Барабанні гальма: пристрій, плюси та мінуси. Як це працює: барабанні гальма Гальмівний барабан колеса

20.10.2023

- Перегрів. Оскільки поверхні тертя не обдуваються повітрям (на відміну конструкції дискових гальм), всі вони набагато гірше охолоджуються. Тут слід сказати, що температура барабанів під час екстреного гальмування може досягати 500-600 градусів. У умовах барабан розширюється, відстань до колодок збільшується і педаль потрібно продавлювати сильніше. З перегріванням барабанів намагалися боротися встановленням додаткових ребер зовні - вони обдувались повітрям і «зливали» частину тепла. Втім, ця конструкція все одно не витримує жодної конкуренції з дисковими гальмами.

Чи мають вони плюси?

При всіх своїх недоліках у барабанних гальм є і незаперечні переваги:

- Захищеність від бруду.Колодки тут працюють у замкнутому просторі, і бруд зовні туди не проникає.

- Високе гальмівне зусилля.Вище ми говорили про те, що ефективність барабанних гальм та граничний тиск колодок у них нижчі, ніж у дискових. Однак закрита конструкція дозволяє зробити площу тертя дуже великою за рахунок збільшення діаметра і ширини барабана. Внаслідок цього гальмівні барабани дуже довго були безальтернативними для великих вантажівок та автобусів.

- Зносостійкість колодок.Найгірше зчеплення колодок з барабаном робить свою справу: колодки зношуються повільніше, хоч і якість гальмування від цього страждає.

Чому їх все ще ставлять?

Перші два плюси барабанних гальм уже давно майже неактуальні. Інженери навчилися робити більш стійкі до зношування диски та колодки, а громіздкі барабани поступово вийшли з вжитку у виробників вантажівок та автобусів. Європейські моделі втратили їх наприкінці 90-х – на початку 2000-х. Втім, російський «Газон», наприклад, все ще має барабанні гальма спереду та ззаду, але незабаром він піде в історію.

Що стосується позашляховиків, для яких брудостійкість барабанів актуальна, то дорогі моделі (Toyota Land Cruiser, Mitsubishi Pajero) втратили їх ще в 80-х, а на більш дешевих, а також на пікапах барабани все ще зустрічаються, але тільки на задній осі. Чому ззаду? Все просто: тому що на задні колеса летить багато бруду з передніх.

Гальмівний механізм барабанного типу функціонально призначений зміни швидкісного режиму транспортного засобу. Крім того, барабанне гальмо, встановлене на задній колісній парі, забезпечує реалізацію функції гальма стоянки.

Основним конструктивним елементом гальмівного механізму даного типу, що власне і дало йому таку назву, є барабан, або металева чаша, закріплена на колісній маточині.

Гальмівний механізм барабанного типу (рис.1) складається з наступних основних частин:

Гальмівного барабана, матеріалом для виготовлення якого служить чавун підвищеної міцності. Внутрішня поверхня барабана, що безпосередньо стикається з іншими елементами механізму, піддається ретельному шліфуванню. Монтується на опорний вал (у цьому випадку барабан запресовується підшипник) або маточину колеса.

Гальмівні колодки (поз.4). Виготовляються з металу та мають форму півмісяця. Робоча поверхня гальмівної колодки оснащена фрикційною накладкою (на основі азбесту).

Гальмівного гідравлічного циліндра (поз.2). Це порожнистий чавунний циліндр із двома робочими поршнями, заповнений робочою (гальмівною) рідиною. Циліндр оснащений спускним клапаном, що забезпечує видалення повітря із системи гальмівного механізму. Для запобігання протіканню гальмівної рідини використовують манжети ущільнювачів.

Верхній (поз.1) та нижній (поз.5) стяжних пружин, що працюють на «стиск». Їхня основна робоча функція – запобігання розбіжності гальмівних колодок у режимі «спокою».

Захисного диска, що монтується безпосередньо на маточину (задню балку).

Розпірної планки (поз.3), що є металевою пластиною специфічної конфігурації (що має спеціальні вирізи). Функціональне призначення даного елемента полягає у встановленні механізму «самопідведення». Крім того, при встановленні гальмівного пристрою на задній колісній парі, розпірна планка приводить в дію другу гальмівну колодку, забезпечуючи при цьому функціонування гальма стоянки. Застосовується в гальмівних механізмах барабанного типу, що мають один гальмівний циліндр.

Механізму «самопідводу» (у вигляді двох ексцентриків, розташованих у корпусі захисного диска), що забезпечує розведення гальмівних колодок з фрикційними накладками, що зносилися.

Барабанні гальма - принцип роботи

Принцип дії барабанного гальмівного механізму полягає в наступному:

Після натискання водієм гальмівної педалі у контурі гальмівної системи виникає тиск.

Під впливом тиску гальмівної рідини поршні гальмівних циліндрів, долаючи опір стяжних пружин, ініціюють розбіжність гальмівних колодок.

Гальмівні колодки, розходячись і щільно прилягаючи фрикційними накладками до робочих поверхонь гальмівних барабанів, знижують швидкість їхнього обертання, уповільнюючи тим самим обертання коліс транспортного засобу.

Ефективність гальмування гальмівних механізмів барабанного типу дещо нижча, ніж аналогічний показник дискових гальм. Так, різниця величини гальмівного шляху може суттєво відрізнятись (до 20%). І цьому є кілька цілком об'єктивних причин:

Барабани, звичайно, давно програли еволюційну війну дискам, але донині досить активно використовуються на недорогих та легких машинах. Всі Лади, Renault Logan, VW Polo sedan, Skoda Rapid, Daewoo Matiz – список цілком сучасних моделей, які використовують ці архаїчні, але довговічні механізми гальм, буде дуже довгим. А значить – не зайве знати, як вони влаштовані, чому ламаються і як лагодяться. Після теоретичної підготовки вирушимо в ремзону, де обстежуємо барабани рідкісного китайського седанчика Chery Jaggi, відомого в Росії під ім'ям QQ.

Історія виробництва

А винайдено вони були ще в далекому 19-му столітті. Першими прототипами сучасних гальм була примітивна система лише з трьох складових. Це був гальмівний барабан, що кріпився до колеса, міцна і гнучка стрічка, розташована навколо нього, а також важіль, що натягує останню деталь. Звичайно, термін служби такої системи був недовгим, до того ж у неї потрапляли різні камені та бруд.

Удосконалилася конструкція лише на початку 20 століття. Тоді інженер Луї Рено винайшов новий гальмівний барабан із більш надійними комплектуючими. Вперше до нього входили колодки, розташовані всередині механізму. Гальмівний пристрій був добре захищений від попадання бруду, у зв'язку з чим його термін служби суттєво збільшився. З того часу гальмівний барабан неодноразово змінював свою конструкцію та матеріали, проте його функція залишалася незмінною. Такий пристрій, як і раніше, зменшував швидкість автомобіля при необхідності. Також воно виконувало функцію ручного гальма.

ПРИСТРІЙ

Гальмівний механізм барабанного типу (рис.1) складається з наступних основних частин:

Розрізняють такі типи барабанного гальма:

Simplex – з одним розтискним пристроєм
-Duplex – з індивідуальним приводом
-Duo-Duplex – з двома розтискними пристроями
-Servo – з максимальним самопідсиленням
-Duo-Servo – з самопідсиленням при будь-якому напрямку обертання барабана

Ефект механічного самопосилення – також одна з переваг барабанного гальма. Цей ефект виникає тому, що нижні частини гальмівних колодок пов'язані між собою, і тертя про гальмівний барабан передньої колодки посилює притиск до барабана задньої гальмівної колодки.
Ефект самопосилення виникає, як правило, під час руху автомобіля вперед. Але в конструкції Duo-Servo він виникає і при зворотному обертанні колеса (задньому ході). У середньому самопосилення дозволяє збільшити гальмівне зусилля в 2-4 рази. У варіанті Servo гальмівне зусилля може збільшитись у 6 разів.

Особливістю барабанного гальма є застосування пристроїв компенсації збільшення зазору між колодкою та гальмівним барабаном при тепловому розширенні. Компанія Bosch розробила такий пристрій на основі ефекту деформації біметалічної пружини при підвищенні температури гальмівного механізму понад 80 градусів за Цельсієм.
У конструкції барабанних гальм також застосовуються кілька пружин різного призначення. Згодом їх пружні властивості знижуються, тому ці пружини підлягають періодичній заміні.

Плюси і мінуси

Гальма сто років тому: як барабани виявилися ефективнішими за диски

Гальмівна система з'явилася задовго до автомобілів – зупиняти потрібно було вагони, вози, карети, різні приводні системи та багато іншого. У спадок від часів, коли швидкість у 30 років.

Однією з головних переваг барабанних механізмів називають його закритість від навколишнього середовища – ні бруд, ні пил всередину не потрапляють. Із цим важко не погодитися, але з застереженням – якщо йдеться про бруд зовні. Всі продукти зношування колодок, що з'являються в барабані всередині, просто так звідти «вибратися» не можуть. Вся краса закритості барабаном видно на фотографіях піддослідного.

Якщо в дискових гальмах залишки фрикційних накладок легко видмухуються з механізму, то в барабанних багато залишається на місці. І ще. Хто у своєму житті експлуатував вантажівки чи стародавні автомобілі з «барабанами» по колу, повинен пам'ятати: якщо проїхав глибоку калюжу чи брід, то після цього необхідно кілька разів натиснути на гальма, щоб просушити їх, інакше їх просто не буде. Із дисками такого цирку немає.

Ще барабани відмінно перегріваються і їх, на відміну від дисків, не можна швидко охолодити повітрям, що набігає. Сам барабан при цьому покоробити складно (чого не скажеш про диски), але ефективність гальмування гарячих барабанів знижується дуже суттєво.

З погляду динаміки барабани теж програють дискам, оскільки останні легші. Плюс максимальне гальмівне зусилля у барабанів дуже обмежене – надмірним тиском на колодки можна просто «порвати» барабан. Диски ж можна стискати набагато сильніше.

Принцип роботи барабанних гальм.

Принцип дії такої системи є наступним. Металевий порожнистий барабан у вигляді плоскої чашки кріпиться на маточині. При гальмуванні до внутрішньої частини барабана притискаються серпоподібні гальмівні колодки, що призводить безпосередньо до гальмування.

Конструкція, що веде до притиску гальмівних колодок, побудована на гідравлічному гальмівному циліндрі або кількох циліндрах. У вихідне положення гальмівні колодки повертаються завдяки пружинам. Крім іншого, в конструкцію барабанних гальм входить важіль, що розпирає колодки при постановці автомобіля на гальмо стоянки.

На зорі автомобілебудування барабанні гальма мали домінуюче поширення. Причина такої противаги у бік барабанних гальм була зумовлена насамперед простотою виробництва та меншими вимогами до точності виготовлення деталей. Крім того, будова гальма стоянки на основі барабанних гальм більш проста, ніж на основі дискових, які сьогодні нерідко займають місце перших.

Як відбувається гальмування?

У момент натискання на педаль гальма, у системі створюється тиск робочої рідини, яка "тисне" на поршні, тим самим приводячи в робочий стан гальмівні колодки. Після цього колодки розходяться убік, притискаючись (щільно) до робочої поверхні барабана. Колесо уповільнює свій хід та автомобіль зупиняється. Коли циліндрик один, як у нашому випадку, то на верхні кінці колодок «тисне» саме він, а нижні краї просто потрапляють в упор, які є на задньому диску.

Якщо система оснащена двома циліндриками, то такий гальмівний механізм вважається більш ефективним. В даному випадку замість упору встановлений другий циліндрик, тим самим збільшується зіткнення гальмівної колодки з робочою поверхнею барабана.

Треба відзначити, що якщо барабанне гальмо встановлено на задніх колесах автомобіля, то воно ще й реалізовує функцію гальма стоянки.

Відео про те, як працює гальмівний барабан на автомобілі:

Барабанні гальма відносяться до типу гальмівної системи, яка складається і барабана, що крутиться.

У сьогоднішній статті ми детальніше обговоримо задні барабанні гальма, а саме відповімо на такі питання:

Що являють собою задні барабанні гальма?
У чому полягає принцип дії барабанної гальмівної системи?
Чому риплять барабанні гальма?
Що робити, якщо скриплять барабанні гальма?
Ремкомплект для ремонту скрипучих барабанних гальм?
Як проводиться заміна барабанних гальм на дискові?
Ремкомплект для заміни задніх барабанних гальм дисковими.

Основна інформація

Будь-які автомобілі, як маленькі, так і великі, в обов'язковому порядку оснащуються гальмівною системою. Основне завдання гальмівної системи полягає у зміні швидкості пересування транспортних засобів, за командою власника авто або електронної системи керівництва. Другим призначенням гальмівної системи є утримання машини в нерухомому стані по відношенню до дороги на час стоянки.

Залежно від влаштування фрикційної частини розрізняють механізми диска та барабана гальмування. Механізм гальмування має нерухому частину, що обертається. Роль рухомої частини барабанної конструкції гальмування грає барабан зупинки, а не стрічки, що обертається, або колодки гальмування. Рухлива частина конструкції диска гальмування має вигляд диска, а не гальмування, що обертається колодками. На осях сучасних легкових автомобілів зазвичай розташовується дискова конструкція гальмування.

Дисковий механізм гальмування складається з таких елементів:

Диск гальмування;
Дві колодки, що не обертаються, які встановлюються в середині супорта з двох сторін.

Давайте розглянемо основні переваги та недоліки барабанних та дискових гальм. Отже, переваги барабанних гальм:

Великий термін служби, тому що в барабан не проникає бруд та пил;
Великі зусилля під час гальмування, що добре для вантажних машин;
Чи не дорогий ремкомплект.

До недоліків відносяться:

Повільність;
Залипання колодок.

Переваги дискових гальм:

Велика гальмівна ефективність;
Невелика маса;
Маленькі розміри;
Маленька температура гальмівної рідини;
Високий рівень надійності;
Стабільність.

Єдиним недоліком є поганий захист від бруду та пилу.

У чому полягає принцип дії системи гальмування?

Розгляньмо принцип дії системи гальмування на прикладі гідравлічного робочого блоку. У момент натискання на гальмо навантаження переходить на підсилювач, що створює додаткове посилення на основному циліндрі. Поршень основного циліндра гальмування збирає всю рідину у циліндрах автомобільних коліс за допомогою трубопроводів. Причому в цей момент відбувається збільшення тиску рідини в приводі гальма. Завдяки поршням циліндрів автомобільних коліс відбувається переміщення колодок, що гальмують, до дисків, або як їх ще називають барабанам.

Після натискання на гальмо відбувається збільшення тиску рідини, внаслідок чого відбувається активація механізмів гальмування, що призводять до обертання автомобільних коліс у уповільнення та утворення сили гальмування в місці контакту шин авто з покриттям дороги.

Причому чим більше прикладатиметься сила до педалі гальма, тим ефективніше і швидше станеться зупинка автомобільних коліс. Тиск рідини в момент зупинки може досягати від 10 до 15 мегапаскалів.

У момент закінчення гальмування педаль при дії пружини повернення перетворюється на зворотне положення. Також у зворотне розташування переходить поршень основного циліндра гальмування. Частини пружин відводяться від барабанів за допомогою колодок. Гальмівна рідина переходить в основний циліндр гальмування із циліндрів автомобільних коліс завдяки трубопроводам. Таким чином, відбувається зниження тиску системи гальмування.

Скриплять барабанні гальма

Для ліквідації скрипу задніх барабанних гальм необхідно придбати відповідний ремкомплект. Отже, який ремкомплект потрібно придбати, якщо риплять барабанні гальма?

Противідкатні стійки;
Комплект торцевих головок;
Крупнозерниста шкірка;
Молоток;
Балонний ключ;
Динамометричний ключ;
Викрутка;
Опорні стійки;
Домкрат.

Отже, що робити, якщо риплять барабанні гальма?

Насамперед підготуйте ремкомплект;
Поставте авто на рівну поверхню і зніміть його з гальма стоянки;
Підкладіть під колеса автомобільні противідкатні стійки;
Послабте болтики, що закріплюють колеса автомобіля;
Поставте авто на домкрат;
Зніміть колесо;
Обережно зніміть захисний ковпак, який закриває підшипник маточини. Для цього вам знадобиться викрутка та молоток.
Відкрутіть гайку, яка закріплює барабан;
Зніміть барабан;
За допомогою крупнозернистої шкірки зніміть кромку, що виникла від функціонування колодок;
Очистіть барабан від іржі;
Встановіть все у зворотному порядку. Під час затягування підшипників скористайтесь динамометричним ключем.
Перевірте, чи скриплять задні гальма.

Алгоритм проведення заміни задніх барабанних гальм дисковими

Перш ніж переходити до проведення заміни задніх барабанних гальм, потрібно придбати ремкомплект. Отже, як проводиться заміна гальм на дискові?

Для початку готуємо ремкомплект;
Піднімаємо задню сторону авто на домкрат;
Знімаємо відповідне колесо;
Відпускаємо ручне гальмо;
Зазначаємо розташування барабана та маточок;
Вставляємо 2 викрутки в отвори гальмівного щитка;
Очищаємо гальма за допомогою спеціальної рідини;
Знімаємо зворотну пружину згори перед колодкою;
Знімаємо пружинну тарілку, що фіксує колодку. Для цього потрібно натиснути на тарілку і повернути на дев'яносто градусів.
Знімаємо колодку та регулювальну планку;
Від'єднуємо трос ручного гальма від важеля задньої колодки;
Знімаємо пружину регулюючої планки;
Від'єднуємо зворотну пружинку;
Знімаємо регулюючу планку;
Знімаємо дужку, що забезпечує фіксацію колодки;
Знімаємо регулювальний важіль;
Знімаємо важіль ручного гальма;
Встановлюємо нові деталі, виконуючи все у зворотному порядку;
Встановлюємо колесо на транспортний засіб.

Та ні

Барабанні гальмівні механізми– подібний пристрій зазвичай багатьом автомобілістам. Цей тип системи гальмування відходить у минуле, поступаючись місцем більш технологічним і ефективним.

Фото:Барабанний гальмівний механізм

Термінологія

Барабанні гальма - це система механізмів, орієнтована на зниження швидкості або повну зупинку транспортного засобу. Крім того, цей комплекс захищає автомобіль від мимовільного початку руху.

Історія виникнення та розвитку

Перші механізми

Незважаючи на те, що дискові гальма були придумані навіть раніше, саме барабанними почали оснащувати створювані автомобілі. Адже вони виявилися набагато простішими у виробництві, що важливо, оскільки промисловість була настільки розвинена, щоб випускати складні механізми.

Перші барабанні гальма являли собою барабан, жорстко зафіксований на маточині, навколо якого намотувалась міцна та гнучка стрічка. Під час гальмування вона натягувалась на поверхню барабана та зупиняла авто.

Але така конструкція виявилася невдалою, оскільки стрічка стиралася дуже швидко, а бруд і дрібне сміття, що набивалися під неї, виводили з ладу і сам барабан.

Луї Рено

Саме належить честь винаходу в 1902 барабанних гальм, де колодки розташовувалися всередині барабана. Це значно підвищувало ефективність гальмування, а також надійність, адже подібна конструкція унеможливлювала потрапляння всередину пилу та інших забруднень. Система Рено ґрунтувалася на використанні приводу з кабелів та важелів.

Фото:Ремкомплект для барабанного гальма VW Golf (1997)

30-ті роки

Еволюція барабанних гальм у роки призвела до появи компактних гальмівних циліндрів, яких іноді встановлювалося дві на один механізм. Тим не менш, значна частина автовиробників не перейшла на нову конструкцію, використовуючи надалі тросовий тип.

50-ті роки

Цей період відзначений запуском у виробництво барабанних гальм із функцією саморегулювання. Це значно спростило ситуацію, оскільки раніше, через швидке зношування, доводилося часто підтягувати колодки через зниження ефективності гальмування.

60-70-ті роки

У цей час потужність автомобілів зростає, як і їх маса, що призвело до необхідності встановлення дискових гальм, оскільки фрикційних властивостей барабанної системи стало недостатньо. Проте, незважаючи на перехід деяких автокомпаній до дискових гальм на обох осях, більшість продовжили встановлення барабанних на задню вісь.

Наш час

Сьогодні барабанна конструкція повсюдно поступається дисковою, проте на деяких бюджетних моделях продовжують зберігатися барабанні механізми.

Конструкція

З часом з'являлися нові конструкторські рішення, використовувалися різні матеріали, проте компонування гальм барабанного типу зберігалося. Вона складається з низки елементів.

Фото:Влаштування барабанного гальма

Гальмівний барабан– його виготовляють із чавуну із високими показниками міцності, а його внутрішня поверхня ретельно шліфується. Установка барабана здійснюється на опорний вал або маточину колеса, а підшипник запресовується всередину.
Гальмівний циліндр (гідравлічний)– це чавунний корпус з інтегрованими всередину поршнями, оснащеними гумовими манжетами, що перешкоджають витіканню гальмівної рідини. Також ньому встановлюється спускний клапан, призначений для стравлювання повітря із системи.
Гальмівні колодки- Елементи, виконані у формі півмісяця, з фрикційними накладками. Вони притискаються до барабана та зупиняють транспортний засіб. Фрикційні накладки виготовляються з додаванням каучуку (синтетичного), модифікаторів, смол, кераміки та волокон (мінеральних та органічних).
Захисний диск- Він монтується на задню балку або маточину, а до нього рухомо фіксуються гальмівні колодки в комплекті з циліндром.
Пружини (стяжні)– закріплюються до колодок знизу та зверху. Їхнє завдання – робота на стиск та недопущення розходження колодок під час руху.
Розпірка (колодкова)– вона використовується не у всіх гальмівних системах, а лише в тих, де є лише 1 гальмівний циліндр. Є металевою пластиною зі спеціальними вирізами, яка необхідна для роботи другої колодки під час натягу ручки гальма стоянки, а також для монтажу самопідведення.
Фіксатор– стрижень із металу із встановленим на нього комплектом колодки, пружини та тарілки, що створюється саме в такій послідовності. В даному випадку під час притискання колодки до гальмівного диска залишиться можливість її переміщення по вертикалі.
Підведення колодок– пара ексцентриків, поміщених у корпус захисного диска. Ексцентрики під час обертання сприяють щільнішому контакту колодки з барабаном. Раніше ця система широко застосовувалася, але зараз майже не використовується.
Механізм самопідведення– він необхідний для нівелювання ступеня зношування колодок та їх підведення до барабана. Як правило, використовується проста система від компанії Volkswagen, що є клином, що провалюється всередину і розводить колодки. Ford розробив складнішу конструкцію з металевою пластиною та нарізаними зубцями. Але вона менш надійна.

Переваги барабанної конструкції

Фото:Гальмівний барабан Renault Logan

Незважаючи на те, що дискові механізми кращі, у барабанних теж є ряд сильних сторін:

Найбільший ресурс - він досягнутий за рахунок захищеності колодок, захованих у барабан, на відміну від зовнішніх на дисках;
Можливість збільшення – збільшуючи в габаритах (ширина та висота) барабан, легко досягається висока ефективність, тоді як розмір диска обмежується ободом;
Простота – незважаючи на те, що ця конструкція складніша за дискову, інтегрувати її зі стоянковим гальмом простіше;
Тепловиділення - воно у барабанних конструкцій набагато нижче, що дозволяє застосовувати більш дешеві гальмівні рідини;

Завдяки таким перевагам барабанні гальма досі застосовуються на деяких моделях автомобілів.