Грузовики с дисковыми тормозами

Грузовики с дисковыми тормозами

При покупке полуприцепа среди ряда других факторов, часто возникает вопрос выбора тормозной системы, барабанные или дисковые тормоза.

Первыми, ещё в далёком 1902 году появились дисковые тормоза, но несовершенства конструкции, а именно громкого скрипа, издаваемого трущимися медными колодками о тормозной диск, более широкое распространение получили барабанные тормоза. До середины 20 века они были практически единственным типом тормозных механизмов применяемых на автотранспорте, и только начиная со второй половины 20 века, широкое распространение стали получать дисковые тормозные механизмы.

Популярность барабанных тормозов была обусловлена тем, что при их применении легче добиться повышения мощности тормозного механизма за счёт увеличения диаметра с одновременным увеличением его ширины, что немаловажно для большегрузных автопоездов. С дисковыми тормозами это сложнее, так как увеличение мощности возможно только за счёт увеличения диаметра тормозного диска, который ограничен размерами колёсного диска.

Принцип действия барабанных тормозов установленных на полуприцепах с осями BPW.

На ступице закреплён тормозной барабан, колодки устанавливаются на кронштейны через разводные эксцентрики, к колодкам приклепаны фрикционные накладки. Верхние части колодок соединены пружиной, которая растягивается при нажатии на педаль тормоза и сжимается при падении давления в тормозной системе. При подаче воздуха двигается тормозной шток, приводящий в действие тормозной вал, через регулирующее устройство подвода колодок «трещетка». Тормозные колодки прижимаются к тормозному барабану, который через ступицы связан с колёсным диском.

У барабанного тормоза имеются свои преимущества и недостатки. Начнём с достоинств:

• Барабанный тормоз хорошо защищен от попадания влаги и пыли, колодки меньше изнашиваются на запылённой или грязной дороге. Ресурс колодок выше, чем у колодок дискового тормоза, это делает его более надёжным, долговечным и лучше приспособленным для плохих дорожных условий.
• Так же он требует меньше внимания водителя в процессе эксплуатации автопоезда.

К минусам барабанных тормозов можно отнести их более трудоемкий и долговременный процесс технического обслуживания, так как доступ к тормозным колодкам затруднён тормозным барабаном.

На грузовой автотранспорт дисковые тормоза массово стали устанавливать только в годах прошлого века. Изначально они предлагались в качестве опции и обладали многочисленными «детскими болячками», что отталкивало от них потенциальных покупателей. К настоящему моменту времени развитие технологий и производства сделали дисковые тормоза на полуприцепах надёжными, что привело их к широкому применению.

Принцип действия дисковых тормозов установленных на полуприцепах с осями BPW.

Тормозной диск крепится к ступице колеса, тормозной цилиндр через колодки сжимает тормозной диск, что приводит к затормаживанию колеса. Благодаря плавающей скобе дисковый тормоз является саморегулирующимся и самоцентрирующимся. Для защиты тормозных дисков от перегрева их делают вентилируемыми, что позволяет более эффективно отводить тепло. Несмотря на кажущуюся простоту дисковый тормоз чрезвычайно сложный и требующий постоянного внимания механизм.

• Удобство и быстрота при проведении технического обслуживания.
• Стабильность характеристик приводит к улучшению торможения.
• Минимальный зазор между колодкой и диском позволяет максимально быстро приводить тормозную систему в действие.
• Более эффективны, так как поверхность диска и колодок плоские, коэффициент трения больше чем у барабанных тормозов.
• В отличие от барабанного механизма, где усилие ограничено прочностью барабана, дисковые тормоза практически не ограничены по тормозному усилию на колодках.

К минусам дисковых тормозов можно отнести:

• Дисковые тормоза более открыты для воздействия пыли и грязи с полотна автодороги. Под воздействием высокой температуры грязь может кристаллизироваться и мешать свободному перемещению суппорта и колодок, в результате чего возникает эффект «подтормаживания», который может привести к перегреву тормозного механизма. Трескаются тормозные диски, сокращается срок службы ступичного механизма, в самом худшем случае может заклинить подшипник, что приведёт к катастрофическим последствиям.
• Требуют постоянного визуального контроля со стороны водителя.
• При продолжительном простое полуприцепа тормозные колодки могут «прикипеть» к тормозному диску.

Читайте также: Topeak ta2051 b багажник uni supertourist dx под дисковые тормоза

При выборе тормозной системы полуприцепа необходимо учитывать, какие тормоза установлены на тягач с которым предполагается его использование. На рис. 3 приведены различные комбинации и эффективность их использования

При правильной комбинации седельного тягача и полуприцепа, разница в эффективности дискового тормозного механизма перед барабанным, не превысит 7%.

Эксплуатационные расходы при выборе тормозной системы полуприцепа имеют немаловажное значение. В приведенных ниже таблицах 1 и 2, рассмотрены расходы на обслуживание барабанных и дисковых тормозных систем нового полуприцепа, оснащенного осями BPW. Срок эксплуатации 6 лет, среднегодовой пробег 200 000 км.

Ресурс тормозных колодок зависит от множества факторов: стиль вождения, использования или нет водителем моторного тормоза, местности, в которой эксплуатируется автопоезд (горы или равнина). Для простоты будем считать ресурс дисковых накладок 150 000 км, барабанных 200 000 км.

Таблица 1. Расходы на обслуживание дискового тормозного механизма.

ТО1 150 000 км.	ТО2 300 000 км.	ТО3 450 000 км.	ТО4 600 000 км.	ТО5 750 000 км.	ТО6 900 000 км.	ТО7 1 050 000 км.	ТО8 1 200 000 км.
Запчасти	колодки	колодки, тормозные диски	колодки	колодки, тормозные диски, суппорт	колодки	колодки, тормозные диски	колодки	Колодки, тормозные диски, суппорт
Стоимость запчастей, руб.	24 000	60 000	24 000	240 000	24 000	60 000	24 000	240 000
Стоимость работы, руб.	10 000	18 000	10 000	30 000	10 000	18 000	10 000	30 000
Итого	34 000	78 000	34 000	270 000	34 000	78 000	34 000	270 000
Примерное время простоя в техцентре, час.	4	8	4	14	4	8	4	14

Общая стоимость эксплуатационных затрат 832 000 рублей.

Примерное время простоя в техцентре — 60 часов.

Таблица 2. Расходы на обслуживание барабанного тормозного механизма.

ТО1 200 000 км.	ТО2 400 000 км.	ТО3 600 000 км.	ТО4 800 000 км.	ТО7 1 000 000 км.	ТО8 1 200 000 км.
Запчасти	накладки	накладки	накладки, опорные кольца, р/к валов, барабаны	накладки	накладки	накладки, опорные кольца, р/к валов, барабаны
Стоимость запчастей, руб.	9 000	9 000	63 000	9 000	9 000	63 000
Стоимость работы, руб.	24 000	24 000	90 000	24 000	24 000	90 000
Итого	33 000	33 000	153 000	33 000	33 000	153 000
Примерное время простоя в техцентре, час.	11	11	40	11	11	40

Общая стоимость эксплуатационных затрат 438 000 рублей.

Примерное время простоя в тех. центре — 124 часа.

Сергей Илиенко,
руководитель отдела продаж

Дисковые тормоза для грузовиков

В предшествующих номерах мы уже познакомили вас с конструкциями подвесок и главных передач грузовых автомобилей и автобусов. Теперь представляем обзор конструкций еще одного механизма, присущего как задним, так и передним мостам, ставшего символом технического прогресса – дисковых тормозных механизмов

Постепенно дисковые механизмы в качестве колесных тормозов получают все большее распространение на грузовых автомобилях самого разного назначения. Как известно, вначале они выполняли функцию лишь трансмиссионного тормоза.

Читайте также: Фред пун тормоза спортивного автомобиля

Дисковые тормоза перед барабанными имеют целый ряд преимуществ:

1. пониженную чувствительность к изменению коэффициента трения;
2. возможность уменьшения удельного давления в трущихся парах за счет значительного увеличения поверхности трения;
3. более равномерный износ фрикционных накладок;
4. одинаковую эффективность тормоза при движении автомобиля вперед и назад;
5. пониженную температуру обода колеса и прилегающей к нему бортовой части шины;
6. простоту обеспечения одинакового тормозного момента правых и левых колес;
7. меньшую чувствительность тормоза к изменениям температуры накладок;
8. большую жесткость конструкции, достаточную компактность колесного тормоза, простоту обслуживания и регулировок;
9. возможность установки небольших зазоров, что позволяет увеличить передаточное число в приводе и сократить время срабатывания тормозов;
10. легкость герметизации колесного тормоза (для грузовых автомобилей повышенной проходимости).

Последнее обстоятельство объясняет тот факт, что для армейских автомобилей было создано немало удачных конструкций колесных дисковых тормозов задолго до того, как ими обзавелись магистральные и городские коммерческие грузовики. Именно тяжелые условия эксплуатации таких машин и повышенные требования к их тормозным системам стали причиной разработки дисковых тормозов, первые варианты которых родились в конце 1950-х годов. При их разработке в те годы внимательно изучался опыт применения дисковых тормозов в авиации. Много времени отняло создание специальной тормозной жидкости, выдерживающей продолжительный нагрев до высокой температуры, а также поиск фрикционных пар, обеспечивающих высокий ресурс узла.

В одной из первых конструкций дискового тормоза для грузовика большой грузоподъемности заложено серводействие (самоусиление при работе) и применен пневматический привод. Серводействие обеспечивают стальные шарики, двигающиеся по наклонным поверхностям углублений (лунок) при смещении одного диска относительно другого.

В середине 1960-х компания Chrysler предложила свою конструкцию дискового колесного тормоза для автомобиля повышенной проходимости. Он был герметичным и тоже имел самоусиление при работе. Тормозной механизм находился внутри корпуса, одной из половин которого являлась ступица колеса. Диски с фрикционными накладками располагались между трущимися поверхностями корпуса и крышки корпуса. Тормоз включался при помощи двух рабочих цилиндров. При торможении поршни расходились, и диски поворачивались на некоторый угол в противоположные стороны. При этом шарики, перекатываясь по наклонным поверхностям, раздвигали диски и прижимали их к стенкам тормозного барабана. Такой механизм называют дисковым тормозом с вращающимся корпусом. Различают также дисковые тормоза с полным или частичным охватом, т.е. трение может происходить по всей или по части поверхности диска.

В тепловом отношении лучшей стала конструкция, представляющая собой дальнейшее развитие идеи дискового тормоза с вращающимся корпусом. Этот тормоз не обладал серводействием, но имел полный охват и посеребренный корпус. Благодаря этому поверхность теплоотдачи стала значительно больше, чем у дисковых тормозов с частичным охватом, в которых вращающийся диск обязательно должен был быть гладким. Поскольку конечная температура зависела от величины поверхности трения, при равной мощности, затрачиваемой на торможение, конечная температура была тем меньше, чем была больше поверхность трения.

В середине 1960-х годов около 50% всех тяжелых тягачей, выпускавшихся в США, были снабжены дисковыми тормозами с вращающимися дисками, серводействием и с полным охватом. У дисковых тормозов такого типа поверхность трения была на 40 – 50% больше, чем у колодочных, имевших такой же занимаемый объем и близкую массу. Вследствие этого у дисковых тормозов износ и температура поверхности трения были значительно меньше, чем у колодочных.

Сравнительные испытания дисковых и колодочных тормозов были проведены на грузовике полной массой 14,0 т при торможении со скорости 30 км/ч в течение 12 мин. Они показали, что барабанный тормоз массой 80 кг способен развивать мощность 18,5 л.с., дисковый тормоз с частичным охватом и массой 110 кг развивает 23,8 л.с., а дисковый тормоз с полным охватом и массой 85 кг – 27,5 л.с.

Читайте также: Электрический тормоз постоянного тока

Уменьшение тормозного момента у барабанного тормоза в начальный период объясняется более сильным нагревом барабана по сравнению с колодками. В конце торможения температура колодок повышается, и тормозной момент несколько возрастает. В дисковом тормозе с полным охватом без самоусиления тормозной момент в процессе торможения практически не меняется. Следовательно, в этом случае среднее значение момента будет значительно выше, чем у колодочного тормоза, а время торможения на 20 – 30% меньше.

В Европе дисковые тормоза на грузовиках появились позже, чем в США, примерно через 20 лет после их дебюта на легковых автомобилях. «Первопроходцем» в этом стала французская компания Renault V.I. в 1980-х годах. Сначала дисковые тормоза появились на грузовиках полной массой 6 т, затем полной массой 10 т, а впоследствии – на автобусах и седельных тягачах для автопоездов полной массой 40 т. За Renault V.I. их начали устанавливать IVECO, MAN, Volvo, ERF, Scania, Mercedes-Benz.

Поначалу дисковые тормоза предлагали в качестве опции, в настоящее время на множестве моделей грузовиков с различной допустимой полной массой они стали стандартным оборудованием. Задержка применения дисковых тормозов в Европе объяснялась двумя причинами: их более высокой ценой и действующими нормами ЕЭК ООН, которые можно было выполнить, имея барабанные тормоза. Ситуация изменилась к концу 1980-х, когда допустимая нагрузка на передний мост выросла с 6 – 6,5 до 7 – 7,5 т, а на задний – до 13 – 14 т. При постоянном росте мощности двигателей автомобилей резко возросли динамические нагрузки на передний мост при торможении.

Распространение шин с малым сопротивлением качению и улучшение аэродинамических свойств магистральных автопоездов также ужесточили требования к эффективности тормозов. Снижение центра тяжести транспортных средств и стремление к уменьшению погрузочной высоты привели к замене ставших привычными 22,5-дюймовых шин покрышками с посадочным диаметром 19,5 дюйма. Сокращение (в среднем на 25%) объема внутри колеса, где размещался тормозной механизм, практически свело на нет применение барабанных тормозов на машинах, оснащенных 19,5-дюймовыми колесами.

Перед конструкторами тормозных систем встала сложная задача создания надежного привода дисковых тормозов. Гидравлический привод ввиду возможного «залипания» из-за перегрева скоб грозил лишить грузовик тормозов в сложной дорожной ситуации. В итоге он не применяется на машинах с полной массой свыше 12 т, а также на туристических и междугородных автобусах. Получил распространение механический привод с пневмокамерой, освоенный в производстве компаниями Bendix, Rockwell, Perrot и Lucas Girling. К примеру, Bendix применил в приводе клиновый розжим, отличающийся высоким КПД (94%) и легкостью подбора развиваемого усилия регулировкой угла конуса.

У нас в стране дисковые тормоза для вездеходов были разработаны на ЗИЛе еще в 1972 г. Рабочие тормозные механизмы на трехосном автомобиле с бортовым приводом размещались на внутреннем конце приводного вала, передававшего крутящий момент от раздаточной коробки к колесному редуктору. Эффективность торможения обеспечивалась применением жесткой подвижной скобы, вентилируемого диска, автоматической регулировки зазора между колодками и диском. Рабочий и стояночный тормоза были совмещены в едином агрегате.

Заканчивая статью, стоит отметить, что дисковые тормоза, разработанные по заданию автомобилестроительных компаний специальными фирмами, уже прошли стадию «детских пеленок» – они полностью отработаны и, несмотря на их более высокую стоимость, востребованы транспортниками, заказывающими их во все возрастающих количествах при покупке новых грузовиков.

Источник https://ivspecodezda.ru/gruzoviki-s-diskovymi-tormozami/

Источник

Источник