З моменту появи перших автомобілів конструктори стали впроваджувати різні пристосування для гальмування коліс. Спочатку дані системи були досить простими. Розвиток технічного прогресу призвело до зростання швидкісних параметрів автомобілів. В результаті з'явилися системи гальмування, доповнені різними приводними механізмами.
Система барабанного типу
Перші гальма такого типу з'явилися на початку 20-го століття. Здатність таких агрегатів ефективно розсіювати теплову енергію швидко привернула увагу провідних автовиробників. До середини 20-х років барабанні гальмівні механізми стали основними варіантами комплектування автомобілів самих різних типів.
Конструктивні особливості
До складу барабанних гальм типу входять наступні деталі:
- гальмівний барабан.
- Колодки, доповнені накладками з фрикційним шаром.
- Опорні пальці кріплення колодок.
- стягнуті пружини.
- Планка для разжіманія колодок.
- силовий циліндр.
- Привід гальма стоянки.
Колодки розміщуються всередині корпусу барабана з певним зазором. При натисканні на педаль відбувається вплив штовхачів на верхні вушка колодок. При знятті зусилля енергія зворотних пружин забезпечує повернення колодок в початкове положення. Забезпечення роботи стоянкового гальма проводиться за допомогою тросового приводу.
Для підтримки постійного зазору між гальмівним барабаном і колодками в конструкцію гальмівних механізмів включені механізми компенсації. Перші варіанти подібних агрегатів припускали періодичне виконання таких робіт. Потім конструктори змогли створити подібні механізми з можливістю автоматичного регулювання параметрів.Постійне поліпшення конструкції гальмівних систем дозволило доповнити колісні гальмівні механізми датчиками, а також виконавчими агрегатами антиблокувальної системи.
Сучасні варіанти подібних механізмів оснащуються гальмівними барабанами поліпшеної форми. Їх поверхня стала доповнюватися ребрами, що дозволяють з максимальною ефективністю відводити теплову енергію, що виникає при гальмуванні коліс.
Гальмівні механізми дискового типу
Потужність двигунів і швидкісні характеристики автомобілів незмінно росли. Барабанні гальмівні пристрої тепер не завжди справлялися з підвищеними навантаженнями. Крім того, підвищений температурний поле викликало вихід з ладу ступичні підшипників. Після початку випуску більш потужних силових циліндрів стало можливим створення гальмівних пристроїв дискового типу.
Конструкція і робота системи
Гальмівні пристрої дискового типу включають в свій склад такі частини і агрегати:
- Гальмівний диск.
- Супорт з направляючими.
- силовий циліндр.
- Гальмівні колодки.
- Датчик зносу фрикційних покриття колодок.
- Захисний кожух.
Для виготовлення гальмівних дисків застосовуються різні матеріали. Масове поширення набули диски, виконані з чавунних сплавів. Даний матеріал забезпечує відмінне відведення тепла, проте в процесі експлуатації можлива поява деформації поверхні диска. Крім того при тривалій стоянці зовнішня частина диска схильна до корозійного впливу навколишнього середовища. Набагато рідше для подібних цілей використовується нержавіюча сталь.
Спортивні та рекордні автомобілі працюють в екстремальних умовах, тому гальмівні диски на них можуть бути виготовлені з карбону або кераміки. В даному випадку вдається підвищити робочу температуру гальмівного пристрою і його ефективність.
Для зниження робочої температури в дисках виконуються профільовані отвори, а також вентиляційні канали. Приплив і відведення повітряного потоку виробляється за допомогою спеціальних аеродинамічних елементів. Також розсіюванню тепла сприяє наявність проставки між маточиною і диском.Колодки в таких гальмах мають малі габарити і високу надійність. Для їх правильного розміщення застосовується супорт, виготовлений з чавуну або алюмінієвого сплаву. Конструкція супорта дозволяє створити гальмівний механізм з плаваючою скобою або фіксованого типу.
порівняння систем
Позитивні властивості барабанних гальмівних механізмів:
- дешевизна виробництва.
- Підвищений експлуатаційний ресурс.
- Поліпшений захист від попадання сторонніх часток на робочу поверхню колодок.
- Відпрацьована конструкція приводу гальма стоянки.
Недоліки даної системи:
- Підвищена температура деталей при роботі.
- Необхідність проведення регулювань окремих частин.
- Нерівномірний пляма контакту гальмівних колодок.
- Високий вага конструкції.
Незважаючи на те, що дискові гальма набули широкого поширення в сучасних автомобілях, дані агрегати мають свої плюси і мінуси. Основні переваги дискових гальмівних пристроїв:
- Висока ефективність гальмування.
- Відмінне відведення надлишкового тепла.
- Зручність проведення сервісних операцій.
- Малі габарити і вага конструкції.
Негативні аспекти конструкції:
- Слабкий захист від забруднення.
- Знижений ресурс гальмівних колодок.
- Корозійні пошкодження поверхні гальмівного диска.
- Складна конструкція приводу гальма стоянки.
Багато моделей сучасних автомобілів успішно поєднують в своїй конструкції гальмівні механізми барабанних і дискових типів. Найчастіше передні колеса оснащуються дисковими гальмами, які забезпечують найкращі гальмівні характеристики. При цьому для зниження виробничих витрат і спрощення конструкції задній міст комплектується барабанними гальмами.
Проте спостерігається загальна тенденція до оснащення автомобілів повним комплектом дискових гальм. Такий підхід викликаний зниженням ціни окремих деталей, доробками конструкції, а також постійним посиленням вимог забезпечення безпеки руху.
