Барабанные тормоза – почему они всё никак не вымрут?

«Тормозные холивары» – популярная тема для любителей интеллектуально-технических споров. Кто-то вспоминает формулу силы трения скольжения, в которой нет площади соприкасающихся поверхностей, кто-то приводит в пример неподрессоренные массы, в цифрах демонстрируя, что хороший барабан легче тормозного диска, а не наоборот… В общем, пир интеллекта…

«Колеса» уже не раз рассказывали нашим читателям о барабанных тормозах. И об истории их появления, и об особенностях диагностики и ремонта. Однако мы еще не затрагивали подробно важнейший фактор, обуславливающий невероятную продолжительность жизни и популярности этих механизмов. А именно, ставшую с годами совершенной систему поддержания минимального зазора между поверхностью колодок и барабана!

Важнейшее условие эффективности автомобильных тормозных механизмов любого типа, хоть дисковых, хоть барабанных, – минимальный холостой ход. Иными словами, трущиеся поверхности еще до касания водителем педали должны быть максимально приближены друг к другу, чтобы движение ноги сразу давало информативный отклик и на бесполезный ход педали не тратились драгоценные в экстремальной ситуации миллисекунды. 

Но если в дисковых тормозах конструкция изначально и безо всяких регулировок и настроек обеспечивает минимальное и, что важно, постоянное сближение поверхностей колодок и диска в нерабочем (расторможенном) состоянии, то в барабанных все иначе – там для достижения эффективности приходится принимать специальные меры. А именно – подвод колодок. И бывает он ручным или автоматическим.

Ручной подвод колодок

Собственно, ручной подвод – старая и классическая история. Почти уже ушедшая, к счастью. Советским автолюбителям она прекрасно известна по «Волгам», на которых для приближения колодок к дискам служили вращаемые гаечным ключом на 17 эксцентрики-«улитки». Или, скажем, по «Оке», где разводящая колодки планка меняла свою длину при подкручивании раздвижной гайки отверткой через специальное отверстие в тормозном барабане, затыкаемое потом резиновой пробочкой. Главный недостаток таких методов – постепенное разрегулирование (увеличение свободного хода педали) от износа колодок и появления люфтов, а также необходимость периодического повторения обслуживания.

«Улитки»-эксцентрики для регулировочного подведения тормозных колодок на Волгах и УАЗах:

Поэтому ручной подвод колодок на барабанных тормозах давно признан хоть и вполне работоспособной, но однозначно устаревшей конструкцией, и на смену ей пришли автоматические устройства поддержания минимального зазора в тормозном механизме барабанной системы. Конструкций таких существует несколько, во многом они схожи, хотя и имеют различные имена, защищенные в том числе патентами. Но в целом их можно разделить на две основные группы – внутренняя система автоматического разведения колодок и внешняя. Начнем с первой.

Внутренний автоматический подвод

Внутренний он потому, что находится прямо внутри тормозного цилиндра! Это весьма простая, более-менее надежная, хотя и грубовато работающая система. Грубовато – в том смысле, что максимальный подвод колодок, который она обеспечивает, все же не оптимальный… Можно бы еще немного подвести, но люфт, заложенный в сам принцип конструкции, не позволит. Такая схема использовалась, к примеру, на всех автомобилях ВАЗ, начиная с заднеприводной классики и вплоть до Калин. (На Вестах-Иксреях ее уже сменил внешний механизм, о котором ниже.)

Внутренней система называется потому, что расположена она внутри самого тормозного цилиндра. Конструктивно она представляет она собой всего лишь два пружинящих разрезных кольца, которые туго вставлены в цилиндр, а в них, в свою очередь, входят поршни своими специально проточенными хвостовиками. 

Кольца самоподвода способны двигаться в цилиндре вместе с поршнями, расходящимися в разные стороны под давлением жидкости. Но если поршни сами по себе ходят относительно легко, то кольца – очень туго. Они вставлены враспор.

Колодки (а с ними и поршни в цилиндре) притянуты друг к другу мощными стяжными пружинами – они отводят поверхность колодок от поверхности барабана, когда педаль тормоза не нажата, чтобы не допускать «самосрабатывания» тормозов. И действие внутренней системы самоподвода основывается на том, что усилие, которое необходимо для сдвигания разрезных колец в цилиндре, ВЫШЕ, чем усилие сводящей колодки пружины. 

Когда тормоза новые (собраны на конвейере или после ремонта), поршни цилиндра вместе с разрезными кольцами утоплены, сведены. После резкого и сильного нажатия на тормозную педаль цилиндры максимально расходятся в противоположных направлениях и тащат за собой разрезные кольца. Когда педаль отпускают, стяжная пружина стремится снова свести колодки друг с другом, но способна это сделать лишь на зазор в кольцах самоподвода, обозначенный на схеме выше как «рабочий ход поршня». Разрезные кольца после отпускания педали остаются на месте – сила их трения о стенки цилиндра сопротивляется стремлению стяжных пружин сдвинуть их обратно. Таким образом, кольца удерживают колодки приближенными к барабану с люфтом на величину зазора (он же – рабочий ход поршня), достаточного для движения поршней при нажатии педали. 

С износом колодок уменьшается их толщина, но это уменьшение при каждом нажатии на педаль автоматически компенсируется – поршни расходятся чуть дальше и подтаскивают за собой разрезные кольца, которые в свою очередь после исчезновения усилия на педали остаются на новом месте. Этот процесс происходит без дополнительного внимания со стороны водителя при каждом более-менее сильном нажатии на педаль тормоза.

Подобная схема регулировки, повторимся, неплоха и относительно надежна, но точность подвода и надежность, которые обеспечивает внешний автоматический регулятор, заметно выше.

Внешний автоматический подвод

Внешняя система самоподвода колодок барабанных тормозов гораздо более распространена, поскольку значительно более эффективна. Собственно, именно эта система сделала барабанные тормоза по-настоящему эффективными и не дает им умереть до сих пор! 

Система внешнего автоматического подвода колодок позволяет приблизить колодки к внутренней поверхности барабана почти так же близко, как и в дисковых тормозах. Модификаций конструкции внешнего самоподвода несколько, но отличия несущественны, а суть одна. Устройство для автоматического разведения колодок от центра к барабану представляет собой распорную планку изменяемой длины с регулировочной зубчатой гайкой-храповиком, которая подкручивается специальным механизмом при каждом нажатии на тормозную педаль, раздвигая планку. Причем система всегда самостоятельно останавливается в оптимальном положении максимального развода колодок и неспособна их «пережать», вызвав постоянное легкое подтормаживание и перегрев барабанов, как при езде с забытым «ручником».

 Механизм регулирования – простейший: помимо самой планки с резьбовым стержнем и гайкой-храповиком (собственно, точно такая же применяется в системах ручного подвода без автоматики) в него входит жестяной рычаг-коромысло и оттяжная пружинка.

Источником движения рычажка, который подкручивает гайку-храповик и увеличивает длину распорной планки, служит сам ход тормозных колодок при нажатии педали. Упрощенно говоря, одно нажатие на педаль тормоза – одно качание рычажка и проворот гайки на несколько градусов. Регулировка – ступенчатая, но ход очень малый, благодаря чему обеспечивается высокая точность регулировки и минимально возможный зазор между колодками и барабаном, когда не нажата педаль тормоза. У такой схемы есть важное условие: после замены колодок или барабана (или неисправной распорной планки) нужно ДО начала движения многократно нажимать на педаль тормоза до прекращения щелчков – таким образом, система выберет весь холостой зазор, и тормоза станут максимально эффективными. 

После выбора зазора система сама прекращает работу – ход колодок до упора в барабан при нажатии на тормоз становится настолько коротким, что коромысло перестает совершать рабочий ход. 

 Через какое-то (весьма продолжительное) время колодки слегка подсточатся, и увеличившийся лишь на самую малость зазор позволит коромыслу качнуться достаточно для того, чтобы сделать очередной щелчок, выбрав доли миллиметра этого зазора, и планка с автоподводом снова перейдет в режим ожидания. Все это, повторимся, происходит автоматически, без какого либо внимания со стороны водителя или мастера автосервиса.

Именно внешний механизм самоподвода оказался максимально эффективным, при этом (что редкость в технике!) весьма простым конструктивно и дешевым. И даже на исходе второго десятилетия ХХI века барабанные тормоза обеспечивают достаточную эффективность и безопасность движения автомобиля, укладываясь в строгие современные нормы и требования. Поэтому они ещё не вымерли, да и вряд ли скоро вымрут.