В чем отличия дисковых и барабанных тормозов?

Дисковые тормоза лучше, чем барабанные. Это знают все. А вот чем они лучше и почему, тем не менее, барабаны до сих пор ставятся на множество видов техники, понимает далеко не каждый. И сегодня мы разберем данный вопрос подробно. Для начала чуть-чуть рассмотрим теоретическую часть, а затем перейдем к устройству тех и других.

Как я уже говорил в недавней заметке о прокачке тормозов, гидравлические тормозные системы сегодня полностью властвуют среди прочих типов. По моему скромному мнению, такая концепция давным-давно устарела и несет в себе просто ворох недостатков и проблем в эксплуатации, но имеем что имеем. Гидравлический привод означает, что давление от ноги к исполнительным механизмам передается с помощью жидкости - это общий незыблемый принцип. Но если на заре автомобильной цивилизации все типы машин имели барабанные тормозные механизмы (в тех или иных вариациях), то сейчас абсолютное большинство автомобилей используют дисковые тормоза. Обе системы имеют много общего: фрикционные накладки (колодки), рабочий цилиндр, прокачной штуцер для обслуживания, механизм подвода колодок и т.д. Но техническая реализация у них разная.

Если тезисно, то: барабанный тип тормозного механизма является полностью закрытым и замедляет вращение путём распирания вращающейся части изнутри. Дисковый тип, напротив, является открытым и замедляет вращение с помощью зажимания вращающейся части снаружи. Теперь подробнее.

Барабанные тормоза

Начнем со старых-добрых барабанов. На неподвижной части подвески (основании ступицы, балке, поворотном кулаке) закреплен опорный щиток механизма, являющийся основой всех "потрохов". Не вдаваясь в мелкие детали, на щиток крепится непосредственно тормозной цилиндр (сверху), фиксирующая опора колодок (снизу), разжимная планка, да сами колодки с пружинами. Накрывается это дело тормозным барабаном, который крепится уже к вращающейся части ступицы. Таким образом, задача всего того, что стоит на опорном щитке - останавливать барабан. Как это делается? Тормозная жидкость под давлением приходит в цилиндр, из которого с двух сторон выдвигаются поршни. Они и давят на тормозные колодки, распирая их изнутри и прижимая тем самым к внутренней поверхности барабана. Когда мы отпускаем педаль и давление в цилиндре падает - стяжная пружина отводит колодки от барабана в исходное положение. Сюда же приходит и конец тросика ручника: он тянет специальный рычаг, который механически толкает колодки, зажимая барабан. Кстати, рычаг этот заодно подкручивает шестеренку на вышеупомянутой разжимной планке, которая по мере износа колодок всегда сохраняет постоянный зазор между колодками и барабаном.

устройство классического однопоршневого барабанного механизма
устройство классического однопоршневого барабанного механизма

Достоинства и недостатки барабанных тормозов можно охарактеризовать следующим образом.

Плюсы:

  • Дешевле в производстве, нежели дисковые. Как минимум - ввиду отсутствия сложного по профилю вентилируемого диска. Да и ручной тормоз "прикрутить" к барабанам проще, так как все детали монтируются снаружи и легко заменяемы.
  • Более устойчивы к агрессивной среде ввиду закрытого корпуса. Кстати, именно поэтому на военной и строительной технике до сих пор повсеместно используются барабаны. Конечно, полной герметичностью они не обладают, но рейды по грязи и песку переносят куда спокойнее дисковых.
  • На порядок выше ресурс фрикционных накладок. В среднем, колодки в барабанах требуют замены в 3-5 раз реже, нежели таковые на дисковых тормозах.
принципиальная схема работы
принципиальная схема работы

Минусы:

  • Эффективность заметно ниже дисковых механизмов при компактных габаритах. Пожалуй, это основной недостаток "барабашек". Да, есть достаточно эффективные системы с двумя цилиндрами и продвинутой системой "саморасклинивания" колодок, но для легковушек это имеет мало смысла. А вот для тяжелой техники, где непринципиальны размеры и масса, барабаны напротив показывают себя в выгодном свете: за счет бОльшей площади прилегания колодок, чем у дисков.
  • Низкая способность к охлаждению. Здесь закрытая компоновка играет в минус: будучи нагретыми до критических значений тормоза такого типа долго приходят в норму. То есть, склонность к повторному перегреву выше.

Кому интересны подробности - приглашаю к просмотру небольшого видеоролика, где я пошагово показываю разборку барабанного тормоза Nissan Almera Classic:


Дисковые тормоза

Теперь об антиподе барабанов - дисках. Как уже говорилось, это механизмы открытого типа: на неподвижную часть крепится скоба суппорта, в которую вставлены направляющие (они же "пальцы"). По направляющим ходит суппорт, приводимый в движение поршнем - то есть, принципиально всё по аналогии с барабанами. Сам поршень давит на внутреннюю колодку, и параллельно тем самым притягивает суппортом колодку внешнюю: это простейшие механизмы, коих большинство. Есть и более продвинутые схемы: с двумя, четырьмя и более цилиндрами на один рабочий механизм. Но как правило, это относится уже к мощным и спортивным автомобилям, и сегодня оставим их в покое. Но мы не упомянули, к чему же прижимаются сами колодки. А колодки зажимают тормозной диск, который зафиксирован на ступице колеса. Ручной тормоз реализован либо отдельным барабанным мини-механизмом (да-да!), либо встроен непосредственно в тормозной суппорт. Во втором случае трос также дергает за специальный рычаг, и тот механически выталкивает поршень, прижимая колодки к диску. И если вы внимательно прочитали всё что было написано выше, то сами увидите аналогию с барабанами: та же неподвижная часть с тормозным цилиндром и колодками и та же ответная часть, вращающаяся с колесом, которую эти колодки призваны останавливать. Но так как выглядит всё это совсем по-другому, то и особенности такого исполнения будут иными.

устройство классического однопоршневого дискового тормоза
устройство классического однопоршневого дискового тормоза

Плюсы:

  • Высокая эффективность при компактных размерах. Как уже говорилось, схожая с барабанами эффективность достигается при значительно меньших габаритах и массе.
  • Хороший теплоотвод. Во-первых, благодаря открытой компоновке: уже давно отлажена схема, когда поступающий при движении воздух отводится прямиком на суппорт и диск, охлаждая их естественным путём. Во-вторых, сами тормозные диски давно делаются вентилируемыми (как минимум, спереди), а на спортивных авто - еще и перфорированными (с дырочками).
схема работы однопоршневого дискового механизма: 1-тормозной диск; 2-колодки; 3-поршень; 4-суппорт
схема работы однопоршневого дискового механизма: 1-тормозной диск; 2-колодки; 3-поршень; 4-суппорт

Минусы:

  • Стоимость выше барабанных механизмов.
  • Чувствительность к загрязнениям. Дисковые тормоза очень не любят песчаных маршрутов и банальной грязи. Песок и прочий абразив, попадая на диск и далее - под колодки, легко прочерчивает борозды на трущихся поверхностях. И если колодки можно купить вполне недорого, то менять "прочерченный" диск уже куда накладнее.
  • Боятся холодных ванн. Так, влетев в большую лужу после интенсивного торможения, крайне велик риск заиметь искривленные тормозные диски. Ввиду резкого охлаждения водой, они просто коробятся. Процесс этот, можно сказать, фатальный: да, можно поехать на проточку дисков, но гарантии, что будет как раньше, нет уже никакой. Это, опять-таки, оборотная сторона конструкции открытого типа.
спортивные тормоза Porsche: 6 рабочих цилинров, большая площадь колодок, перфорированный тормозной диск
спортивные тормоза Porsche: 6 рабочих цилинров, большая площадь колодок, перфорированный тормозной диск

В заключение хочется раскрыть еще один вопрос, который часто доводится слышать: почему, если на машине есть и диски и барабаны, барабаны всегда сзади?

Ответ звучит даже проще чем вопрос: потому что при торможении масса уходит вперед. :) Уверен, все легко могут представить в голове картинку резкого торможения, когда передок "клюет" наклоняясь вперед и вниз, а зад, напротив, поднимается. Вот именно поэтому спереди стоят диски, принимающие основную тяжесть торможения, а сзади достаточно и "вспомогательных" барабанов. Разумеется, все больше машин уже переходит на диски "вкруг" - скорости и массы автомобилей растут, и барабанных тормозов как ни крути уже зачастую не хватает даже сзади. Но на вопрос я ответил, надеюсь, доходчиво.

И напоследок. На очень многих современных автомобилях поршни задних тормозных суппортов при замене колодок не просто вдавливаются, а еще и вкручиваются. Те, кто этого не знает, давят по-старинке: ломом. Что может привести не только к снижению эффективности ручника, но и к откровенным поломкам механизма. В нижеследующем видео я показал, как правильно отводить поршень суппорта без применения специнструмента на примере моей Skoda.

Надеюсь, кому-то будет полезно!
Всем эффективных тормозов и поменьше грязи на дорогах!

P.S.: Друзья, буду очень рад лайкам и подписке! Вам не сложно, а мне поможет развивать это дело для вас.