Принцип работы автомобильных тормозных колодок

Принцип работы автомобильных тормозных колодок, по сути, заключается в преобразовании кинетической энергии транспортного средства в тепловую энергию посредством трения , тем самым обеспечивая замедление или остановку транспортного средства. Весь процесс осуществляется посредством координации механической конструкции тормозной системы и принципа трибологии. В частности, он разделен на следующие основные этапы:

1. Передача тормозного сигнала и усиление силы.

Когда водитель нажимает на педаль тормоза, механическое усилие педали передается на главный тормозной цилиндр. Поршень внутри главного цилиндра сжимается, заставляя тормозную жидкость течь в герметичные тормозные магистрали. В гидравлической тормозной системе тормозная жидкость равномерно передает давление на тормозные суппорты каждого колеса. В пневматических тормозных системах (в основном используемых в тяжелых транспортных средствах, таких как грузовики и автобусы) для толкания поршня суппорта используется сжатый воздух.

В этом процессе будет использоваться принцип рычага и характеристики давления гидравлических/пневматических систем, чтобы в несколько раз усилить меньшее усилие на педали, прилагаемое водителем, чтобы соответствовать мощному усилию, необходимому для торможения.

2. Контакт и сцепление тормозных колодок и тормозных дисков.

Поршень внутри тормозного суппорта под давлением выдвигается наружу, толкая тормозные колодки с обеих сторон суппорта (разделенные на внутренние и внешние тормозные колодки), заставляя их быстро прилипать к поверхности тормозного диска, который вращается синхронно с колесом.

Поверхность трения тормозной колодки полностью прижимается к тормозному диску. В этот момент зазор между ними устраняется, и начинается стадия фрикционного торможения.

3. Выработка тепла трением обеспечивает потребление кинетической энергии.

Когда фрикционный материал тормозной колодки соприкасается с тормозным диском, возникает сильная сила трения. Эта сила трения будет препятствовать вращению тормозного диска, а тормозной диск жестко связан с колесом, тем самым препятствуя вращению колеса.

В ходе этого процесса кинетическая энергия движения автомобиля за счет трения преобразуется в тепловую энергию, а тепло рассеивается в тормозные колодки, тормозные диски и окружающий воздух. Когда кинетическая энергия транспортного средства непрерывно расходуется, его скорость будет постепенно снижаться до полной остановки.

4. Отпуск тормоза и сброс.

Когда водитель отпускает педаль тормоза, давление в главном тормозном цилиндре сбрасывается и давление в тормозных магистралях падает. Пружина возврата внутри тормозного суппорта возвращает поршень в исходное положение, создавая новый зазор между тормозными колодками и тормозными дисками. Эффект трения исчезает, и колеса возвращаются в состояние свободного вращения, тем самым завершая процесс торможения.

Дополнительно: Ключевые факторы, влияющие на эффективность торможения

Характеристики фрикционных материалов: коэффициент трения фрикционных материалов тормозных колодок напрямую определяет величину тормозной силы. Устойчивость к высоким температурам может предотвратить резкое падение коэффициента трения при высоких температурах (т. е. «термическое выцветание»), обеспечивая стабильность непрерывного торможения.

Посадка тормозных колодок и тормозных дисков: чем больше площадь посадки и более равномерное давление, тем стабильнее тормозной эффект. Поэтому точность обработки тормозных колодок и конструкция суппортов имеют жизненно важное значение.

Эффективность отвода тепла: если тепло, выделяемое во время торможения, не может быть рассеяно вовремя, это приведет к слишком высокой температуре тормозных колодок и тормозных дисков. Это не только снижает эффективность торможения, но также может ускорить износ тормозных колодок и даже привести к отказу торможения.