Барабан тормозной: надежная основа классических барабанных тормозов

На многих колесных транспортных средствах используются барабанные тормозные системы, в которых на колеса монтируются специальные детали — тормозные барабаны. О том, что такое тормозной барабан, каковы его функции, как он устроен и каких типов бывает, а также о его выборе и замене — читайте в статье.

Что такое тормозной барабан?

Барабан тормозной — элемент тормозной системы колесных транспортных средств; полый металлический цилиндр, к внутренней или наружной поверхности которого во время торможения прижимаются тормозные колодки.

Тормозной барабан является составной частью колесного тормозного механизма либо частью стояночного тормоза грузовых ТС, установленного на карданном валу. В первом случае барабан жестко зафиксирован на ступице колеса, вращаясь вместе с ней, а тормозные колодки располагаются внутри барабана и во время движения транспортного средства остаются неподвижными. Во втором случае барабан монтируется на карданном валу, а колодки располагаются снаружи.

Принцип работы барабанного тормозного механизма прост. При торможении транспортного средства тормозные колодки своими фрикционными накладками прижимаются к внутренней поверхности барабана. Между накладками и барабаном возникают силы трения, за счет чего происходит преобразование кинетической энергии транспортного средства в тепловую энергию — в нагрев барабана и фрикционных накладок колодок. За счет потери кинетической энергии транспортное средство снижает скорость или полностью останавливается. В случае, если тормоза приведены в действие во время остановки или стоянки транспортного средства, колодки блокируют барабаны и предотвращают проворачивание колес или карданного вала — так обеспечивается надежное торможение ТС на спусках, под действием различных нагрузок и т.д.

Тормозные системы с барабанными колесными механизмами устанавливаются на автомобили уже более века, однако они все еще остаются актуальными, используются на многих легковых и на большинстве грузовых автомобилях. Это обусловлено простотой конструкции барабанных тормозов, их надежностью и эффективностью в сочетании с невысокой ценой. Однако со временем барабаны изнашиваются и требуют замены, но прежде, чем покупать новые детали, нужно подробнее разобраться в их конструкции, существующих типах и особенностях.

Типы, конструкция и особенности тормозных барабанов

Конструктивно все тормозные барабаны принципиально одинаковы: это металлический цилиндр с фланцем, внутренняя или наружная (в зависимости от назначения) поверхность которого обработана с высокой степенью чистоты для плотного прилегания тормозных колодок. На наружной поверхности барабана могут быть выполнены ребра жесткости, повышающие надежность всей конструкции.

Фланец барабана может выполняться в виде сплошного кольца, отдельных выступов с отверстиями или диска с центральным отверстием под ступицу колеса. Во фланце предусмотрено несколько отверстий:

• Монтажные — гладкие отверстия большого диаметра, через них пропускаются болты или шпильки, фиксирующие колесо и сам барабан на ступице колеса. Число таких отверстий может быть от 4 до 12 в зависимости от размера барабана, размеров и массы колес;
• Демонтажные — два резьбовых отверстия малого диаметра, в которые вворачиваются болты для съема барабана со ступицы колеса (в случае, если барабан не снимается усилием рук);
• Дополнительные крепежные — два или более гладких раззенкованных отверстия малого диаметра под винты или специальные фиксаторы, удерживающие барабан на ступице колеса.

Однако барабаны могут иметь ряд конструктивных отличий и иметь различное назначение и применимость.

По конструкции и способу изготовления тормозные барабаны можно разделить на две группы:

• Цельнолитые;
• Составные.

Цельнолитые барабаны изготавливаются методом центробежного литья с последующей механической обработкой фланца и поверхности трения с колодками. Обычно такие барабаны изготавливаются из серого чугуна.

Составные тормозные барабаны состоят из двух частей — литого чугунного цилиндра и точеного либо литого стального фланца. Такая конструкция обладает высокой прочностью и позволяет выполнять ремонт барабана по мере его износа или в случае повреждений. Однако составные барабаны более дорогие и сегодня используются значительно реже литых.

При необходимости барабаны всех типов после изготовления подвергаются балансировке с помощью выточки металла или установки специальных грузиков.

Также тормозные барабаны могут иметь различную конструкцию и способ монтажа:

• Барабаны с фланцами;
• Барабаны с интегрированной ступицей.

Барабаны первого типа — это классическая конструкция, такой барабан монтируется на ступицу колеса, которая является самостоятельной деталью. Барабаны второго типа имеют интегрированную ступицу колеса, вся эта конструкция монтируется на ось автомобиля, в нее устанавливается ступичный подшипник и навешивается колесо. Барабаны со ступицей используются значительно реже обычных барабанов с фланцами, так как они более сложны в производстве и дают меньше возможностей для ремонта. Наиболее часто барабаны со ступицей имеют составную конструкцию.

По назначению тормозные барабаны бывают двух типов:

• Для колесных тормозных механизмов;
• Для стояночной тормозной системы грузовых автомобилей.

Барабаны первого типа монтируются на ступицы колес, они участвуют в работе основной (рабочей) и стояночной тормозных систем. Барабаны второго типа монтируются на карданный вал (со стороны коробки передач), они участвуют в работе стояночной тормозной системы, однако в экстренных ситуациях могут выступать и элементами запасной тормозной системы для совершения экстренной остановки транспортного средства.

По применимости тормозные барабаны бывают трех типов:

• Для тормозных механизмов колес задней оси;
• Для тормозных механизмов колес передней оси;
• Универсальные (могут использоваться на колесах всех осей транспортного средства).

Как правило, передние и задние тормозные барабаны грузовых автомобилей отличаются размерами и массой: на задние колеса устанавливаются более широкие барабаны, на передние — более компактные. На многих двухосных коммерческих грузовиках и легковых автомобилях передние и задние колеса оснащаются одинаковыми тормозными барабанами. А сегодня легковые переднеприводные автомобили все чаще имеют барабанные тормоза только на задней оси, на передних колесах работают более легкие и эффективные дисковые тормоза.

Барабаны в зависимости от назначения и конструкции могут иметь диаметр от 200 (у легковых авто) до 450 мм и более (у грузовых авто), а массу до 70 кг и более.

Вопросы выбора и замены тормозных барабанов

Тормозные барабаны в процессе эксплуатации подвергаются значительным механическим и температурным нагрузкам, что приводит к их износу и повреждениями. Основная проблема барабанов — износ их рабочей поверхности. Износ может быть равномерным и неравномерным, в первом случае просто увеличивается внутренний диаметр барабана и колодкам приходится преодолевать больший путь до контакта с поверхностью трения, а во втором случае на поверхности трения образуются борозды, неровности и т.д. Также внутренняя поверхность барабана может приобретать овальность, что ухудшает эффективность торможения. Во всех этих случаях барабаны подвергаются расточке или замене.

При расточке барабана используется ряд установленных производителем транспортного средства ремонтных размеров, которые обычно идут с шагом 1 мм и с допуском 0,25 мм. При достижении максимального ремонтного размера тормозной барабан необходимо заменить, так как его стенки становятся слишком тонкими, и вся конструкция теряет прочность — такую деталь опасно эксплуатировать.

Менять барабан нужно и в тех случаях, когда на нем образуются слишком глубокие борозды, значительные задиры и, особенно, трещины и сколы. Для своевременного выявления этих дефектов необходимо регулярно (при каждом регламентном ТО в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля) осматривать барабаны через смотровые окна в тормозном щите колеса.

Для замены необходимо выбирать барабан установленного производителем транспортного средства типа и каталожного номера. Деталь другого размера и с иным расположением отверстий на фланце либо вовсе нельзя установить, либо после монтажа вся тормозная система будет работать некорректно. Для легковых автомобилей с задними барабанными тормозами рекомендуется менять сразу оба барабана, для этого детали продаются в комплекте (парами). Производить замену тормозного барабана нужно в соответствии с инструкцией по ТО и ремонту транспортного средства, при установке нового барабана требуется выполнить все необходимые регулировки тормозных механизмов. При соблюдении всех рекомендаций установка тормозного барабана будет выполнена быстро, а работа тормозов будет надежной в любых условиях.