Несекретные сведения о тормозной системе
Полезные сведения и советы от специалиста
Немного теории
Тормозную систему любого автомобиля составляют два основных блока: тормозной привод и колесные тормозные механизмы. В современных автомобилях наиболее распространены два типа приводов: гидравлический и пневматический. Гидропривод тормозной системы применяется на легковых автомобилях, микроавтобусах и малотоннажных грузовиках, как правило, полной массой не более 3,5 т.
При надлежащем уходе, который заключается в своевременной замене сомнительных или изношенных компонентов, в первую очередь колодок, шлангов и тормозных цилиндров, гидропривод стабилен и надежен долгие годы. Но при аварийном повреждении или из-за неисправности оставшиеся в строю рабочие контуры сильно снижают эффективность торможения. Время срабатывания гидропривода в тормозах современного автомобиля ничтожно мало – до 0,3 с.
Пневматический привод тормозов – удел тяжелой техники. На современных автомобилях он устроен так, что при недостаточном давлении в пневмосистеме машина останавливается или ее вовсе невозможно сдвинуть с места без подачи воздуха (это обеспечивается энергоаккумуляторами). Зато даже при частичной разгерметизации, в отличие от гидравлики, пневматическая система, благодаря солидному запасу производительности компрессора, позволяет доехать до места стоянки или ремонта без существенного снижения эффективности торможения.
Но время срабатывания пневмопривода тормозной системы гораздо больше, чем у гидравлического – до одной (1!) секунды на автопоезде. Задумайтесь на этим значением! При скорости 60 км/ч за это время транспортное средство преодолеет путь около 16,7 м, при том, что стандартная длина еврофуры 16,5 м. Приплюсуйте сюда путь, пройденный за время реакции водителя, около 0,3 с, а это еще около 4 м, и задумайтесь о последствиях…
Еще иногда встречается на дорогах техника с пневмогидравлическим приводом, но это устаревшее решение, которое уже ушло из массового применения: такие конструкции необходимы для военной техники, связаны с временем оперативной эвакуации военной автомобильной техники, но это отдельная и длинная история…
Привод тормозной системы преобразует усилие, сообщаемое водителем педали тормоза, в давление прижатия колодок колесных тормозных механизмов к дискам или барабанам. В результате прижатия, в свою очередь, создается сила трения, благодаря чему замедляется или прекращается вращение колес.
Типажи дисков и барабанов
В современных автомобилях, больших и маленьких, все чаще встречаются дисковые механизмы на всех осях. Однако по нашим дорогам ездит достаточно много легковых автомобилей и легких грузовиков, оборудованных дисковыми тормозами на передних осях и барабанными – на задних.
У «взрослых» грузовиков и автобусов, за редким исключением, колесные тормозные механизмы на всех осях однотипные: везде стоят или диски, или барабаны. При одинаковых радиусах приложения приводных сил, барабанные тормоза эффективнее, поэтому они по-прежнему востребованы на тяжелой строительной технике, реже требуют замены колодок. В магистральных и развозных перевозках сегодня преобладают дисковые механизмы.
Дисковый механизм состоит из тормозного диска на ступице колеса, суппорта и расположенных в его пазах тормозных колодок – именно они, прижимаясь к диску, создают трение, которое и преобразует кинетическую энергию в тепловую.
В барабанном тормозном механизме на ступице колеса находится тормозной барабан, внутри которого расположена пара тормозных колодок. При нажатии на педаль тормоза поршень или разжимной кулачок приводит колодки в движение, прижимая их к барабану, чтобы создать опять же необходимое для замедления движения автомобиля трение.
Практика. Предварительный осмотр и диагностика компонентов тормозной системы
В случае с барабанным тормозным механизмом без снятия колеса не обойтись, так как все его элементы находятся внутри барабана без визуального доступа к ним. Дисковые тормоза допускают визуальный осмотр. Нормальной считается толщина фрикционного слоя не менее 3,5 мм (точнее следует смотреть в руководстве по эксплуатации конкретной модели автомобиля). В этих механизмах из-за особенностей приложения приводных сил наружная и внутренняя колодки изнашиваются неравномерно. В большинстве дисковых тормозных механизмов внутренняя колодка «подходит» быстрее.
Неприятные скрипы, появление металлической стружки на тормозных дисках, увеличение хода педали тормоза, вибрация педали тормоза и рулевого колеса при торможении или увод автомобиля в сторону – признаки износа деталей тормозного механизма.
О том, что тормозные колодки пора менять, могут сообщить специальные датчики – механические или электронные. Первые представляют собой металлическую пластинку из пружинной стали, которая при износе фрикционного слоя колодки начинает тереться о тормозной диск и издавать посторонний звук. При срабатывании электронного датчика загорается соответствующий индикатор на приборной панели.
Практические ошибки и недочеты при обслуживании и ремонте тормозов
При замене колодок в дисковых механизмах автослесари иногда даже не полностью разъединяют суппорт: конструкция многих скоб позволяет извлечь изношенные колодки, отвинтив всего один болт. При таком подходе грязь и продукты износа останутся внутри скобы и на привалочных плоскостях, затрудняя перемещение новых колодок, иногда даже заставляя работать их с перекосом и подклиниванием. Итог – повышенный износ колодок и дисков, пониженная эффективность торможения, нестабильное замедление и плохая информативность педали тормоза. При грамотном проведении ремонтных работ скоба демонтируется полностью, аккуратно подвешивается при помощи проволочного крючка (использовать для этого тормозной шланг вопиюще недопустимо!), очищается от грязи, а на привалочные плоскости и направляющие наносится специальный термостойкий смазочный материал. Если же быть дотошным и стремиться к идеалу в техническом состоянии автомобиля, то даже если замена дисков или колодок не требуется, сервисные процедуры продлят их ресурс. Минимум, который необходимо сделать автомеханику при обслуживании тормозной системы – демонтировать суппорт, проверить состояние всех компонентов, а также удалить грязь и нанести в нужные места смазку.
Почему тормоза начинают скрипеть?
Шум при торможении возникает за счет заедания на месте, вибраций и резонанса разных деталей тормозной системы, подвески и рулевого управления. Кроме того, если скрип появился после длительной эксплуатации, на некоторых колодках начинают издавать звук специальные индикаторы износа, сигнализирующие о необходимости замены колодок.
Если после замены колодок появились звуки, значит ли это, что новые колодки плохие?
Думать, что звуки издают плохие, некачественные колодки, в корне неверно. Тормозная система – это единое целое. Работает она подобно «оркестру». Вибрации при работе тормозов неизбежны, при этом по отдельности компонентов системы может быть и не слышно. Но когда в разных местах понемногу накапливается износ, начинают вибрировать и вступают в резонанс сразу несколько деталей. Это могут быть не только детали тормозной системы, но и элементы ходовой части: сайлентблоки, стойки стабилизатора и другие компоненты ходовой части. Поэтому при возникновении шума необходим детальный осмотр. Более того, если поставить одну и ту же колодку на разные автомобили, на одном она может вести себя идеально, а на другом – вступать в резонанс с остальными деталями. Очень часто шум исходит от тормозного диска, так как он имеет довольно большую площадь и выступает в качестве своего рода динамика. Иногда колодки скрипят или свистят из-за «нефирменного» материала фрикционных накладок.
Нужно ли вместе с колодками или дисками менять направляющие или другие компоненты тормозной системы?
Если дополнительные компоненты тормозной системы для крепления колодок, уменьшения шумов и вибраций находятся в хорошем состоянии, можно оставить их. Однако со временем направляющие изнашиваются, на поверхности появляется коррозия, а пружины и пластины теряют свои характеристики. Так как стоимость этих компонентов невысока, время от времени или при необходимости следует заменять их новыми.
Можно ли использовать на всех автомобилях керамические колодки, какие применяются на спортивных моделях? Фрикционные материалы универсальны?
Фрикционные материалы не универсальны, здесь рекомендуется основываться на свойствах компонентов и характеристиках базовых оригинальных спецификаций, использовать детали, указанные в руководстве по эксплуатации данной модели автомобиля. Каждая система разработана для достижения поставленных ей задач и требований. Если на автомобиле с тормозами, разработанными для работы с традиционными колодками, установить керамические, то их стремительный износ с высоким уровнем пыли от тормозных механизмов приведет к повреждениям и сбоям в работе системы. И наоборот, если изначально применяемые керамические колодки заменить на традиционные, то недостатки в виде шумов и чрезмерного износа диска обеспечены. При замене всегда лучше придерживаться принципа оригинальной конструкции и указаний производителя автомобиля.
Вообще, это очень больная и актуальная общая тема – использования «гоночных» компонентов на обычных автомобилях, и дело не только в тормозах. Здесь для самоконтроля есть простой и точный алгоритм. Необходимо все время помнить, что у гонщиков принципиально иные задачи, чем у повседневных эксплуатантов. Иногда и совсем другие бюджеты. Там надо выиграть гонку, которая длится несколько часов или дней – и всё, но это очень многое и основное! Все детали и расходные материалы в автоспорте можно менять на любом этапе, хоть после каждого заезда. Спортсменов вообще не интересуют вопросы холодного пуска, прогрева и малых нагрузок, им не нужен ресурс даже крупных узлов, превышающий период состязаний. Поэтому индустрия деталей для автоспорта, хоть и подразумевает самые современные технологии, служит совсем иным задачам…
Какие преимущества имеют тормозные диски с покрытием?
Покрытие на премиальных тормозных дисках увеличивает их коррозионную стойкость и термостойкость, то есть продлевает срок службы диска и тормозной системы в целом. Такие диски не требуют предварительной очистки поверхности перед установкой.
До какой температуры нагреваются детали тормозной системы в процессе торможения и какую должны выдерживать?
В этом вопросе многое зависит от типа автомобиля и стиля вождения. Одно дело – такси или частник, другое дело большегруз на затяжном спуске. Но температурные показатели схожи и у маленьких, и у больших. Спокойный городской стиль – самый щадящий для тормозного механизма, в таком режиме их сложно разогреть выше 400 °C. Более агрессивная манера езды с резкими разгонами и торможениями способна увеличить эту температуру до 500–650 °C, а при запредельных гоночных нагрузках тормозной механизм накаляется в буквальном смысле докрасна – более 800 °C!
Глухие или вентилируемые, перфорированные или с насечками – какие диски выбрать?
Тормозной диск может быть сплошным или иметь в своей конструкции каналы вентиляции, насечки или перфорацию. «Глухая» конструкция, используемая сегодня в основном на задних осях не самых энерговооруженных автомобилей, самая простая и доступная по цене, но при этом и самая ненадежная: быстро перегревается в результате трения и медленно отводит тепло.
Современным стандартом (по крайней мере, на передней оси) являются вентилируемые диски, состоящие из двух слоев, между которыми располагаются специальные каналы для отвода тепла.
Для эффективной работы тормозной системы имеет значение отвод не только тепла, но и газов, которые вырабатываются в результате трения колодок о диск. Для этого на диске может иметься перфорация, насечки либо их комбинация. Эффективность торможения они, конечно, увеличивают, но вместе с тем не лишены недостатков: за счет неровностей на поверхности колодки изнашиваются быстрее, а сами диски (особенно перфорированные) отличаются меньшей прочностью по сравнению со своими гладкими «собратьями». Такие диски родом из автоспорта и по большому счету нужны лишь опытным поклонникам условного «спортивного» стиля вождения. И самое главное, изменять конструкцию и самостоятельно наносить перфорацию либо насечки на сплошной диск не допускается!
Когда нужно менять тормозные диски и почему это нужно делать только в паре?
Обычно тормозных дисков хватает на 2–3 замены колодок. Однако периодически не лишним будет проверить штангенциркулем толщину диска в нескольких местах, чтобы оценить необходимость замены (максимальную и минимальную величину производитель указывает на самом диске и в руководстве по эксплуатации). Замену тормозных дисков нужно проводить в паре на одной оси. От этого зависит синхронность срабатывания тормозов на обоих колесах – а значит, и поведение автомобиля при торможении, то есть безопасность, в таком случае нагрузка на другие узлы тормозной системы и ходовой части распределяется равномерно.
Можно ли использовать диски или барабаны и колодки разных производителей?
Общее правило: нужно убедиться, что выбранные вами детали тормозной системы соответствуют друг другу и могут работать «в паре». Комплектующие разных брендов могут оказаться просто-напросто несовместимыми, но на практике это бывает крайне редко. В идеале, конечно, лучше использовать комплект одного производителя. Это гарантирует, что детали точно подойдут друг к другу.
Как и зачем обкатывать, «притирать» новые колодки и диски?
Это как раз тот случай, когда притирка происходит в самом буквальном смысле: новые детали просто необходимо «познакомить» друг с другом, чтобы обеспечить нормальное усилие торможения! Помните, сразу после замены дисков или колодок нужно продавить педаль тормоза, чтобы подвести зазоры во фрикционной паре, это делается буквально несколькими нажатиями. Когда поверхность нового диска приобретет равномерный цвет без полос и пятен, это сигнализирует о том, что первичная притирка прошла удачно. Если первое время при торможении раздаются посторонние звуки и скрипы, это допускается для новых деталей после замены. Первое время, пока идет приработка тормозных колодок, не разгоняйте автомобиль до высоких скоростей.
Как влияет состояние колодок и дисков на тормозной путь?
Еще 20 лет назад при торможении со 100 км/ч до полной остановки нормальным для легковых автомобилей считался тормозной путь 50–60 метров. Сегодня это уже 40–45 метров: технологии не стоят на месте, и тормозные системы работают все более эффективно. Однако величина тормозного пути непосредственным образом связана с состоянием колодок: изношенные тормозные колодки, диски или барабаны, как и несвоевременная замена тормозной жидкости, могут привести к увеличению тормозного пути!
Нужно ли использовать специальные смазки тормозных систем и их компонентов? Какой это может дать эффект?
Металлосодержащие смазки (алюминиевые, медные и др.) использовать можно и даже нужно, но только на тех поверхностях, где в процессе эксплуатации между разными металлами не сможет возникнуть электрохимическая реакция. Графитовая смазка имеет существенный недостаток – низкую эффективность. Поэтому многие производители предлагают специальные смазки для механизмов тормозной системы, они не содержат металлов и кислот.
Внимание к смазочным материалам
При обслуживании тормозных систем активно применяют смазки, содержащие алюминий, медь и другие металлы. Однако делать это необходимо с некоторой осторожностью, с оглядкой на конструкцию современного автомобиля. В процессе эксплуатации между разными металлами возникает электрохимическая реакция, в результате чего детали могут окисляться, появляется коррозия. Это приводит к тому, что колесные диски «прикипают» к ступице или тормозному диску, теряют подвижность колодки и суппорт в направляющих. Кроме того, возникающие в процессе электрохимической реакции микротоки могут негативно влиять на работу электронных тормозных систем ABS/ESP. Но как показывает опыт, медная смазка в абсолютном большинстве случаев более безопасна, чем алюминиевая, «старинная» графитовая гораздо менее эффективна, а некоторые крупные производители имеют на этот случай свой специализированный «нишевой» продукт.
Жидкости тормозные, совместимость, универсальность
Даже автомобиль с пневматической тормозной системой имеет бачок с тормозной жидкостью в пневмогидравлическом усилителе, не говоря уже о гидроприводе тормозной системы, «правящей бал» в сегменте малотоннажников и легких коммерческих авто. Снижение уровня жидкости в бачке является признаком износа колодок и дисков либо может говорить о разгерметизации гидропривода. Кроме основной своей функции, высококачественная тормозная жидкость также защищает детали системы от коррозии. Всем давно известно, что эта жидкость гигроскопична и требует замены, в зависимости от типа в среднем один раз в два года, иногда в сыром климате даже чаще.
Но многие пренебрегают своевременной заменой тормозной жидкости несмотря на копеечную стоимость материала и небольшой объем работ. Последствия этого пренебрежения бывают двух типов: дорожные неприятности и внеплановое удорожание ремонта тормозной системы. В первом случае, при необходимости движения в сложном для тормозов режиме с большим нагревом (горная дорога), содержащаяся в жидкости вода закипает, превращаясь из несжимаемой жидкости в пар, вызывая увеличенный ход, а то и полный провал педали тормоза одновременно с отсутствием требуемого замедления. Во втором случае содержание влаги в «тормозухе» приводит к банальной коррозии зеркала тормозных цилиндров, поршеньков, трубопроводов, которая нарушает герметизацию и подклинивает эти детали. Ремонт из-за коррозии также усложняется проблемой разъединения приржавевших узлов, при демонтаже часто ломаются соседние компоненты по цепной реакции. Бывает, вы собирались заменить только отказавший колесный цилиндр, а «попали» еще и на шланг, трубопровод, тройник, регулятор.
По барабану
Барабанные тормозные механизмы, все еще встречающиеся на задних осях бюджетных версий и моделей, но вполне актуальные спереди и сзади для строительной техники, менее теплонагружены, но более трудоемки в обслуживании и ремонте. К тому же они долговечнее. Основные проблемы все те же самые: своевременная замена колодок, проверка биения, смазка исполнительных механизмов привода и самоподвода (автоматической регулировки зазора). Среди новых грузовиков, в основном корейских и японских, до сих пор имеются механизмы, требующие регулярного «подведения» – регулировки зазоров между колодками и барабаном. Особенность барабанных тормозов в том, что обо всех проблемах чутко сообщит увеличение хода педали и значительно упавшая интенсивность замедления при возросшем усилии воздействия на педаль. Если это уже произошло, то ремонт будет происходить с затруднениями. Образовавшийся вследствие износа буртик на тыльной стороне барабана будет препятствовать его демонтажу, закисший крепеж и несмазанные механизмы, потерявшие подвижность, трудно разработать, их приходится заменять, что приводит к дополнительным затратам. Вывод абсолютно прозаический: регулярная инспекция, регулировка и смазка – и нет проблем. Вот только этой идиллии препятствует вечная проблема недостатка времени для регулярной постановки коммерческого транспорта на профилактику.
