Устройство и принцип работы стояночного тормоза

Стояночный тормоз (он же ручной тормоз, или в обиходе «ручник» ) является неотъемлемой частью тормозного управления автомобиля. В отличие от основной тормозной системы, используемой водителем во время движения, стояночная тормозная система служит, в первую очередь, для удержания на месте автомобиля, стоящего на поверхностях с уклоном, а также может быть использована как экстренная аварийная тормозная система при отказе основной. Из статьи узнаем об устройстве и принципе работы ручника.

ДЛЯ ЧЕГО НУЖЕН РУЧНОЙ ТОРМОЗ

Прежде чем говорить о том, нужно использовать ручной механизм или делать это не обязательно, следует понять для чего он вообще нужен. К сожалению, многие начинающие водители недооценивают значение данного механизма до тех пор, пока дело не дойдет до сдачи экзаменов в ГИБДД. Ученик садится в машину, набрасывает ремень безопасности, регулирует сидение и зеркала, выжимает сцепление и включает первую передачу. И на этом весь экзамен может закончиться. Ведь машина, если она не была поставлена на ручник, и при этом находится на наклонной поверхности, непременно покатится назад. Вот и все, экзамены придется пересдавать.

Но это лишь первая и далеко не последняя злая шутка, которую может преподнести ручной тормозной механизм. Если в машине отсутствует водитель, а она при этом не поставлена на ручник, автомобиль может своевольно поехать в том направлении, куда наклоняется плоскость под ним. О последствиях можно только догадываться.

Ручник выполняет функцию блокировки колес. Причем, это действие будет продолжаться до тех пор, пока автомобиль не будет снят с него. Как известно, основная тормозная система автомобиля прекращает свое воздействие на колеса, как только убирается нога с тормоза. Такое воздействие ручника на задние колеса автомобиля обусловлено особенностями механизма.

Устройство стояночного тормоза

механизм, приводящий тормоз в действие (педаль или рычаг)К основным элементам ручника относятся:

• тросы, каждый из которых воздействует на основную тормозную систему, приводя к торможению

В конструкции тормозного привода ручника используются от одного до трех тросов. Схема из трех тросов наиболее популярна. Она включает в себя два задних троса и один передний. Первые соединены с тормозными механизмами, второй — с рычагом.

Тросы соединяются с элементами стояночного тормоза за счет регулируемых наконечников. На концах тросов расположены регулировочные гайки, позволяющие менять длину привода. Снятие с тормоза или возвращение механизма в первоначальное положение происходит за счет возвратной пружины, находящейся на переднем тросе, уравнителе или непосредственно на тормозном механизме.

ПРИНЦИП РАБОТЫ РУЧНИКА

Наиболее наглядно и доступно можно показать механизм работы ручника на примере тормозного механизма с механическим приводом. Хотя на сегодняшний день существуют более сложные и технологичные их виды.

Важно!Ручной стояночный тормоз – это система, состоящая из управляющего рычага, связанного с фрикционными колесными дисками посредством тяг и тросов.

При использовании ручника следует потянуть управляющий рычаг на себя. Рычаг имеет храповое колесо, обеспечивающего фиксацию рычага в рабочем положении. При этом передается усилие на тросы, связывающие рычаг с тормозным механизмом задних колес. Наиболее распространенными являются механизмы из трех тросов, но они могут иметь два или один трос. В системе присутствует такая деталь, как уравнитель. С ее помощью центральный трос связывается с боковым. В результате усилие распределяется равномерно на правое и левое колесо.

Основные элементы тормоза с тросами соединяются при помощи регулируемых наконечников. Их применение значительно упрощает обслуживание, и позволят при необходимости регулировать узлы без замены основных составляющих. Без труда осуществляется подтяжка ручного тормоза.

Тросы соединяются с рычагами фрикционных механизмов. При передаче усилия на рычаги, они разводят тормозные колодки и прижимают их к барабанам тормозной системы. Для того чтобы разблокировать колеса, достаточно опустить рычаг ручного тормоза, и система придет в исходное, нерабочее положение.

КАК ПРОВЕРИТЬ РУЧНИК

Перед тем как приступать к достаточно трудоемким работам по подтягиванию ручника, нужно проверить, действительно ли имеется в этом необходимость. Провести диагностику стояночного тормоза можно при помощи специального стенда в сервисном центре, но есть и «народные» методы. Самый простой способ проверить ручник – это вывесить одно из задних колес автомобиля, поставить автомобиль на ручник и попытаться вручную покрутить колесо. Если колесо прокручивается, значит, стояночный тормоз неправильно работает и требуется, скорее всего, регулировка или замена троса. Есть еще один способ проверить ручник автомобиля, но он более «жестокий» по отношению к тормозным колодкам автомобиля и другим элементам тормозной системы. Способ заключается в том, что автомобиль ставится на ручник, после чего включается первая передача и давится педаль газа в пол. Если ручник хорошо держит машину, она слегка дернится и сразу заглохнет.

КАК ПОДТЯНУТЬ РУЧНИК

Процесс регулировки ручника обычно не сильно отличается от машины к машине. Может быть одно ключевое отличие – регулировка проводится под машиной или из салона. Больше распространен первый вариант, поэтому он и будет рассмотрен более подробно. Чтобы подтянуть ручник из-под автомобиля, необходимо: Поднять ручник на 2-3 щелчка (в зависимости от модели автомобиля данный показатель может разниться); Воспользоваться домкратом, чтобы приподнять машину. Также можно использовать смотровую яму, чтобы проводить работы было удобнее; Ослабить затяжную гайку на регулировочном узле.

Вращая другую гайку, натягивайте трос. Со временем вы заметите, что тормозящее усилие на свешенном колесе станет больше. Когда его нельзя будет прокрутить руками, это говорит о том, что трос достаточно натянут; Далее опустите в салоне ручник, чтобы проверить, будет ли при его подобном положении колесо прокручиваться без трудностей; Если все нормально, попробуйте вновь поднять ручник, рекомендуется провести такие тестирования несколько раз; Далее остается затянуть контргайку, и на этом процесс подтягивания ручника можно считать завершенным. Как отмечалось выше, происходить регулировка ручника может из салона автомобиля. Главная сложность в таком случае – это добраться до нужных регулировочных элементов. Чаще всего, чтобы добраться до регулировочной гайки, достаточно снять панель, которая прикрывает отсек ручника.

Эксплуатация ручного тормоза

В заключении дадим пару советов по эксплуатации ручника.

Необходимо всегда проверять положение ручника перед началом движения. Ехать на ручнике не рекомендуется, это может привести к повышенному износу и перегреву тормозных колодок и дисков.

А можно ли ставить машину на ручник зимой? Этого делать также не рекомендуется. В зимний период грязь со снегом налипает на колеса и при сильном морозе даже кратковременная остановка может привести к замерзанию тормозных дисков с колодками. Движение автомобиля станет невозможным, а применение силы может привести к серьезным поломкам.

В автомобилях с автоматической коробкой передач, несмотря на режим «паркинг», рекомендуется использовать также и ручник. Во-первых, это позволит продлить срок службы механизма «паркинга». А во-вторых, избавит водителя от внезапного отката машины в ограниченном пространстве, что, в свою очередь, может привести к нежелательным последствиям в виде наезда на соседнюю машину.

ПРИНЦИП РАБОТЫ РУЧНОГО ТОРМОЗА НА ДИСКОВЫХ ТОРМОЗАХ

Дисковый тормоз устанавливается на многих автомобилях из-за простоты и надежности системы. Принцип работы ручного тормоза на дисковых тормозах напоминает принцип, используемый в велосипеде. В зависимости от моделей автомобиля, тормозные диски и вся система в целом могут иметь разную конструкцию. Но чаще всего встречается однопоршневый тип конструкции, то есть плавающий суппорт. Сжимая ротор, он оказывает гидравлическое воздействие. Вот основные составляющие дисковой тормозной системы:

• суппорт, дополненный поршнем;
• колодки;
• ротор, крепящийся к ступице.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РУЧНОГО ТОРМОЗА

Не следует более двух недель оставлять машину на ручнике, особенно на улице. Влажный воздух может стать причиной коррозии, и колодки «прикипят» к колесным дискам или барабанам.

Нужно хотя бы раз в месяц проверять исправность ручника. Тросы могут растянуться, и ручник не будет работать должным образом. Если это произошло, необходимо будет подтянуть ручной тормоз.

Такие тормозные механизмы для стояночного тормоза применяются в ряде зарубежных автомобилей. Ниже приводится конструкция и принцип работы стояночного тормоза, применяемого на автомобилях Вольво.

При подъеме рычага стояночного (ручного) тормоза трос перемещается относительно оплетки, опирающейся на кронштейн 9 и за рычаг 8 поворачивает вокруг оси вал 7, на другом конце которого расположена пластина 6 с тремя коническими гнездами переменной глубины. В каждом гнезде находится шарик 11. Вместе с кольцом 10 эти детали образуют механизм, который при проворачивании за­ставляет вал 7 перемещаться в осевом направлении.

 Конические гнезда выполнены так, что первоначально большое, по отношению к вращательному, осевое перемещение, становится малым тем самым увеличивая передава­емое усилие. Осевое перемещение вала 7 передается на головку винта 5, который, сжи­вая пружину 12, через гайку 4 передает усилие поршню 3, смонтированному в плаваю­щей скобе 13, и вместе со скобой, действуя через тормозные колодки 2, зажимает тор­мозной диск 1.

Эффект саморегулирования стояночного тормоза происходит за счет то­го, что по мере износа пары «тормозные колодки — тормозной диск» появляется увели­ченный зазор и, не встречая сопротивления, вал 7 проворачивает винт 5 относительно гайки 4, что приводит к уменьшению зазора между тормозными колодками и диском. Пара «винт-гайка» (поз. 5 и 4) имеет люфт в резьбовом соединении, что позволяет тор­мозному механизму освободить тормозной диск, когда стояночный тормоз не задейст­вован.

Рис. Механизм стояночного тормоза: 1 – тормозной диск; 2 – тормозные колодки; 3 – поршень; 4 – гайка; 5 – винт; 6 – пластина; 7 – вал; 8 – рычаг; 9 – кронштейн; 10 – кольцо; 11 – шарик; 12  пружина; 13 – плавающая скоба

Привод стояночного тормоза осуществляется обычно через трос его натяжением рукой от рукоятки рычага, однако некоторые автомобили могут иметь ножное педальное управление стояночным тормозом. Примером может служить автомобиль Фаэтон фирмы Фольксваген.

Привод троса педального управления состоит из педали, барабана, тросов торможения и растормаживания, петлевой пружины.

Прилагаемая к педали сила передается тросом на уравнитель, расположенный под днищем автомобиля. Уравнитель распределяет приводное усилие между двумя тросами, приводящими в действие задние тормозные механизмы.

Рис. Привод тросового стояночного тормоза барабанного типа: 1 – педаль стояночного тормоза; 2 – барабан; 3 – петлевая пружина; 4 – крепление наконечника троса; 5 – пластмассовая пружина; 6 – трос торможения; 7 – трос растормаживания; а – затормаживание; б — растормаживание

При нажатии на педаль тормоза петлевая пружина прижимается к барабану, увеличивая силы трения о него и противодействуя перемещению педали в обратном затяжке тормоза направлении.  В результате производится практически бесступенчатое и бесшумное фиксирование педали. Нажатие на тормозную педаль вызывает поворот барабана и натяжение троса торможения.

Чтобы разблокировать стояночный тормоз, необходимо рукой нажать на специальный рычаг. При нажатии на рычаг устройства растормаживания наконечник его троса подтягивается вверх. В результате петлевая пружина разжимается, освобождая при этом барабан, и педаль возвращается в исходное положение. Этот принцип позволяет производить растормаживание с минимальными усилиями.

Рис. Схема работы петлевой пружины: а – затяжка тормоза; б — растормаживание

Педальное управление может быть и сегментного типа. Педаль 1 стояночного тормоза соединена с тросом через зубчатую рейку 9. Одна сторона зубчатой рейки жестко связана с тросом 13. Зубчатая рейка ходит в направляющем рычаге 8, который шарнирно соединен с зубчатым сегментом 3. Направляющий рычаг прижимается к зубчатой рейке под действием нажимной пружины 7 и стопорит рейку на педали стояночного тормоза. Этим обеспечивается жесткая связь между педалью и тросом.

При нажатии педаль приводит трос стояночного тормоза 13. В нажатом состоянии педаль фиксируется храповиком 4, который входит в зацепление с зубчатым сегментом 3, неподвижно соединенным с педалью. Храповик подвижно закреплен на кронштейне педали и прижимается к зубчатому сегменту пружиной. При зафиксированной педали приводной трос остается натянутым. Через разжимной механизм натянутый трос прижимает обе колодки стояночного тормоза к тормозному барабану и автомобиль удерживается стояночным тормозом.

При нажатии на рукоятку разблокировки 1 подпружиненный храповик 4 фиксации педали отжимается рычагом разблокировки 18. При этом он выходит из зацепления с зубчатым сегментом,  разблокируя педаль. Благодаря демпфирующему действию газового упорного амортизатора, педаль плавно возвращается в исходное положение. Приводной трос ослабляется и выключает стояночный тормоз.

Рис. Привод тросового стояночного тормоза сегментного типа: 1 – рукоятка разблокировки; 2 – трос разблокировки; 3 – зубчатый сегмент; 4 – храповик; 5 – ось храповика; 6 – регулировочная пружина; 7 – нажимная пружина; 8 – направляющий рычаг; 9 – зубчатая рейка; 10, 14 – кронштейн педали; 11 – стояночный тормоз барабанного типа; 12 –  упор; 13 – трос стояночного тормоза в оболочке; 15 – ось педали; 16 – газовый упорный амортизатор; 17 – педаль; 18 – рычаг разблокировки

Постепенное растяжение троса и износ шарнирных соединений вызывают прогрессирующий люфт в приводе стояночного тормоза. Поэтому для нормальной работы привод нуждается в регулировке. В данной конструкции стояночного тормоза предусмотрена автоматическая регулировка. Механизм регулировки неподвижно закреплен между педалью стояночного тормоза и тросом. 

Принцип регулировки заключается в следующем. При отжимании рычага разблокировки 18 педаль стояночного тормоза 17 возвращается в исходное положение. При этом направляющий рычаг 8 прижимается к упору 12. Двигаясь дальше, направляющий рычаг преодолевает сопротивление нажимной пружины 7, отжимается вверх и освобождает зубчатую рейку 9.

 Под действием регулировочной пружины 6 зубчатая рейка поднимается вверх ровно настолько, насколько это необходимо для того, чтобы компенсировать люфт. При очередном нажатии на педаль стояночного тормоза нажимная пружина 7 снова прижимает направляющий рычаг 8 к зубчатой рейке 9, и она стопорится.

Назначение и разновидности «ручников»

Стояночная тормозная система присутствует на автомобилях всех категорий – легковых машинах, грузовиках и коммерческом транспорте средней грузоподъемности. Ручной тормоз используется для таких целей:

• фиксация транспортного средства на месте при длительной стоянке;
• затормаживание авто с работающим двигателем на остановках, когда водителю необходимо кратковременно покинуть салон;
• удержание машины от скатывания на участках дороги, имеющих уклон;
• движение с места в гору;
• в некоторых случаях – для обеспечения аварийной остановки транспортного средства.

Справка. В современных автомобилях, оборудованных автоматической коробкой передач, задействован алгоритм безопасности для забывчивых водителей. После включения селектора АКПП в режим Drive машина не тронется с места, пока вы не отпустите «ручник».

В зависимости от категории, марки и комплектации, на транспортное средство устанавливается ручной тормоз следующих разновидностей:

• наиболее распространенный – механический (тросовый);
• гидравлический;
• электромеханический (в обиходе его часто называют электронным);
• пневматический.

Для водителей легковых машин представляют наибольший интерес тросовые и электромеханические приводы. Гидравлические встречаются реже, а пневматикой оборудованы исключительно многотонные грузовики.

Устройство стояночного тормоза: классическая схема

Классикой жанра стояночных тормозов является, конечно же, механическая схема. Она знакома и владельцам творений отечественного автопрома и иномарок, поэтому рассмотрим её устройство подробней. Состоит она из таких частей:

• ручной рычаг или, что реже, ножная педаль;
• система тросов;
• тормозные механизмы задних колёс.

Принцип действия системы довольно прост. Рычаг, который в нашем случае пусть будет привычным ручным, оборудован храповым механизмом, надёжно фиксирующем его в поднятом или опущенном положении. Когда мы поднимаем его, усилие на тормозные механизмы задних колёс (только они связаны с ручником) передаётся по металлическим тросикам-приводам, коих может быть от одного до трёх (обычно три – центральный и два задних, соединённые через уравнитель, обеспечивающий равномерные распределение усилий на оба механизма).

Натягиваясь, тросы прижимают тормозные колодки к дискам или барабанам – машина никуда не двинется. Когда мы опускаем рычаг, натяжение тросов ослабевает, колодки отпускают диски или барабаны и можно ехать.

Наиболее легко с точки зрения инженерных изысков, вышеупомянутая схема реализуется на барабанных тормозах, из-за чего они долгое время оставались и остаются незаменимыми на задних колёсах бюджетных авто. Всего-навсего необходимо оборудовать барабан дополнительным рычагом, передающим усилие от троса ручника.

Немного сложнее дела обстоят с дисковыми тормозами. С ними инженерам пришлось немного попотеть, и в результате появилось три варианта их соединения с ручником:

• винтовой механизм;
• кулачковый;
• барабанный.

Первые два типа характерны для суппортов с одним поршнем. Их устройство похоже. В винтовой схеме трос через специальный рычаг связан с винтом, вкрученным в поршень суппорта диска. При натяжении винт, вращаясь, заставляет перемещаться поршень, который прижимает колодку к диску.

В кулачковом варианте на поршень действует система из кулачка и толкателя, которая через рычаг связана с тросом. Барабанная разновидность используется в многопоршневых дисковых тормозах. По сути, это отдельный тормозной механизм барабанного типа, закреплённый на диске и не связанный с основными суппортами и колодками.

Функции и назначение ручного тормоза

Общий вид ручного тормоза

Главное предназначение стояночного тормоза (или ручника) состоит в удержании автомобиля на месте во время длительной стоянки. Также он используется в случае выхода из строя основной тормозной системы при аварийном или экстренном торможении. В последнем случае ручник применяется в качестве притормаживающего устройства.

Также ручной тормоз используется при осуществлении резких поворотов на спортивных автомобилях.

Стояночный тормоз состоит из тормозного привода (как правило, механического) и тормозных механизмов.

Конструкция тросового привода

Устройство ручного тормоза данного типа, устанавливаемого на подавляющее большинство легковых авто, отличается простотой и предусматривает автономное включение, не зависящее от основной системы. Как функционируют штатные рабочие тормоза:

1. Водитель, нажимающий педаль в салоне, приводит в движение поршень главного гидроцилиндра.
2. Под воздействием поршня в трубках с несжимаемой жидкостью, проложенных ко всем колесам, создается давление.
3. Передаваясь рабочему цилиндру колеса, давление жидкости выдвигает поршни барабанного либо дискового тормоза. В первом случае колодки раздвигаются и силой трения останавливают вращение барабана. Во втором они плотно сжимают крутящийся диск.

Для стояночного затормаживания «ручник» использует штатные элементы – колодки, но раздвигает их собственным механическим приводом, состоящим из таких деталей:

• упомянутый выше рычаг в салоне, оснащенный механизмом фиксации в разных положениях и кнопочным устройством разблокировки;
• главный трос, подключенный к рычагу и заканчивающийся кронштейном крепления либо дугообразной направляющей;
• вторичные тросы, соединенные с главным и подключенные к рычагам тормозных механизмов задних колес;
• регулировочные механизмы тросов (распорные втулки, гайки и пружины), кронштейны подвеса к днищу кузова;
• распорные планки между колодками.

Примечание. Подключение основного троса к задним барабанным механизмам производится двумя способами: одним тросом, зацепленным серединой за направляющую, либо двумя отдельными приводами.

Система тяг обычно прячется под днищем в углублении центрального тоннеля. Тросовые приводы оборудованы защитными кожухами, препятствующими возникновению коррозии. Как работает механический ручной тормоз:

1. Водитель поднимает рукоятку в салоне, которая автоматически защелкивается на выбранной позиции.
2. Тяга двигает основной трос вперед, а тот увлекает за собой вторичные приводы посредством крепежного кронштейна.
3. Рычаг внутри барабанного механизма поворачивается и раздвигает верхние концы колодок. Функцию автоматического регулирования принимает на себя распорная планка.
4. Когда водитель снимает авто с «ручника», пружины внутри барабанов откидывают рычаг назад и колодки сдвигаются. Одновременно пружина оттягивает в первоначальное положение тросовой привод.

Вышеописанный стояночный тормоз блокирует колеса с барабанными механизмами, установленные на задней оси. На автомобилях, оборудованных тормозными дисками, работает идентичный принцип: трос тянет за рычажок, который заставляет сжиматься колодки. Разница заключается лишь в расположении и форме рычага – на дисковых тормозах он ставится снаружи, позади ступицы.

В завершение хотелось бы напомнить, что стояночный тормоз – это одна из гарантий безопасности автомобиля, поэтому следить за его техническим состоянием крайне важно.

Проверить всё ли с ним в порядке несложно – затяните ручник и, включив первую передачу, попытайтесь тронуться с места. В идеале машина должна заглохнуть, но если движение всё же началось, самое время обратиться в сервис для профилактики.

Стояночный тормоз является важным элементом в устройстве автомобиля. Его исправность повышает безопасность эксплуатации транспортного средства и снижает риск аварий. Поэтому необходимо регулярно проводить диагностику и обслуживание данного механизма.