Поршни тормозного суппорта: типы и обслуживание.
В автомобиле довольно много мелочей, которым мы редко придаем значение. Обычно работает правило «работает — и ладно», и с этим трудно спорить. Ведь с одной стороны, то что сделано и установлено в фабричных условиях практически никогда невозможно воссоздать в кустарных, но с другой — любой, пока отлажено работающий механизм, требует профилактики и смазки. И поршень тормозного суппорта — одна из подобных мелочей. Кроме того, успокаивает тот факт, что сегодня купить поршень суппорта не составляет проблемы — масса магазинов и доступные цены упрощают взгляд на данный вопрос. Но терять бдительность может оказаться себе дороже.
Поршень располагается в самом суппорте, защищен от внешней среды резиновыми пыльниками, имеет полированную поверхность и, вообще-то, при правильном уходе может служить сотни тысяч километров пробега. Поэтому регулярно инспектируя состояние этих уплотнителей можно вообще не сталкиваться с проблемами узла.
Какого типа поршни суппорта существуют и как материал изготовления влияет на ресурс данных деталей?
Один из самых популярных материалов для производства цилиндра. Как правило, сверху элемент хромируется для защиты металической поверхности от ржавчины, а также для снижения сопротивления во время поступательного движения поршня. Минусы такого решения проявляются тогда, когда попавшая под пыльник влага или грязь разрушают хромированный слой, и металл стремительно начинает ржаветь.
Цилиндр изготавливается из феноловой смолы, сродни той, которая добавляется в состав органической колодки. Такая субстанция славится хорошей стойкость к температурным нагрузкам, почему и была выбрана за основу. Чаще всего, встречается на моделям американского рынка. К плюсам эбонитовых поршней можно отнести то, что они не ржавеют, а также являются плохим проводником тепла. Минус — чувствительны к механическим повреждениям, которые неизбежны после длительных и интенсивных нагрузок.
Хорошая альтернатива алюминиевым и чугунным цилиндрам, основным плюсом которых есть стойкость к коррозии. Чаще встречаются, как кустарно произведенные аналоги штатным металлическим.
Поводя итог, скажем, что материал изготовления поршня вопрос второстепенный, если обслуживание суппортов проводится своевременно. Да, встречаются модели с фабрично-проблемными механизмами (VW Touareg 1, Jeep Grand Cherokee и т.д.), но это быстрее исключение из правил, нежели само правило. Поэтому при каждой замене колодок — придирчивая инспекция пыльников и износа колодок, в случае необходимости установка ремкомплекта тормозного суппорта и/или поршня, и так до следующей контрольной точки
Тормозные суппорта используемые в автоспорте
Тормозной суппорт один из основных элементов тормозной системы автомобиля. От его исправности зависит работа всего блока тормозов. Эту часть тормозной системы больше всего модернизируется с момента представления дисковых тормозов. Ведущие производители тормозных систем для автоспорта стараются представить более производительные суппорта.
Суппорт предназначен для крепления и перемещения тормозных колодок. Через поршни, он передает давление от тормозной системы на тормозные колодки, и зажимает ими тормозной диск.
Существуют 2 конструкции суппорта: фиксированной конструкции и с плавающей скобой.
Изначально появились суппорта с фиксированной конструкцией. Такой суппорт представляет собой металлический корпус, и расположенные симметрично, с обоих сторон, напротив друг друга тормозные цилиндры, которые оказывают давление на тормозные колодки, и прижимают тормозной диск между ними. Равномерное давление возникает с применением гидравлической системы с тормозной жидкостью, которая подается одновременно во все цилиндры системы. Такая система достаточно дорогая в производстве, но обладает большой эффективностью и применяется для производства высокопроизводительных систем автомобилей. Ведущие производители тормозных системы в автоспорте используют именно фиксированную конструкцию суппорта.
Вариант с плавающей скобой очень распространен в автомобилестроении, такая конструкция более компактная, простая в установке и обеспечивает более равномерный износ колодок. При такой конструкции тормозная колодка фиксируется с одной стороны, а с противоположной располагается вторая колодка и цилиндры, оказывающие на нее давление. При торможении, поршень оказывает давление на внутреннюю колодку, которая располагается перед ним, а когда эта колодка касается диска, плавающая скоба начинает движение на встречу и прижимает вторую, внешнюю колодку.
Как уже было сказано выше более эффективны суппорта фиксированной конструкции, и поэтому они используются в автоспорте. Далее поговорим про суппорта фиксированного типа.
Конструкция суппорта.
1 – защитный колпачок
2 – штуцер для прокачки
3 – уплотнительное кольцо
4 – поршень суппорта
5 – защитный чехол
6 – тормозной трубопровод
7– корпус суппорта
Установка суппорта
Суппорт жестко крепится непосредственно к поворотному кулаку. Так как суппорта в автоспорте используются универсальные, чтобы их закрепить к конкретному автомобилю используется скоба определенного размера.
В автоспорте применяется 2 типа крепления суппортов: радиальным и боковым креплением.
Самый распространённый способ крепления суппортов – с боковым креплением.
Часто его называют – суппорт с ушами.
У таких суппортов суппорт и его крепление составляют единое целое, и его уши сделаны под конкретный автомобиль. Такая конструкция применяется автопроизводителями на конвейере.
Визуально может показаться что только расстояние между ушами определяет возможность установки суппорта, но на самом деле таких параметров гораздо больше и они отражены на схеме ниже.
Схема установки данного типа суппорта представлена ниже.
Некоторые параметры можно менять проставками для крепления, изменяя вылет диска. Но как видно установка этого суппорта, вернее подбор суппорта под уже установленный тормозной диск имеет ряд больших ограничений.
Поэтому в автоспорте в основном применяется более универсальная конструкция суппорта – с радиальным креплением. У этого суппорта отсутствую уши.
Функцию крепления выполняет скоба (№1 на рисунке)
Соответственно данный способ позволяет одной скобой регулировать многие установочные параметры. В автоспорте эти скобы производятся механиками самостоятельно.
Основными производителями суппортов этого типа являются: WILWOOD, ALCON, BREMBO, AP RACING и другие.
Например на гравийных этапах машина ставится на 15-е диски и переходник изготавливается под тормозной диск меньшего диаметра. В то время как на кольцевые этапы, ставятся 17-е диски, и можно поставить ротор большего размера, и вытачивается соответствующая скоба.
Но и у данного суппорта есть ряд ограничений. В параметрах к каждой модели указан диапазон для размера (диаметра) и ширины тормозного диска.
Следующий важный параметр уже определяет эффективность работы суппорта. Он зависит от количества установленных цилиндров и их размера. Что определят рабочую площадь цилиндров.
Здесь очень важно найти баланс. Тормозной суппорт должен быть подобран, чтобы обеспечивать управляемое торможение автомобиля. Нельзя устанавливать слишком большие тормоза на какую-либо ось, это приведет к неправильному балансу распределения тормозного усилия по осям, и может вызвать негативный эффект.
Количество цилиндров в суппорте не является основанием эффективности суппорта, более важный параметр это площадь цилиндров и равномерность распределения тормозной нагрузки по колодке. Поэтому часто в 6-ти поршневых суппортах размеры цилиндров разные и увеличиваются в размере от переда к задней части – для того что бы оказать более равномерное давление на плоскость колодки, и соответственно тормозного диска.
Для соблюдения баланса основные производители высокопроизводительных систем для автоспорта и тюнинга предлагают свои дорожные киты под конкретные автомобили. Они подобрали оптимальные размеры суппорта, скобы, диаметры, ширины и вылет тормозного диска.
Суппорта также различаются по типу производства и делятся на моноблочные и составные. Моноблочный суппорт вытачивается из цельного куска алюминия, в то время как 2-х составной соединяется из 2х частей специальными высокопрочными болтами. Исконно считается что моноблочная конструкция более надежная, прочная и жесткая. И такие гранды в производстве спортивных тормозных систем, как ALCON производят системы на моноблочных суппортах.
Но также есть много производителей, который производят 2-х составные суппорты и считают это преимуществом. Для соединения 2х частей используются специальные стальные болты, которые обладаю почти в 3 раза большим модулем упругости чем алюминий. Производство такого суппорта обходится дешевле. Есть конечно экзотические сплавы алюминия, которые используются в Формуле 1, и которые имеют тот же модуль упругости что и сталь, но они очень дорогие. Еще одним преимуществом стали является повышение модуля упругости с ростом температуры, в то время как алюминий наоборот ее теряет.
Довольно часто возникает вопрос, как часто нужно обслуживать спортивные суппорта. Конкретного срока нет, все зависит непосредственно только от интенсивности использования и окружающей среды. Если суппорт не течет и его не клинит, то нет необходимости его ремонта. Но это не освобождает от ежегодной замены тормозной жидкости, которая теряет свои свойства со временем.
Очень важно понимать что суппорт в автоспорте подвергается значительно большим нагрузкам чем суппорт городского автомобиля. Температурный режим работы такого суппорта должен быть выше. И одна из основных задач в проектирование суппорта обеспечить защиту от передачи тепла от колодки на суппорт, поршни, тормозную жидкость.
В автоспорте в конструкции суппорта убирают грязезащитные чехлы (пыльники), так как невозможно сохранить свойства резины при длительных нагрузках с высокой температурой.
Компания WILWOOD совсем недавно представила еще более технологичный вид тормозного поршня, про изведенного по технологии Thermlock®.
Основная задача такого поршня создать тепловой барьер для передачи тепла от колодки к остальным частям тормозной системы. Используется составная конструкция объединяющая защитный экран из нержавеющей стали и оболочку покрытую алюминием, что позволяет уменьшить передачу тепла на 25%. Уменьшение температуры дает больший срок жизни уплотнительным кольцам, и не вызывает закипание тормозной жидкости, увеличивает срок эксплуатации самого суппорта и поршней, и уменьшает необходимость сервисного обслуживания. Это технология была разработана для гонок серии NASCAR, где температуры, в тормозной системе, порой достигают экстремальных, и сейчас WILWOOD переносит ее на линейку своих суппортов.
Суппорт один из самых технологичных элементов тормозной системы и от его качества и надежности в большей степени зависти работа блока тормозов. Мы настоятельно рекомендуем Вас покупать тормозные компоненты только от проверенных производителей, которые используют качественные материалы для их производства. Не видитесь на дешевые цены азиатских аналогов тормозных систем, в нашем климате они не долговечны. Хорошие тормоза — это Ваша безопасность на дороге!
В следующем блоке статей мы расскажем про тормозные диски и колодки. Очень надеемся, что наши статьи помогают Вам сделать правильный выбор.
Что такое тормозной суппорт?
Тормозной суппорт — это гидравлическая часть, которая, если смотреть снаружи, выглядит так, как будто рука держит диск и создает торможение. На некоторых автомобилях можно увидеть, что суппорт окрашен в такие цвета, как красный и синий.
Как работает тормозной суппорт?
Когда педаль тормоза нажата, гидравлическое масло гидравлического тормоза, поступающее из гидравлических трубопроводов и шлангов тормозов, поступает через соединительный штуцер в суппорте тормоза и воздействует на поршень внутри цилиндра суппорта. Оно толкает поршень вперед и таким образом колодки трутся о тормозной диск. Кронштейн тормозного суппорта закреплен на рулевой вилке (балке моста). В корпусе суппорта есть два штуцера: один — штуцер для впуска гидравлического масла, а другой — штуцер для забора воздуха.
Существуют два варианта тормозного суппорта: плавающий суппорт и фиксированный суппорт.
Конструкция и работа дискового тормоза с плавающим суппортом
В дисковых тормозах с плавающим (подвижным) суппортом носитель суппорта закреплен, а суппорт (с его поршнем) подвижен. В тормозной системе с плавающим суппортом суппорт имеет поршень только с одной стороны. Когда педаль тормоза нажата, на диск создается давление по мере того, как поршень движется вперед. Благодаря этому давлению суппорт скользит назад и прижимает колодку с другой стороны к диску. Таким образом, торможение происходит за счет прижатия колодок к обеим поверхностям тормозного диска.
Части дискового тормоза с плавающим суппортом: суппорт и поршень (подвижный), фиксированный кронштейн суппорта, пальцы ползуна суппорта (два), зажимы держателя колодок, прокладка и сильфон, шайбы и т.д.
Характеристики дискового тормоза с плавающим суппортом: очень простая конструкция, легкий вес, защита от грязи, легко разбирается, легко заменяется, наиболее распространенное применение — дисковые тормоза с плавающим суппортом.
Штифт суппорта (палец суппорта)
Тормозной суппорт перемещается вперед и назад благодаря штифтам суппорта, штифты суппорта также называют «палец суппорта». Пальцы суппорта защищены пыльником и скользят смазкой. Смазка, используемая в пальцах суппорта, обычно представляет собой смазку на силиконовой основе, она должна быть устойчивой к высоким температурам и водонепроницаемой. Она продается на рынке (у дилеров запчастей) как «смазка для штифтов суппорта», обычно в трубчатой форме. Некоторые компании используют смазку на основе литиевого мыла для смазки пальца суппорта.
Конструкция и эксплуатация дискового тормоза с фиксированным суппортом
В тормозной системе с фиксированным суппортом, держатель и суппорт закреплены. В этой системе поршни суппорта расположены с обеих сторон тормозного диска. Другими словами, тормоз с плавающим суппортом имеет единственный поршень суппорта, и суппорт работает путем перемещения; В фиксированной системе суппорта есть два поршня суппорта (перед диском и за ним), и суппорт не перемещается и зафиксирован.
Когда тормоз нажат, поршни суппорта на передней и задней поверхностях диска перемещаются вперед под действием гидравлического давления, прижимают тормозной диск с обеих сторон и тормозят, протирая колодки о диск.
Гидравлическое масло тормоза поступает через впускной патрубок суппорта и воздействует на оба поршня через канал в корпусе.
Особенности дискового тормоза с фиксированным суппортом: конструкция большая, циркуляция воздуха мала, поэтому его нелегко охладить (высокая температура отрицательно сказывается на торможении), широко не используется.
Регулировка зазора колодок на дисковых тормозах
В системе дискового тормоза с суппортом зазор между колодкой-поршнем и диском составляет примерно 0,15 мм. Этот зазор между колодкой и диском регулируется автоматически и не требует дополнительной регулировки. Внутри цилиндра суппорта находится гибкое уплотнение между цилиндром и поршнем. Это уплотнение не только предотвращает утечку гидравлического масла из цилиндра, но также поддерживает стабильный зазор между колодками и дисками благодаря своей гибкой конструкции.
(Поршневые сильфоны и регулировка зазора тормозов)
Уплотнение поршня регулирует зазор следующим образом: педаль тормоза нажата, гидравлическое масло толкает поршень вперед. При поступательном движении поршня часть уплотнения, которая закреплена внутри цилиндра и контактирует с поршнем, вытягивается вперед на величину перемещения поршня. Когда мы вытягиваем эластичный материал, он растягивается, а когда мы отпускаем его, он сразу же возвращается к своей первоначальной форме (как гибкая резина). Здесь также поршневое уплотнение, которое растягивается во время торможения, находится в нагруженном-растянутом состоянии и хочет немедленно вернуться в исходное состояние при отпускании педали тормоза. Когда педаль тормоза отпускается и гидравлическое давление падает, уплотнение поршня оттягивает поршень назад до упора, это расстояние является тормозным зазором.
Со временем колодки изнашиваются, и этот износ требует, чтобы колодка прошла большее расстояние, чтобы достичь диска, то есть зазор между колодкой и диском будет увеличиваться, в этом случае необходимо постоянно регулировать зазор по мере того, как колодки изнашиваются. Но это не обязательно. Поршневое уплотнение не влияет на то, как далеко поршень уходит, оно влияет на то, как далеко он возвращается. Если поршень идет дальше, чем растягивается поршневое уплотнение, поршневое уплотнение будет скользить по поршню. Когда тормоз отпущен, поршень возвращается только на величину растяжения уплотнения. Другими словами, независимо от того, установлена ли новая колодка или изношенная колодка, при однократном нажатии педали тормоза тормозной зазор будет регулироваться благодаря этому эластичному поршневому уплотнению.
Как работает тормозной суппорт? Устройство и неисправности
Суппорт один из ключевых механизмов тормозной системы автомобиля. Основная задача, прижимать колодки к тормозному диску и соответственно останавливать его при воздействии на педаль тормоза.
Конструктивно суппорт связан со всей тормозной системой. При нажатии на педаль, в главном тормозном цилиндре создается давление, которое направляется по магистралям к суппорту. За счет создаваемого давления, сдвигаются поршни суппорта. Последние в свою очередь сдвигают колодки к диску. За счет сжатия колодок возникает трение, которое и вызывает торможение колеса.
Кстати, суппорт отвечает не просто за сжатие колодок, но за их равномерное размещение (параллельно диску) и соответственно, равномерное прижатие.
Устройство, разновидности и принцип работы
В целом, если рассматривать устройство механизма, то независимо от вида, оно идентичное, за исключением некоторых нюансов. Различают всего две разновидности суппортов:
Чисто по техническим соображениям, вторая разновидность появилась раньше, она дешевле, конструктивно проще. Конструктивно суппорт представляет собой сам механизм, цилиндр с поршнями, крепление. В суппортах с плавающей скобой, цилиндры устанавливают с внутренней стороны. Таким образом, во время торможения поршень надавливает на ту колодку, которая размещается непосредственно за ним. То есть первая колодка начинает двигаться, прижимается к диску и в это же время, направляющая скоба двигается навстречу поршню по направляющим, тем самым прижимая уже вторую колодку.
За счет того, что в принципе система простая, не требует серьезных затрат, её применяют на бюджетных автомобилях Lada Priora, Kalina, Granta, Chevrolet Lanos, Aveo, Renault Logan, Opel Astra. Что интересно, но и на модели классов выше (к примеру, БМВ 7 Е38) раньше устанавливались также плавающие суппорта.
Суппорт с фиксированной системой представляет собой классический корпус, но с двумя симметричными рабочими цилиндрами, размещающимися по бокам от тормозного диска. Здесь аналогично сам суппорт крепится к поворотному кулаку или к задней подвеске (балка, рычаги и т.д. в зависимости от модификации).
Принцип действия аналогичен, при нажатии на педаль тормоза, в главном цилиндр создается давление, направляющиеся по магистрали в рабочие цилиндры суппорта. Давление «заставляет» поршни сдвигаться, а соответственно и двигаются колодки. Чем выше сила нажатия на педаль, тем выше давление, соответственно сильней прижимаются колодки. Разница фиксированной конструкции в том, что здесь прижатие колодок к диску происходит одновременно. Соответственно повышается эффективность торможения. В «неактивном» положении, колодки удерживаются с помощью пружин.
Такие конструкции зачастую используют для спортивных машин, для автомобилей с повышенной массой, да и просто моделей классом выше. К примеру, модели семейства BMW X6, Х5, Mercedes ML 163, Skoda Rapid, Toyota Cruiser Prado, Subaru Forester.
Устройство у обеих систем практически идентичное и состоит из:
• Цилиндров с поршнями. Причем поршней может быть сколько угодно, один и даже 12, в более мощных системах.
• Пыльников направляющих, поршней.
• Крепежных, уплотнительных колец поршня.
• Тормозных колодок (внешних, внутренних).
• Тормозных магистралей со штуцерами.
Кстати, специалистами уже давно изучена особенность, что количество поршней не всегда влияет на качество торможения. Основное здесь — это площадь прикосновения поршня к колодке, чем она больше, тем лучше. Исходя из того, можно сделать вывод, что один поршень лучше. Хотя системы, где несколько поршней лучше справляются с агрессивным торможением, менее подвластны перегреву.
Неисправности, признаки и ресурс суппортов
Признаков, которые могли бы указать на проблемы конкретно с суппортом, достаточно много. В тоже время они могут свидетельствовать и о других проблемах, связанных не только с тормозной системой. Можно выделить несколько групп признаков:
• Машину тянет в сторону.
• Необходимость повышать усилие для полной остановки.
• Блокировка тормозов при чрезмерном нажатии на педаль.
Исходя из перечисленных выше признаков, можно подготовить относительно небольшой список проблем:
• Подклинивание направляющих. Встречается на плавающих суппортах, когда направляющие забиваются грязью, ржавеют, появляется коррозия, гнутся. Можно предпринять попытку зачистить направляющие щеткой по металлу, напильником или купить новую деталь. Имейте виду, что если на направляющих отчетливо видна выработка (ямки от коррозии), то скорей всего проблема останется.
Кстати, не забывайте, что направляющим требуется специальная смазка, нельзя допускать работу «на сухую».
• Клинит поршень. Проблема встречается, если на внутренних стенках цилиндра, поверхности поршня, имеется выработка, задиры, царапины. Можно конечно отполировать выработку или царапины, только смысла в этом практически нет.
• Коррозия на поршне. Поможет полировка, если, конечно, ржавчина не проникла слишком глубоко. Зачастую, случается из-за поврежденного пыльника поршня, длительного простоя, когда попадает влага, грязь.
• Порванные уплотнители, пыльники продаются повсеместно, главное подобрать ремкомлект, конкретно под вашу модель автомобиля.
• Выход из строя, так называемых монтажных пластин, которые удерживают колодки в посадочном месте. Лучше менять при каждой замене колодок.
• Неравномерный износ колодок. Причина скрывается в тех же направляющих, поршнях и т.д.
• Еще одна неисправность достаточно редкая, но все же встречается — это утечка тормозной жидкости. Через штуцер или поврежденный шланг.
• Утечка жидкости через резиновые манжеты на поршне, если они изношены и повреждены. Выход покупка ремкомплекта.
Одними из самых слабых мест суппортов можно назвать:
Что касается ресурса, то в зависимости от модификации и модели суппорта, срок эксплуатации может значительно варьироваться. В среднем, при должном уходе, а это значит своевременной замене уплотнителей, пыльников, использовании хорошей смазки для направляющих, срок службы можно продлить до 150 – 200 000 км.
Заключение
В итоге хотелось бы очертить основные тезисы в статье, а именно:
• Постоянное наблюдение за узлом.
• Использование качественных запчастей, в том числе смазки.
В конечном счете, даже при регламентом обращении внимания на узел, в среднем каждые 10 – 15 000 км, можно уберечь себя от дорогостоящего ремонта, обходясь всего лишь покупкой ремкомплекта.