ドラムブレーキ：デザイン、長所と短所。仕組み: ドラムブレーキホイールブレーキドラム

20.10.2023

- オーバーヒート。 (ディスクブレーキの設計とは異なり) 摩擦面には空気が吹き付けられないため、摩擦面の冷却はさらに悪化します。ここで、緊急ブレーキ中のドラムの温度は500〜600度に達する可能性があると言わなければなりません。このような状況では、ドラムが膨張し、パッドまでの距離が長くなり、ペダルをより強く踏む必要があります。彼らはドラムの外側に追加のフィンを設置することでドラムの過熱を防ごうとしました。フィンに空気を送り込み、熱の一部を「排出」しました。しかし、この設計ではまだディスクブレーキとの競争に耐えることはできません。

彼らには何か利点があるのでしょうか？

ドラムブレーキにはさまざまな欠点がありますが、否定できない利点もあります。

- 汚れからの保護。ここのパッドは限られた空間で機能し、外部からの汚れがそこに侵入することはありません。

- 高い制動力。ドラムブレーキの効率と最大パッド圧力はディスクブレーキよりも低いと上で述べました。しかし、密閉型の設計では、ドラムの直径と幅を大きくすることで摩擦面積を非常に大きくすることができます。このため、長い間、大型トラックやバスにはブレーキドラムの代替品がありませんでした。

- パッドの耐摩耗性。ドラムへのパッドの密着性が悪くなると、ブレーキの品質が低下しますが、パッドの摩耗が遅くなります。

なぜまだインストールされているのでしょうか?

ドラムブレーキの最初の 2 つの利点は、長い間ほとんど無関係でした。エンジニアはディスクとパッドの耐摩耗性を高める方法を学び、トラックやバスの製造業者の間でかさばるドラムは徐々に使用されなくなりました。ヨーロッパのモデルは90年代後半から2000年代前半にそれらを失いました。しかし、例えばロシアの「ローン」にはまだ前後にドラムブレーキが搭載されていますが、間もなくそれも歴史になるでしょう。

ドラム缶の汚れ耐性が関係する SUV に関しては、高価なモデル (トヨタランドクルーザー、三菱パジェロ) では 80 年代にドラム缶が廃止され、安価なモデルやピックアップトラックにはドラム缶がまだ見られますが、後車軸。なぜ後ろに？理由は簡単です。前輪から後輪に大量の汚れが飛来するからです。

ドラム式ブレーキ機構は、車両の制限速度を変更するために機能的に設計されています。また、後輪にドラムブレーキを装備し、パーキングブレーキ機能も備えています。

実際にその名前の由来となっているこのタイプのブレーキ機構の主な構造要素は、ホイールハブに取り付けられたドラム、または金属製のボウルです。

ドラム式ブレーキ機構（図1）は以下の主要部品で構成されています。

高強度鋳鉄を素材としたブレーキドラム。機構の他の要素と直接接触するドラムの内面は徹底的に研磨されています。サポートシャフト（この場合はドラムにベアリングが圧入されています）またはホイールハブに取り付けられます。

ブレーキパッド (項目 4)。金属製で三日月の形をしています。ブレーキパッドの作動面には摩擦ライニング（アスベストベース）が装備されています。

ブレーキ油圧シリンダー (項目 2)。これは、作動 (ブレーキ) 流体で満たされた 2 つの作動ピストンを備えた中空の鋳鉄シリンダーです。シリンダーにはブレーキシステムから空気を除去するためのブリードバルブが装備されています。ブレーキフルードの漏れを防ぐため、シールカラーを採用しています。

「圧縮」で動作する上部 (項目 1) と下部 (項目 5) の引張スプリング。その主な動作機能は、「休止」モードでブレーキパッドが離れるのを防ぐことです。

ハブ（リアビーム）に直接取り付けられた保護ディスク。

スペーサーバー (アイテム 3)。特定の構成 (特殊な切り欠きを有する) の金属プレートです。この要素の機能的な目的は、「自己給電」メカニズムをインストールすることです。また、後輪にブレーキ装置を装着した場合、スペーサバーはパーキングブレーキの機能を確保しつつ、第２ブレーキシューを作動させる。 1つのブレーキシリンダーを備えたドラム式ブレーキ機構に使用されます。

「自己供給」機構 (保護ディスクの本体にある 2 つの偏心器の形) により、摩擦ライニングが摩耗したブレーキパッドが確実に分離されます。

ドラムブレーキの動作原理

ドラムブレーキ機構の動作原理は次のとおりです。

ドライバーがブレーキペダルを踏むと、ブレーキシステム回路内の圧力が高まります。

ブレーキ液圧の影響下で、ブレーキシリンダーのピストンが引張バネの抵抗に打ち勝ち、ブレーキパッドの発散を開始します。

ブレーキパッドは、摩擦ライニングを分散させてブレーキドラムの作動面にしっかりと密着させ、その回転速度を低下させ、それによって車輪の回転を遅くします。

ドラム式ブレーキはディスクブレーキに比べて制動効率が若干劣ります。したがって、制動距離の差は大幅に変化する可能性があります (最大 20%)。これには、非常に客観的な理由がいくつかあります。

もちろん、ドラムはずっと前にディスクとの進化戦争に敗れましたが、今日に至るまで安価で軽量なマシンで非常に積極的に使用されています。すべてのラダ、ルノーローガン、フォルクスワーゲンポロセダン、シュコダラピッド、大宇マティス - これらの古風だが耐久性のあるブレーキ機構を使用する完全に現代的なモデルのリストは非常に長くなります。つまり、それらがどのように機能するのか、なぜ壊れるのか、どのように修復するのかを知ることが役立つということです。理論的な準備が終わったら、修理ゾーンに行き、ロシアでは QQ の名前でよく知られている珍しい中国製セダン Chery Jaggi のドラムを検査します。

生産履歴

そしてそれらは19世紀に発明されました。現代のブレーキの最初のプロトタイプは、わずか 3 つのコンポーネントからなる原始的なシステムでした。これは、ホイールに取り付けられたブレーキドラムそのもの、その周りに配置された強力で柔軟なバンド、そして最後の部分を緊張させるレバーでした。当然のことながら、そのようなシステムの耐用年数は短く、さまざまな石や汚れが内部に入り込みました。

このデザインが改良されたのは 20 世紀初頭になってからです。その後、エンジニアのルイ・ルノーは、より信頼性の高いコンポーネントを備えた新しいブレーキドラムを発明しました。初めて、機構内にパッドが配置されました。ブレーキ装置が汚れから十分に保護されたため、耐用年数が大幅に延長されました。以来、ブレーキドラムは設計や材質の変更を繰り返してきましたが、その機能は変わっていません。このような装置は、必要に応じて車両の速度を低下させました。ハンドブレーキとしても機能しました。

デバイス

ドラム式ブレーキ機構（図1）は以下の主要部品で構成されています。

ドラムブレーキには次のタイプがあります。

シンプレックス – 1 つの拡張デバイスを使用
-二重 – 個別ドライブ付き
-Duo-Duplex – 2 つの拡張デバイス付き
-サーボ – 最大限の自己強化を備えた
-デュオサーボ - ドラム回転のあらゆる方向に自己強化します。

機械的自己強化効果もドラムブレーキの利点の 1 つです。この効果は、ブレーキパッドの下部が互いに接続されており、フロントパッドのブレーキドラムに対する摩擦により、ドラムに対するリアブレーキパッドの圧力が増加するために発生します。
自己強化効果は通常、車が前進するときに発生します。しかし、デュオサーボの設計では、ホイールが逆回転（リバース）したときにも発生します。セルフブーストにより、平均して 2 ～ 4 倍の制動力を高めることができます。サーボバージョンでは制動力を6倍に高めることができます。

ドラムブレーキの特別な特徴は、熱膨張によるシューとブレーキドラムの間の隙間の増加を補償する装置の使用です。ボッシュは、ブレーキ機構の温度が摂氏 80 度を超えたときのバイメタルスプリングの変形の影響に基づいて、このような装置を開発しました。
ドラムブレーキの設計では、さまざまな目的に複数のスプリングも使用されます。時間の経過とともにバネの弾性特性が低下するため、これらのバネは定期的に交換する必要があります。

長所と短所

100 年前のブレーキ: ドラムがディスクよりも効果的であることが判明した経緯

ブレーキシステムは自動車が登場するずっと前に登場しました。ワゴン、カート、台車、さまざまな駆動システム、その他多くの機器を停止するために必要でした。スピード30だった時代の名残…。

ドラム機構の主な利点の 1 つは、ドラム機構が環境から遮断されているため、内部にゴミや塵が入らないことです。これに同意するのは難しいですが、屋外の汚れについて話している場合には、注意が必要です。ドラム内に現れるパッドの摩耗製品はすべて、そこから簡単に「出る」ことはできません。ドラム缶で密閉されることのすべての美しさは、実験対象者の写真で見ることができます。

ディスクブレーキでは摩擦ライニングの残りが単に機構から吹き飛ばされるだけですが、ドラムブレーキではほとんどすべてが所定の位置に残ります。そしてさらに。これまでの人生で「ドラム缶」を取り付けたトラックや古い車を運転したことがある人は、覚えておく必要があります。深い水たまりや浅瀬を運転する場合は、ブレーキを数回踏んで乾燥させる必要があります。そうしないと、ブレーキが効かなくなります。」起こらない。ディスクにはそのようなサーカスはありません。

また、ドラムは過熱しやすく、ディスクとは異なり、入ってくる空気によって急速に冷却することができません。この場合、ドラム自体を歪ませるのは困難ですが（ディスクについては言えません）、熱いドラムのブレーキ効率は非常に大幅に低下します。

ダイナミクスの点でも、ドラムはディスクよりも劣ります。ディスクの方が軽いためです。さらに、ドラムの最大制動力は大幅に制限されており、パッドに過度の圧力がかかるとドラムが単に「破損」する可能性があります。ディスクはさらに強力に圧縮できます。

ドラムブレーキの動作原理。

このようなシステムの動作原理は次のとおりです。平らなカップの形をした金属製の中空ドラムがハブに取り付けられています。ブレーキをかけると、三日月型のブレーキパッドがドラムの内側に押し付けられるため、ダイレクトなブレーキがかかります。

ブレーキパッドのクランプにつながる設計は、1 つまたは複数の油圧ブレーキシリンダーに基づいて構築されています。ブレーキパッドはバネの力で元の位置に戻ります。ドラムブレーキの設計には、車がパーキングブレーキをかけられたときにシューを押すレバーが含まれています。

自動車産業の黎明期にはドラムブレーキが主流でした。ドラムブレーキに対するこのバランスの理由は、主に製造が容易であり、製造部品の精度に対する要求が低いためでした。また、ドラムブレーキをベースとしたパーキングブレーキは、現在ではディスクブレーキをベースとしたパーキングブレーキに比べて構造が単純であるため、ディスクブレーキに置き換わることが多い。

ブレーキはどのようにして起こるのでしょうか？

ブレーキペダルを踏むと、システム内で作動液圧が発生し、ピストンが「押されて」、ブレーキパッドが作動状態になります。この後、パッドが離れて、ドラムの作業面を（しっかりと）押し付けます。車輪が減速し、車が止まります。私たちの場合のようにシリンダーが 1 つしかない場合、パッドの上端を「押す」のはシリンダーであり、下端は単にリアディスク上のストップに当たります。

システムに2つのシリンダーが装備されている場合、そのようなブレーキ機構はより効果的であると考えられます。この場合、ストップの代わりに2番目のシリンダーが取り付けられ、それによってブレーキパッドとドラムの作業面の接触面積が増加します。

車の後輪にドラムブレーキが取り付けられている場合、パーキングブレーキの機能も実装されることに注意してください。

車のブレーキドラムがどのように機能するかについてのビデオ:

ドラムブレーキは、回転するドラムで構成されるブレーキシステムの一種です。

今日の記事では、リアドラムブレーキについてさらに詳しく説明し、特に次の質問に答えます。

リアドラムブレーキとは何ですか？
ドラムブレーキシステムの動作原理は何ですか?
ドラムブレーキが鳴くのはなぜですか?
ドラムブレーキが鳴く場合はどうすればいいですか？
きしむドラムブレーキを修理するための修理キット?
ドラムブレーキをディスクブレーキに交換するにはどうすればよいですか？
リアドラムブレーキをディスクブレーキに交換するためのリペアキット。

基本情報

小型車でも大型車でも、ブレーキシステムを装備する必要があります。ブレーキシステムの主な役割は、車の所有者または電子誘導システムの命令に従って、車両の移動速度を変更することです。ブレーキシステムの 2 番目の目的は、駐車中に車を道路に対して静止状態に保つことです。

摩擦部品の設計に応じて、ディスク機構とブレーキドラム機構が区別されます。ブレーキ機構には固定部分と回転部分があります。ドラムブレーキ構造の可動部分の役割は、回転バンドやブレーキパッドではなく、停止ドラムによって行われます。ブレーキディスク設計の可動部分はディスクの形状をしており、ブレーキパッドによって回転されません。現在の乗用車の車軸にはディスクブレーキ構造が採用されているのが一般的です。

ディスクブレーキ機構は次の要素で構成されます。

ブレーキディスク;
両側のキャリパーの中央に取り付けられた2つの非回転パッド。

ドラムブレーキとディスクブレーキの主なメリットとデメリットを見てみましょう。したがって、ドラムブレーキの利点は次のとおりです。

ゴミや塵がドラム内に侵入しないため、耐用年数が長くなります。
ブレーキ力が大きくなり、トラックに有利です。
高価な修理キットではありません。

欠点としては次のようなものがあります。

遅さ;
パッドが固着している。

ディスクブレーキの利点:

ブレーキ効率の向上。
小さな塊。
小さいサイズ。
ブレーキ液の温度が低い。
高レベルの信頼性。
安定性。

唯一の欠点は、汚れやほこりからの保護が不十分であることです。

ブレーキシステムの動作原理は何ですか?

油圧操作ユニットの例を使用して、ブレーキシステムの動作原理を見てみましょう。ブレーキが踏まれると、負荷がアンプに伝達され、メインシリンダーに追加の補強が作成されます。メインブレーキシリンダーのピストンは、パイプラインを使用して車のホイールシリンダー内のすべての流体を収集します。また、同時にブレーキ駆動部の液圧も上昇します。車のホイールシリンダーのピストンのおかげで、ブレーキパッドはディスク (ドラムとも呼ばれる) に移動します。

ブレーキを踏むと液圧が上昇し、ブレーキ機構が作動して車輪の回転が減速し、タイヤと路面の接触点で制動力が発生します。

さらに、ブレーキペダルにかかる力が大きくなるほど、車の車輪はより効率的かつ迅速に停止します。停止時の液体圧力は10～15メガパスカルに達することがあります。

ブレーキが終わると、ペダルはリターンスプリングの影響を受けて後進位置に移動します。メインブレーキシリンダーのピストンも逆位置に切り替わります。スプリングの一部はブロックを使用してドラムから引き込まれます。ブレーキ液はパイプラインを介して車のホイールシリンダーからメインブレーキシリンダーに流れます。したがって、ブレーキシステムの圧力が減少します。

ドラムブレーキが鳴く

リアドラムブレーキの鳴きを解消するには、適切な修理キットを購入する必要があります。では、ドラムブレーキが鳴いた場合、どのような修理キットを購入すればよいでしょうか?

反動防止ストラット。
ソケットヘッドのセット。
肌のきめが粗い。
ハンマー;
バルーンレンチ;
トルクレンチ。
ドライバー;
サポートスタンド。
ジャック。

では、ドラムブレーキが鳴く場合はどうすればよいでしょうか?

まず、修理キットを準備します。
車を平らな場所に置き、パーキングブレーキを取り外します。
車の車輪の下に車輪止めを置きます。
車の車輪を固定しているボルトを緩めます。
車をジャッキの上に置きます。
ホイールを取り外します。
ホイールベアリングを覆っている保護キャップを慎重に取り外します。これを行うには、ドライバーとハンマーが必要です。
ドラムを固定しているナットを緩めます。
ドラムを取り外します。
目の粗いサンドペーパーを使用して、パッドの機能によって生じたエッジを取り除きます。
ドラムの錆を取り除きます。
すべてを逆の順序で取り付けます。ベアリングの締め付けにはトルクレンチを使用してください。
リアブレーキが鳴いていないか確認してください。

リアドラムブレーキをディスクブレーキに置き換えるアルゴリズム

リアドラムブレーキの交換に進む前に、修理キットを購入する必要があります。では、どのようにしてブレーキをディスクブレーキに交換するのでしょうか？

まず、修理キットを準備します。
車の後部をジャッキで持ち上げます。
対応するホイールを取り外します。
ハンドブレーキを放します。
ドラムとハブの位置をマークします。
2 本のドライバーをブレーキフラップの穴に挿入します。
当社では特殊な液体を使用してブレーキを洗浄します。
ブロックの前の上からリターンスプリングを取り外します。
ブロックを固定しているスプリングプレートを取り外します。 これを行うには、プレートを押して 90 度回転する必要があります。
ブロックと調整バーを取り外します。
ハンドブレーキケーブルをリアシューレバーから外します。
調整バースプリングを取り外します。
リターンスプリングを外します。
調整バーを取り外します。
パッドを固定しているブラケットを取り外します。
調整レバーを取り外します。
ハンドブレーキレバーを取り外します。
すべてを逆の順序で行って、新しい部品を取り付けます。
ホイールを車両に取り付けていきます。

あまり

ドラムブレーキ– このような装置は多くのドライバーにとって馴染みのあるものです。このタイプのブレーキシステムは過去のものになりつつあり、より技術的に進歩した効率的なブレーキシステムに取って代わられています。

写真：ドラムブレーキ機構

用語

ドラムブレーキは、車両を減速したり完全に停止したりすることを目的とした機構システムです。さらに、この複合体は車を自発的な動きから保護します。

誕生と発展の歴史

最初のメカニズム

ディスクブレーキが発明されたのはさらに早いという事実にもかかわらず、新しい車に装備され始めたのはドラムブレーキでした。結局のところ、この業界は複雑なメカニズムを製造できるほど発展していなかったので、製造がはるかに簡単であることが判明しました。これは重要です。

最初のドラムブレーキは、ハブにしっかりと固定されたドラムと、その周りに強力で柔軟なテープが巻き付けられた構成でした。ブレーキをかけるとドラムの表面に伸びて車が止まりました。

しかし、テープがすぐに摩耗し、その下に蓄積した汚れや小さな破片がドラム自体を損傷したため、この設計は失敗に終わりました。

ルイ・ルノー

この栄誉は、1902 年のドラムブレーキの発明に与えられ、シューはドラムの内側に配置されていました。このような設計により、塵やその他の汚染物質が内部に侵入する可能性が排除されたため、ブレーキ効率と信頼性が大幅に向上しました。ルノーのシステムはケーブルとレバーの使用に基づいていました。

写真：ドラムブレーキ用リペアキット VW ゴルフ (1997)

30代

この数年間のドラムブレーキの進化により、コンパクトなブレーキシリンダーが登場し、機構ごとに 2 個搭載される場合もありました。しかし、自動車メーカーのかなりの部分は、将来的にケーブルタイプを使用する新しい設計に切り替えることはありませんでした。

50代

この時代は、自動調整機能を備えたドラムブレーキの発売によって特徴付けられました。これにより、以前は急速な摩耗によりブレーキ効率が低下し、パッドを頻繁に締める必要があったため、状況が大幅に簡素化されました。

60～70年代

この頃、自動車の高出力化と重量増加により、ドラム式では摩擦特性が不足し、ディスクブレーキの搭載が必要となりました。しかし、一部の自動車会社が両車軸のディスクブレーキに移行したにもかかわらず、ほとんどの自動車会社は後車軸にドラムブレーキを設置し続けました。

デザイン

時間が経つにつれて、新しい設計ソリューションが登場し、さまざまな材料が使用されましたが、ドラムブレーキのレイアウトは同じままでした。それは多くの要素で構成されています。

写真：ドラムブレーキ装置

ブレーキドラム– 強度値の高い鋳鉄製で、内面は慎重に研磨されています。ドラムは支持軸またはホイールハブに取り付けられ、内部にベアリングが圧入されます。
ブレーキシリンダー（油圧）・内部にピストンを一体化した鋳鉄製ボディで、ブレーキフルードの漏れを防ぐゴムカフを装備しています。また、システムから空気を抜くように設計されたブリードバルブも取り付けられています。
ブレーキパッド– 摩擦ライニングを備えた三日月の形で作られた要素。彼らはドラムを押して車両を停止します。摩擦ライニングは、ゴム（合成）、改質剤、樹脂、セラミック、繊維（鉱物および有機）を添加して作られています。
保護ディスク– リアビームまたはハブに取り付けられ、シリンダーを備えたブレーキパッドは可動式に固定されています。
スプリング（カップリング）– 上下からパッドに固定されます。彼らの仕事は、圧縮に取り組み、運動中にパッドが広がるのを防ぐことです。
スペーサー（ブロック）– すべてのブレーキシステムで使用されるわけではなく、ブレーキシリンダーが 1 つしかないシステムでのみ使用されます。パーキングブレーキハンドルを張る際のセカンドブロックの操作や、セルフサプライの取り付けに必要な特殊な切り欠きを備えた金属プレートです。
リテーナー- 一連のブロック、スプリング、プレートが取り付けられた金属棒。まさにこの順序で作成されます。この場合、パッドをブレーキディスクに押し当てたまま、パッドを上下に動かすことができます。
パッドの供給– 保護ディスクの本体に配置された一対の偏心器。回転中、偏心機構によりシューとドラムの密着が促進されます。以前はこのシステムが広く使われていましたが、現在ではほとんど使われなくなりました。
自動給紙機構– パッドの磨耗の程度とドラムへのパッドの供給を平準化する必要があります。原則として、フォルクスワーゲンの単純なシステムが使用されます。これは、内側に落ちてパッドを広げるウェッジで構成されます。フォードは金属プレートと切り歯を使用したより複雑なデザインを開発しました。しかし、信頼性は低くなります。