Тормозная система автомобиля: как устроена, и что в ней может сломаться

Надёжные тормоза в автомобиле — это не только безопасная езда, но и сохране­ние жизней водителя и других участников движения. Тормоза не просто замедляют или останав­ливают машину, когда это необходимо. Современные тормозные системы помогают управлять автомо­билем на сложных покрытиях, увереннее маневри­ровать на высокой скорости и предотвращать аварийные ситуации.

Но чтобы тормоза хорошо делали свою работу, они должны быть полностью исправными! Именно поэтому Правила дорожного движения не допускают эксплуатации автомо­билей даже с минимальными дефектами тормозной системы. А значит, нужно правильно эксплуати­ровать тормоза и уметь вовремя замечать симптомы возможных проблем. Рассказываем, как это делать.

Материал обновлён 28.08.2023 г.

Назначение тормозной системы вполне понятно — замедлять движущийся авто­мобиль вплоть до полной остановки и, при необходи­мости, удерживать его на месте, например при парковке. В автомобилях используют разные виды тормозов, но физический принцип работы тормозов всегда един: они преобразуют энергию движения в тепло. Но способы этого преобразо­вания могут отличаться, а могут и комбиниро­ваться. В частности, на тяжёлые грузовики помимо основных тормозных механизмов ставят также моторный тормоз и (или) трансмис­сионный (ретардер).

У легковых моделей устройство тормозной системы автомобиля намного проще. Большую часть работы по замедлению выполняют тормозные механизмы, установ­ленные на ступицы колёс. В каждом из них к вращающе­муся металли­ческому диску или барабану при торможении прижимаются неподвижные тормозные колодки — и за счёт их трения друг об друга колесо замедляется, а машина останав­ливается. Схема тормозной системы может предусматривать как только диски, так и диски на передней оси с барабанами на задней. 

Команду прижать колодки к диску даёт водитель, нажимая на педаль тормоза, — и чем сильнее он это делает, тем активнее замедляется автомобиль. Принцип работы тормозной системы примерно таков: усилие с педали передаётся на колодки с помощью гидропривода — герметичной системы трубок, шлангов и поршней, заполненной специальной тормозной жидкостью. О её свойствах мы уже рассказывали. А поскольку силы ног не хватит, чтобы эффективно замедлять авто массой более тонны, водителю помогает усилитель тормозов. Он, как правило, работает от двигателя автомобиля.

Но главный секрет эффективного торможения заключается в устройстве тормозной колодки. Она состоит из металличе­ского каркаса, на который давит поршень гидравли­ческой системы, и слоя фрикци­онного материала (накладки), имеющего очень высокий коэффи­циент трения. Накладка надёжно приклеивается к каркасу, но постепенно стирается и становится тоньше – при критичном её износе колодку необходимо менять на новую. Состав накладки очень сложный: в нём может быть до 20 компонентов, которые не только обеспе­чивают высокий коэффи­циент трения, но также увеличивают износо­стойкость накладки, а также стойкость к нагреву. Эти же компоненты ответственны за ресурс дисков или барабанов (в зависимости от типа тормозных систем).

И, конечно, при торможении выделяется много тепла. Тандем «диск–колодки» рассчитан на работу в условиях значительной температуры, однако отводить это тепло очень сложно. Если тормозные устройства перегреваются, эффективность торможения может снизиться критически, а это прямой путь к аварийной ситуации.

В подавляющем большинстве современных автомобилей в управлении тормозами водителю помогает электроника. С помощью гидро­насоса и набора клапанов она способна точнее дозировать усилие, с которым колодки должны прижиматься к диску или барабану, а также гибко регулировать давление в гидравли­ческом приводе — например, давить на колодки каждого колеса автомобиля с разным усилием.

Первым и самым известным из помощников на автомобиле считается антиблоки­ровочная система тормозов ABS (Antilock Brake System). Её задача — предотвращать блокировку колёс во время резкого торможения или при попадании части из них на скользкую поверхность дороги. Блокировка колес плоха тем, что автомобиль при этом становится неуправляемым.

Позже на основе ABS инженеры разработали и более сложные системы, повышающие устойчивость авто­мобиля и безопасность манёвров:

• EBD (Electronic Brake Distribution) — система, гибко распределя­ющая тормозные усилия по колёсам при обычных, не экстренных торможениях.
• ESP (Electronic Stability Program) — система стабилизации, которая борется с заносом или сносом машины в повороте, а также потерей устойчи­вости на прямой. Делает она это за счёт выборочного подторма­живания (без участия водителя) одного или нескольких колёс.
• TCS (Traction Control System) — противобуксо­вочная система. С помощью тормозных механизмов она «придер­живает» буксующее ведущее колесо, которое оказалось на более скользкой поверх­ности. За счёт этого другие ведущие колёса получают больше крутящего момента от двигателя и могут эффективнее разгонять автомобиль.
• EBA (Electronic Brake Assist) — система помощи при торможении. Её задача — увеличивать давление в гидросистеме тормозов при экстренном торможении, когда водитель не может достаточно сильно и быстро нажать на педаль.

Помимо рабочей тормозной системы у каждого автомобиля есть допол­нительная — стояночная. Её предназ­начение — удерживать машину в неподвижном состоянии без помощи водителя. Кроме того, это фактически запасная тормозная система, которая может остановить авто­мобиль при отказе основной.

Стояночная система устроена проще, чем основная, и имеет меньшую эффективность, так как удерживать автомобиль на месте намного легче, чем останав­ливать. Почти во всех гражданских автомобилях колодки (собственные или те же, что используют основные тормоза) имеют не гидравли­ческий, а механический привод. Водитель прижимает их через систему тяг и тросов — либо потянув рукой рычаг (отсюда и пошло название «ручник»), либо отдельной педалью. Но в более современных машинах всё это можно сделать кнопкой, которая задействует электропривод, заменяющий собой традиционный «ручник».

Ручной тормоз обычно используют в следующих случаях:

• Для фиксации автомобиля на месте при длительной стоянке.
• Чтобы удержать автомобиль на остановке с работающим двигателем, когда водитель ненадолго покидает салон.
• Для предотвращения отката машины на дорогах с уклоном и при старте в горку, когда необходимо отпустить основной тормоз.
• В аварийных ситуациях — при отказе рабочей тормозной системы, для замедления и остановки автомобиля.

Не стоит пренебрегать использованием «ручника». Да, припарко­ванный автомобиль не уедет и без него — если, например, включить передачу в механиче­ской коробке или поставить на Parking «автомат». Однако такой способ не очень полезен для трансмиссии. Кроме того, передача может и выключиться — случайно или из-за неисправ­ности — и оставленная на уклоне машина под действием собствен­ного веса покатится вниз.

Критерии исправности тормозной системы просты: при экстренном замедлении автомобиль должен сохранять устойчи­вость и останав­ливаться с минимальным тормозным путём. Однако в жизни обычного водителя нечасто приходится проверять, как работает тормозная система автомобиля в критической ситуации: при грамотной и аккуратной езде необходи­мости торможения «в пол» обычно не возникает. Поэтому очень важно и в штатной эксплу­атации понимать момент, когда тормоза начинают работать не так, как положено. Ведь даже незначи­тельная их неисправ­ность снижает безопасность. А крупная может привести к беде. Впрочем, неожиданные серьёзные поломки тормозов, ведущие к фатальным послед­ствиям, случаются редко. И обычно их предваряют симптомы, которые необходимо уметь распознавать. Вот наиболее характерные из них:

• Большой свободный ход педали тормоза или её податливость, когда при торможении исчезает ощущение «упора» и педаль опускается ниже к полу, чем обычно.
• Слишком тяжёлая, тугая педаль, требующая большого усилия для эффективного замедления автомобиля.
• Снижение эффективности тормозов на ходу, увеличение длины тормозного пути, увод автомобиля в сторону при торможении даже на однородном покрытии.
• Появление постороннего шума и/или вибраций при торможении — стук, скрип тормозов, пульсация педали, вибрации на руле или на кузове.
• Вывешенное колесо не удаётся прокрутить руками или оно крутится с трудом.
• Неравномерный износ тормозных колодок на колёсах одной оси.
• Запах гари, идущий от тормозных механизмов, когда абразивный компонент тормозных колодок из-за перегрева «намазы­вается» на диск и горит на нём.
• Значительный износ тормозных дисков, который можно определить по разнице в толщине их рабочей поверхности и внешней кромки, трещинам на диске и продольным бороздам износа на рабочей поверхности.
• Посинение поверхности диска, свидетель­ствующее о его перегреве. Часто вместе с этим диск становится неровным (коробится), а тормоза теряют эффективность.
• Снижение эффективности работы стояночного тормоза, которое обычно выражается в том, что он не может удер­живать автомобиль на подъёме.
• Низкий уровень тормозной жидкости в расширительном бачке.

Зная принцип работы тормозной системы автомобиля, нетрудно догадаться и об основных правилах её бережной эксплуатации. Прежде всего, нужно стараться избегать критических нагрузок и перегрева тормозной системы. Вот несколько советов, помогающих сохранить максимальную эффектив­ность тормозов как можно дольше:

• Общее правило: забудьте об агрессивной езде с частыми торможениями «в пол» и резкими разгонами.
• Избегайте длительных торможений с высокой скорости: такие действия ведут к перегреву колодок и дисков. Лучше по возмож­ности чередовать нажатия на педаль, пусть более интенсивные, с её отпусканием, чтобы тормоза немного остывали.
• Не пренебрегайте торможением двигателем при длительном спуске с горы, применяйте прерывистое торможение.
• Аккуратнее проезжайте лужи, особенно если перед этим пришлось тормозить с высокой скорости. Перегрев тормозных дисков и затем резкое охлаждение провоцирует их коробление и потерю эффективности.

Стояночный тормоз с механическим приводом не любит как слишком интенсивного использования, так и полного игнориро­вания его наличия. В первом случае тросы, соединяющие рычаг или отдельную педаль в салоне с механизмами, вытяги­ваются под нагрузкой и могут даже оборваться. Во втором — под действием воды и реагентов тросики «закисают» в оболочках, теряя подвижность.

Поэтому советуем, с одной стороны, не затягивать «ручник» по малейшему поводу и на каждой остановке. С другой — не пренебрегать им на подъёмах и спусках. А самое важное — не забывать снимать машину с ручного тормоза, трогаясь с места. На ходу эффект от его работы обычно не слишком заметен, особенно на машине с мощным двигателем. Однако колодки при этом постоянно прижаты к дискам и неизбежно начинают нагреваться и стремительно изнашиваться. Недаром все автомобили оснащаются контрольной лампочкой, сигнализирующей об активиро­ванном «ручнике».

Отдельная тема — парковка. Во всех учебниках и руководствах рекомендуют оставлять машину на «ручнике», чтобы исключить её возможное движение из-за толчка или не видного на глаз уклона. Однако длительные простои на ручном тормозе при резкой смене температур — например при заморозках после оттепели – чреваты тем, что колодки примёрзнут к барабанам. При попытке тронуться неведущие колёса могут остаться заблокиро­ванными. Возможно также разрушение накладок на колодках.

Наконец, если оставить машину с затянутым ручным тормозом надолго — на месяц и больше, то в итоге вы почти гарантиро­ванно получите вытянутую систему тросиков и приводов, требующую регулировки и подтяжки.

Проверить исправность «ручника» просто. Поставьте автомобиль на дороге, имеющей заметный уклон (ПДД требуют, чтобы для легковых автомо­билей он был крутизной не менее 23 процентов), потяните рычаг, включите «нейтраль» в коробке передач и отпустите педаль тормоза. Если машина начинает двигаться вниз, даже не слишком быстро, это означает, что стояночный тормоз требует как минимум регулировки. А возможно, и замены каких-либо компонентов. В любом случае в такой ситуации лучше обратиться в сервис.

Ещё один экспресс-метод диагностики — попробовать аккуратно тронуться с затянутым «ручником». Если двигателю сделать это будет ощутимо тяжелее, чем обычно, то стояночный тормоз вполне работоспособен.

При соблюдении описанных выше рекомендаций тормозная система современного автомобиля может прослужить несколько десятков тысяч километров без каких-либо проблем. Но рано или поздно она всё равно потребует обслуживания и даже ремонта. О том, как правильно ремонтировать тормоза и какие колодки нужно подбирать на замену, чтобы быть уверенным в своей безопасности и безопасности окружающих, подробно описано в отдельных статьях нашего Учебника.