Типы, устройство и принцип работы датчиков износа
В настоящее время наибольшее применение находят два типа датчиков износа колодок:
- Механические шумовые;
- Электронные контактные (электрические).
Тормозные колодки с механическим датчиком износа
Конструкция и принцип работы электронного датчика износа тормозных колодок
Наиболее просто устроены механические датчики: это жестко зафиксированная на колодке пружинящая стальная U-образная полоса, свободный конец которой на несколько мм выступает за габарит колодки. На новой колодке свободный конец полосы находится выше плоскости фрикционной накладки — торец полосы находится на уровне критического износа накладки. В процессе эксплуатации накладка изнашивается, и при достижении минимально допустимой толщины свободный конец полосы упирается в тормозной диск — при трении о металл датчик издает громкий дребезг, предупреждающий о необходимости заменить колодку. Причем этот шум со временем только усиливается, поэтому проигнорировать его просто невозможно.
Электронные датчики являются контактными электрическими устройствами, они бывают двух основных типов:
- Отдельные (внешние) — устанавливаются в суппорт рядом с обычной колодкой;
- Интегрированные в колодку.
В обоих случаях прибор выполнен в виде щупа из мягкого металла (чтобы не повредить поверхность тормозного диска), который при установке новых колодок находится на уровне критического износа накладок. Щуп помещен в изолированный корпус, он имеет электрический вывод со стандартным разъемом, который соединен с индикатором износа колодок на приборной панели. Обычно подключение датчика выполняется к «массовому» выводу индикатора, к «массе» также подключается и тормозной диск. Когда накладка имеет нормальную толщину, щуп датчика находится далеко от тормозного диска — цепь разрывается, индикатор не работает. При критическом износе накладки щуп датчика упирается в тормозной диск — цепь индикатора замыкается, водитель на приборной панели видит предупреждающий сигнал о необходимости выполнения технического обслуживания тормозов.
Сегодня все большую популярность получают так называемые двухсигнальные датчики износа тормозных колодок. Такие устройства в процессе износа подают два типа сигнала: предварительный (обычно желтого цвета), предупреждающий о приближении критического износа, и основной (красного цвета), предупреждающий о критическом износе и требующий скорейшего замена колодок. Конструктивно датчики этого типа бывают только интегрированными в колодку, но принципиально они не отличаются от описанных выше. Для работы такой сигнализации используются модифицированные фрикционные накладки — в них добавляется несколько больше металлических частиц, чем в обычные. Накладка обладает определенной электропроводностью, однако сопротивление новой накладки слишком высоко и цепь датчика фактически разорвана. При некотором износе накладки ее электрическое сопротивление снижается и в цепи «датчик — индикатор — тормозной диск» появляется слабый ток — при появлении этого тока включается предварительный сигнал индикатора. При полном износе накладки щуп упирается в тормозной диск, ток в цепи резко возрастает, что приводит к включению основного сигнала индикатора.
Следует заметить, что отдельные (внешние) электрические индикаторы износа колодок могут работать и в качестве механических — их щупы при контакте с диском создают шум, который может услышать водитель. Это свойство датчиков используется при их выходе из строя или при проблемах с электрической цепью — даже при поломке электрической части датчик даст знать о необходимости выполнить техническое обслуживание тормозных механизмов.
На автомобиль устанавливается одна или две колодки с датчиками износа (или отдельных датчиков в суппорты), обычно на переднее левое и заднее правое колеса. Большего числа датчиков не требуется, так как фрикционные накладки на всех колодках изнашиваются примерно в равной степени, и срабатывание одного датчика говорит о необходимости замены всего комплекта колодок.
Когда нужно менять тормозные колодки
Тормозная система автомобиля, как одна из самых ответственных с точки зрения безопасности, требует регулярного осмотра. Опытные автомеханики рекомендуют осматривать состояние тормозных колодок одновременно с проведением технического обслуживания автомобиля – каждые 10 тыс. км. Эта рекомендация особенно актуальна для автомобилей, вышедших из гарантийного срока.
Для принятия решения о необходимости замены колодок при осмотре обращают первоочередное внимание на следующие обстоятельства:
- Остаточная толщина фрикционного слоя. Единых правил здесь нет, однако приближение толщины к отметке 2 мм свидетельствует о необходимости скорой замены.
Как правило, тормозные колодки современных автомобилей оборудованы датчиками индикации недопустимого износа. Это могут быть как устройства механического типа (издают резкий скрип при достижении накладкой определенной толщины), так и электромеханического (индикация на приборной панели). Поступление соответствующего сигнала свидетельствует о необходимости немедленной замены колодок.
- Наличие механических повреждений не связанных с естественным износом колодок: сколы, трещины и т.д.
- Наличие повреждений «ответной» части (относится к дисковым тормозам): борозды, трещины, волнистость (приводит к неравномерному износу поверхности колодки).
Помимо результатов осмотра могут быть и другие внешние проявления необходимости замены колодок:
- увеличение тормозного пути;
- резкий шум (скрип, скрежет) при торможении не связанный с индикатором недопустимого износа;
- неадекватная реакция автомобиля при торможении (резкие удары, толчки).
Среди факторов, влияющих на надежность тормозной системы в целом, необходимо отметить следующие:
- Качество изготовления и материалов колодок.
- Манеру езды водителя.
- Состояние дорог (преобладание чистого покрытия или агрессивной среды, грязи, абразивных включений и т.д.).
- Климатические особенности региона эксплуатации.
- Естественный износ при торможении.
Качественные тормозные колодки – это залог надёжной работы тормозных механизмов, и поэтому экономить на их стоимости целесообразно в разумных пределах. В самом деле, если экономия в 20% при покупке колодок обернётся 30% снижением их ресурса, то это будут скорее лишние затраты.
С другой стороны бытует мнение, что если качественные тормозные колодки (например, для автомобилей премиум-класса) «не совсем подходят» к конкретному авто, их можно «подогнать» (отрезать, подпилить, подточить). Делать это категорически не рекомендуется: любое механическое воздействие на фрикционный материал и подложку (кроме, разумеется, работы в штатном режиме) может привести к раннему разрушению колодки.
Рекомендация для выбора тормозных колодок проста: покупайте колодки хорошего качества и штатного размера для конкретной модели авто.
О том, какие тормозные колодки лучше, читайте здесь.
Кстати, при замене тормозных колодок новички часто задают вопрос: надо ли менять колодки с двух сторон, если с одной стороны они ещё находятся в удовлетворительном состоянии? Ответ однозначный – менять нужно одновременно с двух сторон, так как в противном случае появляется опасная ситуация неравномерного износа и не одновременного срабатывания тормозов.
Понятно также, что при агрессивной манере езды да ещё по грунтовым дорогам с повышенным содержанием абразива, осматривать состояние тормозной системы необходимо чаще рекомендуемых интервалов. То же относится и к автомобилям с автоматической коробкой передач – у них износ колодок, как правило, происходит быстрее, чем в машинах, оборудованных механической коробкой.
Что влияет на износ тормозных дисков?
Для того, чтобы предвосхитить вопросы автомобилистов о том, какой должен или может быть допустимый износ тормозных дисков, ответит таким образом. У каждого производителя существуют свои цифровые параметры предельно допустимого износа тормозных дисков и колодок.
Существуют соответствующие таблицы для марок и моделей одной марки (бывает и такое). Это связано в первую очередь с мощностью двигателя, массой авто и вытекающими отсюда последствиями в виде физических сил действующих на автомобиль во время торможения.
Материалы изготовления. В первую очередь на заводские значения износа тормозных дисков влияет материал изготовления тормозных дисков.
Традиционные тормозные диски изготавливаются из чугуна, но современные технологии позволили делать также диски из карбона (углепластик) и керамики. Это фактор объективный. Далее идут субъективные факторы, влияющие на степень износа тормозных дисков.
Условия эксплуатации авто. В большей степени – это фактор, зависящий от человека-водителя. Например, в зимний период эксплуатации вполне реально привести тормозной диск к деформации.
При движении в любом случае происходит нагрев диска, и если вы въезжаете в лужу с водой, а на улице все же низкая температура, то от резкого перепада температур происходит деформация тормозного диска.
И если это происходит периодически, то проточки, либо замены тормозного диска вам не избежать.
Стиль вождения. По среднестатистическим цифрам тормозной диск должен служить 100 – 150 тыс. км. пробега. Но, некоторые водители уже на 6-15 тыс. км могут смело обращаться на СТО – полный износ диска в результате т.н. «шумахеровского» стиля: разгон торможение и цикл повторяется. Экстренные торможения – прямой путь к быстрому износу тормозного диска.
Узнать, какой допустимый износ тормозных дисков, на первый взгляд, не так уж и сложно, ведь практически каждый производитель прописывает этот коэффициент для конкретной модели автомобиля. При расчетах учитывают массу модели, мощность мотора и прочие параметры. Однако трудности возникают при прогнозировании предельного пробега, через который придется проводить смену дисков. На все это воздействуют весьма субъективные факторы:
- Условия эксплуатации автомобиля – постоянная езда по лужам во влажную погоду деформирует разогретый диск и провоцирует неравномерный износ.
- Использование низкокачественных колодок.
- Механические факторы – срок службы дисков порадует своей продолжительностью, если они изготовлены из керамики, карбона или стали. Ранее при изготовлении использовался чугун, который чаще подвергался износу.
- Стиль езды автомобилиста – резкая смена торможения и разгона существенно сокращает срок службы дисков.
Тормозной диск, после длительного использования
Как часто меняются тормозные колодки
Как уже было сказано выше, тормозные колодки – расходный материал, требующий постоянного контроля и регулярной замены во время периодического технического обслуживания. Срок службы колодок сугубо индивидуален и зависит от многих факторов.
Модель и марка автомобиля
Велика разница между тормозными системами спорткара и малолитражки. Например, у первого автомобиля колодки изнашиваются за максимально короткий срок.
Реагенты, которым посыпают дороги, пыль и грязь разрушают тормозные колодки и сокращают срок их службы.
Качество материала, используемого при изготовлении колодки
Каждый уважающий себя производитель старается использовать свой фирменный фрикционный материал. Это может быть различные сплавы, каучук, керамика и другие инновационные решения, обеспечивающие плотное соприкосновение с диском и повышенную стойкость к перегрузкам.
Таким образом, представленная информация дает нам усредненное представление о рабочих возможностях тормозных колодок, но назревает вопросы: когда нужно менять тормозные колодки и особенно многих может заинтересовать: когда менять задние тормозные колодки? Конкретного и исчерпывающего ответа на эти вопросы никто не сможет дать, но можно дать рекомендации.
Дело в том, что если, например, водитель любит быструю и рывковую езду, то и усилий при торможении будет тратиться больше, а значит и колодки, будут расходоваться сильнее. Кроме того, износ тормозных колодок увеличивается при езде в дождливую и сырую погоду, а также на пыльных и грязных дорогах.
Серьезным аргументом в вопросе частоты замены колодок является их качество. Оригинальные запчасти прослужат относительно долго, а дешевые и некачественные колодки придется менять и менее чем за 10 тыс. км.
По способу работы и конструкционным особенностям тормозные колодки автомобиля разделяют на два вида: дисковые и барабанные.
Дисковые тормоза.
Барабанные тормоза.
Дисковые более эффективные, поэтому их устанавливают обычно на передние колеса, на которые приходится до 70% тормозных усилий.
Однако, в отличии от барабанных колодок, дисковые – менее долговечные. Срок их службы составляет примерно 20 – 40 тыс. км, при том, что задние барабанные способны прослужить до 100 тыс. км. Кроме того, эффективность торможения во многом зависит от качественного состояния тормозных дисков, срок службы которых достаточно велик и может составлять от 50 до 150 тыс. км.
Учитывая тот факт, что на передние колодки нагрузка в два – три раза выше чем на задние, то и меняются они в два-три раза чаще, чем задние. Конечно, есть определенные рекомендации, закрепившиеся в сознании технических мастеров и предлагаемых изготовителем.
Так, в среднем, тормозные колодки низкого и среднего качества рекомендуют менять:
- передние – через 10 – 15 тыс. км
- задние – через 25 – 40 тыс. км.
Колодки более высокого качества и ценового расположения рекомендуется менять:
- передние – через 15 – 20 тыс. км
- задние – через 40 – 60 тыс. км.
Барабанная тормозная система в современных автомобилях устанавливается редко и в основном на заднюю ось.
Замена барабанных колодок осуществляется в среднем через 80 – 100 тыс. км.
Это сильно усредненные рекомендации, но в то же время дающие определенные представления о службе тормозных колодок при их эксплуатации в нормальных погодных и климатических условиях при не слишком резвой езде. К тому же, стоит учесть тот факт, что замена тормозных колодок осуществляется одновременно на одной оси колес. То есть, если решили заменить колодки, то меняем сразу передние или задние. Это исключит неравномерность распределения тормозных усилий на колеса и автомобиль не будет вести в сторону при торможении.
Еще одной важной мелочью является то, что непосредственно после замены колодок, им необходимо «притереться». В этот отрезок пути, равный примерно 1-3 км, тормозная система будет работать не эффективно
Все наладится только тогда, когда площадь соприкосновения колодки и тормозного диска будет максимальной. Если же низкое качество торможения сохраняется по прошествии 10 – 15 км, то скорее всего приобретены некачественны колодки, которые необходимо заменить.
Признаки износа
Отвечая на вопрос: «как часто менять тормозные колодки?» необходимо для начала рассмотреть признаки, по которым определяется предельный износ колодок. От того, насколько они стерты или пришли в негодность зависит частота замены. Определить предельный износ тормозных колодок можно по различным косвенным признакам. Необходимо лишь правильно интерпретировать и не игнорировать их. Симптомами износа тормозных колодок являются:
Увеличение тормозного пути
То есть, ввиду того, что фрикционный материал максимально стерт, а соприкосновение колодки с диском происходит за счет металлического основания, то и коэффициент торможения снижается, увеличивая длину тормозного пути.
Нарушение прямолинейности во время торможения
Это возможно при неравномерном износе тормозных колодок и неправильной работе суппорта, при котором один из дисков зажимается сильнее.
Снижение жесткости тормозной педали и увеличение ее хода
Еще один признак неисправности тормозной системы, в том числе износа тормозных колодок. Кроме того, если вы нажали на педаль тормоза, а она не вернулась в обратное положение, то это говорит о том, что колодки стерлись полностью, а сама она из-за высокой температуры пригорела к диску.
Положение исправит только ремонт с заменой диска и колодок.
Снижение уровня тормозной жидкости
Ввиду того, что при износе накладок ширина колодки уменьшается — поршням суппорта приходится при торможении выдвигаться дальше, что уменьшает уровень тормозной жидкости в бачке.
Появление скрипа и скрежета
Этот признак износа появляется тогда, когда фрикционный материал стирается полностью, а торможение происходит за счет металлического основания колодки.
Появление темного налета или пыли на колесных дисках
Темная угольная пыль – признак истирания фрикционного материала
Металлическая пыль – признак стирания тормозного диска основанием изношенной тормозной колодки.При возникновении подобных признаков стоит обратить внимание на тормозные колодки и их состояние. Ведь при их критической изношенности могут возникнуть более серьезные проблемы в виде заклинивания тормозных колодок и разрушения ступичных узлов. Кроме того, современные автомобили комплектуются специальными электронными датчиками, показывающими состояние колодок и уровень их изношенности
После того, как накладка сотрется до критического уровня на панели загорится лампочка. В механических датчиках в подобных условиях будет слышен металлический скрип и скрежет, который издает пластина, закрепленная за основание колодки, которая при стирании накладки до минимального значения начинает соприкасаться с тормозным диском. Это явный признак того, что пора менять колодки
Кроме того, современные автомобили комплектуются специальными электронными датчиками, показывающими состояние колодок и уровень их изношенности. После того, как накладка сотрется до критического уровня на панели загорится лампочка. В механических датчиках в подобных условиях будет слышен металлический скрип и скрежет, который издает пластина, закрепленная за основание колодки, которая при стирании накладки до минимального значения начинает соприкасаться с тормозным диском. Это явный признак того, что пора менять колодки.
Еще одним способом определения уровня износа колодок является их визуальный осмотр. Если фрикционный слой истерт и ширина его составляет менее 5 мм, то такую колодку необходимо менять. Критической толщиной накладки считается 1,5 – 2 мм. Наличие на колодке маслянистой жидкости и ее неравномерный, заметный глазу, износ также являются основанием для замены.
Таким образом, ответ на вопрос «через сколько менять тормозные колодки?» прост. При первом возникновении вышеописанных признаков. А вообще не желательно доводить износ накладок колодки до уровня меньше 5 — 6 мм, так как это может привести к износу тормозных дисков, течи тормозных цилиндров и полному отсутствию тормоза автомобиля.
Задние ТК
Алгоритм замены задних ТК на ВАЗ 2109 следующий.
- Поставьте машину на ровную поверхность, ослабьте натяжение колесных болтов.
- Разблокируйте колодки путем полного опускания ручки стояночного тормоза.
- Поднимите заднюю часть авто домкратом, снимите колеса.
- Подставьте под передние колеса противокаты, чтобы предотвратить смещение автомобиля.
- Открутите шпильки тормозного барабана с заднего колеса.
- С помощью деревянного бруска и молотка сбейте барабан с ТК.
- Зачистите поверхности сухим методом и сжатым воздухом.
- Приступаем к полноценным демонтажным работам.
- Демонтируйте верхнюю стягивающую пружину. Для этого понадобятся плоскогубцы.
- Аналогично снимается нижняя пружина.
- Снимите направляющую пружину передней ТК.
- Удалите разжимную планку.
- Далее демонтируется направляющая пружина задней ТК, отводится в сторону.
- Скиньте наконечник троса ручника с рычага.
- Демонтируйте привод ручного тормоза. Чтобы сделать это, потребуется извлечь с пальца шплинт, а затем уже достать сам палец.
- Демонтажные работы завершены, потому теперь следует все собрать в обратном порядке, только уже с новой задней ТК.
- Прежде чем надеть барабан, обязательно сдавите поршни цилиндра, чтобы наружный диаметр по колодкам оказался меньше внутреннего диаметра барабана.
- Соберите узел, действия в обратной последовательности.
- Опустите автомобиль на землю, нажмите несколько раз по педали тормоза, что позволит колодкам полноценно занять свое место.
Выполните процедуру на обоих колесах. Принцип замены задних ТК одинаковый. Только не забудьте по завершению работ прокачать тормозную систему.
Основные причины ускоренного износа
Почему же у одних владельцев колодки приходят в негодность уже через 10 тыс. км, а другой на такой же модели автомобиля спокойно проезжает втрое больше? Износ очень тонкий параметр, зависящий от множества факторов:
- Режим движения машины – город или трасса. В городской толчее с частыми остановками нагрузка на тормоза выше, чем при свободном движении по шоссе. При каком пробеге произойдет износ колодок до минимума, будет зависеть от проложенных маршрутов.
- Как часто будет производиться замена, зависит от стиля вождения. Спокойная езда способствует увеличению срока службы, агрессивная же приводит к частым перегревам и раннему износу как дисков, так и колодок.
- Неисправность заднего контура тормозов. В этом случае на передние тормоза приходится повышенная нагрузка. Если же задняя часть автомобиля будет дополнительно загружена, то распределение усилия происходит равномернее, соответственно и ходимость передних и задних колодок возрастает.
- В межсезонье все детали тормозной системы будут подвергаться неблагоприятным климатическим факторам (влага, грязь, лед), а зимой еще и действию агрессивных химических реагентов, что также не продлевает срок службы. Т.е. чем чаще вы ездите в плохую погоду, тем ресурс ниже.
- Присутствие в автомобиле сложных электронных помощников, имитирующих эффект блокировки дифференциала с помощью притормаживания колеса сокращает ресурс колодок.
Замена тормозных колодок на передних дисковых тормозах
Перед тем как менять передние тормозные колодки необходимо выполнить ряд простых операций:
- Установите автомобиль на ровной поверхности и подложите под колёса упоры для предотвращения дальнейших перемещений машины.
- Откройте капот и снимите крышку бачка с тормозной жидкостью (чтобы облегчить впоследствии перемещение поршня рабочего цилиндра).
- Ослабьте крепление колеса, поднимите автомобиль домкратом и снимите колесо.
Далее, выверните рулевое колесо, чтобы обеспечить лучший доступ к суппорту (заодно и лучшую обзорность – на рисунке 1 выше дисковый тормозной механизм Toyota Camry) и осмотрите поверхность тормозного диска.
Конструкция крепления тормозных колодок в разных марках и моделях автомобилей может несколько отличаться, однако практически у всех моделей есть общие конструктивные элементы. К таким элементам следует отнести крепление суппорта или его части (крышки): ослабив один из болтов (2) и полностью вывернув другой, можно поднять крышку суппорта, освободив доступ к колодкам (3).
Так как суппорт соединен шлангами с источником тормозной жидкости, не допускайте, чтобы в процессе работы он повисал на них. Полностью или частично снятый суппорт желательно проволокой закрепить на деталях подвески, убедившись в отсутствии нагрузки на трубопроводы.
Следующий этап – демонтаж старых тормозных колодок и установка новых. После демонтажа следует внимательно осмотреть поверхность старых колодок, и оценить состояние тормозного диска.
Перед установкой новых колодок необходимо «вдавить» шток поршня рабочего цилиндра в прилегающую поверхность суппорта. Так как толщина новых тормозных колодок больше, чем у изношенных, поэтому им необходимо дополнительное пространство.
Эту операцию удобно проводить при помощи струбцины, как показано на следующем рисунке и на видео в конце статьи.
В качестве прокладки между штоком и зажимом струбцины можно использовать старую тормозную колодку.
Если струбцины под рукой нет, тогда старые колодки в суппорте (а значит шток поршня рабочего цилиндра) отжимают небольшой монтажкой (или большой плоской отверткой) до разборки самого суппорта.
Следует помнить о необходимости закрывать крышку бачка с тормозной жидкостью. Дело в том, что тормозная жидкость гигроскопична и длительный контакт с атмосферой ей на пользу не идёт. Подробно о тормозных жидкостях читайте по этой ссылке.
Далее новые колодки устанавливают в суппорт и крепят их там так, как предусмотрено конструкцией авто. Дальнейшую сборку производят в последовательности обратной разборке.
По завершении замены тормозных колодок следует несколько раз нажать на педаль тормоза, чтобы убедиться, что всё стало на свои места.
Замена задних колодок на дисковых тормозных механизмах выполняется аналогичным образом.
