Стремительное развитие автомобильной промышленности заставляет производителей постоянно ужесточать требования к тормозным системам автомобилей.
Объясняется это самыми разными причинами. С одной стороны, автомобили становятся все более мощными и быстрыми, с другой, из-за растущего количества элементов безопасности и комфорта за последние десятилетия они значительно прибавили в весе. Как следствие, тормозные системы подвергаются все более высоким нагрузкам.
Еще одним немаловажным аспектом является ходовая часть современного автомобиля. Она обеспечивает повышенный комфорт и улучшенную динамику движения, но при этом требует использования деталей с минимальными допусками.
Если в автомобилях с треугольными рычагами передней подвески в прошлом допуск на биение диска составлял около 100 мкм (0,10 мм), на современных многорычажных подвесках это значение уменьшено более чем в два раза.
Помимо естественного износа тормозного диска, возможны следующие рекламации:
- неравномерное (пульсирующее) торможение – в горячем и холодном состоянии, колебание толщины
- неравномерное торможение вследствие образования пятен при стоянке
- шумы
- недостаточное тормозное действие
- трещины на тормозных дисках
- канавки на тормозных дисках
Настоящая статья посвящена теме неравномерного (пульсирующего) торможения.
Некоторые автомобили вследствие высокой нагрузки на тормозную систему склонны к неравномерному (пульсирующему) торможению, или вибрации тормозов (англ. judder).
Этот феномен может быть вызван несколькими причинами. Поэтому для локализации и долговременного устранения неисправности требуется более детальная проверка автомобиля, а также тормозной системы.
Широко распространено заблуждение, что тормозной диск должен иметь небольшое биение, чтобы колодки после торможения отжимались от диска. Это ни в коем случае не соответствует действительности.
Чтобы избежать неравномерного распределения масс при высоких оборотах и, следовательно, дополнительно не нагружать ходовую часть, все изготовляемые TRW тормозные диски проходят индивидуальную калибровку и балансировку.
Под неравномерным торможением понимаются крутильные колебания рулевого колеса, возникающие при торможении и, как правило, сопровождающиеся скрежетом. В зависимости от причин возникновения такие явления делятся на вибрации в горячем состоянии, возникающие при торможении с высокой скорости, и вибрации в холодном состоянии, которые могут возникать на любой скорости.
Cоветы
Тормозной диск с признаками переноса материала
Неравномерное торможение в горячем состоянии можно описать следующим образом:
- Скрежещущий шум в диапазоне частот от 100 до 250 Гц. Интенсивность скрежета может меняться в процессе торможения, тормозное действие при этом не снижается.
- Вибрации на рулевом колесе, а также пульсирование педали тормоза.
То, насколько резкими рывками происходит торможение, зависит от действующего в данный момент тормозного усилия (усилия на педали). Вследствие неравномерного торможения в горячем состоянии, как правило, на поверхностях трения тормозных дисков появляются кольцевые пятна. Под воздействием локальных температурных максимумов при торможении происходит перенос материала с тормозной колодки на тормозной диск и/или возникают стойкие структурные изменения литого материала тормозного диска. Перенос материала в большинстве случаев можно устранить торможением в нормальном диапазоне нагрузок. Точечные структурные изменения, так называемое мартенситное превращение, приводят к увеличению жесткости исходного материала и могут быть устранены только посредством съема материала. При этом необходимо следить за тем, чтобы затверделый слой был полностью удален, но при этом толщина тормозного диска была больше минимального значения. В целях безопасности такой тормозной диск все же рекомендуется заменить.
Тормозной диск с пятнами прижога
При неравномерном торможении могут быть выявлены одновременно несколько причин, вследствие чего однозначно идентифицировать их не всегда представляется возможным. Поэтому при локализации неисправностей необходимо действовать пошагово:
- Сначала однозначно определить, является ли источником неисправности передняя или задняя ось.
- Затем проверить детали тормозной системы, начиная от педали тормоза, усилителя тормозного привода, главного тормозного цилиндра, тормозных трубопроводов и шлангов и заканчивая колесными тормозами. Если требуется замена, из соображений безопасности (неравномерное тормозное действие) тормозные колодки, диски и барабаны всегда следует заменять осевыми комплектами. Кроме того, необходимо проверить балансировку, радиальное и осевое биение колес, а также состояние профиля.
- Затем следует проверить углы установки колес оси, подвеску колеса, детали рулевого управления и колесные подшипники и при необходимости отрегулировать или отремонтировать их.
Дефект подвески колеса
Такая неисправность обнаруживается при нормальном торможении в виде пульсирования педали тормоза, колебаний крутящего момента на рулевом колесе и/ или вибраций деталей оси и кузова.
Отличие от такой же неисправности в горячем состоянии заключается в более низком диапазоне частот (примерно от 5 до 50 Гц) и в том, что это явление может возникать при любом торможении независимо от температуры. Громкость шума может меняться в зависимости от скорости.
Основной причиной неравномерного торможения в холодном состоянии является колебание толщины тормозного диска (ср. XZS107). Кроме того, как и в горячем состоянии, эффект, разумеется, усиливается неисправными подшипниками и разбалансировкой колес.
Причины колебания толщины
Вызванное ошибками при установке радиальное биение во время движения, при каждом обороте колеса, вызывает точечный контакт колодки и диска, в том числе когда тормоз не задействован. Хотя контактные усилия при этом относительно низкие, на соответствующем участке диска снимается часть материала (колебание толщины), что, начиная с определенной степени съема, вызывает неравномерное торможение.
Тормозной диск с колебаниями толщины 1 Тормозная колодка 2 Тормозной диск 3 Износ/колебания толщины
Дополнительные причины возникновения колебаний толщины
Колебание толщины может возникать из-за «вымывания» во время движения, обоснованного частичным залипанием тормозных колодок. Часто причиной становится легкое заедание колодок или поршней.
Также среди причин могут быть неправильная установка (грязь, коррозия, слишком высокий момент затяжки ударного гайковерта и пр.), условия эксплуатации, стиль вождения, а также дорожные условия.
При длительном движении по автомагистрали с торможением малой интенсивности могут возникать колебания толщины, вызывающие дергание при торможении. На большинстве тормозных дисков это можно устранить посредством нескольких резких торможений.
Водитель может определить эту неисправность по независимому от температуры пульсированию педали тормоза.
Последствия колебаний толщины могут существенно различаться на автомобилях разных типов и зависят от описанных факторов передачи усилия, а также демпфирующих свойств деталей оси, рулевого управления и шасси.
Замер тормозного диска
Проверка радиального биения выполняется в установленном состоянии при помощи индикатора часового типа (точность измерения не менее 0,01 мм) на расстоянии около 10–15 мм ниже наружного радиуса диска.
Результат, измеренный на нескольких оборотах колеса, не должен превышать 50 мкм (0,05 мм), а на более старых автомобилях 100 мкм (0,10 мм).
Для получения удовлетворительного результата можно проверить тормозной диск на разных отверстиях ступицы и установить его на отверстия, где получено наименьшее значение. При необходимости можно улучшить результат посредством замены/комбинирования основных деталей (ступица, тормозной диск, подшипник).
Замер ступицы колеса
Также необходимо особо следить за чистотой и состоянием поверхностей прилегания и посадочных площадок (см. XZS103). Как уже сказано выше, слишком большое биение диска может быть вызвано ступицей, поэтому необходимо проверить радиальное биение и на ней. В качестве эталона можно взять максимальное значение 30 мкм (0,03 мм), полученное на наружном доступном радиусе. При более существенных отклонениях требуется проверить и при необходимости заменить ступицу колеса и колесный подшипник.
Измерение колебаний толщины тормозного диска
Точное измерение колебаний толщины фрикционного кольца тормозного диска может быть выполнено только на производстве с использованием специального оборудования. Однако с достаточной точностью эта операция может быть выполнена и на СТО с помощью прецизионного микрометра с точностью измерения +/- 0,001 мм. Замер следует проводить на восьми точках периметра на расстоянии около 10 мм от наружного фрикционного радиуса. В зависимости от типа автомобиля колебания толщины в 12–15 мкм (0,012–0,015 мм) уже могут вызывать неравномерное торможение. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы эти значения не были превышены. Расчет колебаний толщины описан в сервисной инструкции XZS107.
Ступица колеса без видимого просвета
Последствия коробления и загрязнения ступиц колес:
- деформация тормозных дисков
- неравномерное (пульсирующее) торможение
- односторонняя нагрузка на тормозные диски
- неравномерное распределение температуры
- повышенный износ шаровых шарниров и колесных подшипников
- опасность отвинчивания колесных болтов (см. XZS103)
Ступица колеса с видимым просветом
На следующем этапе следует проверить поверхность прилегания ступицы колеса.
Легко и быстро проверить поверхность прилегания ступицы можно с помощью лекальной линейки.
Если обнаруживается просвет, ступица колеса требует немедленной замены. Только при условии, что ступица имеет плоскую поверхность, можно без всякой опасности устанавливать тормозной диск.
Ступица колеса с избыточном количеством смазки
То же самое имеет место при замене тормозных дисков, когда после очистки на ступицу наносится чрезмерное количество консистентной смазки. Тормозной диск не обеспечивает плоского прилегания к фланцу, и возникает легкое биение диска. Со временем оно усиливается, пока не обнаруживается водителем по вышеописанным симптомам.
Также рекомендуется провести проверки, приведенные в разделе «Неравномерное (пульсирующее) торможение в горячем состоянии». Сюда относятся рабочее состояние дискового тормоза, колесные подшипники, подвеска колеса и детали рулевого управления, а также углы установки колес передней оси. Как следует из вышеописанного, выявить причины чрезмерного радиального биения и, как следствие, возникновения колебаний толщины не так просто. В большинстве случаев на соответствующих автомобилях производится только замена тормозных дисков и колодок, хотя локализовать и устранить неисправность можно посредством измерительного контроля деталей и при необходимости их замены.
Полезно знать
Ассортимент продукции ZF для вторичного рынка
В каталоге продукции представлен полный ассортимент тормозов.
