Технология обслуживания: настройка тормозов на велосипеде типа MTB

Технология обслуживания: настройка тормозов на велосипеде типа MTB

Уровень безопасности, в большей мере определяющийся состоянием тормозной системы, зависит не только от класса используемых компонентов, а и от частоты осмотра и периодичности подналадки узла. Несмотря на сложность его конструкции, обслуживание вполне доступно для каждого, кто интересуется велотехникой.

О чем эта статья:

Как поставить дисковые тормоза

Для установки дисковых тормозных устройств на военные мосты или на гражданские мосты потребуются следующие инструменты и детали:

• фиксирующие механизмы для суппортов;
• крепежные болты размером М12*1;
• переходники М10 или М12;
• шайбы;
• шпильки 50*10 мм;
• проставки;
• набор гаечных ключей;
• комплект дисковой системы для УАЗа;
• суппорт.

Для того чтобы установить дисковые тормоза на УАЗ, необходимо:

1. Установить транспорт на смотровую яму или платформу для проведения ремонтных работ.
2. Зафиксировать колеса при помощи стопорных устройств.
3. Демонтировать колесные механизмы.
4. Убрать барабанное устройство и эксцентриковые пальцы опорного типа.
5. Открутить крепежные элементы с колодок и трубок.
6. Убрать болты с муфты сцепления.
7. Отогнуть стопорное кольцо.
8. При помощи гаечного ключа открутить регулировочный винт.
9. Демонтировать упорное кольцо и ступицу.
10. Снять щит и цапфу.
11. Установить держатель суппорта закладными конструкциями наружу.
12. Убрать из ступицы все старые крепежные элементы и шпильки и поставить новые.
13. Разъединить гибкий шланг и небольшую медную трубу.
14. Установить новую шайбу и подсоединить шланг и трубу к этой шайбе.
15. Установить колодки, диски и суппортный узел.
16. Собрать весь механизм, выполняя все действия в обратном порядке.

Если суппорт будет крутиться недостаточно быстро, можно подрезать его с внешней стороны болгаркой.

Устройство и принцип работы барабанного тормоза

Конструкция барабанных тормозов упрощённо изображена на рисунке выше. Тормозной барабан (если быть точными – барабан без дна) жестко крепится к колесу (ступице), так, что имеет с колесом общую ось вращения.

Вдоль боковой внутренней стенки барабана расположены две тормозные накладки (колодки), выполненные в виде полуокружностей. А в промежутке между накладками установлен (закреплённый неподвижно по отношению к вращающемуся колесу) рабочий гидроцилиндр с двумя поршнями.

При поступлении тормозной жидкости под давлением в среднюю часть цилиндра рабочая часть поршней раздвигает накладки в месте установки цилиндра. Такое же перемещение через систему пружинных тяг создается в разрыве противоположном месту установки гидроцилиндра. В итоге накладки с усилием прижимаются к вращающемуся барабану.

Возврат элементов конструкции в исходное состояние по окончании торможения осуществляется за счет системы возвратных пружин. Регулировка зазора между накладками и внутренней поверхностью барабана производится также за счёт регулировки механических тяг.

В процессе торможения происходит интенсивное выделение тепла, которое влияет и на показатели надёжности и на функциональные показатели работающих тормозных механизмов. Схема теплообмена барабанных тормозов упрощённо представлена на следующем рисунке.

Тепловой поток, образующийся в паре трения, через внутреннюю боковую поверхность барабана (теплопроводность значительно выше, чем у накладки) рассеивается в окружающей среде. С учётом различных коэффициентов теплового расширения, накладка «выдавливает» боковую поверхность барабана в окружающую среду, постоянно стремясь увеличить зазор между накладкой и барабаном.

К материалам в паре трения барабанных тормозов предъявляются повышенные требования.

• Тормозной барабан изготавливается из высокопрочного чугуна – металла износостойкого и, к тому же, относительно дешёвого.
• В качестве материала накладки долгое время использовались смеси, содержащие вредный для окружающей среды асбест. После запрета асбеста широко используются композитные материалы, состав которых тщательно скрывается производителями.

Подробно о тормозных колодках мы писали в этой статье.

Тормозные суппорты и их типы

Тормозной суппорт находится над тормозным диском. В нем закрепляются тормозные колодки: они прижимаются к дискам гидравлическими цилиндрами каждый раз, когда вы нажимаете на педаль тормоза и масло из бака поступает к устройству. В зависимости от необходимого тормозного усилия, цилиндры могут быть изготовлены из пластика, алюминия или хромированной стали.

По типу конструкции

Моноблочные — изготовлены в виде единой литой детали. Такие суппорты прочнее, но дороже в изготовлении.

Составные — состоят из двух половин, соединенных болтами. Они имеют меньшее сопротивление изгибу при нагрузке, но дешевы в изготовлении и проще в серийном производстве.

По типу крепления

Плавающие и неподвижные

Если вернуться к примеру с монеткой, у плавающих суппортов цилиндр будет только с одной стороны. Например, если цилиндр будет располагаться со стороны вашего большого пальца, он будет оказывать усилие сначала на монетку, а потом на указательный палец. При торможении такой суппорт сдвигается вбок, чтобы тормозные колодки сжались.

Неподвижные суппорты не перемещаются относительно диска, и поэтому менее снисходительны к отклонениям формы диска. Неподвижный суппорт позволяет использовать несколько цилиндров парами — обычно это два, четыре или шесть цилиндров, в отличие от одного или двух в плавающем суппорте. Он позволяет развивать большее сжимающее усилие и распределяет его одновременно и равномерно на обе стороны диска. В нашем примере оба пальца будут сжимать монетку с одинаковым усилием.

Неподвижные суппорты обеспечивают лучшее ощущение педали тормоза, что нравится многим гонщикам. Но подобная система дороже, так как цилиндры изготавливаются с соблюдением высокой точности параметров и их всегда больше одного. По этой причине неподвижные суппорты используются на высокомощных мотоциклах.

Конструкция неподвижного суппорта

Плавающий суппорт также монтируется неподвижно, но его наружная рама может скользить влево-вправо с помощью штифтов и вкладышей. Усилие при торможении создаёт давление, и оно передаётся на поршень, который прижимает колодку к диску. Но так как диск неподвижен и не может скользить, усилие начинает тянуть скользящую раму, которая удерживает вторую колодку на обратной стороне диска. Преимущества плавающего суппорта – дешевизна по сравнению с неподвижным. Он легче, состоит из меньшего числа деталей и более компактен.

Конструкция плавающего суппорта

Радиальные и осевые

Если болты крепежа суппорта расположены параллельно тормозному диску, это радиальный суппорт, если перпендикулярно диску – осевой. Ось радиального суппорта расположена на одной линии с осью диска , также такая система прочнее, так как суппорты закреплены с обоих концов. Это дает лучший контакт колодок с диском при резком торможении. При плавном торможении вы вряд ли заметите разницу.

Диски и гидропривод: как потребитель и 24 часа Ле-Мана сделали тормоза современными

Говоря об автомобильном прогрессе, обычно упоминают эволюцию моторов и стиля. Намного реже – развитие трансмиссий. Тормоза считаются чем-то постоянным и малопримечательным. Оно и понятно – в современном виде они существуют уже с 50-х годов. Но дисковые механизмы и гидравлический привод появились отнюдь не сами собой – этой наиболее удобной схеме предшествовали десятки других.

Серию публикаций про тормозные системы мы начали неделю назад, рассказав о самых ранних конструкциях и дойдя до предвоенных лет. Начало тридцатых годов для тормозных механизмов оказалось порой бурного развития. Как я уже писал, к этому моменту в основном сформировался дизайн дисковых и барабанных тормозов. Но дальнейшее развитие системы остановки машины оказалось тесно связано с их приводом. Замена механического привода на альтернативные варианты позволила улучшить многие характеристики разом.

Тяги, тросы, воздух и масло

Традиционно усилие на тормозные механизмы передавалось с педали или рычага с помощью механических тяг. Со временем тяги были заменены тросовым механическим приводом, который обеспечивал меньшие зазоры, более точное управление торможением и более синхронное срабатывание тормозных механизмов и придавал педали тормоза немного информативности. Применялась такая система и на легковых машинах, и на грузовиках. Но со временем ее позиции заметно потеснили пневматическая, а затем и гидравлическая система привода. Сейчас простые тросовые тормоза можно встретить разве что в качестве стояночной тормозной системы или на мопедах и велосипедах.

Впрочем, с самого начала развития автомобилей иногда на грузовиках применяли и более сложную систему, пневматическую. Как и многие другие системы, на машины она попала с железнодорожного транспорта. Первые пневматические тормоза запатентовали в 1869 году, а уже в 1872 Вестингауз запатентовал более продвинутую их версию. На автомобилях же появление пневматических тормозов связано с выпуском машины Тинчера в 1903 году.

Сколь-нибудь массовой такая конструкция стать не могла – пневматика оказалась слишком сложной и крайне дорогой. Так что, как и пневмоусилители рулевого управления, она оставалась лишь редкой экзотикой на грузовых машинах до пятидесятых годов. В сравнении с механическим приводом пневматика позволяла легко затормозить не две, а шесть и более осей, что оказалось востребовано на тяжелых грузовиках и особенно на машинах с прицепами. К тридцатым годам уже существовали системы регулирования усилия для пневматических тормозов – осталось лишь адаптировать их к применению на автомобильном транспорте, что вскоре и произошло. Сложная система с усилением оказалась не нужна на легковых машинах, зато очень пригодилась, когда снаряженная масса грузовиков перевалила за 10 тонн, дизели на грузовых машинах вытеснили бензиновые моторы, а полуприцепы «подвинули» бортовые грузовики по объемам перевозимого груза.

Настоящим прорывом стала гидравлическая система привода тормозов. Появилась она позже других, в 1917 году, когда патент взял Малкольм Локхид. Кстати, фамилия его изначально писалась вовсе не так, как мы привыкли видеть ее сейчас, не «Lockheed», а «Lougheеd». Он взял 7 патентов на идеи гидравлической системы привода тормозов между декабрем 1917 года и июлем 1923, и уже в 1921 году первый великолепный Duesenberg Model A оснащался такими тормозами серийно.

Кстати, первый блин был не то чтобы совсем комом, но изрядно подвел создателей. В приводе гидравлики использовали кожаные уплотнения, которые часто текли. Проблему решили представители компании Maxwell Motor Corporation, генеральным директором которой, кстати, был небезызвестный Уолтер Крайслер. Они предложили использовать резиновые уплотнения, и в таком виде усовершенствованная система была установлена на машину Maxwell-Chalmer в 1923 году.

Отказаться полностью от механического привода тормозов не решились, гидравлика предлагалась как опция ценой 75 долларов, что составило порядка 15% цены машины. В таком виде гидравлический привод оказался куда более конкурентоспособным, уже в 1924 году модели Chrysler Six Phaeton и Triumph 13/35 оснащались передовой системой.

Вслед за британцами и американцами подтянулись и немецкие фирмы. Люксовый Adler Standard оснастили новинкой в 1926, причем поставщиком была компания ATE-Lougheed, а Stutz использовали систему собственной разработки. Кстати, Штутц уже через год отказался от собственной системы и стал устанавливать только тормоза ATE-Lougheed, а для машин выпуска 1926 года выпустил комплекты по переделке.

На фото: Adler Standard

К 1930 году гидравлические тормоза с приводом на все четыре колеса устанавливались на абсолютное большинство автомобилей. Триумф «гидравлики» свершился, с тех самых пор встретить легковую машину, оснащенную какой-либо другой системой привода тормозов, практически невозможно. Гидравлический привод позволил массово внедрить такие опции, как раздельные приводы тормозов и системы регулирования усилия в зависимости от нагрузки, и, конечно же, позволил упростить и сделать массовыми системы усиления тормозов, оснастить тормозными механизмами легкие прицепы.

Тормозное усилие

Первым тормозным механизмам на легковых машинах хватало усилий одного человека на рычаге. С внедрением ленточных тормозов проблема не стала острой, ведь тормозам такого типа не нужно большое усилие привода – хватает внутреннего усиления. Барабанные тормозные механизмы тоже обладают этим эффектом, но в меньшей степени. Однако с ростом скорости машин и их массы появилась необходимость в усилении привода тормозных механизмов. К тому же массовая автомобилизация диктовала свои условия, как и в случае с усилителем рулевого управления, нужно было приспособить машину для эксплуатации любым человеком. Приходилось делать ее удобной не только для бугая-профессионального водителя, но и для офисного планктона тех времен, и женщин, и стариков. Пневматический сервопривод тормозов был слишком дорог и слишком сложен для легковых машин, да и для грузовиков он еще лет двадцать-тридцать будет оставаться избыточно сложным. Требовалось более простое решение – нужна была система, «помогающая» водителю нажимать на педаль тормоза.

Первая попытка облегчить торможение была предпринята на модели Hispano-Suiza H6 в 1919 году. Этот шикарный фаэтон оснастили уникальной механической следящей системой усиления с приводом от коробки передач. О надежности и ремонтопригодности такой системы известно мало, но если бы и то, и другое было высоким, то Испано-Сюизой дело наверняка не ограничилось бы. К счастью, более удобное решение уже было на подходе.

На фото: Hispano-Suiza H6

В 1920 году Джон Томас предложил свою систему вакуумного привода усилителя тормозов. А в 1923 году он запатентовал ее в Великобритании. Уже в 1926 году Дженерал Моторс приобрела патент, а к 1936 году система использовалась на топовых моделях целого ряда фирм: Hispano-Suiza T6ORL, Chrysler Airflow, Mercedes 500K, LaSalle Series 50, Cadillac Twelve и Hotchkiss 486. Кстати, не всегда усилителями оборудовали именно гидравлические тормоза, например, на Lincoln KB 1933 года усилителем были оборудованы тросовые тормозные механизмы Bendix-Servo.

Впрочем, многие разрабатывали системы самостоятельно, так, Westinghouse разработала систему вакуумного усилителя для машин American Chandler, а тормоза разработки DeWander под торговой маркой Dewandre устанавливали на Bean – английские спортивные машины – и ряд других континентальных марок вроде бельгийской Minerva с 1928 года. В США на люксовых Pierce-Arrow испытывались тормозные механизмы Bragg-Kliesrath. Пусть вас не пугает незнакомая марка, она тоже достаточно известна в США, основанa Vistor William Kliesrath и Caleb Smith Bragg и вскоре была продана компании Bendix Corporation, в которой Уильям был вице-президентом. А тормозные системы Bendix широко известны и поныне.

Развитие вакуумных усилителей сняло ограничение на массу легковых автомобилей и наряду с массовым внедрением гидроусилителей в пятидесятые годы стало предпосылкой для неограниченного роста мощности легковых машин.

Точность настройки

Изначально тормозные механизмы требовали постоянной регулировки по мере износа колодок. Для обеспечения одновременного срабатывания и равномерного усилия тормозов на всех колесах требовались многочисленные процедуры обслуживания и настройки. Но конструкторы не оставляли попыток внедрения систем, не требующих обслуживания.

Первыми получили автоматическую регулировку дисковые тормоза на модели Cole Series 890 в 1925 году (сама модель выпускалась с 1923 года). Машина была запредельно модной и дорогой, цена 890 Aero Eight составляла все 3 385 долларов, что было приговором в момент рецессии – не спасли ее ни кузов с закрытыми колесами, ни дисковые тормоза с усилителем, ни спицованные колеса, ни неплохие динамические характеристики. Ничуть не более удачной оказалась судьба другого производителя, в том же 1925 году представившего систему автоматической регулировки тормозов на моделях Touring и Brougham, где использовали уже барабанные тормоза. Этот английский производитель протянул лишь до 1955 года, но тоже вписал в славную историю автомобилестроения пару строк.

Ободные тормоза

Это самый популярный тип тормозов на сегодня. Принцип их действия заключается в следующем: при приложении усилия, которое передается через тросик к тормозным рычагам, тормозные колодки на тормозных рычагах плотно прилегают к ободу колеса, благодаря чему и обеспечивается торможение. Ободные тормоза бывают кантилеверные, клещевые и V-brake.

Кантилеверные тормоза

Их механизм состоит из двух рычагов с тормозными колодками, прикрепленных к пивотам на вилке. С помощью пары тяг трос передвигает рычаги, после чего и происходит торможение. Этот механизм прост и надёжен, однако встречается все реже и реже. Он вытесняется другими другими типами тормозов с более эффективной силой торможения.

Клещевые тормоза

Чаще всего применяются на шоссейных велосипедах, но и там на замену им постепенно приходят другие типы тормозов. Название тормозов красноречиво говорит о его конструкции: тормозные колодки прижимаются к ободу изогнутыми рычагами, которые внешне напоминают клещи. Клещевые тормоза установлены на велосипедах Forward Impulse (2020).

V-brake тормоза

Тормоза V-brake крепятся по такому же принципу, что и кантилеверные тормоза. Тормозной тросик подведен сбоку к верхней части тормозного рычага. Тормозной рычаг сжимает обе части тормоза с картриджными тормозными колодками. Такая система параллельного прижимания колодок позволяет обеспечивать эффективное торможение. Картриджные тормозные колодки к тому же можно легко менять с помощью обычного шестигранника. На данный момент этот тип тормозов наиболее распространен. Он используется на велосипедах почти всех типов. К примеру:

Так как V-brake тормоза – это самый распространенный тип ободных тормозов, стоит отдельно рассмотреть их преимущества и недостатки.

• Простая и эффективная конструкция с хорошим тормозным усилием.
• Малый вес в сравнении с дисковыми тормозами или тормозами барабанного типа.
• Невысокая цена.

• Снижение эффективности торможения, если на обода и тормозные колодки попадает влага или грязь.
• Ускорение износа обода и тормозных колодок из-за повышенного трения при попадании грязи, песка.
• С V-brake тормозами невозможно использовать широкие покрышки.

Дисковые тормозные механизмы

Дисковый тормозной механизм SN7380 – K031678, SN7390 – K031679.

K003806 — Скоба рационализированная в сборе (без суппорта и без колодок), К003805.

Руководство по техническому обслуживанию Y006471

Установка подвижной скобы на суппорт (на установленный на транспортное средство суппорт).

Правильность подбора тормозной скобы следует проверять по типовому номеру, указанному в идентификационной табличке (указана стрелкой Х)

После монтажа скобы на транспортное средство и перед установкой тормозного цилиндра необходимо удалить пластмассовые крышки или клейкую ленту с привалочных поверхностей новой скобы (указаны стрелкой Y). См. рис. 1

Если в отверстии под цилиндр у новой скобы установлена мембрана, то она должна быть оставлена на месте. См. рис. 2

Направляющая гильзы скобы должна быть детально осмотрена на соответствие направляющих и уплотнений (см. раздел 9 и 10) или суппорт должен быть заменен совместимым суппортом.

Примечание: Подвижная скоба, поставляемая в качестве запасной части, комплектуется всеми уплотнительными и направляющими элементами, а так же винтами и втулками для установки на скобу суппорта. Но тормозные колодки и датчик износа не включены.

В том случае, если замещающая скоба оборудована потенциометром, соединение должно выполняться с помощью подходящего коннектора — обратитесь к рекомендациям производителя транспортного средства.

Никогда не держите скобу пальцами, просунутыми в щель между скобой и суппортом — существует риск получить травму! Не прикрепляйте никаких подъемных устройств за удерживающую пластину (11), так как это может повредить последнюю.

Направляющие втулки (4) и (5), также как и болты крепления тормозной скобы (39) и (40) являются узлами высокой нагруженности. Их следует заменять всякий раз, когда тормозная скоба (1) отсоединена от суппорта (2).

Убедитесь что внутренний гофрированный пыльник (9 или 9с или 9d в зависимости от варианта опоры) и кольцо (58) надежно сидят на направляющей втулке. См. рис. 3