Складові частини гальмівної системи

7.2.7 Дискові гальмівні механізми

Єдиною перспективною альтернативою барабанних механізмів для легкових автомобілів стали дискові гальмівні механізми. У таких механізмах гальмівний диск кріпиться до маточини колеса і обертається разом із колесом. Щоб зупинити автомобіль, необхідно підвести під тиском гальмівну рідину до поршня в гальмівному супорті. Поршень, впливаючи на гальмівні колодки, передасть на них зусилля від гальмівної рідини, притисне до диска і почне уповільнювати колесо. Чимось принцип дії дискового гальма схожий на велосипедне гальмо, де роль диска відіграє поверхня обода колеса, а зупинка здійснюється притисканням колодок гальма до обода. Будову дискового гальмівного механізму можна побачити на малюнку 7.4.

Малюнок 7.4 Приклад дискового гальмівного механізму.

Примітка
Існує два типи гальмівних супортів: фіксований і плаваючий. У першому випадку в гальмівному супорті є два поршні, розташовані по обидва боки від гальмівного диска. Сам супорт жорстко закріплений на поворотному кулаку. Поршні впливають на внутрішню і зовнішню гальмівні колодки. До кожного з них підводиться гальмівна рідина.
У другому випадку гальмівний супорт має поршень або поршні тільки з одного боку, при цьому він має змогу переміщатися уздовж осі обертання диска. Так, при гальмуванні поршень переміщується і тисне на внутрішню колодку, після того як колодка упреться в диск, а тиск в гідроприводі продовжить зростати, вже супорт почне переміщатися і притискати зовнішню колодку до диска.
Перший варіант міцніший, але дорожчий. Другий варіант дешевший, але не такий надійний.

Ефективність дискових гальм набагато вища за ефективність барабанних. Вони простіші в обслуговуванні та ліпше відводять тепло, що виділяється при гальмуванні.

Оскільки перегрів гальмівних механізмів вважається одним із найнебезпечніших моментів, вирішили збільшити ефективність відведення тепла від гальмівного механізму. Шлях вирішення проблеми простий з точки зору ідеї та не такий простий з точки зору технологічності. У диску зробили багато отворів і каналів, через які повітря може проходити з метою охолодження диска зсередини (малюнок 7.5). Ефективність підвищили багаторазово. Але у всього є своя ціна, і в цьому випадку за покращене охолодження довелося заплатити низькою стійкістю до перепаду температур. Виникла ймовірність появи тріщин на диску при потраплянні на нього, наприклад, води при дуже активному гальмуванні. Причина в тому, що отвори — це концентратори напружень. Виходить, що працює принцип «Де тонко, там і рветься».

Малюнок 7.5 Приклад вентильованого гальмівного диска.

Часто на гальмівних дисках можна побачити канавки (малюнок 7.6). Причина, по якій диск виготовляють з такими конструктивними особливостями, криється в тому, що при виконанні гальмування на фрикційних накладках гальмівних колодок утворюється шар відпрацьованого матеріалу (пилу), який погіршує ефективність гальмування. Шар відпрацьованого пилу зрізається канавками, оновлюючи тим самим робочу поверхню фрикційної накладки.

Малюнок 7.6 Приклад вентильованого гальмівного диска зі спеціальними канавками.

Проте час іде, деякі автомобілі стають більш потужними і важкими, мають високі динамічні показники і украй високу енергоозброєність*, і, щоб зупинити всю цю масу, що рухається на величезній швидкості, потрібне застосування надефективних гальмівних механізмів. Основний показник, що впливає на ефективність роботи гальм, як було сказано вище, — температура.

Існує два шляхи вирішення проблеми перегріву гальм. Перший із них — виготовити гальмівні механізми зі своєю системою охолодження, однак це занадто ускладнює конструкцію і подальше обслуговування. Другий — встановити композитні гальмівні диски, наприклад металокерамічні. Таким дискам взагалі не страшний перегрів. Але плата за металокераміку — крихкість і висока собівартість.

Примітка
* Енергоозброєність — це питомий показник, що характеризує, скільки кіловат або кінських сил потужності припадає на одиницю маси автомобіля (на кілограм або тонну). Наприклад, якщо автомобіль важить 2 т, а потужність його двигуна становить 300 к. с., то енергоозброєність цього авто становить 150 к. с./т. Але автомобіль масою 1 т і потужністю 150 к. с. матиме таку ж енергоозброєність, а значить не поступатиметься в динамічних характеристиках більш потужному, але й більш важкому «супернику».

Примітка
Дискові гальмівні механізми часто обладнують датчиком зносу фрикційних накладок. У найпростішому вигляді він має вигляд підпружиненої пластини, яка при досягненні граничної товщини фрикційної накладки досягає диска і починає скрипіти.
У більш ускладненому варіанті встановлено датчик у прямому сенсі цього слова. Його показники виводяться на відповідний покажчик на щитку приладів.