Розглянемо пристрій та функціонування барабанного гальмівного механізму.
Рис.1 Схема роботи барабанного гальмівного механізму.
1 - гальмівний барабан; 2 – гальмівний щит; 3 - робочий гальмівний циліндр; 4 - поршні робочого гальмівного циліндра; 5 - стяжна пружина; 6 – фрикційні накладки; 7 – гальмівні колодки.
Барабанний гальмівний механізм (мал. 1) складається з:
Гальмівного щита,
Гальмівного циліндра,
Двох гальмівних колодок,
Стяжні пружин,
Гальмівного барабана.
Гальмівний щит жорстко закріплений на балці заднього моста автомобіля, а на щиті, у свою чергу, закріплений гальмівний робочий циліндр барабанного механізму.
При натисканні водієм на педаль гальма, тиск гальмівної рідини, що створюється в головному гальмівному циліндрі, через гальмівні трубопроводи, подається в робочі гальмівні циліндри барабанного гальмівного механізму, поршні в робочих циліндрах розходяться і передають гальмівне зусилля на верхні кінці. Гальмівні колодки у формі напівкілець притискаються своїми накладками до внутрішньої поверхні круглого гальмівного барабана, який під час руху автомобіля обертається на маточині разом із жорстко закріпленим на ньому колесом.
Гальмування колеса відбувається за рахунок сил тертя, що виникають між накладками колодок та барабаном. Коли ж дія водієм на педаль гальма припиняється, стяжні пружини відтягують колодки на вихідні позиції.
Гальмівні накладки барабанного механізму охоплюють значну частину робочої поверхні барабана, що дозволяє мати менше, ніж дискових гальмівних механізмів, тиск рідини в приводі. Однак створити рівномірний тиск по всій поверхні зіткнення накладок колодок і гальмівного барабана неможливо, так як зусилля, що притискає гальмівну колодку до барабана, прикладена тільки до одного з її кінців, тому під час роботи гальма колодка повертається щодо своєї опори.
В результаті зношування накладок і робочої поверхні барабана виходить нерівномірним. Нерівномірний тиск на поверхні, що труться, викликає також їх нерівномірне нагрівання, що значно погіршує роботу гальмівної системи в цілому. При русі вперед, накладка передньої колодки притискається назустріч напрямку обертання, а задня колодка - по ходу напрямку обертання барабана, отже, умови роботи та знос передньої та задньої гальмівних накладок різні.
Для більш рівномірного прилягання гальмівних накладок до барабана та зменшення нерівномірного зносу гальмівні колодки жорстко не закріплюють. Кінці колодок утримуються лише пружинами, що дозволяє їм вільно переміщаються по опорних поверхнях.
Барабанні гальмівні механізми в основному встановлюють на задніх колесах легкових автомобілів. У цьому випадку вони виконують функцію гальмівних механізмів не тільки робочої, а й стоянкової системи гальм.
Порядок виконання роботи
1. Ознайомлення з елементами та пристроєм дискового гальмівного механізму .
2. Перевірка робочих циліндрів приводу барабанного гальмівного механізму .
2.1 Випробування при тиску рідини у циліндрі 1 кгс/см 2 4; 6; 8 та 10 кгс/см 2 .
Отримані дані занесіть до таблиці 1.
Ви коли-небудь задавалися питанням, що насправді відбувається всередині барабанного гальма під час його роботи і чому дискові гальма зазвичай вважаються більшими за свій аналог більш ранньої конструкції? Дозвольте нам пояснити.
Більшість, мабуть, знають, як працюють дискові гальма. Коротко нагадаємо алгоритм дії системи:після натискання на педаль гальма головний гальмівний циліндр через гальмівну рідину в гідролініях починає підвищувати тиск в супортах, де один або кілька поршнів за допомогою тиску, що додається до них, починають притискати одну або дві колодки до диска (гальмівному диску).
За допомогою сил тертя автомобіль починає скидати швидкість, гарантуючи, що ви зрештою не в'їдете в задній бампер автомобіля або в стіну/стовп/дерево. Просто та ефективно. Детальніше на тему:
Але як щодо гальмівних барабанів? Ці скромніші елементи гальмівної технології, і вже точно набагато старіші в порівнянні з дисковими гальмами, практично повністю пішли з повсякденного життя автомобільної спільноти. Навіть вантажні машини та автобуси все рідше вдаються до послуг цих «слуг». Тепер подібні схеми гальмівних механізмів можна знайти лише на дуже недорогих автомобілях або специфічній техніці. Чому так сталося? У чому ахіллесова п'ята «барабанів»?
За яким принципом працюють барабанні гальма?
Робочий процес починається так само, як на дискових механізмах, - з рідини, що передає тиск від головного гальмівного циліндра до виконавчого механізму гальм. З цього моменту і з'являються головні відмінності.
Замість гальмівного, як у дискового гальма, в барабанних гальмах рідина потрапляє в так званий робочий гальмівний циліндр, встановлений усередині гальмівного чавунного барабана.
Рідина виштовхує два поршні з корпусу робочого гальмівного циліндра назовні, внаслідок чого гальмівні колодки розходяться, прилягаючи до внутрішньої обшивки гальмівного барабана. Так як барабан кріпиться до маточини, тертя, що викликається, починає уповільнювати обертання колеса.
Також у функціональній частині гальмівного механізму важливу роль відіграють так звані стяжні пружини. Дві пружини встановлені на обох кінцях двох колодок. Як зрозуміло з назви, ці пружини повертають гальмівні колодки у вихідне положення після відпустки гальмівної педалі.
У міру зношування колодок спеціальна система підведення буде вибирати зайву відстань між барабаном і колодками, що дозволить не знижувати ККД і швидкість роботи гальмівної системи з часом і природним зношуванням компонентів. Проте - про це говорять знавці - передні колодки в барабанних гальмах притискаються до поверхні з більшою силою, що збільшує їхнє зношування.
Чи є переваги барабанного механізму перед дисковим?
Здавалося б, це просто неможливо. Як може бути архаїчна система краща за сучаснішу? Але є кілька незаперечних плюсів барабанних гальм, яких у неї не відібрати:
1. Оскільки контактна пляма проходить по всьому колу барабана, гальмівне зусилля, що передається барабанним гальмам, більше, ніж у гальмівного диска однакового розміру.
2. Не порахуйте за жарт, але ми вичитали на спеціалізованих сайтах, що використання барабанних гальм економить вагу, кошти на виробництво елемента для автокомпанії та зрештою гроші у гаманцях автовласників.
Якщо щодо останніх двох пунктів ми знали вже давно - дійсно, простіше і дешевше конструкції складно знайти, то про вагу навіть не здогадувалися. Якось чавунний великий барабан не вселяв надмірної впевненості в цьому. Тим не менш, якщо врахувати, що в дисковому гальмі крім гальмівної гідравліки є ще й величезний (теж чавунний), то на те й виходить. При однаковій вазі барабанне гальмо буде потужнішим за рахунок більшої плями контакту колодок у ньому. Але за однакової потужності він буде легшим за свій сучасний аналог.
3. Нарешті, ще одна незаперечна перевага - гальмівні колодки, як правило, не стираються набагато довше, ніж на звичайних дискових гальмах.
Мінуси барабанних гальм
1. Незважаючи на простоту конструкції та дешевше виробництво, в обслуговуванні барабанні гальма не можуть конкурувати з дисковими. Аж надто складне налаштування їм потрібно. Метушня з барабанами до певної міри була схожа на мистецтво. Тільки майстер міг налаштувати гальма, що зносилися, ідеально. Часу це налаштування теж забирало неабияк.
Призначення конструкції гальмівної системи барабанного типу полягає у зниженні швидкості переміщення транспортного засобу. Якщо цей пристрій встановлюється на задній колісній парі, то може забезпечувати функцію гальма стоянки. В основі будови механізму лежить рухомий барабан і закріплена на маточині колеса металева чаша.
У складі цього типу гальм використовуються такі частини:
- З чавуну з підвищеною міцністю виготовляється сам гальмівний баран. Внутрішня поверхня його піддається ретельному шліфуванню, оскільки в майбутньому буде стикатися з іншими елементами системи. Кріпиться на опорному валу або маточині колеса. У першому випадку барабан під сильним тиском вставляється підшипник;
- Напівмісячної форми металеві гальмівні колодки. На поверхню цієї деталі укладається азбестова фрикційна накладка;
- Гідравлічний циліндр, виконаний як порожня труба з поміщеними всередину поршнями із заповненням робочої рідини. На циліндрі встановлений спеціальний клапан, який дозволяє відводити із порожнини з гальмівною рідиною зайвий газ. Доповнюється система манжетами ущільнювачів, які захищають її від витоку рідини.
- Нижня та верхня стяжна пружина, що виконують роботу «стиснення». У режимі відсутності ініціації гальмування ця деталь не дозволяє стикатися з гальмівними колодками з барабаном;
- На задній балці (ступиці) колеса монтується захисний диск;
- Розпірна планка виготовляється з металу, виконується у специфічній конфігурації із спеціальними отворами. За допомогою пристрою проводиться установка механізму, що називається «самопідведення». Крім цього, дана деталь задіює встановлену на іншому колесі пару гальмівних колодок, що забезпечує функціонування гальма стоянки. Передбачено наявність розпірної планки у випадку одного гальмівного циліндра.
- Корпус захисного диска з розташованими всередині двома ексцентриками називається механізм «самопідведення». Він задіюється у разі зношування фрикційних накладок на гальмівних колодках для розведення в стані «спокою».
В основі принципу роботи барабанного гальма лежить виникнення гальмування автомобільного засобу після натискання воїном на педаль. Механізм полягає в наступному:
- Гальмівні колодки розводяться, долаючи опір пружин, що стягують їх у результаті тиску гальмівної рідини на поршні, розташовані в гальмівному циліндрі;
- Швидкість обертання барабана знижується завдяки щільному приляганню фрикційними накладками на поверхні колодок до його робочої області, що сприяє зниженню частоти обертання коліс.
За наявності в гальмівному механізмі пари циліндрів значно підвищується його ефективність.
Переваги барабанних гальм
Найбільшою перевагою механізму гальм на основі барабана та колодок є захищеність системи від зовнішнього забруднення. Вся конструкція виконана так, що ні пил, ні бруд потрапити в систему не можуть навіть при їзді по заболоченій місцевості. Також не здатні вийти назовні продукції, що виникають в результаті зношування системи, залишаючись закритими всередині.
При обслуговуванні гальмівного механізму дискового типу для очищення системи потрібно видути відпрацьовані залишки, що накопичилися там. У разі дискових аналогів на вантажних автомобілях потрапляння в гальмівну систему рідини ззовні вимагає багаторазового натискання для спрацьовування. Від чого повністю захищено барабанну систему.
При високій швидкості барабан та інші частини системи можуть значно перегріватися. Настільки просто охолодити їх як дискові аналоги неможливо, що знижує ефективність процесу гальмування. Натомість барабанні гальма отримали від конструкторів велику міцність, що запобігає у процесі експлуатації та обслуговування фізичному пошкодженню.
За рахунок більшої ваги, ніж дискові механізми, барабанна гальмівна система має дещо нижчу динаміку. З більшим тиском барабан може розірватися при наданні високого гальмівного тиску. У дисків сила стискання трохи вища.
Завдяки закритості конструкції гальмівна площа збільшена, що забезпечує високе гальмівне зусилля, при цьому збільшується діаметр та ширина барабана. Саме за рахунок цього фактора на великих автомобілях, автобусах та інших транспортних засобах застосовується цей тип гальм. Колодки мають високий ступінь зносостійкості. Цей процес уповільнюється за рахунок незадовільного контакту з робочою поверхнею накладки.
Недоліки барабанних гальм
При тривалому використанні барабанні гальмівні механізми можуть відрізнятися появою деяких несправностей:
- При гальмуванні ТС злегка йтиме убік. Це означає наявність ушкоджень із однієї зі сторін;
- При скрегіт в системі барабанного гальма свідчить про те, що фрикційні накладки розшарувалися, утворилася поломка стійок або її деформація, що спричинило перекіс гальмівних колодок;
- При гальмуванні відчуваються на гальмівній педалі вібрації та ривки. Це говорить від деформації барабана до овальної форми.
У більшості випадків ремонт полягає у повній заміні гальмівної системи барабанного типу за рахунок її зношування або поломки. В силу невисокої вартості та можливості працювати протягом від 50 до 55 тис. км, набагато легше встановити повністю новий механізм.
Судити про ступінь зносу гальмівної системи барабанного типу можна після огляду стану колодок через спеціальний отвір, що знаходиться на внутрішній стороні щита. Заміна колодок повинна проводитись при досягненні накладками певної товщини. В іншому випадку система не зможе з достатньою силою та щільністю притиснути їх до поверхні барабана.
Досягнення товщини всього 1,6 мм є приводом зміни накладок, встановлених на клей. Наявність заклепок для фіксації фрикційного матеріалу на колодках дозволяє доводити товщину до 0,8 мм. Якщо своєчасно цього не зробити, то тверда поверхня колодок, яка проступить після стирання фрикційного матеріалу, зашкодить барабан, залишаючи на ньому неглибокі борозни.
Крім ремонту проблем з колодками виділяють необхідність розбирання механізму гальм, що заклинив. Якщо не зробити своєчасних ремонтних робіт, існує більша ймовірність прикипання барабана. У цьому випадку подальший ремонт обертається на повну заміну системи. Різні поломки в системі барабан-колодки можуть впливати на роботу циліндра. Часто несвоєчасне звернення до сервісного центру призводить до необхідності заміни гальмівного циліндра при цілому барабані та незношених накладках.
Після завершення будь-якого ремонту барабанних гальм проводиться регулювання стоячих гальм. Операція є досить простою і полягає в точному знанні технічних даних в залежності від типу та марки використовуваного дані гальмівні системи автомобіля. Механізм у плані полягає у виконанні таких действий:
- Колесо не затягується та перевіряється на незатягнутому ручному гальмі;
- До зупинки колеса слід прокрутити на розпірці регулювальну гайку через сервісний отвір до моменту гальмування;
- На наступному етапі дана гайка відвертається у зворотний бік на кілька клацань;
- На гальмівному щитку на сервісний отвір встановлюється гумова заглушка;
- Прокачується заднє гальмо.
Для наших доріг характерне практично одне й те саме захворювання у автомобілів із барабанними гальмами. Найчастіше права сторона автомобіля має зношені колодки, ніж ліва. Причина полягає особливо в будові дорожнього полотна. Праворуч автомобіля ближче розташовується тротуар, вибоїн, ям та інших нерівностей з цього боку більше майже на всіх дорогах країни. Це підвищує корозійне навантаження на праву частину транспортного засобу, що позначається на гальмах.
Висновок
Головною особливістю барабанних гальм вважається використання пристроїв, що компенсують між гальмівним барабаном і колодкою збільшення розміру зазору внаслідок теплового розширення. Подібний механізм розроблений компанією Bosch, яка реагує на перевищення до 80 ° С у гальмівній системі температури, використовуючи ефект біметалічного сплаву пружини.
Крім цієї деталі застосовується ще кілька пружин у загальній конструкції барабанних гальм, призначення яких різне. Згодом експлуатації транспортного засобу матеріал деталей піддається деформації, втраті міцності та розтягуванню, що потребує періодичного огляду, заміни зношених елементів.
2108 ПереглядівБарабанний гальмівний механізм відомий інженерам та автовласникам вже досить давно. Взагалі кажучи, барабанні гальма з'явилися набагато раніше за дискові, і на автомобілях минулого їх можна зустріти значно частіше, ніж зараз. Сьогодні ми поговоримо про те, якою конструкцією, пристроєм і принципом роботи володіють барабанні, а також чим вони хороші та погані.
Розбираємо по поличках
Задні барабанні гальма можна зустріти на більшості автомобілів вітчизняного виробництва. Поряд з дисковими гальмами, які встановлюються спереду, вони успішно функціонують на машині і не виходять з ладу, хоч би скільки проїхало авто.
Скільки б не говорили про те, що гальмівний барабан куди гірший за дисковий, ця конструкція, схоже, ще довгі роки не зживе себе і буде відмінним рішенням для здешевлення готового автомобіля, який сходить з конвеєра.
Щоб краще уявляти, як функціонує барабанна гальмівна система, варто зрозуміти, який вона має принцип роботи і який пристрій має. Основним робочим елементом, що входить у барабанні гальма, є сама колодка. Колодка при натисканні на педаль створює тертя, що діє внутрішній діаметр барабана.
Важко сказати, скільки таке тиск, але цілком точно можна встановити, що температура механічних елементів іноді доходить до сотень градусів. Однак, хоч би якою була велика температура, барабан в обов'язковому порядку обладнується системою вентиляції. Така система не дозволяє температурі виходити за необхідні межі, тому барабан ходить аж до сотні тисяч кілометрів пробігу.
Коли колодка треться про внутрішній діаметр пристрою барабана, не можна не сказати про те, що цей діаметр піддається поступовому зносу. Виною тому постійне тертя і підвищення температури, що в кінцевому підсумку призводить до виснаження стін і значної зміни їх розміру. З цією метою важливо постійно контролювати, щоб діаметр, який має барабан гальма, завжди знаходився в межах норми. Про те, який негативний ефект тягне за собою несвоєчасне обслуговування, не варто нагадувати: критична зміна розміру барабана призведе до виведення системи з ладу.
Скільки б не доводилося натискати на педаль, колодка з великим зусиллям притискається до барабана по всьому його діаметру за допомогою спеціальних пружин, які мають кріплення до супорту. За рахунок цього створюється рівномірне тертя і колодка притискається досить щільно. Регулюючи зусилля натискання на педаль, можна з легкістю контролювати силу, з якою притискається колодка до барабана. Таким чином, гальмівний барабан піддається сильній дії, за рахунок якого виділяється теплова енергія, і машина поступово знижує швидкість і зупиняється.
Переваги та особливості
Скільки б часто не торкалася теми порівняння барабанних гальм із дисковими, дискусія завжди залишається відкритою. Мабуть, це пов'язано з наступним: скільки недоліків має подібна гальмівна система, рівно стільки ж переваг вона надає автомобілісту.
Почнемо із плюсів. Гальмівні барабани виготовляються з досить якісного заліза, а розмір стін завжди залишається досить відчутним. Це дозволяє досягти досить високого ресурсу всієї системи та тривалого терміну її служби. Дійсно, якщо порівнювати терміни служби барабанної та дискової гальмівних систем, виходить, що барабан ходить значно довше. Скільки становить середня різниця у їх ресурсах? Якщо вірити досвіду самих автомобілістів, вона становить близько десяти-п'ятнадцяти тисяч кілометрів пробігу.
Другий плюс - це дешевизна запасних частин та складових. Дійсно, будь-який з функціональних елементів тут коштує набагато дешевше, та й асортимент самих комплектуючих завжди залишається широким. Говорячи про вартість запасних частин, не можна не згадати той факт, що і обслуговувати барабанні гальма простіше і зручніше недосвідченому майстру.
Цей факт говорить про те, що барабанні системи є більш простими та недорогими в обслуговуванні. Саме це спонукало виробників недорогих автомобілів постачати свої дітища такими системами.
Перейдемо до мінусів. Головним недоліком барабанної гальмівної системи є низька ефективність гальмування. Справді, такий мінус дуже серйозно відчувається при гальмуванні з більших швидкостей, особливо тоді, коли на передній осі встановлено дискову систему.
На сучасних автомобілях широко поширені два типи гальмівних механізмів - барабанні та дискові. Чому на ринку не залишився лише один із них? Розглянемо особливості, переваги та недоліки кожного.
Барабанні механізми
Історично раніше з'явилися барабанні гальма. При цьому на перших автомобілях гальмівні механізми такого типу встановлювали лише на задні колеса. Принцип дії барабанного механізму змінився з того часу несильно. Так само, як і століття тому, дві серпоподібні колодки розсуваються і притискаються спеціальними фрикційними накладками до внутрішньої поверхні порожнистого циліндра, що називається гальмівним барабаном.
| | |
Зате Альянс Renault-Nissan, що щільно влаштувався в Росії, привіз. Тут і самопідведення колодок, і постійний правильний натяг тросиків ручника здійснює розпірна планка досить складної конструкції. Причому вона показала себе досить надійною навіть на брудних та пересолених дорогах. Застосовує її альянс на різних автомобілях.
| | |
| | |
Отже, досягнувши межі досконалості з погляду конструкції, включивши сучасну систему АБС, барабанні гальма не здають позицій, влаштовуючись на задній осі недорогих автомобілів.
Переваги барабанних гальмівних механізмів:
- дешева відпрацьована конструкція
- гарний захист від бруду
- великий ресурс колодок через значну площу робочої поверхні. (На перші задні гальмівні колодки пройшли вже 120 тис. км.)
- просте та зручне поєднання з механізмом гальма стоянки.
Недоліки барабанних гальмівних механізмів:
- значні габарити та вага механізму
- схильність до перегріву за умов надмірно високих навантажень
- відносно нестабільний коефіцієнт тертя колодок, що залежить від температури, вологості і т.д. Хоча наявність багато в чому компенсує цей недолік.
- нерівномірне зношування колодок - передня зношується більше
- іноді, при низькій якості матеріалу фрикційних накладок, можливо їх до барабанів.
- при попаданні великих піщин можливий скрегіт під час роботи.
Дискові гальма
У нашій країні дискові гальма масово з'явилися разом із Жигулями. До цього навіть орали після гонок горілими барабанними гальмами. Дискові гальмівні механізми насамперед почали ставити на передні колеса як більш навантажені гальмівними силами. Спочатку дискові гальма конструктивно були складнішими, ніж зараз, і кожну гальмівну колодку до диска притискав свій індивідуальний циліндр. З роками така складна конструкція залишилася лише на дорогих, швидкісних чи важких автомобілях. А на масових машинах стала застосовуватися легка, дешева та проста однопоршнева конструкція. Диски все частіше почали використовувати вентильовані, що покращує охолодження деталей гальмівного механізму і береже від перегріву ступичні підшипники.
Конструкція – простіше не буває. До диска, що обертається, висувається поршень гідроциліндра притискає дві плоскі гальмівні колодки. Компенсація зносу відбувається автоматично, дуже простим та надійним способом. Взагалі, механізм не потребує жодного обслуговування аж до повного . Потім слідує досить проста процедура заміни і ніякого регулювання перед подальшою експлуатацією. Такі приємні і для виробника, і для споживача характеристики дискових гальм призвели до того, що їх стали встановлювати і на задню вісь щодо дорогих легкових автомобілів та кросоверів. При цьому довелося вирішувати питання з приводом гальма стоянки, що і було зроблено двома способами. Перший - у маточині диска розміщується маленький барабанний гальмівний механізм, а другий - важільно-гвинтовий механізм притискає основний поршень до колодок за допомогою троса або електроприводу. Переваги дискових гальм:
Недоліки дискових гальм:
ВисновкиЗвичайно, за дисковими гальмами майбутнє. Адже важко уявити собі безшумні та обтічні електромобілі, що мчать по склоподібній гладкій поверхні шосе і при цьому гальмують скрипучими барабанними гальмами. Але поки що на недорогих автомобілях барабанні гальма на задній осі та ще й в імпортному виконанні вимагають менше турбот, ніж дискові. А можливу нерівномірність спрацьовування компенсує АБС. Поділіться в коментарях, які гальмівні механізми віддаєте перевагу ви. |
