Принцип действия
Тормозное усилие создаётся трением неподвижных фрикционных колодок о внутреннюю поверхность «бортов» вращающегося тормозного барабана.
Устройство и основные элементы
Тормозной щит (плита) – неподвижная основа механизма. Защищает механизм от грязи. К щиту крепятся гидравлический рабочий цилиндр или цилиндры. Цилиндр может иметь один или два поршня. Он преобразует давление жидкости в механическое движение, раздвигая колодки. В зависимости от типа механизма может быть один (вверху) или два (сверху и снизу) цилиндра. Опорные стойки (пальцы), тоже закрепленные на щите, фиксируют колодки с предусмотренным для их перемещения зазором. Сами колодки представляют собой стальные основания с наклёпанными или приклеенными фрикционными накладками. Колодки стянуты возвратными пружинами, которые обеспечивают возврат колодок в исходное положение. Между колодками расположена распорная планка с механизмом саморегулировки, который автоматически поддерживает оптимальный зазор между колодками и барабаном по мере износа накладок, чаще всего с помощью храпового механизма. В барабанных тормозах широко используются пружины и вспомогательные крепежные элементы для фиксации деталей. Также нужно упомянуть про механизм стояночного тормоза – это рычаг и разжимная планка, механически раздвигающие колодки. Ну и, конечно, вращающаяся деталь, к которой прижимаются колодки — тормозной барабан: обычно чугунный или алюминиевый с чугунной вставкой. Встречаются конструкции барабанов, интегрированные со ступицей.
Типы и конструктивные различия
Барабанные механизмы классифицируют по количеству цилиндров и кинематике колодок.
С одним цилиндром (двухпоршневой). Цилиндр расположен сверху. Обе колодки — ведущие, но эффективность разная из-за эффектов набегания и сбегания: передняя при движении вперёд прижимается сильнее и изнашивается быстрее. Простая и дешёвая схема для задних осей бюджетных авто.
С двумя цилиндрами (однопоршневыми). Цилиндры расположены сверху и снизу. Каждая колодка работает под воздействием эффекта набегания, что повышает эффективность тормозов. При движении назад эффективность работы колодок заметно снижается. Исторически использовались очень широко, но сейчас почти вытеснены дисковыми тормозами.
Механизм с самоусилением. Имеет один верхний цилиндр, но нижние концы колодок соединены плавающей распорной планкой. За счёт кинематики, сила трения передней колодки через планку усиливает прижатие задней, создавая эффект сервопривода. На легковых авто заменен дисковыми механизмами.
Достоинства и недостатки
Достоинства:
• Защищённость от загрязнений и долговечность.
• Высокий тормозной момент при большом диаметре.
• Простота интеграции механического стояночного тормоза.
• Больший ресурс фрикционных накладок в сравнении с дисковыми тормозами.
• Относительно низкая стоимость производства и обслуживания.
Недостатки:
• Склонность к перегреву — закрытая конструкция ухудшает охлаждение.
• Нестабильная работа при намокании. Вода внутри барабана резко снижает коэффициент трения.
• Сложность обслуживания. Замена колодок требует разборки узла со снятием множества пружин.
• Неравномерный износ колодок из-за разной их нагруженности.
• Меньшая эффективность и худшая стабильность по сравнению с дисковыми тормозами
• Риск примерзания колодок зимой.
Область применения
Барабанные тормозные механизмы в наше время применяются на задних осях бюджетных легковых автомобилей, легких коммерческих машин, внедорожников и пикапов, где важны низкая стоимость, защищенность и большой ресурс. Нашли себя «барабаны» на различных «тихоходах»: тяжелых грузовиках, строительной и специальной технике – здесь используются мощные барабанные тормоза с пневмоприводом, и их преимущества в тормозном моменте и долговечности перевешивают плюсы дисковых механизмов, достоинства которых раскрываются на высоких скоростях.
В современном автостроении идёт активный переход на дисковые тормоза на большинстве типов дорожных автомобилей, включая магистральные тягачи и междугородние автобусы грузовики. Происходит это из-за требований безопасности (совместимость с ABS/ESP), роста нагрузок и скоростей. Барабанные тормоза сохраняют нишу там, где их эксплуатационные и экономические преимущества остаются решающими – прежде всего вне дорог и при тяжелых условиях эксплуатации.
