0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы гидравлических и механических дисковых тормозов

Дисковые тормоза велосипеда: гидравлические или механические?

Очень часто при выборе велосипеда или покупке на него новых тормозов становится вопрос: «Какие же тормоза лучше, дисковые гидравлические или механические?». Вопрос очень актуален, ведь они значительно отличаются по цене, качеству и другим не менее важным параметрам. Поэтому в данном сравнении мы постарались максимально лаконично и понятно рассказать, чем отличаются гидравлические и механические дисковые тормоза велосипеда по конструкции, принципу действия, тормозным характеристикам, настройке и обслуживанию, а также ремонтопригодности и цене.

Конструкция и принцип действия

Принцип действия механических и гидравлических дисковых тормозов велосипеда в принципе одинаков. Нажатием тормозной рукояти приводятся в движение тормозные колодки, которые сжимают ротор. В результате происходит торможение за счет преобразования кинетической энергии в тепловую благодаря силе трения. Отличие заключается, в основном, в способе передачи усилия нажатия тормозной рукояти на тормозные колодки. На дисковых механических тормозах используется трос. При нажатии на рукоять происходит его натяжение, что приводит к смещению подвижной колодки.

В дисковых гидравлических тормозах его роль выполняет система поршней и гидравлическая жидкость. При нажатии рукояти на гидравлике приводится в движение поршень мастер-цилиндра. Он толкает гидравлическую жидкость, которая приводит в действие поршни в калипере, сжимая тем самым колодки.

Торможение

Качество торможения дисковых гидравлических и механических тормозов практически не отличается (с учетом, что дисковая механика не из самых дешевых). Как одни, так и вторые отлично справляются со своими задачами. На торможение больше влияет материал тормозных колодок, их размер, а также диаметр ротора. Чем больше поверхность соприкосновения колодок с ротором, тем качественнее торможение. Также следует отметить и материал тормозных колодок. На данный момент на рынке велосипедов представлены два вида: металлизированные (Sintered), которые лучше подойдут для грязных трас и органические (Resin), предотвращающие перегрев калипера.

Хотя разница в торможении между гидравлическими и механическими тормозами все же присутствует. Выражается она больше в комфорте использования. На гидравлике, за счет того, что нет тросика, который трется о рубашку, легче ход тормозной рукоятки. Вторым достоинством является более четкий контроль тормозного усилия (модуляция). Другими словами, вам проще сориентироваться насколько сильно следует надавить на ручку в той или иной ситуации. Хотя данный параметр также зависит и от уровня гидравлических тормозов, а именно от количества поршней.

Настройка и обслуживание

Если качество торможения гидравлических и механических дисковых тормозов практически не отличается, то в настройке и обслуживании разница уже куда более заметна. Здесь явным фаворитом является гидравлика. Ее не нужно так часто настраивать как механику, а сама настройка производится во время первой установки или при замене тормозных колодок. Хотя это правило не касается одно-поршневых гидротормозов, которые, также как и механика, нуждается в периодической подстройке. Настройка же механических тормозов необходима после каждого снятия колеса и периодически, по степени износа колодок и растяжению тросика. Также к недостаткам механики можно отнести необходимость периодического обслуживания троса, а именно содержания его в чистоте и в смазанном виде.

Ремонтопригодность

А вот по ремонтопригодности выигрывает дисковая механика, которую можно относительно легко отремонтировать в полевых условиях. В случае выхода из строя троса, его легко можно будет заменить на месте, с учетом того, что у вас есть запасной. Чего нельзя сделать с гидравликой. Если вы зацепились за ветку и повредили гидролинию, установить новую, залить масло и прокачать систему без специального оборудования вряд ли получится. Плюс к этому, найти запасные части на дисковые гидравлические тормоза велосипеда гораздо сложнее, чем на механические.

Еще один пункт, по которому выигрывает механика – это цена. Хорошие гидравлические тормоза стоят дороже чем механические того же уровня.

Устройство и особенности работы дисковых тормозов

Дисковая тормозная система для велосипедов значительно отличается от предназначенных для других транспортных средств. Каков принцип работы дисковых тормозов?

Они бывают трёх типов:

  • механическими;
  • гидравлическими;
  • комбинированными (гибридными).

Дисковые тормоза велосипеда — устройство, конструкция

Что конструктивно представляет собой дисковая система:

  • ручка, благодаря которой запускается механизм торможения;
  • ротор;
  • калипер – за счёт этого суппорта и происходит торможение;
  • адаптер, необходимый для крепления калипера к раме;
  • колодки, которые останавливают диск;
  • тормозная линия.

Конструктивные особенности:

  1. Размер. Крупные диски лучше устанавливать на колёса с более крепкими спицами. Диаметр ротора, равный 200-220 мм., отлично подойдёт для даунхилла, 180-185 мм. – для фрирайда, а 160-180 мм. – для размеренной езды на горном велосипеде.
  2. Колодки. Бывают Металлизированного и органического типа. Первые при усиленном трении могут нагреть калипер и негативно сказаться на всей гидравлической системе. Вторые (органические) не скрипят и не греются, но выполнены из менее надёжных материалов, и ввиду этого быстро стираются.
  3. Калипер. Принцип действия гидравлического агрегата схож с функционированием суппортов мото- и автомобильной техники. Калипер представляет собой литой корпус из метала, и с одной стороны размещён поршень, а с другой – колодка. А механический — это кулачковый механизм, имеющий снаружи рычажок с тросиком. Когда к поршню поступает импульс от ручки, колодки и рычаг движутся взаимно перпендикулярно.
Читать еще:  Электро велосипеды и комплектующие в России

Механические тормоза

У механических тормозных дисков есть неоспоримое преимущество – с их установкой справится даже новичок.

Всё дело в конструкции:

  • ручка;
  • её регулятор;
  • тросиковый регулятор с контргайкой;
  • рубашка троса;
  • сам трос:
  • его фиксатор;
  • калипер;
  • колодки;
  • адаптер;
  • ротор.

Гидравлические тормоза

Обладают более чувствительным механизмом, и не имеют столь огромного количества тросов.

Составляющие гидравлических дисковых тормозов:

  • ручка;
  • её регулятор;
  • мастер-цилиндр, состоящий из расширительного бачка, крышки, возвратной пружиной и поршня с манжетой;
  • гидравлическая линия, соединяющая ведущий приводной цилиндр с калипером;
  • калипер;
  • колодки;
  • адаптер;
  • ротор.

Гидравлические тормоза бывают:

  1. Закрытыми. Их работа схожа с действием гидравлического домкрата. В тормозной рукоятке имеется цилиндр с поршнем, а в калипере – 2 цилиндра с колодками, которые необходимо периодически регулировать с помощью вентиля.
  2. Открытыми. Имеют расширительный бачок, наполненный тормозной жидкостью, и соединённый с главным цилиндром.

Чем гидравлические тормоза лучше механических:

  • Больше сила, сжимающая колодки. При регулярном нажатии на ручку велосипеда с механическими тормозами со временем тросик любой толщины имеет свойство растягиваться. Тогда на ручку приходится нажимать с большей силой, в то время как в гидравлической системе тормозная жидкость не сжимается.
  • Такие тормоза быстрее отпускают колодки. Это достигается за счёт конструктивной особенности – меньшего количества механических деталей в суппорте. Да и в механических тормозах ввиду растяжения тросиков медленнее отпускают колодки.
  • Лучшая модуляция. В механических тросики трутся при движении по рубашке, что создаёт дополнительное сопротивление. В случае гидравлических тормозов это исключено.

Принцип работы дисковых тормозов

Принцип работы гидравлических тормозов значительно отличается от изделий механического типа. Импульс от ручки поступает на колодки не с помощью тросика, а за счёт давления тормозной жидкости, либо минерального масла. При нажатии на ручку эта жидкость подвергается давлению, за счёт которого выталкивает поршни, а те воздействуют на колодки.

В системе имеется ротор, и чем больше его диаметр, тем эффективнее торможение. Роторы крепятся к колёсной втулке (преимущественно слева). Через металлический трос, либо герметичную гидравлическую линию на калипер воздействует импульс, в последствии сводящий колодки. Затем между ними зажимается диск, что приводит к торможению.

Механические тормозные диски схожи по функционалу со стандартными ободными тормозами. В обоих случаях натягивается тросик, размещённый между калиптером и ручкой. Как только велобайкер на неё нажимает, тросик смещается и задействует рычаг, а тот, в свою очередь, — колодки.

Преимущества и недостатки дисковых тормозов

Положительные свойства:

  • Отличная модуляция. По сравнению с другими типами тормозов лучше контролируется сила торможения. Даже крупные колодки, установленные на ободные тормоза, не дадут подобной чувствительности.
  • Меньшее загрязнение. На роторе не так много скапливается пыли, воды и грязи, как на ободных или иных тормозных системах. Загрязнения значительно ухудшают модуляцию, а в некоторых случаях перед ездой необходимо протереть дорожку на ободе.
  • Пролонгированный срок службы. Максимальным сроком эксплуатации обладают металлизированные колодки. Другие под воздействием воды и абразивов стираются значительно быстрее.
  • Колёсные обода под воздействием дисковых тормозов не стираются. Через длительный период эксплуатации может потребоваться замена только ротора.
  • Колёсные восьмёрки не влияют на функционирование дисковых тормозов. Колёса с ободными тормозами должны быть идеально ровными, в запущенных случаях даже при нажатии до упора в грипсы затормозить не получится.

Теперь о недостатках:

  • Существенная проблема – передача тормозного усилия через спицы, и лишь после – через покрышку. Т.е. спицы могут сгибаться, и для исключения этой проблемы либо увеличивают их толщину, либо уменьшают длину. Для последнего действия производители устанавливают втулки с фланцами максимального диаметра.
  • Второстепенная проблема – сложность в поиске заменяемой детали ввиду того, что для конкретной модели производитель выпускает на различные модели калиперов колодки с индивидуальными размерами и способами крепления. Эта же проблема касается и гидравлических тормозных систем, когда в соответствующих линиях применяют разносортные жидкости. Так для тормозных линий TEKTRO, Shimano и некоторых других производителей используют масло, а для Avid, Hayes и прочих – тосол.
  • Незначительный недостаток – невозможность закрепления заднего багажника. Большинство велосипедистов, использующих этот вид транспорта в качестве повседневного, расценивают этот недостаток как существенный, поскольку нет возможности убрать груз с руля и закрепить сзади на багажнике. Для решения проблемы приобретается консольный багажник, крепящийся к подседельному штырю, и стоящий вдвое больше по сравнению с этим же изделием, только выполненным с опорами.

Какие тормоза лучшие — дисковые или ободные?

Определить лучший тип тормозов поможет анализ недостатков и преимуществ.

V-brake, или ободные тормоза обладают следующими свойствами:

  • конструкционная незамысловатость – благодаря ей достигается ремонтопригодность и регулировка в условиях поездки;
  • применимость для многих типов велосипедов (дорожные, MTB, гибриды) – на всех моделях, где имеются посадочные места под рычаги;
  • низкая цена – она значительно ниже по сравнению с установленными на дисковые тормоза;
  • возможность приобрести по отдельности комплектующие, и сразу же установить их;
  • малый вес, что немало важно для сохранения динамики движения;
  • универсальность;
  • значительная сила торможения – при тщательной настройке качественных изделий это положительное свойство может держать преимущество перед дисковыми тормозами.

Отрицательные свойства по сравнению с дисковыми изделиями:

  • низкая модуляция, особенно у бюджетных изделий, где для её увеличения требуется тщательная настройка;
  • высокая степень чувствительности к ободным искривлениям – для v-brake ввиду конструктивных особенностей это недопустимо, т.к. стираются колодки, изменяется расстояние между ними, а это приводит к необходимости в регулярном контроле колёсной геометрии и исправлении недочётов;
  • снижение эффективности торможения в условиях грязи, мокрого асфальта и т.д. – в отдельных случаях тормоз становится нерабочим, и для своевременного исправления ситуации велосипедистам приходится иметь при себе сухую тряпку и щётку;
  • усиленные долгие торможения стирают обода, колодки и приводят к нагреву, что значительно снижает срок эксплуатации.
Читать еще:  Планетарные втулки Shimano Nexus

Учитывая все эти факторы, и понимая, что дисковые изделия стоят значительно дороже, больше весят, и их сложно установить и отремонтировать самостоятельно, встаёт вопрос о том, чем готов жертвовать покупатель.

Если нужен лёгкий, дешёвый и легко ремонтируемый тормоз, стоит обратить внимание на ободное изделие. При желании получить качественное изделие, не требующее постоянной настройки и езды с щёточками в слякотную погоду, а также чтоб на его функционирование не влияли «восьмёрки», выбирают дисковые тормоза.

Для всех типов нестандартных поездок подойдут велосипеды с любыми дисковыми тормозами. Но если экстремальная езда исключена – целесообразнее приобрести агрегат с ободной тормозной системой.

Гидравлический тормозной привод

Гидравлический тормозной привод автомобилей является гидростатическим, т. е. таким, в котором передача энергии осуществляется давлением жидкости. Принцип действия гидростатического привода основан на свойстве несжимаемости жидкости, находящейся в покое, передавать создаваемое в любой точке давление во все другие точки при замкнутом объеме.

Принципиальная схема рабочей тормозной системы автомобиля:
1 — тормозной диск;
2 — скоба тормозного механизма передних колес;
3 — передний контур;
4 — главный тормозной цилиндр;
5 — бачок с датчиком аварийного падения уровня тормозной жидкости;
6 — вакуумный усилитель;
7 — толкатель;
8 — педаль тормоза;
9 — выключатель света торможения;
10 — тормозные колодки задних колес;
11 — тормозной цилиндр задних колес;
12 — задний контур;
13 — кожух полуоси заднего моста;
14 — нагрузочная пружина;
15 — регулятор давления;
16 — задние тросы;
17 — уравнитель;
18 — передний (центральный) трос;
19 — рычаг стояночного тормоза;
20 — сигнализатор аварийного падения уровня тормозной жидкости;
21 — выключатель сигнализатора стояночного тормоза;
22 — тормозная колодка передних колес

Принципиальная схема гидропривода тормозов показана на рисунке. Привод состоит из главного тормозного цилиндра, поршень которого связан с тормозной педалью, колесных цилиндров тормозных механизмов передних и задних колес, трубопроводов и шлангов, соединяющих все цилиндры, педали управления и усилителя приводного усилия.
Трубопроводы, внутренние полости главного тормозного и всех колесных цилиндров заполнены тормозной жидкостью. Показанные на рисунке регулятор тормозных сил и модулятор антиблокировочной системы, при их установке на автомобиле, также входят в состав гидропривода.
При нажатии педали поршень главного тормозного цилиндра вытесняет жидкость в трубопроводы и колесные цилиндры. В колесных цилиндрах тормозная жидкость заставляет переместиться все поршни, вследствие чего колодки тормозных механизмов прижимаются к барабанам (или дискам). Когда зазоры между колодками и барабанами (дисками) будут выбраны, вытеснение жидкости из главного тормозного цилиндра в колесные станет невозможным. При дальнейшем увеличении силы нажатия на педаль в приводе увеличивается давление жидкости и начинается одновременное торможение всех колес.
Чем большая сила приложена к педали, тем выше давление, создаваемое поршнем главного тормозного цилиндра на жидкость и тем большая сила воздействует через каждый поршень колесного цилиндра на колодку тормозного механизма. Таким образом, одновременное срабатывание всех тормозов и постоянное соотношение между силой на тормозной педали и приводными силами тормозов обеспечиваются самим принципом работы гидропривода. У современных приводов давление жидкости при экстренном торможении может достигать 10–15 МПа.
При отпускании тормозной педали она под действием возвратной пружины перемещается в исходное положение. В исходное положение своей пружиной возвращается также поршень главного тормозного цилиндра, стяжные пружины механизмов отводят колодки от барабанов (дисков). Тормозная жидкость из колесных цилиндров по трубопроводам вытесняется в главный тормозной цилиндр.
Преимуществами гидравлического привода являются быстрота срабатывания (вследствие несжимаемости жидкости и большой жесткости трубопроводов), высокий КПД, т. к. потери энергии связаны в основном с перемещением маловязкой жидкости из одного объема в другой, простота конструкции, небольшие масса и размеры вследствие большого приводного давления, удобство компоновки аппаратов привода и трубопроводов; возможность получения желаемого распределения тормозных усилий между осями автомобиля за счет различных диаметров поршней колесных цилиндров.
Недостатками гидропривода являются: потребность в специальной тормозной жидкости с высокой температурой кипения и низкой температурой загустевания; возможность выхода из строя при разгерметизации вследствие утечки жидкости при повреждении, или выхода из строя при попадании в привод воздуха (образование паровых пробок); значительное снижение КПД при низких температурах (ниже минус 30 °С); трудность использования на автопоездах для непосредственного управления тормозами прицепа.
Для использования в гидроприводах выпускаются специальные жидкости, называемые тормозными. Тормозные жидкости изготавливают на разных основах, например спиртовой, гликолевой или масляной. Их нельзя смешивать между собой из-за ухудшения свойств и образования хлопьев. Во избежание разрушения резиновых деталей тормозные жидкости, полученные из нефтепродуктов, допускается применять только в гидроприводах, в которых уплотнения и шланги выполнены из маслостойкой резины.
При использовании гидропривода он всегда выполняется двухконтурным, причем работоспособность одного контура не зависит от состояния второго. При такой схеме при единичной неисправности выходит из строя не весь привод, а лишь неисправный контур. Исправный контур играет роль запасной тормозной системы, с помощью которой автомобиль останавливается.

Способы разделения тормозного привода на два (1 и 2) независимых контура

Четыре тормозных механизма и их колесные цилиндры могут быть разнесены на два независимых контура различными способами, как показано на рисунке.
На схеме (рис. 5а) в один контур объединены первая секция главного цилиндра и колесные цилиндры передних тормозов. Второй контур образован второй секцией и цилиндрами задних тормозов. Такая схема с осевым разделением контуров применяется, например, на автомобилях УАЗ-3160, ГАЗ-3307. Более эффективной считается диагональная схема разделения контуров (рис. б), при которой в один контур объединяют колесные цилиндры правого переднего и левого заднего тормозов, а во второй контур — колесные цилиндры двух других тормозных механизмов (ВАЗ-2112). При такой схеме в случае неисправности всегда можно затормозить одно переднее и одно заднее колесо.
В остальных схемах, представленных на рис. 6.15, после отказа сохраняют работоспособность три или все четыре тормозных механизма, что еще больше повышает эффективность запасной системы. Так, гидропривод тормозов автомобиля Москвич-21412 (рис. в) выполнен с использованием двухпоршневого суппорта дискового механизма на передних колесах с большим и малым поршнями. Как видно из схемы, при отказе одного из контуров исправный контур запасной системы действует либо только на большие поршни суппорта переднего тормоза, либо на задние цилиндры и малые поршни переднего тормоза.
В схеме (рис. г) исправным всегда остается один из контуров, объединяющий колесные цилиндры двух передних тормозов и одного заднего (автомобиль Volvo). Наконец, на рис. 6.15д показана схема с полным дублированием (ЗИЛ-41045), в которой любой из контуров осуществляет торможение всех колес. В любой схеме обязательным является наличие двух независимых главных тормозных цилиндров. Конструктивно чаще всего это бывает сдвоенный главный цилиндр тандемного типа, с последовательно расположенными независимыми цилиндрами в одном корпусе и приводом от педали одним штоком. Но на некоторых автомобилях применяют два обычных главных цилиндра, установленных параллельно с приводом от педали через уравнительный рычаг и два штока.

Читать еще:  Технические характеристики и цена велосипедной вилки Rock Shox ХС 30 TK

Дисковые механические тормоза для велосипедов

Велосипед, как и любой другой транспорт, невозможно представить без тормозов. И эти тормоза обязаны быть такими, чтобы была возможность быстро остановить движущийся велосипед. Но они не должны чересчур утяжелять вело-конструкцию.

Виды вело-тормозов

Есть несколько основных типов велосипедных тормозных систем:

  • дисковая (механические тормоза или гидравлические);
  • ободная (V-брейки и U-брейки, клещевые, а кроме того, кантилеверные тормоза);
  • педальная или по-другому барабанная (втулочная);
  • стремянная;
  • роллерная (тоже втулочная).

Задними втулочными тормозами (барабанными, роллерными) оснащаются следующие вело-модели:

  • городские односкоростные;
  • детские;
  • складные.

А на горных, шоссейных, гибридных и туристических, а также на передних колесах городских и складных великов ставят тормоза ободные.

Что касается дисковых тормозов различных конфигураций, то они буквально необходимы там, где требуется превосходная велосипедная проходимость.

Дисковые тормоза: устройство и особенности

Любой дисковый вело-тормоз состоит из:

  • управляющей рулевой ручки, которая и приводит в действие тормозную исполнительную систему;
  • тормозного диска-ротора;
  • монтажной скобы (или адаптера), расположенной на вело-раме и служащей для крепления и закрепления калипера;
  • собственно калипера — механизма исполнения, осуществляющего торможение в принципе;
  • абсразивных пластин-колодок, стопорящих ротор;
  • тормозной линии, передающей действие от ручки к исполнительному механизму тормоза.

У дисковых тормозов имеется ряд конструкционных и эксплуатационных особенностей. Например, чем больше роторный диаметр, тем эффективнее действует сам тормоз. И соблазн выбрать ротор побольше поэтому велик. Но следует помнить, что перед тем, как это осуществить, необходимо проверить крепость спиц в колесах, и если требуется — заменить эти спицы на более стойкие.

А еще управляющую ручку для дисковых тормозов легко можно позаимствовать у вибрейков, клещевых или кантилеверных тормоз-конструкций.

Дисковые механические вело-тормоза

У механических дисковых тормозов тросовый привод. Они конструкционно просты и очень надежны. Принцип их действия несложен: нажатием на тормозную ручку в рабочее состояние приводится подвижная колодка, которая и прижимает диск к другой, неподвижно-нерегулируемой колодке.

Как вариант существуют механические дисковые тормоза с двумя подвижными колодками. Но такая тормозная система устанавливается на велосипедах гораздо реже одноколодочной.

К особенностям обслуживания механических дисковых тормозов можно отнести:

  1. Постоянную регулировку зазора между колодками и ротором. Иначе тормозная ручка будет проваливаться, а диск жаться уже не к стершейся напрочь колодке, но непосредственно к калиперу. Что приведет неизбежно к нарушениям в работе тормоза и потере его мощности.
  2. Зазор между ротором и колодками в дисковой механике регулируются очень просто (в отличие от тех же гидравлических систем). И регулирование это не допускает негативного трения колодок о ротор, а значит предупреждает их скорый износ.
  3. Чтобы дисковые колодки не изнашивались впустую, на механических системах при езде в грязь и слякоть, их и вовсе можно развести.

Как выбрать механические дисковые вело-тормоза

Тем, кто собрался оснастить своего «вело-коня» дисковыми механическими тормозами, стоит знать, что это удовольствие достаточно дорогое. Если, конечно, речь идет о действительно качественных системах — например, Avid (более бюджетные Tektro и Shimano, но не настолько, чтобы можно было говорить о дешевизне хороших систем). К нормальной дисковой механике должны идти также и качественные ручки управления, что тоже не удешевляет приличные тормозные системы.

А если кому-то кажется, что можно приобрести на собственное транспортное средство дешевую механику азиатских производителей, то следует прислушаться к мнению специалистов, считающих, что тогда надежнее будет поставить вибрейки того же ценового диапазона.

Именно поэтому дисковую тормозную механику опытные велолюбители используют на великах «тяжелой езды» или моделях автономного туризма. В общем, там, где нужна надежная отдача и абсолютная работоспособность велосипеда в непростых условиях.

Немаловажную роль играет при выборе и хорошая ремонтопригодность этих тормозов. Их можно самостоятельно починить в случае ряда поломок. Но достоинства эти идут в ущерб модуляции велосипеда. И утяжеляют его массу.

Сегодня мало вело-моделей выпускается оснащенными механическими дисковыми тормозами. Ведь гидравлика (пусть она и чуть больше стоит) дает этому транспортному средству не в пример лучшее соотношение мощи и модуляции.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector