Обзор барабанных тормозных систем | Портал Кузов

Дисковые или барабанные: вот какие тормоза лучше!

И у того, и у другого вида тормозных механизмов есть свои достоинства и недостатки. «За рулем» рассказывает, что важнее для современного автомобиля.

Появление на российском рынке Renault Arkana с барабанными (пока что) задними тормозами придало новый импульс давней дискуссии о том, чем они хуже (или лучше) дисковых тормозов. Мы собрали все плюсы и минусы воедино и подвели итог обсуждениям.

Барабанные тормоза

Считается, что первыми на свет появились барабанные тормоза — на гужевых повозках, и на автомобили они перекочевали с карет, причем сперва только на заднюю ось. Долгое время все автомобили оснащались только барабанными тормозами, хотя дисковые были запатентованы англичанином Уильямом Ланчестером в 1902 году. И в том же году француз Луи Рено представил свою конструкцию тормозного механизма — с полым барабаном и полукруглыми колодками, прижимавшимися цилиндром и пружинами ко внутренней поверхности барабана.

Интересно, что конструкция Рено дожила до наших дней практически без изменений, за исключением того, что цилиндров теперь может быть и пара, и появились распорные планки, обеспечивающие самоподвод. Раньше колодки приходилось подводить самостоятельно, эта процедура была знакома нашим дедам.

Конструкция барабанных тормозов оказалась настолько хорошо продуманной, что они за прошедший век практически не изменились. Возможно, поэтому Renault не спешит отказываться от барабанов.

Конструкция барабанных тормозов оказалась настолько хорошо продуманной, что они за прошедший век практически не изменились. Возможно, поэтому Renault не спешит отказываться от барабанов.

Сегодня легковых автомобилей с передними барабанными тормозами, кажется, не осталось вовсе. А за заднюю ось они держатся крепко — их до сих пор можно видеть на некоторых легковушках, в первую очередь так называемых бюджетниках. Считается, что барабанные тормоза дешевле дисковых, но это спорное утверждение.

Однако у барабанов есть несколько неоспоримых достоинств:

1. Хорошая защита от грязи. Так как тормозные колодки, пружины, гидравлические цилиндры и распорные планки скрыты в барабане, грязь, снег, лед фактически никак не влияют на работоспособность механизма. Из-за этого барабанные тормоза считаются более пригодными для тяжелых условий эксплуатации.
2. Внушительный ресурс. У тормозных колодок большая рабочая поверхность, большая и толщина рабочей части барабана.
3. Простое совмещение с механизмом стояночного тормоза.

Недостатки барабанных тормозов:

1. Значительный вес.
2. Плохое охлаждение. Как следствие — возможность перегрева при больших нагрузках.
3. Плохая самоочистка. Если внутрь барабана попадет влага и образуется лед, тормозной механизм не даст машине тронуться с места. При попадании песчинок появится посторонний звук.
4. Сложность контроля степени износа. Чтобы оценить ресурс колодок, барабан придется снять.
5. Неравномерный износ колодок. Передняя, как правило, изнашивается быстрее. Из-за неправильной регулировки или заедания механизма быстрее может приходить в негодность и какая-то часть колодки.

Дисковые тормоза

Дисковые тормоза на легковых автомобилях появились, когда стали заметно расти мощности их моторов и скорости. Первым европейским автомобилем с дисковыми тормозами на обеих осях стал спортивный Jaguar C-Type 1953 года. В США первопроходцем был Studebaker Avanti 1962 года. С тех пор диски и вытесняют барабаны (но никак не вытеснят).

Достоинства дисковых тормозов

1. Легкость и компактность.
2. Равномерное прилегание колодок к дискам и, как следствие, большая эффективность.
3. Отличная охлаждаемость.
4. Способность к самоочистке.
5. Простота диагностики, обслуживания и замены.
6. Возможность точной регулировки.
7. Возможность применения многопоршневых суппортов, использования перфорации, разнообразных грязе-и газоотводящих канавок, насечек.

Недостатки дисковых тормозов

1. Подверженность всевозможным загрязнениям, коррозии.
2. Возможность деформации, растрескивания при попадании холодной воды на раскаленную рабочую поверхность.
3. Значительное выделение тепла при работе.
4. Сложность совмещения со стояночным тормозом. Решается применением электрического включения/выключения стояночного тормоза, например.
5. Склонность к примерзанию колодок к дискам на задней оси при использовании стояночного тормоза. И это еще одна из причин того, что на многих легковых машинах стояли (и стоят до сих пор) барабанные тормоза на задней оси при дисковых на передней.

Логичен вопрос: может, совместить в одной конструкции достоинства и дисковых, и барабанных тормозов, избавившись заодно от их недостатков? Разумеется, инженеры пытались сделать это. Дисковые тормоза, помещенные в барабаны, предлагала в качестве опционального оборудования компания Chrysler в 1949–1954 годах. Audi ставила гибридные тормозные механизмы на серийные модели V8 и 200 в конце 1980-х — начале 1990-х. За характерный внешний вид эти тормоза получили прозвище UFO (НЛО), и их откровенно ненавидят фанаты марки за сложность и слишком высокую стоимость. Фактически попытки создания тормозных гибридов провалились, так как все известные конструкции скорее объединяли недостатки того и иного типа тормозных систем, нежели достоинства.

Если разобраться, при повседневной эксплуатации и обычных, «гражданских» режимах езды барабанные тормоза практически не уступают дисковым, и сочетание барабанных тормозов на задней оси с дисковыми тормозами на передней является оптимальным для семейного автомобиля.

Дисковые тормоза лучше подходят мощным и быстрым автомобилям — из-за большей эффективности при максимальных нагрузках. И конечно, дисковые тормоза еще и выглядят красиво по сравнению с невзрачными барабанами. Именно это и является основной причиной многочисленных просьб поставить их на модную Аркану, а вовсе не эксплуатационные характеристики: такие же тормоза, стоящие на Дастерах и Каптюрах, всех устраивают.

Обзор барабанных тормозных систем

В настоящее время используется два типа тормозных механизмов, применяемых на автомобилях – дисковые и барабанные. Механизмы, схожие по принципу действия на дисковые тормоза, появились раньше барабанных, и применялись они как тормозной механизм для упряжек и карет.

Но ввиду сложности их конструкции они не получили широкого распространения в первых автомобилях. Зато хорошо себя зарекомендовали тормоза барабанного типа, изобретенные еще в 19-м веке и применяемые до настоящего времени.

Безусловно, дисковые тормоза имеют свои преимущества, такие как: большая эффективность, лучшая охлаждаемость, простота в обслуживании. Но в этих преимуществах заключаются и их недостатки: меньший срок службы тормозных колодок, попадание под тормозные колодки грязи и песка с поверхности дороги, что приводит к ускорению износа тормозного диска. Все это увеличивает стоимость обслуживания в течение срока эксплуатации автомобиля из-за быстрого износа компонентов тормозной системы.

Также дисковые тормоза имеют еще одно слабое место – они боятся луж. При резком торможении до полной остановки со скорости 80 км/час, тормозной диск разогревается до температуры 600 градусов Цельсия. При попадании большого количества воды на поверхность разогретого тормозного диска (например, от лужи), может произойти его деформация, вплоть до растрескивания диска. Особенно этому подвержены диски, изготовленные из недостаточно качественных материалов и с нарушением технологии производства.

Применение дисковых тормозов на передней и на задней оси имеет смысл, если автомобиль используется в динамичных режимах езды (спортивные) или имеет большой вес (лимузины, универсалы).

Большинство владельцев эксплуатируют свои автомобили в спокойных режимах езды. Для них идеально подходит комбинация из дисковых тормозов на передней оси и барабанных на задней. Такой вариант, при сохранении достаточной эффективности тормозной системы, позволяет снизить стоимость обслуживания автомобиля в процессе его эксплуатации.

Еще одним преимуществом барабанных систем является более легкая интеграция в них стояночного тормоза. Механизм стояночного тормоза в барабанном тормозе проще, чем в дисковом, а соответственно дешевле.

В среднем, эксплуатационный срок колодок дисковых тормозов составляет порядка 25 000 км. Барабанные тормозные колодки, с учетом большей площади фрикционных накладок по сравнению с дисковыми колодками, служат в 2–3 раза дольше.

Таким образом, несмотря на все преимущества дисковых тормозов, автопроизводители еще долго будут применять барабанные системы. В частности, в конструкции задних тормозов.

Барабанный тормоз состоит из:

• тормозного барабана
• тормозного гидравлического цилиндра
• тормозных колодок
• фиксаторов тормозных колодок
• тормозного щитка
• стяжных пружин
• механизма стояночного тормоза
• механизмов компенсации теплового расширения тормозного барабана (опция)

Различают следующие типы барабанного тормоза:

• Simplex – с одним разжимным устройством

• Duplex – с индивидуальным приводом

• Duo-Duplex – с двумя разжимными устройствами

• Servo – с максимальным самоусилением

• Duo-Servo – с самоусилением при любом направлении вращения барабана

Эффект механического самоусиления – также одно из преимуществ барабанного тормоза. Этот эффект возникает по причине того, что нижние части тормозных колодок связаны между собой, и трение о тормозной барабан передней колодки усиливает прижим к барабану задней тормозной колодки.

Эффект самоусиления возникает, как правило, при движении автомобиля вперед. Но в конструкции Duo–Servo он возникает и при обратном вращении колеса (заднем ходе). В среднем, самоусиление позволяет увеличить тормозное усилие в 2–4 раза. В варианте Servo тормозное усилие может увеличиться в 6 раз.

Особенностью барабанного тормоза является применение устройств компенсации увеличения зазора между колодкой и тормозным барабаном при тепловом расширении. Компания Bosch разработала такое устройство на основе эффекта деформации биметалической пружины при повышении температуры тормозного механизма свыше 80 градусов Цельсия.

В конструкции барабанных тормозов также применяются несколько пружин различного назначения. Со временем их упругие свойства снижаются, поэтому данные пружины подлежат периодической замене.

Плюсы и минусы: так ли плохи барабанные тормоза и в чем недостатки дисковых

Современные автомобили комплектуются как барабанными, так и дисковыми тормозами. Машины, на обеих осях которых установлены исключительно тормоза первого типа, достаточно редки и в основном представляют собой самые бюджетные модели.

В свою очередь дисковые тормоза по кругу чаще всего получают дорогие машины (в основном, быстрые спорткары и грузные кроссоверы). Значит ли это, что такие механизмы лучше?

История барабанных тормозов

Если обратиться к истории, то первыми были изобретены именно барабанные тормоза. Когда именно это произошло — точно неизвестно, однако впервые использовать такие механизмы люди начали задолго до появления автомобилей. Изначально барабанные тормоза ставились на гужевые повозки и кареты, а затем их стали использовать и на машинах, причем первое время — исключительно на задней оси.

В 1902 году француз Луи Рено доработал конструкцию тормозов, представив механизм с полым барабаном и полукруглыми колодками, прижимавшимися цилиндром и пружинами ко внутренней поверхности барабана.

Его вариант оказался настолько удачным и продуманным, что используется в почти исходном виде и по сей день. К примеру, современные барабанные тормоза могут иметь обеспечивающие самоподвод распорные планки и сразу два цилиндра вместо одного.

Достоинства барабанных тормозов

На данный момент большинство представленных на рынке машин оснащено передними дисковыми тормозами, в то время как сзади на бюджетных моделях все еще используются барабанные. Многие автомобилисты полагают, что производители не отказываются от последних по причине экономии.

Действительно, барабанные тормоза дешевле дисковых, хотя их применение в 21 веке связано вовсе не с этим. Дело в том, что такие механизмы имеют целый ряд неоспоримых преимуществ:

• Рабочая площадь у тормозных колодок барабанных тормозов несколько больше, да и толщина рабочей части барабана здесь соответствующая, что делает такие механизмы более долговечными.
• Барабанные тормоза надежно защищены от влияния извне благодаря тому, что гидравлические цилиндры, пружины, тормозные колодки и распорные планки расположены непосредственно в барабане, а значит на них практически не попадает грязь и снег. Это делает их идеальными для эксплуатации в тяжелых условиях.
• Барабанные тормоза имеют простое совмещение с механизмом стояночного тормоза.

Недостатки барабанных тормозов

Естественно, помимо преимуществ имеются у барабанных тормозов и недостатки, причем некоторые из них достаточно существенные.

• Значительный вес.
• Неравномерный износ колодок. В большинстве случаев у барабанных тормозов быстрее всего изнашивается передняя колодка, при этом из-за заедания механизма или неправильной регулировки также может приходить в негодность и какая-то определенная ее часть. Все бы ничего, да только следить за износом колодок достаточно сложно, так как узнать об их текущем состоянии можно лишь после снятия барабана.
• Плохая самоочистка. Если внутрь барабана попадут мелчие песчинки, то загрязнение даст о себе знать характерными посторонними шумами, однако самое неприятное может произойти в минусовую температуру, когда просочившаяся в конструкцию влага превратится в лед, после чего тормозной механизм просто не даст машине тронуться с места.
• Слабое охлаждение и, следовательно, вероятность перегрева при определенных условиях эксплуатации.

История дисковых тормозов

Конструкция дисковых тормозов была запатентована еще в 1902 году англичанином Уильямом Ланчестером, однако использовать их начали лишь десятилетия спустя, когда стали появляться более мощные и быстрые автомобили.

Первой машиной с дисковыми тормозами на обеих осях в Европе стал спорткар Jaguar C-Type 1953 года. Американцы впервые установили такие механизмы лишь в 1962 году — первопроходцем стала двухдверная модель Studebaker Avanti. В последующие годы автомобили с дисковыми тормозами стали массовыми, однако полностью вытеснить с рынка барабанные им не удалось до сих пор.

Преимущества дисковых тормозов

Выше отмечалось, что у барабанных тормозов определить износ колодок достаточно сложно. С дисковыми в этом плане гораздо проще, так как разбирать ничего не надо, да и способность к самоочистке у них гораздо выше. Впрочем, данный вид тормозов имеет и другие плюсы:

• Более высокая эффективность за счет равномерного прилегания колодок к дискам.
• Высокая охлаждаемость.
• Возможность точной регулировки.
• Возможность использования перфорации, многопоршневых суппортов, разнообразных грязе- и газоотводящих канавок, а также насечек.
• Легкость и компактность конструкции.

Недостатки дисковых тормозов

Впрочем, без «ложки дегтя» и здесь не обошлось. Основные минусы дисковых тормозов вытекают из их плюсов. К примеру, из-за открытой конструкции, благодаря которой удобно осуществлять диагностику и обслуживание, такие тормоза подвержены загрязнению и коррозии, при этом попадание холодной воды на нагретые во время работы поверхности чревато различного рода деформациями (например, появлением трещин).

Кроме того, известны следующие недостатки дисковых тормозов:

• Выделяют большое количество тепла при работе.
• Сложность совмещения со стояночным тормозом, что решается, к примеру, применением электрического включения / выключения стояночного тормоза.
• При использовании стояночного тормоза имеют склонность к примерзанию колодок к дискам на задней оси, из-за чего на многих авто сзади до сих пор и ставят барабанные тормоза.

Так что же лучше ?

Как барабанные, так и дисковые тормоза далеко не идеальны, и ведущие инженеры на протяжении десятилетий пытались создать некие универсальные механизмы, лишенные перечисленных недостатков.

К примеру, с 1949 по 1954 гг компания Chrysler предлагала клиентам возможность установки дисковых тормозов, помещенных в барабаны, а в конце 80-ых Ауди представили гибридные тормозные механизмы, однако такие решения были достаточно сложны и дороги, да и недостатков у них было больше, чем преимуществ.

В результате производители пришли к выводу, что наиболее оптимальной схемой для обычного семейного автомобиля являются дисковые тормоза спереди и барабанные сзади. Такое решение достаточно экономично, но при этом обеспечивает достаточно эффективный уровень торможения.

Источник https://www.zr.ru/content/articles/918553-diskovye-ili-barabannye-kakie/

Источник https://kuzov-media.ru/articles/avtokomponenty/Obzorbarabannykhtormoznykhsistem/

Источник https://www.allcarz.ru/barabannye-vs-diskovye/