Тормозной механизм дисковый

Дисковый тормоз

Тормозная система 10.jpg

Дисковый тормозной механизм состоит из вращающегося диска, двух неподвижных колодок, установленных с обеих сторон диска внутри суппорта, закрепленного на кронштейне цапфы. По сравнению с колодочными тормозами барабанного типа дисковые тормозные механизмы обладают лучшими эксплуатационными свойствами, а поскольку передние колеса требуют при торможении приложения более значительных тормозных усилий, то установка передних колес этими дисковыми тормозами улучшает эксплуатационные качества автомобиля.
Если тормозной привод гидравлический, то внутри суппорта находится один или несколько гидравлических цилиндров с поршнями. Если привод пневматический, то суппорт имеет клиновое или иное прижимное устройство. При торможении неподвижные колодки прижимаются к вращающемуся диску, появляются сила трения и тормозной момент. Дисковый тормозной механизм хорошо вписывается в колесо, имеет небольшое число элементов и малую массу.
Этот тормозной механизм обладает высокой стабильностью своих характеристик.
Дисковые тормоза получают все большее распространение в рабочих тормозных системах. Чугунный диск установлен на ступице колеса. С внутренней стороны диск охватывается суппортом, укрепленным на кронштейне поворотной цапфы. В пазах суппорта установлены рабочие цилиндры. В обработанных с высокой точностью отверстиях цилиндров размещены поршни. Тыльные части цилиндров соединены трубкой между собой и с главным тормозным цилиндром. Суппорты бывают с односторонними или двусторонними поршнями. Если суппорт имеет односторонние поршни, они располагаются с внутренней стороны, где обеспечивается лучшее охлаждение.

Тормозная система 11.jpg

Тормозной механизм с вентилируемым диском
При торможениях тормозной диск, колодки и суппорт сильно нагреваются, что может привести к снижению тормозной эффективности. Охлаждение осуществляется набегающим потоком воздуха. Для лучшего отвода тепла в диске колеса иногда делают отверстия, а диск тормозного механизма выполняют с вентилируемой внутренней поверхностью

Тормозная система 12.jpg

Тормозной механизм с керамическим диском
У скоростных автомобилей для интенсивного обдува тормозного механизма выполняют специальные аэродинамические устройства в виде воздухозаборников. На гоночных автомобилях применяют керамические диски, стойкие к перегреву, обеспечивающие хорошую эффективность торможения и высокую долговечность. В последнее время керамические тормозные диски начали применять и на некоторых автомобилях серийного производства.

Поршни обоих цилиндров соприкасаются с тормозными колодками, надетыми своими отверстиями на специальные направляющие пальцы суппорта, или вставленными в направляющие пазы. Для предотвращения дребезжания колодок, они прижимаются к суппорту пружинными элементами различных конструкций.
К колодкам приклеены фрикционные накладки. На внутренней поверхности каждого цилиндра проточены канавки, в которых установлены резиновые уплотнительные кольца. Эти кольца не только предотвращают утечку тормозной жидкости из цилиндров, но и обеспечивают (за счет упругости) после торможения отвод поршней от колодок, автоматически поддерживая в необходимых пределах (0,05–0,08 мм) зазор между диском и колодками.
Цилиндры закрыты резиновыми пылезащитными чехлами. С внутренней стороны тормоз закрыт кожухом. Некоторые колодки укомплектованы датчиком износа, который при минимально допустимом износе колодки замыкает цепь сигнального устройства, информирующего водителя о необходимости замены колодок.

Тормозная система 13.jpg

Дисковый тормозной механизм с пневматическим приводом
На рисунке показан дисковый тормозной механизм, который применяется на автомобилях и прицепах с пневматическим приводом тормозов.

Тормозная система 9.jpg

Дисковый тормозной механизм с электрическим приводом:
1 — скоба;
2— обмотка;
3 — шток;
4 — тормозной диск

Известны конструкции барабанных тормозных механизмов, применявшихся совместно с электрическим тормозным приводом. Подробнее о них — в главе Электрический стояночный тормоз

Дисковый тормозной механизм.

Рассмотрим устройство и функционирование дискового тормозного механизма.

Рис. 1 Схема работы дискового тормозного механизма с неподвижным суппортом.

1 — наружный рабочий цилиндр (левого) тормоза; 2 — поршень; 3 — соединительная трубка; 4 — тормозной диск переднего (левого) колеса; 5 — тормозные колодки с фрикционными накладками; 6 — поршень; 7 — внутренний рабочий цилиндр переднего (левого) тормоза.

Дисковый тормозной механизм (рис.1) состоит из:

— одного, двух или четырех тормозных цилиндров,

— двух тормозных колодок,

Конструкция дискового тормозного механизма, изображенная на рисунке 1, называется тормозным механизмом с неподвижным суппортом. Суппорт жестко закреплен на поворотном кулаке переднего колеса автомобиля. Тормозной механизм состоит из тормозного диска, колодок с накладками, неподвижной скобы и двух гидроцилиндров. Чугунный тормозной диск жестко закреплен на ступице и вращается вместе с колесом.

Колодки с накладками и гидроцилиндры размещены в неподвижной скобе суппорта. Причем колодки свободно установлены на двух направляющих пальцах и прижимаются к ним фигурными пружинами. Гидроцилиндры соединены между собой гидравлической трубкой. Через штуцер по гибкому трубопроводу (тормозной шланг) в гидроцилиндры подводится тормозная жид­кость. В гидроцилиндре установлен клапан прокачки (системы крана Маевского) предназначенный для удаления воздуха из цилиндра при заправке системы тормозной жидкостью или ее разгерметизацией при ремонте.

Автоматическая регулировка зазора между колодками и диском осуществляется с помощью резиновых уплотнительных колец. При нажатии водителем на педаль тормоза, избыточное давление тормозной жидкости из главного тормозного цилиндра, через рабочий контур (тормозной трубопроводы), подается в рабочие тормозные цилиндры, и тормозное усилие прикладывается к их поршням, а через них к тормозным колодкам, в результате тормозные колодки прижимаются к диску. При торможении уплотнительные кольца деформируются в направлении движения поршня.

После прекращения торможения поршни отводятся в исходное положение за счет падения давления тормозной жидкости, легкого биения тормозного диска и упругости резиновых колец, в свою очередь тормоз­ные колодки отходят от диска и между ними устанавливается требуемый зазор. По мере износа фрикционных накладок зазор между ними и диском регу­лируются автоматически, так как резиновые уплотнительные кольца отво­дят поршни от колодок на одно и то же расстояние, определяемое упругой деформацией резиновых колец.

Сила трения между накладками тормозных колодок и диском находится в зависимости от мускульной силы, с которой нога водителя давит на педаль тормоза тем самым, осуществляя торможение вращения колеса автомобиля.

При необходимости достижения более высокого тормозного усилия, в тормозных суппортах устанавливаются четыре рабочих цилиндра, например, такие суппорта устанавливаются на автомобилях «Москвич – 412», «Мерседес — Бенц S600», «БМВ – 500» и др.

В суппорте дискового тормозного механизма может применяться только один рабочий цилиндр, в этом случае используется так называемый подвижный или «плавающий» суппорт (рис.2).

Рис.2 Дисковый тормозной механизм с подвижным «плавающим» суппортом.
Положение суппорта: а — с изношенными колодками; б — после установки новых колодок.

При торможении, под действием давления жидкости, поршень прижи­мает внутреннюю тормозную колодку к диску. Под давлением жидкости, плавающая скоба (цилиндр и суппорт) перемещается по направляющим пальцам, и суппорт прижимает наружную тормозную колодку к диску. Так как давление жидкости одинаково и на поршень и днище цилиндра, то обе тормозных ко­лодки прижимаются к диску с одинаковыми усилиями. После прекращения торможения упругое резиновое кольцо отводит поршень от внутренней тор­мозной колодки. Гидроцилиндр вместе с суппортом (плавающая скоба) пере­мещаются по направляющим пальцам и освобождают наружную колодку.

Автоматическое регулирование зазора в тормозе осуществляется с помощью резинового упругого кольца.

Тормозные дисковые механизмы с подвижным (плавающим) суппортом получили более широкое распространение на большинстве моделей автомобилей иностранных марок малого и среднего классов и на отечественных семействах переднеприводных автомобилях ВАЗ и «Москвич – 2141».

Благодаря своей конструкции, дисковые тормозные механизмы с плавающим суппортом исключают неравномерный износ тормозных колодок. Еще одной характерной особенностью тормозного механизма с подвижным суппортом является меняющееся расстояние от его внешнего габарита до колесного диска в зависимости от износа колодок (рис. 2). При установке нестандартного колеса возможно задевание его о суппорт после смены тормозных колодок.

Эффект «самоподводящихся» тормозных колодок обеспечивается манжетой поршня (есть и более сложные системы подвода колодок в дисковых тормозах).

Рабочие поверхности дисковых тормозов плоские, и силы, сжимающие колодки и диск, действуют перпендикулярно плоскости вращения диска. Трение на рабочих поверхностях образуется в результате равномерного при­жатия колодки к диску, причем возможно повышение давления на рабочих поверх­ностях тормозов без опасности разрушения диска. Именно такая работа тормозов вызывает равномерный износ тру­щихся поверхностей и, следовательно, главными преимуществами дисковых тормозов яв­ляются постоянство (стабильность) рабочих характеристик и широкие возможности регулировки работы тормозов. Что в свою очередь влечет повышение характеристик торможения и безопасности движения легкового автомобиля. В расчете на единицу площади трения по техническим конструктивным характеристикам дисковые тормоза эффективнее барабанных, хотя работают в более высоком температурном режиме, но благодаря тому что тормозные колодки охваты­вают сравнительно небольшую часть рабочей поверхности диска, открытая его часть хо­рошо охлаждается, самоочищается от продуктов износа, воды и грязи.

Дис­ковые тормозные механизмы не нуждаются в герметизации, имеют неболь­шие габариты и массу, обеспечивают быструю смену тормозных колодок, хорошо при­способлены для автоматического регулирования зазора между колодками и диском.

Конечно, дисковые тормозные механизмы имеют и недостатки. Площадь тормозных накладок дисковых тормозов значительно меньше, чем барабан­ных, и для получения необходимой силы трения приходится повышать давление жидкости в гидроцилиндрах. В результате возрастает износ накладок, что в свою очередь учащает их смену. Конструкция дискового тормозного механизма затрудняет применение механического привода в стояночной тормозной системе.

Порядок выполнения работы

1. Изучение функционирования дискового тормозного механизма.

2. Проверка рабочих цилиндров привода дискового тормозного механизма.

Полученные данные занесите в таблицу 1.

Давление в цилиндре Время наблюдения
1мин 2мин 3мин 4мин 5мин
1 кгс/см 2
4 кгс/см 2
6 кгс/см 2
8 кгс/см 2
10 кгс/см 2

3. Повтор испытание при давлении 20;40;60;80 и 100 кгс/см 2 .

Полученные результаты занесите в таблицу 2.

Давление в цилиндре Время наблюдения
1мин 2мин 3мин 4мин 5мин
20 кгс/см 2
40 кгс/см 2
60 кгс/см 2
80 кгс/см 2
100 кгс/см 2
Читайте также  Вес тормозного диска

4. Замена тормозных колодок в дисковом тормозном механизме с неподвижным суппортом

5. Замена тормозных колодок в дисковом тормозном механизме с подвижным (плавающим) суппортом.

Дисковые тормоза — виды, устройство и принцип работы

В начале первой половины 20 века стало ясно, что скорости серийных автомобилей возросли, и существующие конструкции тормозных механизмов перестали соответствовать даже тем примитивным требованиям безопасности. Барабанные и прочие устаревшие конструкции пора было менять, в результате появился принципиально новый тормоз – дисковый.

дисковый тормоз внешний вид

Схема и порядок действия дискового тормоза

Принципиальное отличие заключается в работе тормозных колодок с фрикционными накладками не по внутренней поверхности тормозного барабана, а по наружным торцам массивного стального или чугунного диска. Отсюда образовался и типовой состав колёсного тормоза:

  • диск, соединённый со ступицей колеса;
  • тормозные колодки, охватывающие диск с двух сторон;
  • механизм удержания колодок, включающий суппорты и скобы;
  • исполнительные (рабочие) гидравлические цилиндры привода тормозов;
  • вспомогательные и крепёжные элементы в зависимости от конкретной конструкции.

Суппорт крепится к элементам подвески, в случае управляемых колёс это поворотный кулак, а для задних передача реактивного крутящего момента и продольного усилия может происходить через аналогичный узел или кожух чулка заднего моста.

устройство дисковых тормозов

Назначение суппорта состоит в удержании тормозных колодок в рабочей зоне, предоставлении им свободы в направлении прижатия к диску и обратно, для отвода при растормаживании. Усилия здесь значительны, поэтому суппорты представляют собой геометрически сложные конструкции, прочные и массивные, выполненные при помощи литья.

Внутри суппорта располагаются рабочие гидроцилиндры, один или несколько, в зависимости от мощности и надёжности системы. Они могут быть выполнены как в виде отдельных деталей, зафиксированных на суппортах различными способами, так и путём размещения поршней в проточках материала суппорта. К цилиндрам подходят гибкие шланги привода, а для прокачки от воздуха имеются отдельные штуцеры в верхней части рабочих объёмов.

Если гидроцилиндры воздействуют только на одну колодку, то противоположная приводится от скобы плавающего типа, охватывающей диск с внешней стороны его окружности. Жёсткость скобы, которая также представляет собой массивную литую деталь, обеспечивает передачу второй колодке точно такого же усилия, что и от поршня первой, но с противоположной от диска стороны.

Возможно расположение рабочих цилиндров в многопоршневых системах симметрично относительно плоскости диска, напротив друг друга. Равенство усилий в этом случае определяется одинаковыми диаметрами поршней и подачей на них одного и того же давления с гидравлики привода.

Как правило, диски выполняются из чугуна, имеющего подходящие фрикционные характеристики. Возможно и применение иных материалов. К ним прижимаются колодки, располагающие для этого приклёпанными или приклеенными накладками из тщательно подобранного материала, удовлетворяющего целому спектру требований.

Две основные схемы организации суппортов

Отличие заключается в организации скобы. Её можно жёстко зафиксировать относительно поворотного кулака, тогда поршни придётся разместить симметрично относительно диска. Каждый из них будет действовать на свою колодку, и обе эти силы равны по законам геометрии и гидравлики. Это равенство обеспечит отсутствие паразитной разницы в усилиях, которая способна действовать перпендикулярно плоскости диска в целом и нагружать ступичные подшипники. Диск будет лишь сжиматься встречными силами прижатия колодок.

дисковый тормоз с фиксированным суппортом

Примерно так же сработает более простая система с плавающей скобой. По направляющим прорезям в суппорте скоба способна перемещаться, выравнивая усилие на колодках, хотя поршень действует лишь на одну из них. Возникает ситуация, когда через систему виртуальных рычагов, образованных суппортом, направляющими и скобой, поршень давит на одну колодку, а цилиндр – на другую. Разумеется, эти силы равны, хотя на практике не всё так просто.

Принципиальным недостатком плавающего механизма является наличие силы трения в направляющих скобы. По причинам естественного износа, загрязнения или неточностей в исполнении эти силы могут достигать значительной величины, что ведёт к неравномерному износу внутренней и внешней колодок. Таков существенный недостаток, которым приходится расплачиваться за относительную простоту конструкции.

дисковый тормоз с плавающим суппортом

Систему с фиксированной скобой, несмотря на затраты, активно используют в дорогих, быстроходных, тяжёлых и спортивных автомобилях. Причём когда речь идёт о поршнях, то дело редко ограничивается одним в плавающей схеме или двумя в фиксированной. По разным причинам количество цилиндров увеличивается, достигая шести или даже восьми в самых совершенных и мощных тормозах. Такие конструкции сложны, дорого стоят, но при этом чрезвычайно надёжны, работают с высокой эффективностью, останавливая машины с огромной кинетической энергией за считанные секунды.

Работа тормозов

Принцип действия дисковой системы прост и интуитивно понятен. После нажатия педали водителем поршень главного тормозного цилиндра перемещается, выбирая все зазоры и оказывая давление на несжимаемую тормозную жидкость. Оно равно в любой точке магистрали, а значит и во всех исполнительных цилиндрах. Равенство площадей поршней в рабочих цилиндрах обеспечивает полную идентичность сил, действующих на тормозные колодки одной оси автомобиля.

Распределение усилий по осям – это тема, разрабатываемая в рамках устройства привода и обеспечивающая тормозной баланс автомобиля. Но на одной оси силы должны быть строго равны, иначе на ровной и однородной поверхности возникнет занос автомобиля. Исключение составляет сознательное управление силами в активных системах тормозов.

Поршни рабочих цилиндров давят на колодки со стороны металлической подложки, а фрикционные накладки со значительной силой прижимаются к дискам. Благодаря нормированному коэффициенту трения, на дисках, а значит и на колёсах, возникает тормозной момент, придающий автомобилю нужное замедление.

Особенности конструкции дисков

Обычно диски изготовлены из чугуна, обладающего хорошей износостойкостью, твёрдостью и приемлемым коэффициентом трения. Для гражданских автомобилей этого вполне достаточно, но там, где требуется повышенная мощность и температурная стойкость, используются особые приёмы:

  • в качестве материала для дисков может быть использована легированная сталь, которая лучше ведёт себя при высоких температурах, меньше деформируется после термоциклирования и обладает лучшей механической прочностью;
  • в особых случаях диск может быть изготовлен из специальных материалов, например, углепластиков, они прочнее стали, меньше весят и обладают повышенным коэффициентом трения;
  • для улучшений теплоотвода диски снабжаются внутренней вентиляцией, при вращении воздух прогоняется через полости с отлитыми там аэродинамическими элементами;
  • улучшение условий работы в тонком слое между накладками колодок и поверхностью диска достигается выполнением в последнем перфорации, отводящей разогретые продукты износа, образующиеся газы, и дополнительно охлаждающей самую горячую зону контакта.

конструкция диска тормоза

Диск подвержен износу, поэтому с достижением минимально допустимой толщины он подлежит обязательной замене. Слишком тонкий диск теряет прочность и заставляет поршни выходить из цилиндров на нерасчётное расстояние, что чревато потерей герметичности.

Самые распространённые причины преждевременного выхода дисков из строя – это биение в результате остаточной температурной деформации и образование трещин. Обеспечение безопасности требует регулярного осмотра дисков при каждом ТО с замером толщины. Измерять надо рабочую зону, поскольку диски изнашиваются неравномерно, по краю почти всегда образуется буртик. Иногда его механически удаляют при замене колодок.

Материалы, применяемые в колодках

В первых колодках дисковых тормозов активно использовался асбест, поскольку он обладал хорошим коэффициентом трения, волокна армировали наполнитель накладок, а высокие температуры никак на него не влияли. Но асбестовая пыль обладает канцерогенной активность, поэтому сейчас применяются иные материалы:

  • металлические армирующие волокна;
  • металлокерамика;
  • органические вещества.

Чем совершенней материал, тем колодки дороже обходятся, поэтому для одной и той же модели автомобиля цена комплекта может отличаться на порядок. Хорошие колодки физически и химически защищены от появления характерного скрипа, мягко включаются в работу, стойки к нагреву. А фрикционные свойства и прочность материала подобраны таким образом, чтобы на одну замену диска приходилось примерно три замены колодок. Излишне твёрдые и абразивные вещества быстро убивают диск, а в противоположном случае колодки приходится менять слишком часто, что никак не способствует надёжной работе. Часто колодки снабжены электронным или акустическим индикаторами износа.

Достоинства и недостатки дисковой системы

К очевидным плюсам относятся:

  • высокая эффективность торможения;
  • стойкость к перегревам;
  • стабильность работы даже после попадания воды;
  • точность срабатывания по колёсам;
  • простота компоновки;
  • малая затратность обслуживания;
  • низкий вес неподрессоренных масс.

Минусами стали только плохая защищённость от загрязнений и механических повреждений. Изначально высокая себестоимость при массовом производстве исключается из перечня недостатков. Дисковые тормоза сейчас применяются практически на всех классах автомобилей, в том числе и ряде грузовых. Исключение составляют лишь вездеходы, где на первый план выходит защита на плохих дорогах.

Тормозной механизм дисковый

Дисковый тормоз для велосипеда

Велосипед, как и любой другой вид транспорта, должен быть оборудован такими тормозами, которые смогут гарантированно остановить его, но при этом не будут излишне большими по размеру и весу. Городские, складные, детские, то есть преимущественно односкоростные велосипеды снабжаются задним втулочным тормозом. На колесах шоссейных, туристических, гибридных, горных велосипедов или на переднее колесо городских, складных, детских велосипедов ставятся ободные тормоза. Дисковые тормоза на велосипед нужно ставить, если планируется ездить на нем преимущественно по грязи и снегу.

Существует большой выбор велосипедных тормозов, которые можно разделить на три типа по виду рабочей, тормозной поверхности. Кроме того, они различаются по конструкции.

  1. Втулочные : барабанные, роллерные.
  2. Ободные : клещевые, кантилеверные, V-брейки, U-брейки.
  3. Дисковые : механические, гидравлические.
Читайте также  Тросики ручного тормоза

Дисковый тормоз для велосипеда может быть разнообразным по конструкции, так как в нем могут применяться разные способы передачи движения на тормозной механизм. А именно: с помощью троса в механических конструкциях или жидкости в гидравлических системах.

Устройство дисковых тормозов

  • Ручка – управляющий механизм на руле, приводящий в действие исполнительный механизм.
  • Ротор – тормозной диск.
  • Адаптер – монтажная скоба для закрепления калипера на раме велосипеда.
  • Калипер – суппорт, который является исполнительным механизмом. Он выполняет полезную работу, а именно, торможение колеса. Называют его калипером по аналогии с английским названием caliper – суппорт, штангенциркуль.
  • Колодки – пластины, которые стопорят ротора благодаря абразивности своей поверхности.
  • Тормозная линия – звено, передающее механическое воздействие от ручки до исполнительного механизма тормозов.

Устройство дискового тормоза

Особенности конструкции

Ротор дисковых тормозов может быть размером: 140, 160, 180, 185, 200, 220 мм. Чем больше диаметр ротора, тем эффективнее работает тормоз. Но не каждый велосипед нужно ставить диск самого большого диаметра.

На горный велосипед, предназначенный для поездок по лесу, спусков с холмов (трейл) достаточно поставить роторы 160, 180 мм. На маунтинбайк, который будет использоваться для съездов с заросших склонов (фрирайд), нужно ставить диски 180, 185 мм. А для спусков с гор (даунхилл), нужно оборудовать велосипед дисками 200, 220 мм. Если есть желание поставить ротор наибольшего размера, то перед этим нужно поменять старое колесо, на другое с максимально крепкими спицами.

Тормозная ручка на гидравлике является более сложным механизмом, чем ручка на механике. Комплект гидравлических тормозов состоит из ручки, в корпусе которой находится управляющий поршень, гидролинии с твердыми стенками и калипера. Велосипедная гидравлическая система может быть закрытой или оборудоваться расширительным бачком на ручке для доливки масла.

На механические дисковые тормоза можно поставить ручку от других типов тормозов: вибрейков, кантилеверных, клещевых.

В велосипедных суппортах применяются два типа, по виду абразивного материала, тормозных колодок.

  1. Металлизированные;
  2. Органические.

Металлизированные колодки имеют контактную поверхность, состоящую из сплава углерода и металлических опилок. Теплопроводный материал этих пластинок отводит тепло от места контакта, нагревая калипер, что особенно вредит работе гидравлических тормозных систем. Абразивный материал у металлизированных колодок твердый и, как следствие, очень долго стирается, он хорошо притирается даже к мокрым роторам.

У органических пластинок абразивная поверхность состоит из смеси резины и органических материалов на основе целлюлозы. Контактный материал у органических колодок не проводит тепло, поэтому у дисковых тормозов для велосипеда с такими колодками нагревается только ротор. Мягкий материал у органических колодок, особенно при перегреве, быстро стирается. Но зато мягкий абразивный материал не скрипит при трении об ротор и очень быстро прирабатывается.

Гидравлический калипер велосипедов представляет собой поршневой механизм, и имеет такую же конструкцию как у автомобильных или мотоциклетных суппортов, только меньшего размера, ведь он рассчитан на меньшие тормозные усилия. Конструктивно он состоит из литого корпуса, на одной основании которого закреплена неподвижная тормозная колодка, а с другой стороны вставлен подвижный поршень, или несколько поршней, с подвижной колодкой. Захват ротора происходит при перемещении колодки движимой поршнем, или поршнями, под давлением тормозной жидкости.

Механические дисковые тормоза собираются с калиперами, которые имеют иную конструкцию, чем гидравлические суппорта. По сути, механический калипер является кулачковым механизмом. Снаружи он имеет рычаг, в отличие от гидравлического суппорта, к этому рычажку фиксируется трос. В этом механизме движение от рычага на поршень передается через многозаходный винт, клин или кулачек. Очевидно, что движение рычага и колодок при этом происходит во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Монтирование тормозов

Корпус тормозной ручки зажимается на руле с помощью хомутового захвата.

Ротор закрепляется на основе колеса, и вращается вместе с колесом. У велосипеда основой колеса является втулка. Для закрепления ротора нужна велосипедная втулка с резьбовыми креплениями для него, на одном из фланцев. К тому же нужно ставить втулки с фланцами увеличенного диаметра, для уменьшения длины спиц, чтобы повысить их прочность.

Тормозные линии не должны торчать по сторонам от рамы велосипеда, иначе их можно зацепить веткой, забором или собственной ногой, и если не порвать, то серьезно повредить внешнюю оболочку – рубашку троса. Лучше зажать все тросы в оболочке на раме и вилке велосипеда с помощью электромонтажных стяжек.

Калипер передних тормозов устанавливается на вилку, которая имеет внизу штанов (перьев) крепления в виде двух стоек с внутренней резьбой.

Задний калипер монтируется снизу на перьях заднего треугольника. Для закрепления заднего суппорта потребуется использовать адаптер.

установка калипера

Окончательно закреплять велосипедные суппорта нужно только после того как они будут отцентрированы относительно ротора. Поэтому подтягивать винты крепления калипера нужно в несколько подходов, и при нажатой тормозной ручке, проворачивая колесо на полный оборот.

Преимущества дисковых тормозов перед ободными

Имеют отличную модуляцию . В смысле: на велосипеде с дисковыми тормозами можно более точно контролировать силу торможения, чем на байке с вибрейками, кантилеверными и клещевыми тормозами. Даже после установки на ободные рычаги больших колодок нельзя получить такую же чувствительность срабатывания, как от маленьких колодок в калипере. Кстати, чувствительность торможения выше у калиперов с большим количеством поршней. Кроме того, повышает модуляцию применение в калиперах органических, а не металлизированных, тормозных колодок.

Меньше загрязняются . На ротор значительно меньше попадает пыли, грязи, воды или снега, чем на обод колеса. Разумеется, любой абразив или жидкая смазка на контактных поверхностях нарушают работу тормозов. Особенно это ощущается при езде на велосипеде с ободными тормозами по мокрой дороге: значительно ухудшается модуляция, так как колодкам, чтобы начать стопорить колесо, сначала нужно протереть тормозную дорожку на ободе от воды и грязи.

Восьмерки на колесах не влияют на работу дисковых тормозов . Всем понятно, что у ободных тормозов рабочей поверхностью является обод колеса, и от ровности его стенок зависит качество торможения. В идеале, для достижения максимальной модуляции, тормозная поверхность должна быть абсолютно ровной. Если же обод колеса искривлён, тогда приходится разводить дальше в стороны колодки. При этом уменьшается не только чувствительность, а также эффективность торможения. На велосипедах с особенно большими восьмерками на колесах, ручки ободных тормозов нужно нажимать аж до упора в грипсы (рукоятки руля), чтобы хоть как-то затормозить.

Не стирают обод колеса . Благодаря тому, что у дисковых тормозов, кроме колодок, имеется отдельная изнашиваемая деталь – ротор, то через очень долгое время потребуется заменить только этот диск. На велосипеде с ободными тормозами со временем, после долгого царапанья колодками, приходится менять алюминиевые обода, когда их стенки разламываются от утончения.

Имеют долгий срок службы . Особенно долго работают до замены металлизированные колодки, при этом практически одновременно стираясь вместе с роторами. Резиново-целлюлозные колодки ободных тормозов очень часто покрываются водой с абразивом в виде пыли и песка, и поэтому они быстрее стираются, чем более чистые колодки дисковых тормозов из такого же материала. Нужно заметить, что тормоза, у которых быстро стираются колодки, нужно часто регулировать, сближая колодки одна к другой.

Преимущества гидравлических тормозов перед механическими

Имеют лучшую модуляцию . Как известно, у механических тормозов для передачи движения от ручки до исполнительного механизма используется трос. Трос, особенно несмазанный, трет при движении по рубашке. Жидкость внутри гидравлических тормозных линий перемещается без ощутимого сопротивления, поэтому гидравлические дисковые тормоза позволяют тормозить при нажатии лишь одним пальцем на ручку.

С большей силой сжимают тормозные колодки . Тормозная жидкость в гидравлических линиях, фактически не сжимается, если конечно она не закипит. Тогда как трос, даже толстый, наверняка растягивается, если давить на ручку с большой силой.

Быстрее отпускают колодки . Гидравлика имеет меньшее количество трущихся механических деталей внутри суппорта. В гидравлических тормозах, особенно с маслом в гидролиниях, поршни в суппортах хорошо смазываются тормозной жидкостью.

Недостатки дисковых тормозов

Главный недостаток . При работе дисковых тормозов тормозное усилие к поверхности дороги передается сначала через спицы, а затем уже через обод и покрышку. Короче говоря, при торможении на спицы действует сгибающее усилие. Чтобы спицы не ломались, нужно увеличить их толщину либо уменьшить длину. Стараясь по максимуму уменьшить длину спиц, производители велосипедов ставят на колеса с дисковыми тормозами втулки с фланцами наибольшего диаметра.

из-за сильного торможения сломались спицы колеса

Существенный недостаток . Весь комплект дисковых тормозов имеет больший вес, чем ободные тормоза. Прибавку веса дают также, необходимые для монтирования таких тормозов, втулки большого диаметра.

Второстепенный недостаток . Сложно найти замену вышедшей из строя детали, например, колодкам или тормозной линии. Даже у одного производителя, но на разных моделях калиперов, применяются различные по размерам, способу крепления тормозные колодки. Разные производители гидравлических тормозов используют в тормозных линиях разносортные жидкости. Так, например: на заводах Hayes, Avid, Formula принято заливать в тормозные линии тосол, а другие лучшие производители велозапчастей Shimano, Tektro, Magura вместо тосола используют масло с низкой степенью вязкости. У них есть для этого причина, так как тосол изготавливается на основе касторового масла и растворителя, поэтому он обжигает кожу рук и растворяет или обесцвечивает лакокрасочные покрытия.

Несущественная проблема . Дисковый задний тормоз мешает закрепить багажник на велосипеде. Многим велосипедистам, использующим велосипед как повседневный транспорт, очень важно иметь возможность снять груз с руля или с плеч в виде рюкзака, и закрепить его на багажнике. У большинства моделей велосипедов с дисковыми тормозами на раме нет дополнительных крепёжных отверстий, к тому же установленный калипер мешает ровно закрепить опоры багажника. Можно купить консольный багажник, который закрепляется на подседельном штыре, но он стоит в два раза дороже багажников с опорами. Есть также консольные багажники с дополнительными опорами, и хотя эти опоры крепятся под значительным углом к раме, однако они дают возможность перевозить довольно тяжелые грузы на велосипеде.

Читайте также  Материал колодок тормозных

Подводя итог, нужно сказать, что покупать настоящий маунтинбайк, с большими роторами и гидравлической тормозной системой, нужно только если действительно планируется использовать его по назначению, то есть на горных дорогах. Гидравлические тормоза стоят немалых денег, поэтому при равной цене транспорт, укомплектованный такими тормозами, будет иметь худшие остальные детали, чем велосипед с ободными или дисковыми механическими тормозами.

Устройство и особенности работы дисковых тормозов

Дисковая тормозная система для велосипедов значительно отличается от предназначенных для других транспортных средств. Каков принцип работы дисковых тормозов?

Дисковая тормозная система

Они бывают трёх типов:

  • механическими;
  • гидравлическими;
  • комбинированными (гибридными).

Дисковые тормоза велосипеда — устройство, конструкция

Дисковые тормоза велосипеда - устройство, конструкция

Что конструктивно представляет собой дисковая система:

  • ручка, благодаря которой запускается механизм торможения;
  • ротор;
  • калипер – за счёт этого суппорта и происходит торможение;
  • адаптер, необходимый для крепления калипера к раме;
  • колодки, которые останавливают диск;
  • тормозная линия.

Конструктивные особенности:

  1. Размер. Крупные диски лучше устанавливать на колёса с более крепкими спицами. Диаметр ротора, равный 200-220 мм., отлично подойдёт для даунхилла, 180-185 мм. – для фрирайда, а 160-180 мм. – для размеренной езды на горном велосипеде.
  2. Колодки. Бывают Металлизированного и органического типа. Первые при усиленном трении могут нагреть калипер и негативно сказаться на всей гидравлической системе. Вторые (органические) не скрипят и не греются, но выполнены из менее надёжных материалов, и ввиду этого быстро стираются.
  3. Калипер. Принцип действия гидравлического агрегата схож с функционированием суппортов мото- и автомобильной техники. Калипер представляет собой литой корпус из метала, и с одной стороны размещён поршень, а с другой – колодка. А механический — это кулачковый механизм, имеющий снаружи рычажок с тросиком. Когда к поршню поступает импульс от ручки, колодки и рычаг движутся взаимно перпендикулярно.

Механические тормоза

Дисковые механические тормоза

У механических тормозных дисков есть неоспоримое преимущество – с их установкой справится даже новичок.

Всё дело в конструкции:

  • ручка;
  • её регулятор;
  • тросиковый регулятор с контргайкой;
  • рубашка троса;
  • сам трос:
  • его фиксатор;
  • калипер;
  • колодки;
  • адаптер;
  • ротор.

Гидравлические тормоза

Обладают более чувствительным механизмом, и не имеют столь огромного количества тросов.

Составляющие гидравлических дисковых тормозов:

  • ручка;
  • её регулятор;
  • мастер-цилиндр, состоящий из расширительного бачка, крышки, возвратной пружиной и поршня с манжетой;
  • гидравлическая линия, соединяющая ведущий приводной цилиндр с калипером;
  • калипер;
  • колодки;
  • адаптер;
  • ротор.

Гидравлические тормоза бывают:

  1. Закрытыми. Их работа схожа с действием гидравлического домкрата. В тормозной рукоятке имеется цилиндр с поршнем, а в калипере – 2 цилиндра с колодками, которые необходимо периодически регулировать с помощью вентиля.
  2. Открытыми. Имеют расширительный бачок, наполненный тормозной жидкостью, и соединённый с главным цилиндром.

Чем гидравлические тормоза лучше механических:

  • Больше сила, сжимающая колодки. При регулярном нажатии на ручку велосипеда с механическими тормозами со временем тросик любой толщины имеет свойство растягиваться. Тогда на ручку приходится нажимать с большей силой, в то время как в гидравлической системе тормозная жидкость не сжимается.
  • Такие тормоза быстрее отпускают колодки. Это достигается за счёт конструктивной особенности – меньшего количества механических деталей в суппорте. Да и в механических тормозах ввиду растяжения тросиков медленнее отпускают колодки.
  • Лучшая модуляция. В механических тросики трутся при движении по рубашке, что создаёт дополнительное сопротивление. В случае гидравлических тормозов это исключено.

Принцип работы дисковых тормозов

Принцип работы гидравлических тормозов значительно отличается от изделий механического типа. Импульс от ручки поступает на колодки не с помощью тросика, а за счёт давления тормозной жидкости, либо минерального масла. При нажатии на ручку эта жидкость подвергается давлению, за счёт которого выталкивает поршни, а те воздействуют на колодки.

В системе имеется ротор, и чем больше его диаметр, тем эффективнее торможение. Роторы крепятся к колёсной втулке (преимущественно слева). Через металлический трос, либо герметичную гидравлическую линию на калипер воздействует импульс, в последствии сводящий колодки. Затем между ними зажимается диск, что приводит к торможению.

Механические тормозные диски схожи по функционалу со стандартными ободными тормозами. В обоих случаях натягивается тросик, размещённый между калиптером и ручкой. Как только велобайкер на неё нажимает, тросик смещается и задействует рычаг, а тот, в свою очередь, — колодки.

Преимущества и недостатки дисковых тормозов

Преимущества и недостатки дисковых тормозов

Положительные свойства:

  • Отличная модуляция. По сравнению с другими типами тормозов лучше контролируется сила торможения. Даже крупные колодки, установленные на ободные тормоза, не дадут подобной чувствительности.
  • Меньшее загрязнение. На роторе не так много скапливается пыли, воды и грязи, как на ободных или иных тормозных системах. Загрязнения значительно ухудшают модуляцию, а в некоторых случаях перед ездой необходимо протереть дорожку на ободе.
  • Пролонгированный срок службы. Максимальным сроком эксплуатации обладают металлизированные колодки. Другие под воздействием воды и абразивов стираются значительно быстрее.
  • Колёсные обода под воздействием дисковых тормозов не стираются. Через длительный период эксплуатации может потребоваться замена только ротора.
  • Колёсные восьмёрки не влияют на функционирование дисковых тормозов. Колёса с ободными тормозами должны быть идеально ровными, в запущенных случаях даже при нажатии до упора в грипсы затормозить не получится.

Теперь о недостатках:

  • Существенная проблема – передача тормозного усилия через спицы, и лишь после – через покрышку. Т.е. спицы могут сгибаться, и для исключения этой проблемы либо увеличивают их толщину, либо уменьшают длину. Для последнего действия производители устанавливают втулки с фланцами максимального диаметра.
  • Второстепенная проблема – сложность в поиске заменяемой детали ввиду того, что для конкретной модели производитель выпускает на различные модели калиперов колодки с индивидуальными размерами и способами крепления. Эта же проблема касается и гидравлических тормозных систем, когда в соответствующих линиях применяют разносортные жидкости. Так для тормозных линий TEKTRO, Shimano и некоторых других производителей используют масло, а для Avid, Hayes и прочих – тосол.
  • Незначительный недостаток – невозможность закрепления заднего багажника. Большинство велосипедистов, использующих этот вид транспорта в качестве повседневного, расценивают этот недостаток как существенный, поскольку нет возможности убрать груз с руля и закрепить сзади на багажнике. Для решения проблемы приобретается консольный багажник, крепящийся к подседельному штырю, и стоящий вдвое больше по сравнению с этим же изделием, только выполненным с опорами.

Какие тормоза лучшие — дисковые или ободные?

Определить лучший тип тормозов поможет анализ недостатков и преимуществ.

V-brake, или ободные тормоза обладают следующими свойствами:

  • конструкционная незамысловатость – благодаря ей достигается ремонтопригодность и регулировка в условиях поездки;
  • применимость для многих типов велосипедов (дорожные, MTB, гибриды) – на всех моделях, где имеются посадочные места под рычаги;
  • низкая цена – она значительно ниже по сравнению с установленными на дисковые тормоза;
  • возможность приобрести по отдельности комплектующие, и сразу же установить их;
  • малый вес, что немало важно для сохранения динамики движения;
  • универсальность;
  • значительная сила торможения – при тщательной настройке качественных изделий это положительное свойство может держать преимущество перед дисковыми тормозами.

Отрицательные свойства по сравнению с дисковыми изделиями:

  • низкая модуляция, особенно у бюджетных изделий, где для её увеличения требуется тщательная настройка;
  • высокая степень чувствительности к ободным искривлениям – для v-brake ввиду конструктивных особенностей это недопустимо, т.к. стираются колодки, изменяется расстояние между ними, а это приводит к необходимости в регулярном контроле колёсной геометрии и исправлении недочётов;
  • снижение эффективности торможения в условиях грязи, мокрого асфальта и т.д. – в отдельных случаях тормоз становится нерабочим, и для своевременного исправления ситуации велосипедистам приходится иметь при себе сухую тряпку и щётку;
  • усиленные долгие торможения стирают обода, колодки и приводят к нагреву, что значительно снижает срок эксплуатации.

Учитывая все эти факторы, и понимая, что дисковые изделия стоят значительно дороже, больше весят, и их сложно установить и отремонтировать самостоятельно, встаёт вопрос о том, чем готов жертвовать покупатель.

Если нужен лёгкий, дешёвый и легко ремонтируемый тормоз, стоит обратить внимание на ободное изделие. При желании получить качественное изделие, не требующее постоянной настройки и езды с щёточками в слякотную погоду, а также чтоб на его функционирование не влияли «восьмёрки», выбирают дисковые тормоза.

Для всех типов нестандартных поездок подойдут велосипеды с любыми дисковыми тормозами. Но если экстремальная езда исключена – целесообразнее приобрести агрегат с ободной тормозной системой.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: