели ВАЗ и "Москвич-2140") и с плавающей (переднеприводные модели ВАЗ, "Нива", "Москвич-2141"). Первые снабжаются двусторонними гидроцилиндрами, вторые - односторонними. Системы с плавающей скобой компактнее, в них меньше риск перегрева, зато ход поршня почти вдвое больше, чем в системах с неподвижной скобой, да и по жесткости они уступают двусторонним.

Чтобы улучшить охлаждение, в дисковых тормозах часто используют так называемые вентилируемые диски с воздушными каналами, проходящими от центра к периферии. Летом на мощных скоростных машинах без таких дисков не обойтись, а вот зимой с ними бывают неприятности. Когда в каналы набивается снег, он тает, а вода не успевает вытечь. Если же на морозе она замерзнет, то диск может разорвать. Чтобы этого не случилось, после выезда из сугроба нужно очистить передние тормоза от снега или по крайней мере проехать на небольшой скорости метров 100-200. Вентилируемые диски тормозов устанавливаются в новые "Волги" (ГАЗ-3110), ВАЗ-2110, микроавтобусы "Соболь", многие иномарки.

В подавляющем большинстве современных автомобилей используются гидравлические приводы тормозов. Они удобны, поскольку гидравлические трубки можно проложить в любом месте, а главное, обладают высоким кпд - до 95%. К недостаткам гидравлических систем можно отнести, пожалуй, лишь необходимость их прокачки (удаления воздуха) и некоторую чувствительность к температуре. При низкой температуре вязкость тормозной жидкости увеличивается, а при высокой жидкость может закипеть, и тогда тормоза потеряют работоспособность.

Для того чтобы уменьшить усилие на педали тормоза и одновременно увеличить усилие на колодках, в систему привода тормозов современных машин встраивают усилитель. (Впервые механический усилитель тормозов запатентовал Луи Рено в 1923 году.) На отечественные автомобили ставят вакуумные усилители, работающие за счет разрежения во впускном коллекторе двигателя. На многих зарубежных машинах, в особенности на американских, используют гидравлические усилители, в которых дополнительное усилие создается специальным насосом и гидроаккумулятором.

Надежность тормозной системы

В случае выхода из строя одного из механизмов тормозной системы она все равно должна обеспечивать эффективное торможение автомобиля. Для повышения надежности в гидравлических тормозных системах используют дублирование и разделение контуров. Отдельные контуры имеют, например, передние и задние тормоза автомобилей ВАЗ-2106. Если поломка случится в одном из контуров, то автомобиль будет тормозить за счет другого. Но если выйдет из строя передний контур, ехать на машине опасно, поскольку задние тормоза работают менее эффективно, чем передние.

Более надежная, но в то же время и более сложная тормозная система установлена на "Москвиче -2141", где один контур приводит в действие тормоза только передних колес, а другой - всех четырех. Если выходит из строя основной (передний) контур, второй (задний) способен работать достаточно эффективно.

На автомобилях "Нива" схема похожая, но в рабочих механизмах передних колес установлено по три цилиндра. Два из них работают только в переднем контуре, а третий включен в общий контур с задними тормозами. Неравномерный износ передних колодок на "Ниве" может служить косвенным показателем того, что задний контур тормозного механизма работает неправильно.

На переднеприводных моделях "Жигулей" и на "Тавриях" использована так называемая диагональная схема, когда в один контур объединены левый передний и правый задний тормозные механизмы, а в другой - правый передний и левый задний. Если один из контуров выходит из строя, оставшийся даст возможность без больших проблем доехать до станции техобслуживания или гаража.

Торможение будет эффективным и безопасным, когда передние тормоза срабатывают более эффективно и несколько раньше, чем задние. Для того чтобы тормоза работали именно так, в систему встраиваются регуляторы давления. Они изменяют и распределяют тормозные усилия между передними и задними колесами в зависимости от загруженности автомобиля и нагрузки на оси. Простой механический регулятор давления работает как клапан, который перераспределяет подачу тормозной жидкости между передними и задними тормозными цилиндрами. Если нагрузка на заднюю ось увеличивается, клапан открывается и тормозная жидкость поступает в задние цилиндры, а если уменьшается, например при резком торможении, когда машина "клюет носом", клапан закрывается и в задние тормозные цилиндры жидкость практически не поступает. Это препятствует соскальзыванию задней оси в занос.

Некоторые автолюбители убирают регулятор давления из тормозной системы своего автомобиля, мотивируя это тем, что он, де, работает неправильно и часто течет. Делать этого, конечно же, не следует. Во-первых, не согласованные с заводом-изготовителем изменения в конструкции тормозной системы запрещены, а во-вторых, регулятор давления нужно просто правильно настроить, для этого достаточно провести под автомобилем 10 минут. Справедливости ради заметим, что регуляторы давления на всех отечественных машинах установлены неудобно и работать с ними трудно. Но нужно!

Антиблокировочные системы, которые устанавливают на многих современных импортных автомобилях, нужны для того, чтобы исключить блокировку одного или нескольких колес при торможении на скользкой дороге. Особенно это важно в тех случаях, когда колеса одного борта катятся по сухому твердому покрытию, а колеса противоположного борта скользят, например по льду. На таком покрытии резкое торможение на машине с обычной тормозной системой неизбежно приведет к заносу из-за того, что силы трения колес на асфальте будут неизмеримо больше, чем на льду, и машину резко выбросит в сторону асфальта. Если на автомобиле есть АБС, она отслеживает движение колес, и как только одно из них начинает замедляться интенсивнее других (или вовсе останавливается), в его тормозном цилиндре автоматически понижается давление, и колесо вновь начинает вращаться. Антиблокировочная система существенно повышает эффективность торможения, особенно на скользком покрытии. Поэтому, следуя за современной иномаркой по скользкой дороге, стоит держать увеличенную дистанцию, ведь в случае резкого торможения машина с АБС остановится в полтора-два раза быстрее наших "Жигулей".

В следующем номере мы продолжим разговор о тормозах: дадим несколько полезных советов по технике торможения и по уходу за тормозами, расскажем о неисправностях тормозной системы и о том, как их ликвидировать.

Прежде всего, нужно убедиться в том, что проблема не в силовом агрегате. На автомобиле с автоматической коробкой передач это сделать просто. Не трогаете педаль тормоза: если при движении накатом есть рывки — дело в АКП. Причиной может быть недостаточный либо избыточный уровень жидкости в автомате. Дефекты могут скрываться в гидроблоке, гидротрансформаторе либо в управляющей электронике. Долго ездить с такими проблемами нельзя. Нужна скорейшая профессиональная диагностика, иначе дефект будет прогрессировать, и машина может неожиданно встать.

Если мы притормаживаем, не выключая передачу на ручной коробке, то подергивания автомобиля могут быть спровоцированы нестабильной работой мотора. Первым делом надо убедиться, что рывки происходят и при замедлении без использования тормозов. Если рывки остаются, то чаще всего это следствие неисправности датчика положения дроссельной заслонки. При этом система управления двигателем не понимает, что от нее хотят, и подает то мало, то много топлива. Вот вам и рывки. Нужна диагностика двигателя.

Если же с мотором и коробкой передач все в порядке, то причинами неравномерного торможения могут быть другие источники.

Тормозные диски и/или барабаны

Рывки при торможении могут проявиться сразу после замены дисков/барабанов — и тогда дело либо в некачественной запчасти, либо в неправильном монтаже. Например, если между привалочными поверхностями ступицы и диска попала крупная частица, то диск будет иметь осевое биение.

Еще биение у дисков может появиться в процессе эксплуатации. Так бывает, если на разогретый интенсивными торможениями диск попадает холодная вода из лужи. Протачивать диски для устранения биения можно только тогда, если остаточная толщина будет значительно превышать максимально допустимую. Тут надо оценить экономическую составляющую. Порой дешевле заменить сами диски.

Некондиционные либо изношенные тормозные колодки

Такие колодки имеют непостоянный коэффициент трения. В результате фрикционная накладка то работает пристойно, то подгорает или расплавляется — и тогда коэффициент трения падает. Чередование таких процессов и приводит к рывкам. Ну а если колодки стерты до металла, то рывки начинаются при образовании задира чугунного диска стальным основанием колодки. Колодки следует немедля заменить, а если пострадали диски, то их придется проточить или заменить.

Люфт ступичного подшипника

Если велик зазор в подшипнике, на котором вращается колесо, то и тормозной диск (барабан) будет непредсказуемо болтаться относительно тормозных колодок. Контакт колодок и дисков будет иметь неравномерный, колебательный характер, что и приведет к рывкам при торможении. Ездить с болтающимся подшипником очень опасно. Срочно в ремонт.

Подклинивание тормозного механизма

Часто в современных тормозных механизмах применяют плавающую скобу. При такой схеме любое подклинивание направляющих пальцев, либо поршня в цилиндре (из-за попавшей грязи или образовавшейся ржавчины) может приводить к неравномерному, с рывками торможению. С тормозами шутки плохи. Нужно восстановить подвижность скобы, а если подклинивает поршень, то надо разобраться в причине и, очень вероятно, заменить тормозной цилиндр.

Читайте также: