Как устроены тормоза на прицепе

В последние годы прицепы с тормозом приобретают в России все большую популярность. Тем не менее, многие как потенциальные, так и действующие владельцы тормозных прицепов знают об устройстве тормозов на прицепе только в общих чертах. В этой статье мы постарались достаточно подробно разобрать устройство тормозной системы автоприцепов.

Прицеп МЗСА 831132.111 полной массой 1300 кг и тормозной системой

Разновидности тормозных систем автоприцепов

Для грузовых прицепов полной массой более 3,5 тонн требуются установка на прицеп и грузовик пневматической тормозной системы, она в данной статье рассмотрена не будет.

Для прицепов полной массой до 3500 кг в мире серийно выпускаются два типа тормозных систем для прицепов: инерционные и неинерционные электро-гидравлические. В неинерционной электро-гидравлической тормозной системе тормозами управляет специальное электронное устройство на прицепе, получающее сигналы от устройства управления, установленного на автомобиле. Такая система дорогая, неремонтопригодная в бытовых условиях, а самое главное, не будет работать без установки дополнительного оборудования на тягач. За пределами США широкого распространения данная тормозная система не получила, поэтому ее устройство мы тоже не будем рассматривать, а разберем устройство самой популярной механической инерционной тормозной системы.

Достоинства механической инерционной системы в простоте, надежности, ремонтопригодности, дешевизне, отсутствии требований к буксирующему автомобилю, а главное в высокой эффективности. Из-за совокупности этих качеств наибольшее распространение в мире получила именно она. Такую тормозную систему устанавливают практически на все российские и европейские (а прицепов без тормоза в Европе всего 30%) прицепы с тормозом. Инерционной ее называют за то, что именно зафиксированная тормозом наката инерция движения прицепа «включает» на прицепе тормоза. В России наиболее распространены прицепы с инерционными механическими тормозными системами производства AL-KO и Autoflex-Knott. Реже можно встретить комплектующие BPW, Peitz и других.

Кроме механических инерционных тормозных систем, бывают также инерционные гидравлические. Гидравлическая инерционная тормозная система схожа с механической, но тормоз наката вместо тяги действует на главный гидроцилиндр — далее как на автомобилях.

Общий принцип работы механической инерционной тормозной системы

Механическая инерционная тормозная система прицепа состоит трех основных частей:

• механизма тормоза наката
• тормозного привода (тяга, наконечник тяги, уравнитель, кронштейн крепления тормозных тросов, тормозные тросы, иногда кронштейны тяги и тросов)
• колесных тормозов

При торможении автомобиля на шар фаркопа действуют толкающая сила. Иначе говоря, прицеп толкает вперед тормозящий автомобиль. По достижению порога чувствительности к этой «толкающей силе», шток тормоза наката, на который закреплено замковое устройство прицепа, упирается в специальный передаточный рычаг, натягивая закрепленную к другому концу рычага тормозную тягу. Тормозная тяга через уравнитель и тормозные тросы приводит в действие тормозные колодки в барабанах.

Схематично принцип работы тормозной системы с тормоза наката можно изобразить так:

Устройство механизма тормоза наката (МТН)

Механизм тормоза наката (МТН) или просто «тормоз наката» — устройство, управляющее торможением прицепа.

Механизм тормоза наката AL-KO 251S

Основные составные части механизма тормоза наката:

1. Замковое устройство (также иногда называют сцепной головкой, сцепным устройством или замком прицепа) служит для сцепки с автомобилем. Часто на прицепах с тормозной системой вместо обычного замкового устройства установлен замковое устройство-стабилизатор. При пользовании замковым устройством-стабилизатором, шар вашего фаркопа должен быть абсолютно чистым от смазки, в противном случае фрикционные накладки замкового устройства-стабилизатора перестают работать и требуют очистки мелкой наждачной бумагой. Замковое устройство у прицепов без тормоза крепится на дышло, а в прицепе с тормозом крепится на шток тормоза наката.

2. Шток (также иногда называют трубчатым толкателем, круглым дышлом тормоза наката, а иногда даже плунжером) — стальная круглая труба, которая ходит внутри корпуса тормоза наката. Спереди на нее крепится замковое устройство и амортизатор, сзади шток при торможении накатывает на передаточный рычаг. Корпус ТН имеет ограничитель хода штока, т.к. при движении автопоезда вперед шток упирается в ограничитель и тянет за собой прицеп. Некоторые модели МТН, рассчитанные на большую полную массу прицепа имеют также демпферное кольцо на задней части штока, которое смягчает удары штока об ограничитель. В большинстве МТН демпферного кольца нет, и его роль выполняет задняя втулка скольжения (о втулках МТН ниже). Задняя часть штока современных МТН представляет из себя стальную квадратную пластину, особым способом приваренную к трубе. Именно эта квадратная пластина при движении прицепа вперед упирается в заднюю втулку, а та в свою очередь упирается в выступы корпуса МТН. Шток нуждается в регулярной смазке (как вручную под гофрой, так и шприцеванием плунжерным шприцем или нагнетателем через специальные клапаны (пресс-масленки, тавотницы) сверху корпуса ТН. Отсутствие ухода за штоком приводит к его коррозии и ремонту или замене. Это самая дорогая деталь в МТН, кроме его корпуса.

3. Амортизатор тормоза наката — компенсирует инерционную силу, действующую на шток. Его задача — регулировать силу торможения и плавно остановить процесс торможения, выдавив шток в исходное до торможения положение. Амортизатор крепится спереди к штоку и замковому устройству, сзади к корпусу тормоза наката. Если вы стали чувствовать рывки при трогании, значит, не исправен именно амортизатор тормоза наката. Удары при торможении тоже могут свидетельствовать о неисправности амортизатора, хотя в большинстве случаев это говорит о неотрегулированной тормозной системе прицепа. Амортизатор имеет определенный ресурс, который сокращается в случае частых резких торможений, езды по холмистой местности, перегрузе прицепа, а также прежде всего от езды на прицепе с неотрегулированными тормозами (аналогично в этом случае быстро изнашиваются втулки). Поэтому если вы чувствуете удары при торможении, езжайте в сервис — регулярное обслуживание прицепа обходится дешевле ремонта.

4. Передаточный рычаг (иногда называют коромыслом) — связующее звено между механизмом тормоза наката и тормозной тягой. Преобразует толкание штока в натягивание тормозной тяги. Деталь крепления самой тормозной тяги (бывает разных диаметров) выполнена в виде отдельной серьги и навешивается на передаточный рычаг. Рычаг нуждается в смазке своей оси и на современных тормозах наката имеет пресс-масленку для шприцевания. Для любого рычага существует передаточное отношение (передаточное число), определяющее, в какой пропорции сила наката прицепа на автомобиль превращается в силу натягивания тормозных тросов. Поэтому любой тормоз наката подбирается исходя из типа колесного тормоза прицепа, это обеспечивает эффективное и плавное торможение.

5. Корпус — тело тормоза наката, «болванка» из крепкой стали или чугуна, к которой крепятся остальные детали МТН. На старых механизмах тормоза наката на корпусе можно встретить отверстие для блокировки тормоза при движения заднем ходом. В современных тормозных системах уже много лет используется автоматическая блокировка заднего хода, обеспеченная особой конструкцией колесных тормозов, поэтому на корпусе современных МТН такого отверстия нет. На корпусе МТН также заметить две пресс-масленки для смазки места контакта штока и втулок.

6. Страховочный трос — включает аварийное торможение прицепа (дергает ручник) в случае расцепления автопоезда. Его также иногда называют аварийным тросом. Крепится к ручному тормозу в нижней его части. К автомобилю цепляется карабином за ушко фаркопа или петлей вокруг шара.

7. Резиновая гофра (также иногда называют гофрочехлом, пыльником или сальником) защищает шток от пыли, воды и вымывания смазки на штоке (в конечном счете от коррозии). Необходимо следить за целостностью гофры и ее креплением на замковом устройстве и корпусе.

8. Ручной тормоз («ручник») на стоянке дает возможность вручную изменить положение передаточного рычага, заблокировав тем самым колеса. Служит для парковки прицепа. Крепится к передаточному рычагу. В наиболее совершенных версиях МТН имеет амортизатор, задача которого помочь вам поднять ручку на максимальную высоту (для достижения максимальной эффективности торможения). Исправность данного амортизатора особенно важна в случае аварийного расцепления автопоезда. Езда с поднятым ручником (заблокированными колесами) недопустима и приводит к износу и перегреву шин, тормозных колодок и барабанов.

9. Пружинный энергоаккумулятор (или просто пружинный цилиндр) — пружина сжатия в цилиндрической капсуле (стакане), через которую насквозь проходит тормозная тяга, упираясь в пружину спереди шайбой и гайками. Сзади корпус энергоаккумулятора упирается в специальный кронштейн, соединенный с шестеренкой ручного тормоза. При движении тормозной тяги пружинный энергоаккумулятор никак не задействуется, в рабочей тормозной системе прицепа не участвует. Пружинный энергоаккумулятор — антагонист амортизатора ручного тормоза, и его задача — помочь вам преодолеть усилие амортизатора и полностью опустить ручник. При поднятии ручника под действием вашей силы и амортизатора ручного тормоза пружина сжимается, при опускании ручника разжимается. Пружинный энергоаккумулятор в основном можно встретить на тормозах наката для прицепов большой полной массы и очень редко. На некоторых МТН пружина используется без внешнего корпуса и крепится иначе. Но в большинстве случаев пружина на МТН используется не совместно с амортизатором, а взамен него — в этом случае она просто исполняет функцию амортизатора.

Из не заметных на схеме деталей МТН можно отметить фторопластовые втулки скольжения. Они обеспечивают точное направление и плавный ход штока внутри корпуса МТН. Повышенный люфт штока связан как правило именно с износом втулок. После запрессовки втулок в механизм тормоза наката необходимо просверлить во втулках два отверстия под пресс-масленки. После установки пресс-масленок, втулки должны быть расточены до нужного размера. Для этого в условиях специализированной мастерской используются специальные дорогостоящие направленные развертки, позволяющие снять необходимые доли миллиметра в коридоре из двух втулок. В бытовых условиях для расточки можно использовать шлифовальный лепестковый радиальный круг для дрели или круглый напильник, которые относятся ко втулкам куда менее бережно. При работе с бытовым инструментом при большой разнице между диаметром штока и размером втулки расточку втулок стоит начать еще до запрессовки. Итогом правильной установки втулок должен стать свободный ход штока внутри втулок в обоих направлениях, поэтому какая-либо запрессовка или забивание штока во втулки исключена. Максимальный допустимый люфт штока внутри втулок для большинства МТН 3-5 мм (хотя в некоторых мануалах и указано 1,5 мм). Если люфт больше, втулки подлежат замене.

Устройство тормозного привода

Закрепленная на серьге к передаточному рычагу тормоза наката тормозная тяга представляет из себя длинную стальную винтовую шпильку. В задней части тормозная тяга закреплена болтами к уравнителю тормозных тросов (иногда уравнитель называют траверсой или коромыслом). На уравнитель также закреплены тормозные тросы, а рубашки тросов закреплены на неподвижный (приваренный или прикрученный к оси или к раме прицепа) кронштейн крепления тормозных тросов.

Тормозная тяга, уравнитель, наконечник (черного цвета), кронштейн крепления тормозных тросов, четыре тормозных троса

При натягивании тормозной тяги, расстояние между уравнителем и кронштейном крепления тормозных тросов увеличивается, и тормозные тросы движутся внутри своих рубашек, приводя в действие барабанные колодки в колесных тормозах. Конструкция уравнителя обеспечивает равномерное натягивание всех тормозных тросов.

Следите за состоянием тормозных тросов! Тросы должны легко натягиваться и возвращаться в свободное состояние. Трос, который перестал легко возвращаться в спокойное состояние или трос с поврежденной оплеткой подлежат замене. У тросов нет определенного срока службы, он зависит от условий эксплуатации или хранения. При экстремальных условиях хранения (привет, русские сугробы!) или в случае механических повреждений (привет, русское бездорожье!) тросы выходят из строя. Если сомневаетесь, в хорошем ли состоянии трос, или вы не знаете наверняка, когда в последний раз менялись тросы — меняйте. Если вы думаете, что европейский владелец вашего подержанного каравана исправно следил за прицепом — вы ошибаетесь. Сами тросы стоят недорого, а вот последствия заблокированного колеса в результате заклинивших тросов обходятся в разы дороже. Тросы современных прицепов отличаются друг от друга только длиной, т.е. если длины троса хватает чтобы соединить колесный тормоз с кронштейном тормозных тросов, значит трос подходит. Но имейте ввиду, что тросы AL-KO и Knott не взаимозаменяемы, т.к. производители сделали разный диаметр чашки, которая одевается на кожухи тормозного щита — трос не того производителя или не налезет на кожух, или будет болтаться.

У большинства прицепов можно встретить также следующие детали:

Кронштейн (держатель) тормозной тяги. При движении прицепа от тормозная тяга может раскачиваться, вызывая ненужное притормаживание прицепа. Дер­жа­тель тормозной тя­ги фиксирует тя­гу под дни­щем при­це­па и предотвращает такое раскачивание. В левом верхнем углу врезка с изображение наконечника тормозной тяги.

Наконечник тормозной тяги

Наконечник тормозной тяги (пластиковая направляющая) представляет собой гайку, к которой прикреплен гладкий пластиковый палец. На первый взгляд может показаться, что это лишняя деталь. Однако если тормозная тяга будет заканчиваться прямо за уравнителем, под весом тяги будет образовываться провисание уравнителя, и как следствие прицеп будет притормаживать. Если же тормозная тяга была бы длиннее, и заканчивалась за кронштейном крепления тормозных тросов, резьба тормозной тяги цеплялась бы за кронштейн и препятствовала торможению и прекращению торможения, а в последствии протерла бы как кронштейн крепления троса, так и саму тягу:

Протертый кронштейн крепления тросов

Протертая тяга

Держатели тормозных тросов. Крепят тормозные тросы к оси, служат для защиты тормозных тросов от повреждений, а также обеспечивая отсутствие провисания, препятствуют скоплению влаги (а значит коррозии и обмерзанию) в тросах. Иногда вместо держателей используются обычные кабельные стяжки.

Устройство колесного тормоза

Резино-жгутовая ось прицепа, оснащенная колесными тормозами, с закрепленными тормозными тросами и приваренным кронштейном тормозных тросов

Колесные тормоза эволюционировали достаточно долго. Мы рассмотрим самые распространенные в настоящее время типы колесных тормозов от AL-KO и Knott-Autoflex с автоматическим отключением тормозов при движении назад, но без авторегулировки зазора.

Колесный тормоз состоит из тормозного щита, тормозного барабана, совмещенного со ступицей, двух тормозных колодок, разжимного замка (иногда называют распорным замком), регулировочного механизма, рычага свободного обратного хода, а также пружин, заглушек, кожуха и наконечника тормозного троса.

Тормозной щит представляет из себя прочный металлический диск. Он закреплен болтами или приварен к оси и не вращается. К нему крепятся колодки и механизмы, а также через него проходит цапфа оси, на которую и надевается вращающийся тормозной барабан-ступица.

Тормозной щит имеет два круглых отверстия (окна), закрытых пластиковыми заглушками. В контрольное (смотровое) окно можно посмотреть износ тормозных колодок (колодки с фрикционной накладкой менее 2 мм подлежат замене), а регулировочное окно дает доступ к регулировочному механизму, с помощью которого можно отрегулировать силу соприкосновения тормозных колодок с тормозным барабаном. Рядом с регулировочным окном выбита стрелка, показывающая направление, в котором нужно крутить регулировочный механизм, чтобы уменьшить зазор между барабаном и колодками.

Наружная сторона тормозного щита AL-KO. Сверху слева заглушки: ближе к краю заглушка окна износа тормозных колодок, ближе к центру заглушка регулировочного окна. По центру отверстие для цапфы и 4 болта крепления оси к щиту. По бокам пластины и концы удерживающих тормозные колодки пружин. Снизу кожух тормозного троса.

Тормозной трос заходит в колесный тормоз через специальный тормозной кожух и крепится c с помощью наконечника к разжимному шарниру. При натягивании тормозного троса, шарнир прижимает тормозные колодки к барабану, прицеп тормозится. Регулировочный механизм позволяет увеличить расстояние между колодками, тем самым увеличив силу соприкосновения изношенных колодок с тормозным барабаном.

Внутренняя сторона щита AL-KO. Сверху рычаг свободного обратного хода и регулировочный механизм. Снизу крепление тормозного троса и разжимной шарнир.

Основные составные части колесного тормоза AL-KO

Обратите внимание! Использования одного только регулировочного механизма недостаточно для правильной настройки тормозов — тормозная тяга и тормозные тросы на уравнителе также нуждаются в регулировке. Необходимо также следить за наличием и состоянием заглушек — потеря заглушек приводит к загрязнению колесного тормоза. Как и тормозные колодки, все пружины имеют свой ресурс, поэтому подлежат замене, рычаг обратного хода и разжиматель (разжимной шарнир, разжимной замок) нуждаются в смазке. Несвоевременная замена пружин, как и отсутствие технического обслуживания колесного тормоза приводит к поломке колесного тормоза.

Аналогичным образом устроен колесный тормоз компании Knott. Главное отличие по сравнению с колесным тормозом AL-KO в форме регулировочного механизма. Здесь это болт, клиновидная гайка и два клина. При вращении с наружной стороны тормозного щита регулировочного болта, клиновидная гайка приближается к тормозному щиту, раздвигая регулировочные клинья.

Второе важное отличие в том, что рычаг свободного заднего хода не выполнен в виде отдельной детали, а является частью тормозной колодки.

Внутренняя сторона тормозного щита Knott

Основные составные части колесного тормоза Knott

Движение задним ходом на прицепе с тормозом

При движении автомобиля с прицепом задним ходом, шток тормоза наката упирается в передаточный рычаг, тяга натягивает тормозные тросы, колодки блокируют барабан. Вращаясь вместе с барабаном, передняя тормозная колодка упирается в рычаг свободного обратного хода, «продавливая» его внутрь. Передняя колодка вместе с рычагом обратного хода уходит вглубь барабана, минимизируя как собственное трение, так и разжимное усилие на заднюю колодку. Таким образом, сила трения обоих колодок о барабан становится минимальной и торможения не происходит, хотя тормозные тросы по-прежнему натянуты, а разжимной шарнир полностью разжат.

Если прицеп при движении задним ходом стал тормозить, скорее всего, причина в колесный тормоз нормально не обслуживался и рычаг обратного хода закис. Вторая возможная причина — непрофессиональная регулировка тормозов (регулировочный механизм разжимает колодки сильнее оптимального). Второй случай еще хуже, т.к. может привести к перегреву и необходимости замены колодок и барабана.