Сравнительные характеристики дисковых и барабанных автомобильных тормозов

Те, кто активно следит за тенденциями современного производства легковых автомобилей, знает, что преимущественно все нынешние машины с завода оснащаются дисковыми тормозными механизмами.

Барабанные тормоза автомобиля

При этом количество машин, у которых сзади стоят барабанные тормоза, достаточно внушительное. Это оставляет открытым вопрос их устройства, принципа работы, преимуществ и недостатков по сравнению с конкурентом.

Автовладельцы, которые лишь недавно оказались за рулём, не всегда даже могут ответить на вопрос о том, какие именно тормозные узлы установлены на его машине. А ведь между ними есть заметная разница, они отличаются конструктивно, имеют разные период обслуживания и службы, да и по финансовым затратам разнятся.

Как работают тормозные механизмы

Прежде чем изучить плюсы и минусы, которыми характеризуются дисковые и барабанные автомобильные тормоза, нужно понять общий принцип их работы.

Необходимость в использовании тормозных систем появилась практически одновременно с появлением наземных транспортных средств. Причём это касается не только машины, но и более ранних велосипедов или даже повозок.

Чтобы решить поставленную задачу, было принято решение использовать пару трения. В ней одной частью выступает колесо, а второй специальная накладка. Чаще всего её называли колодкой, но также применялись термины типа башмак или планка. Он названия суть не менялась. Подобные механизмы назывались колодочными тормозами. А когда второй частью пары трения оказывалась гибкая замкнутая лента, речь шла уже о ленточных тормозах.

С течением времени менялась конструкция механизмов и материалы, которые в них использовались. Причём среди тех разработок были крайне удачные и эффективные решения.

Если говорить о ленточных узлах, то они появились только в начале 20 века, но не стали чем-то популярным и распространённым. Хотя в своё время их характеристики превосходили колодочные аналоги.

Перспективы колодочных тормозных систем были куда лучше и светлее. В итоге появилось две ключевые разновидности колодочных узлов. Разница заключалась в том, какой именно элемент применялся для прикладывания тормозного усилия. Сейчас все их прекрасно знают как дисковые и барабанные тормоза. Они имели свои плюсы и минусы. В барабанных использовались барабаны, а в дисковых — диски.

Дисковые узлы были созданы в 1902 году. Но на то время инженеры использовали только пару трения из металлических изделий. Тогда попросту ещё не существовало более подходящих материалов. Как результат, при соприкосновении двух металлических поверхностей тормозной эффект возникал, но параллельно появлялся сильнейший скрип. А когда между металлами оказывалась влага, эффективность работы дисковых систем заметно падала.

Из-за этого на практике более эффективными оказались барабанные изделия. Только спустя несколько десятилетий, когда автомобильным инженерам удалось найти более подходящую пару трения, качество дисковых систем вышло на совершенно новый уровень, вытеснив барабанные аналоги. Хоть и не полностью.

Барабанные тормоза

Сравнивая дисковые и автомобильные барабанные тормоза, а также изучая их плюсы и минусы, не лишним будет рассмотреть конструктивные особенности и принцип работы. Начнём с барабанных.

Устройство барабанного тормоза

Если смотреть на упрощённую схему, то барабанные узлы состоят из:

• тормозной колодки;
• тормозного барабана;
• рабочего цилиндра;
• пружины.

Барабан имеет жёсткое крепление на ступице автомобильного колеса, что позволяет создать между ними общую ось вращения. Вдоль боковой стенки внутри барабана предусматривается установка пары тормозных накладок. Эти колодки имеют полукруглую форму. Между этими накладками монтируется рабочий цилиндр, оснащённый парой поршней. Причём крепление осуществляется неподвижное в отношении к колесу, которое вращается.

Когда тормозная жидкость попадает в середину цилиндра под высоким давлением, рабочие част поршней обеспечивают раздвигание накладок. Аналогичное перемещение происходит по системе пружинных тяг и образуется в разрыве, противоположном расположению гидроцилиндра. Как результат накладки начинают прижиматься к барабану, который при этом вращается.

Система возвратных пружин позволяет вернуть механизм в исходное положение, предусмотренное до совершённого торможения, когда водитель перестаёт давить на тормозную педаль. С помощью регулирования механических тяг можно контролировать и менять зазоры между тормозными накладками и внутренней барабанной поверхностью.

Когда автомобиль тормозит, создаётся большое количество тепла. Оно способно негативно влиять на надёжность и функциональное состояние барабанных механизмов. Поскольку боковые внутренние поверхности барабанов обладают более высокой теплопроводностью в сравнении с накладками, происходит рассеивание образующегося теплового потока в окружающей среде.

Выбирая материалы, используемые в составе пары трения на барабанных системах, к ним следует предъявлять повышенные требования. А именно:

• Тормозные барабаны рекомендуется изготавливать на основе высокопрочного чугуна. Этот металл устойчивый к износу и дополнительно отличается сравнительно низкой стоимостью.
• Материалом накладок долгое время выступал состав, содержащий в себе асбест. Но его признали опасным для окружающей среды. В итоге производители перешли на композитные материалы. Но их состав компании стараются тщательно скрывать.

Барабаны имеют сравнительно простую схему и принцип работы. Плюс барабанные тормоза оказываются дешевле в производстве, нежели дисковые. Но где есть плюсы, есть и свои минусы.

Дисковые тормоза

Когда речь заходит о том, какие же тормоза лучше, предлагая для сравнения дисковые и барабанные узлы, многие склоняются к дисковым. Именно тормозные диски обеспечивают эффективное и чёткое торможение для автотранспорта.

Дисковые тормоза автомобиля

Если изучить конструкцию, то подобные узлы состоят из:

• колодки;
• гидропровода;
• диска;
• поршня;
• защитного экрана;
• шпильки;
• ступицы.

Чтобы понять ключевые преимущества дисковых автомобильных тормозов перед барабанными, следует внимательно разобраться в устройстве и принципе работы.

Как и в случае с барабанами, у дисковых систем есть элемент, к которому прикладывается создаваемое при нажатии соответствующей педали тормозное усилие. В рассматриваемом случае это диск. Он прочно фиксируется на колёсной ступице и получает общую ось вращения с ней. Но здесь есть важное отличие в сравнении с барабанными узлами. В дисковых системах усилие приходится не на торцевую поверхность диска торможения, а на боковую.

Суппорт крепят на неподвижной, если говорить относительно вращающейся покрышки, части. Этот элемент необходим для установки гидроцилиндра и накладок торможения. Плюс суппорт осуществляет перемещения последних по специальным направляющим в заранее предусмотренном конструкторами диапазоне.

Накладки монтируются с двух сторон относительно оси вращения диска. Они словно клещами начинают сжимать его в процессе торможения.

Ещё одним отличием дисковых узлов является встречное направление тепловых потоков, что нехарактерно для барабанов. Тепло отводится непосредственно в окружающую среду, и это происходит сразу. Чтобы повысить эффективность теплоотвода, на поверхностях тормозных дисков изначально присутствуют специальные отверстия и канавки.

Для производства рабочих поверхностей в составе дисковых тормозов применяются аналогичные барабанным материалы. Только требования к ним более жёсткие, что обусловлено большей нагруженностью.

А чтобы окончательно понять, чем барабанные автомобильные тормоза лучше или хуже, нежели дисковые, следует объективно взглянуть на их плюсы и минусы.

Разница между тормозами

Целый ряд автолюбителей интересуются, какие же тормоза лучше для машины – дисковые или барабанные. Хотя системы были созданы примерно в одно и то же время, они поочерёдно вытесняли друг друга.

Сначала разница в эффективности работы тормоза привела к тому, что дисковые оказались менее полезными, нежели барабанные. Но во многом это связано с отсутствием подходящих материалов.

Затем появляющиеся отличия начали действовать в пользу дисков, вытесняя уже устоявшиеся на то время барабанные тормоза. В настоящее время в приоритете оказались именно дисковые узлы. Хотя нельзя исключать и того, что когда-то ситуация снова поменяется.

Достоинства дисковых узлов

Конструктивная разница, актуальная между дисковыми и барабанными тормозами, уже была внимательно рассмотрена. Теперь следует поговорить о достоинствах каждого из представленных вариантов.

Ключевые преимущества дисковых систем связаны с особенностями расположения тормозных накладок и условиями эксплуатации.

1. За счёт встречных тепловых потоков материалы равномерно расширяются от нагрева и так же равномерно прижимаются накладки. Контакт с окружающей средой даёт неоспоримое преимущество в виде эффективного теплообмена.
2. Конструктивные особенности дисков и их теплообменные характеристики позволяют акцентировать внимание на таком важном достоинстве как более качественное охлаждение. Для дисковых узлов перегрев менее характерен, чем в случае с барабанами.
3. Изменения в зазорах между рабочими поверхностями при торможении объясняются симметричными воздействиями. От этого зазоры способны саморегулироваться. У барабанных воздействия являются асимметричными, а потому здесь возникает необходимость в периодической регулировке зазоров.
4. В дисковых узлах не происходит накапливание продуктов трения. Эти механические частицы считаются очень опасными, поскольку ускоряют износ и нарушают плотность прилегания.

Дисковый тормоз на автомобиле УАЗ

Современные узлы торможения оснащаются гидравлическими и механическими системами. А за последние годы активно внедряются электронные разработки, наиболее ярким примером среди которых считается ABS, то есть антиблокировочная система.

Учитывая конструктивные особенности, именно дисковые тормозные механизмы значительно лучше адаптированы под установку электроники. Барабанные в этом компоненте существенно уступают.

Преимущества барабанных тормозов

Здесь же основные достоинства формируются на основании того, что пара трения изолируется от пагубного воздействия со стороны внешней окружающей среды.

Вряд ли стоит спорить о том, что эффективность процесса торможения выше у дисковых узлов. А вот стоимость обслуживания заставляет владельцев машин с дисковыми тормозами завидовать водителям авто с барабанными механизмами.

Принимая во внимание практичность обеих тормозных механизмов, поставить знак равенства между ними нельзя, поскольку определённое преимущество именно на стороне дисковых тормозов.

Но и барабанам есть несколько козырей в виде следующих преимуществ:

• Когда дисковые тормоза интенсивно тормозят и попадают в воду, за счёт открытости конструкции есть вероятность деформации тормозного диска и появления термических повреждений. В итоге узел постепенно разрушается. Для барабанов такая проблема не является актуальной.
• Между дисками есть зазоры, куда могут попадать различные частицы с абразивными свойствами. В основном это касается песка, грязи и пыли. Это ведёт к активному износу тормозных накладок. У барабанных износ не столь интенсивный, и имеется защита от абразивных компонентов.
• Ремонт и обслуживание барабанных узлов требует меньше сил и денег. А это для многих автомобилистов весомый аргумент.

Сугубо по показателям эффективности торможения с небольшим отрывом выигрывают дисковые системы. При этом нельзя сказать, что барабаны значительно хуже. У них имеются собственные козыри.

Если дорогие иномарки комплектуются всегда дисковыми узлами на всех колёсах, то для более бюджетной категории практикуется принцип комбинирования. Это отличное решение, позволяющее снижать себестоимость машины, не жертвуя качеством работы тормозных систем. В итоге на многих автомобилях можно встретить ситуации, когда сзади стоят барабанные узлы, а впереди располагаются диски.