Дисковый тормозной механизм замедляет автомобиль за счет трения колодок о вращающийся тормозной диск. При нажатии на педаль давление тормозной жидкости передается к суппорту. Поршень или несколько поршней перемещают колодки, прижимая их к рабочим поверхностям диска. Кинетическая энергия автомобиля преобразуется в тепло, которое рассеивается через диск, суппорт, колесо и окружающий воздух.
Прежде чем купить тормозные диски лучше всего ознакомится с основными деталями колесного дискового механизма считаются тормозной диск, суппорт, скоба, поршни, колодки, направляющие и элементы крепления. В работе также участвуют тормозной шланг, жидкость, уплотнения, пыльники и датчики износа. Характеристики всех деталей должны соответствовать конкретной модели автомобиля, диаметру колеса, массе машины и параметрам тормозной системы.
Тормозной диск
Тормозной диск, или ротор, соединен со ступицей и вращается вместе с колесом. Его плоские кольцевые поверхности контактируют с фрикционными накладками колодок. Во время торможения диск воспринимает механическую нагрузку и интенсивно нагревается.
При Большинство автомобильных дисков изготавливают из серого чугуна. Этот материал обладает подходящими фрикционными характеристиками, устойчивостью к циклическому нагреву и способностью рассеивать тепло. В некоторых спортивных и премиальных автомобилях применяются составные конструкции с чугунным фрикционным кольцом и облегченной алюминиевой центральной частью. Соединение позволяет кольцу расширяться при нагреве и одновременно снижает массу узла.
По конструкции диски делятся на несколько видов:
- сплошные — состоят из цельного рабочего кольца;
- вентилируемые — имеют внутренние каналы между двумя рабочими поверхностями;
- перфорированные — снабжены отверстиями или углублениями;
- диски с насечками — имеют канавки на рабочей поверхности;
- составные — включают фрикционное кольцо и отдельную ступичную часть.
Вентилируемые диски лучше отводят тепло, поэтому часто устанавливаются на передней оси, которая воспринимает основную нагрузку при замедлении. Перфорация и насечки могут улучшать первичное срабатывание, удаление продуктов износа и устойчивость к снижению эффективности при высокой температуре. Конкретная конструкция выбирается производителем с учетом массы, мощности и назначения автомобиля.
При диагностике диска проверяют толщину, состояние рабочих поверхностей, биение, наличие трещин, глубоких борозд и следов перегрева. Минимальная допустимая толщина обычно указывается на самом диске или в технической документации автомобиля. Измерение выполняют микрометром в нескольких точках, отступая от края, где может образоваться буртик.
Диски меняют попарно на одной оси. Вместе с ними рекомендуется устанавливать новые колодки. Сочетание нового диска с изношенными колодками ухудшает площадь контакта и может вызвать неравномерную приработку.
Тормозные колодки
Колодки располагаются с двух сторон диска. Каждая деталь состоит из стальной опорной пластины и фрикционной накладки. В зависимости от конструкции также применяются противошумные пластины, фаски, прорези, клеевые слои и механические фиксаторы.
Фрикционный состав должен обеспечивать стабильный коэффициент трения в широком диапазоне температур. В рецептуру могут входить металлические волокна, минеральные компоненты, керамические материалы, связующие вещества и наполнители. Состав влияет на эффективность торможения, уровень шума, количество пыли, нагрев и скорость износа диска.
На некоторых колодках предусмотрена заданная сторона установки или определенное направление вращения. Такие детали имеют стрелки, маркировку, специальные фаски либо асимметричные противошумные элементы. Ошибка при монтаже может привести к вибрациям, скрипу и снижению комфорта торможения.
Износ колодок контролируется несколькими способами:
- через смотровое окно суппорта;
- при снятом колесе;
- с помощью механического сигнализатора;
- посредством электрического датчика;
- по предупреждению на панели приборов.
Оценивать следует толщину фрикционной накладки на обеих колодках одного суппорта. Значительная разница указывает на возможное заедание направляющих, неправильное перемещение поршня или нарушение посадки колодок. Глубокие борозды, растрескивание, отслоение накладки и следы перегрева требуют проверки всего тормозного узла.
Тормозной суппорт
Суппорт преобразует гидравлическое давление в усилие, прижимающее колодки к диску. В его корпусе размещаются поршни, каналы для жидкости, уплотнительные кольца и защитные пыльники. Корпус крепится к поворотному кулаку напрямую или через отдельную скобу.
По конструкции суппорты делятся на плавающие и фиксированные.
Плавающий суппорт
В плавающем суппорте поршень обычно располагается с внутренней стороны диска. При торможении он перемещает внутреннюю колодку. Реактивное усилие сдвигает корпус по направляющим, после чего наружная колодка прижимается к противоположной стороне диска.
Такая схема отличается компактностью и сравнительно небольшой массой. Она широко применяется на легковых автомобилях. Для нормальной работы необходимы свободное перемещение направляющих и исправные защитные пыльники.
Фиксированный суппорт
Фиксированный суппорт жестко закреплен относительно диска. Поршни устанавливаются с обеих сторон и воздействуют на каждую колодку отдельно. Количество поршней может составлять два, четыре, шесть и более.
Конструкция обеспечивает равномерное распределение давления по площади колодки и применяется на мощных, тяжелых и спортивных автомобилях. Увеличение количества поршней помогает точнее распределить усилие, хотя само по себе число поршней не определяет эффективность всей системы.
Поршни и уплотнения суппорта
Поршень перемещается под действием давления тормозной жидкости. Он может изготавливаться из стали, алюминиевого сплава или специальных полимерных материалов. Диаметр и количество поршней определяют площадь гидравлического воздействия и характер распределения нагрузки.
Между поршнем и цилиндром установлено уплотнительное кольцо. Оно удерживает жидкость и помогает поршню немного отойти после отпускания педали. Снаружи расположен пыльник, защищающий рабочую поверхность от воды, песка и дорожных реагентов.
Поврежденный пыльник ускоряет коррозию поршня и цилиндра. В результате поршень начинает перемещаться с повышенным сопротивлением. Колодка продолжает касаться диска после отпускания педали, колесо нагревается, расход топлива увеличивается, а элементы механизма быстро изнашиваются. Продолжительное заедание суппорта способно вызвать перегрев диска и ухудшение работы тормозной системы.
На суппорте также находится штуцер прокачки. Он используется для удаления воздуха и старой жидкости из гидравлического контура. Герметичность штуцера и его защитного колпачка проверяют при каждом обслуживании.
Скоба суппорта
Скоба служит опорой плавающего суппорта и колодок. Она крепится к поворотному кулаку и воспринимает значительные силы во время торможения. В направляющих отверстиях скобы перемещаются пальцы суппорта, а в специальных посадочных местах устанавливаются колодки.
Коррозия и загрязнение контактных площадок ограничивают движение колодок. Это приводит к неравномерному износу, нагреву и снижению эффективности механизма. При обслуживании посадочные поверхности очищают с сохранением их геометрии. Стачивание металла скобы ради облегчения хода колодок недопустимо.
Направляющие пальцы и пыльники
Направляющие обеспечивают параллельное перемещение корпуса плавающего суппорта. Каждый палец работает в отверстии скобы и защищается резиновым пыльником. Для смазывания используется состав, совместимый с материалом уплотнений и рассчитанный на температуру тормозного узла.
Неподходящая смазка может вызвать разбухание резины, загустевание состава и блокировку пальца. Наносить смазочные материалы на рабочую поверхность диска и фрикционный слой колодок запрещено.
Признаки неисправных направляющих:
- одна колодка изношена сильнее другой;
- автомобиль уводит при торможении;
- колесный диск заметно нагревается;
- после поездки появляется запах перегретых тормозов;
- суппорт перемещается рывками;
- колодки издают стук на неровностях.
Тормозной шланг
Гибкий шланг соединяет неподвижную магистраль с суппортом, который перемещается вместе с подвеской и поворотным кулаком. Он должен выдерживать высокое давление, вибрации, температурные изменения и воздействие дорожной среды.
При осмотре проверяют:
- трещины и потертости наружной оболочки;
- вздутия при нажатой педали;
- следы жидкости возле соединений;
- перекручивание и чрезмерное натяжение;
- контакт с колесом или деталями подвески.
Внутреннее повреждение шланга иногда создает эффект обратного клапана: давление поступает в суппорт, а после отпускания педали снижается слишком медленно. Колодки остаются прижатыми, из-за чего диск и колесо перегреваются.
Тормозная жидкость
Жидкость передает усилие от главного цилиндра к поршням суппорта. Для корректной работы важны подходящая спецификация, стабильная вязкость и достаточная температура кипения. Тип жидкости выбирают по требованиям производителя автомобиля.
Тормозная жидкость постепенно поглощает влагу, вследствие чего температура кипения снижается. При сильном нагреве могут появиться пузырьки пара, педаль становится мягкой, а ход увеличивается. Интервал замены устанавливает производитель автомобиля; во многих случаях срок зависит от времени эксплуатации, состояния жидкости и результатов измерения ее параметров.
Попадание минерального масла, топлива или неподходящей технической жидкости повреждает резиновые уплотнения тормозной системы. Загрязненный контур требует профессиональной диагностики и замены затронутых деталей.
Датчик износа колодок
Электрический датчик размещается внутри фрикционного слоя или устанавливается в предусмотренное посадочное место. При достижении критической толщины контакт датчика касается диска или электрическая цепь размыкается. На приборной панели появляется предупреждение.
На части автомобилей датчик одноразовый и заменяется вместе с колодками. Если провод поврежден, неправильно закреплен или перетерт колесом, индикатор может сработать раньше установленного срока.
Механический сигнализатор представляет собой металлическую пластину. Когда накладка истончается, пластина касается диска и создает характерный звук. После появления такого сигнала откладывать диагностику опасно: дальнейшая эксплуатация может привести к контакту стальной основы колодки с диском.
Стояночный тормоз в дисковом механизме
На задней оси стояночный тормоз может быть встроен в суппорт. В механической системе трос поворачивает рычаг, который перемещает поршень через винтовой механизм. В электромеханической системе привод выполняет электродвигатель с редуктором.
Перед заменой задних колодок конструкцию привода требуется определить заранее. Поршень некоторых суппортов утапливается с одновременным вращением. Электрический стояночный тормоз обычно переводят в сервисный режим диагностическим оборудованием или штатной процедурой, предусмотренной производителем.
В ряде автомобилей применяется отдельный барабанный стояночный механизм внутри центральной части заднего диска. В такой системе рабочее торможение выполняют дисковые колодки, а удержание автомобиля обеспечивают небольшие барабанные колодки.
Как компоненты работают вместе
После нажатия на педаль главный тормозной цилиндр повышает давление жидкости. Давление по трубкам и шлангам передается к суппорту. Поршень перемещает колодку, а суппорт обеспечивает прижатие второй колодки. Фрикционные накладки охватывают диск с двух сторон, создавая тормозной момент.
После отпускания педали давление снижается. Уплотнение поршня помогает вернуть его на небольшое расстояние, а диск освобождается. Большой видимый зазор между колодками и диском для работы системы не требуется.
Состояние каждой детали влияет на весь механизм. Новый комплект колодок не устранит перегрев при заклинившем поршне. Замена диска не решит проблему биения при загрязненной или деформированной ступице. Поэтому профессиональная диагностика включает проверку диска, колодок, суппорта, направляющих, шланга, крепежа и ступичного узла.
