Автомобілі народжені для швидкості. При здійсненні високошвидкісної роботи, щоб забезпечити безпеку водіння автомобіля, рухомий автомобіль повинен бути сповільнений і зупинений відповідно до наших побажань.
Гальмівна система може ефективно контролювати швидкість автомобіля і є гарантією безпеки автомобіля. Як правило, автомобілі мають гальмівну систему руху та систему стоянкового гальма, які широко відомі як «ножне гальмо» та «ручне гальмо». Гальмівна система в основному складається з педалі гальма, вакуумного підсилювача, бака для гальмівної рідини, головного гальмівного циліндра, трубки гальмівної рідини, насоса ABS, гальма тощо.
▲ Принципова схема будови гальмівної системи
Гальмо - це пристрій, який створює гальмівний момент, щоб запобігти обертанню колеса. Гальма, що використовуються в звичайних автомобілях, є фрикційними гальмами, які поділяються на барабанні гальма та дискові гальма, які широко відомі як «барабанні гальма» та «дискові гальма».
Що таке «барабанне гальмо»?
Причина, чому його називають барабанним гальмом, полягає в тому, що існує гальмівний «круглий барабан». «Барабанне гальмо» використовується в автомобілях протягом століття, і в даний час в основному використовується на задніх колесах автомобілів і великовагових транспортних засобів. Барабанні гальма в основному складаються з гальмівних колісних циліндрів, гальмівних колодок, фрикційних пластин, гальмівних барабанів, опорних штифтів, поворотних пружин тощо.
▲ Структурна схема барабанної гальмівної системи
Гальмівний барабан встановлений на маточині колеса. Коли автомобіль не гальмує, він обертається разом із колесом і має форму круглого барабана.
Щоб сповільнити автомобіль, що рухається, натисніть на педаль гальма. Після того, як циліндр гальмівного колеса отримує гідравлічний тиск від головного гальмівного циліндра, два поршні колісного циліндра штовхають гальмівну колодку, щоб вона оберталася навколо опорного штифта та притискалася до гальмівного барабана. Зовнішнє коло гальмівної колодки оснащено фрикційною пластиною. Гальмівний барабан сповільнюється тертям і, нарешті, змушує колесо припинити обертання.
▲ Процес гальмування барабанним гальмом
Що таке «дискове гальмо»?
Дискові гальма ще називають «дискові гальма». Як і барабанні гальма, вони названі через свою форму. Його основний принцип подібний до «барабанних гальм». Він регулюється гідравлічним тиском. Основні компоненти включають трубки гальмівної рідини, головні гальмівні циліндри, гальмівні супорти, фрикційні диски, гальмівні диски тощо.
▲ Схема принципу роботи дискового гальма
Коли автомобіль не гальмує, металевий гальмівний диск, закріплений на колесі, обертається разом з колесом.
Коли натиснути на педаль гальма, головний циліндр отримує гідравлічний тиск від головного циліндра, і поршень штовхає гальмівний супорт, щоб він притиснувся до гальмівного диска. Гальмівний супорт оснащений двома фрикційними пластинами, по одній з кожного боку гальмівного диска. Під час гальмування це подібно двом плоскогубцям, які затискають диск, що обертається, за допомогою тертя змушують поворотну платформу сповільнитися або навіть припинити обертання.
▲ Mercedes Bens, чорний, 5-спицеве колесо--дискове гальмо
Краще «барабанне гальмо» чи «дискове гальмо»?
Процес фрикційного гальмування фактично перетворює кінетичну енергію в теплову. Немає сумніву, що чим вище швидкість розсіювання тепла, тим швидше відбувається процес перетворення енергії. Тому, теоретично, дискові гальма краще барабанних.
З конструктивної точки зору гальмівні компоненти барабанних гальм знаходяться в замкнутому просторі, і їх ефективність розсіювання тепла є поганою. Гальмівний диск дискового гальма відкритий, тому він швидко розсіює тепло, має малу вагу та його легко регулювати.
▲ Ferrari оснащено керамічними гальмівними дисками з вуглецевого волокна
«Посилена композитна кераміка, синтезована вуглецевим волокном і карбідом кремнію при високій температурі 1700 градусів, цей гальмівний диск важить близько 5 кілограмів, що приблизно на 50% легше звичайного гальмівного диска, а термін його служби становить до 300,{ {4}} кілометрів за нормальної роботи."
Однак, оскільки вартість барабанних гальм низька, а гальмівний ефект не гірший, ніж у дискових гальм, за тих самих умов створюване гальмівне зусилля більше, ніж у дискових гальм, тому багато економних автомобілів використовуватимуть комбінацію " передній диск і задній барабан».
Принцип дії гідравлічних гальм
На малюнку нижче показано робочий процес гідравлічної гальмівної системи з барабанними гальмами.
▲ Діаграма принципу роботи гідравлічної гальмівної системи
Коли автомобіль не гальмує, фрикційна пластина гальмівної колодки підтримує певний зазор з гальмівним барабаном, і колесо та гальмівний барабан можуть вільно обертатися.
Коли автомобіль гальмує, водій натискає на педаль гальма та виштовхує масло через масляну трубку в циліндр гальмівного колеса через штовхач і поршень головного циліндра. Під дією гідравлічного тиску поршень колісного циліндра рухається до обох кінців і штовхає гальмівну колодку, обертаючись навколо опорного штифта, а фрикційна пластина на гальмівній колодці притискається до обертового гальмівного барабана.
Фрикційний диск створює момент тертя Mμ на обертовому гальмівному барабані, протилежний напрямку обертання колеса. Після того, як крутний момент Mμ передається на колесо, завдяки зчепленню між колесом і поверхнею дороги, колесо чинить передню периферійну силу Fa на поверхню дороги. При цьому поверхня дороги чинить на колесо зворотну силу реакції Fb, тобто силу гальмування.
