Рисунок 6.41. Взаимодействие кольцевого уплотнителя и тормозного поршня
Если тормоз находится в выключенном состоянии, то благодаря эластичности синтетической резины, из которой изготовлен кольцевой уплотнитель, он принимает свою изначальную форму и заходит в канавку, плотно облегая поршень, находящийся внутри него. При включении тормоза гидравлическое давление выталкивает поршень в цилиндре, когда жидкость оказывает давление на поверхность поршня и на внутреннюю часть кольцевого уплотнителя. Кольцевой уплотнитель выгибается до такой степени, что поршень и суппорт оказывают давление на тормозные колодки. При выключении тормоза .кольцевой уплотнитель принимает свою исходную форму и тем самым приводит поршень в исходное состояние (рис. 6.41). Кольцевой уплотнитель выполняет две основные функции:
- он обеспечивает герметичность, необходимую для гидравлического давления;
- приводит поршень в исходное состояние.
Некоторые новейшие модели суппортов имеют усовершенствованную форму кольцевого уплотнителя и кольцевой канавки, что обеспечивает скорейшее приведение поршня в исходное состояние. Благодаря этому между колодкой и диском образуется совсем небольшое расстояние и тормоз не прихватывается, а автомобиль экономно расходует топливо. По мере износа тормозной накладки поршень начинает проскальзывать сквозь кольцевой уплотнитель. Все дисковые тормоза являются саморегулирующимися.
Поршни с кольцевыми уплотнителями имеют строго определенный размер и прямые, гладкие стенки. Обычно поршни дисковых тормозов изготавливаются из штампованных листов стали. После штамповки им придается определенный размер и на них наносится гальваническое покрытие, которое защищает их от коррозии. Иногда на легковых автомобилях устанавливаются алюминиевые поршни, которые весят меньше стальных. Многие поршни новейших моделей изготавливаются из фенолоальдегидного полимера. Эти поршни намного толще и имеют коричневато-серый цвет. Такие поршни весят меньше обычных, не подвержены коррозии и являются очень хорошими теплоизоляторами. Последнее способствует тому, что жидкость в суппорте сильно не нагревается. Фенолоальдегидные поршни часто заклинивали в цилиндрах, когда их только что ввели в производство, однако теперь эта проблема решена. Вместе с тем нежелательно заменять вышедшие из строя фенолоальдегидные поршни на металлические или алюминиевые поршни, поскольку это может привести к закипанию тормозной жидкости.
В некоторых моделях жесткозакрепленных суппортов используются манжеты-уплотнители, похожие на те, что применяются в колесных цилиндрах, в частности, манжеты большего размера. Так же, как и манжеты колесных цилиндров, они являются динамическими (подвижными) уплотнителями относительно цилиндра и неподвижными (статическими) уплотнителями относительно поршня. Иногда их называют перемещающимися уплотнителями. Суппорт, оснащенный такими уплотнителями, должен иметь ровные, гладкие стенки цилиндра. Такие поршни обычно бывают оснащены небольшой пружиной, поскольку из-за уплотнителя тормоз не должен прихватываться, а из-за вибрации автомобиля поршень идет слишком далеко. По причине этого педаль тормоза начинает продавливаться при следующем включении тормоза и расстояние между диском и колодкой бывает слишком велико. В суппортах дисковых тормозов не используется остаточное гидравлическое давление (рис. 6.42).
Рисунок 6.42. А — суппорт с неподвижным, квадратным кольцевым уплотнителем в цилиндре, который уплотняет поршень. В — суппорт с перемещающимся поршнем, уплотняющим цилиндр
Некоторые ранние модели поршней с манжетами были оснащены круглыми направляющими выступами (рис. 6.43), который представлял собой выступ на внутренней стороне. Направляющий выступ предотвращает перекос поршня в цилиндре. В большинстве суппортов используются чашкообразные поршни, похожие на поршни с кольцевыми уплотнителями, которые в отличие от последних имеют кольцевую канавку для манжеты. Большинство из таких поршней изготовлены из алюминия.
Рисунок 6.43. Поршень с направляющим выступом (слева) и поршень чашкообразной формы без направляющего выступа
Главный недостаток суппортов с манжетами заключается в том, что цилиндр должен быть гладким и без следов коррозии, поскольку любая неровность или шероховатость в нем может повредить кромку манжеты. Коррозия на поверхности цилиндра способна быстро разрушить дорогостоящий корпус суппорта. Многие фирмы специально изготавливают внутренние вставки из нержавеющей стали для цилиндров, которые защищают суппорты от будущей неминуемой коррозии. Это стоит намного дешевле, чем приобретение нового суппорта. Состояние цилиндра важно, если используется кольцевой уплотнитель. Уплотнитель будет служить нормально до тех пор, пока поршень будет чистым и гладким и может легко скользить в цилиндре.
Другая серьезная проблема, которая может возникнуть с суппортами, оснащенными манжетами, заключается в попадании воздуха в гидросистему. Когда тормоз выключен, чрезмерное биение диска заставляет колодку отклоняться в стороны при каждом ударе, а поршень с уплотнителем движутся вслед за колодкой. Когда поршень выталкивается без воздействия давления на него, внутри кромки манжеты создается область низкого давления или разрежение. Если туда попадет определенное количество воздуха, то при следующем включении, тормоза педаль тормоза будет продавливаться и вибрировать, поскольку воздух, попавший в гидросистему, будет изменяться в объеме в зависимости от изменения давления (рис. 6.45).
Рисунок 6.45. Попадание воздуха в гидросистему
Пыльник поршня
Пыльник поршня в суппорте служит для предотвращения попадания веществ и частиц, разрушающих поверхность поршня и других деталей суппорта. При этом он расположен близко к тормозным колодкам, из-за чего должен работать в высокотемпературной среде. Поврежденный пыльник пропускает воду и соль, которой посыпают дороги, в цилиндр, что вызывает коррозию поршня (рис. 6.46). Скопившиеся загрязнения или коррозия приводят к заеданию поршня, из-за чего колодки начинают прихватываться, а тормозные накладки преждевременно изнашиваться. В моделях суппортов с подвижными уплотнителями коррозия обычно приводит к возникновению течи в гидросистеме, когда износ колодки достигает такой степени, что дает возможность поршню выходить в поврежденные коррозией участки.
Рисунок 6.46.Последствия повреждения пыльника поршня
Пыльники изготавливаются из синтетической резины. Они должны плотно облегать и поршень, и корпус суппорта. В работе некоторых моделей возникают проблемы из-за периодического нагревания и охлаждения суппорта, когда суппорт начинает как бы «дышать». Расширение и сжатие воздуха в пыльнике приводит к вытеснению воздуха при нагревании и попаданию нового воздуха при охлаждении. С новым воздухом из внешней среды в него также приникает влага, которая вызывает коррозию и приводит к порче цилиндра (рис. 6.47).
Рисунок 6.47. Пыльник и манжета поршня
Чаще всего пыльник держится на поршне благодаря эластичности резины, из которой он изготовлен. Существуют различные способы крепления пыльника на суппорте. Иногда край пыльника помещают в кольцевую выточку на внешнем конце цилиндра. Он фиксируется на месте, когда устанавливается поршень. Такой тип пыльников требует для установки определенных навыков и эффективно выполняет свои функции до тех пор, пока поршень и цилиндр остаются чистыми (рис. 6.48). Кроме этого, некоторые фирмы фиксируют пыльник в выточке снаружи цилиндра с помощью надетого на него металлического кольца. Такой тип пыльников надевать несложно, однако для этого требуются специальные инструменты, без которых такой пыльник будет служить плохим изолятором, что неизбежно приведет к течи в Системе (рис. 6.49). Во многих моделях суппортов используется пыльник, который заходит в выточку и держится на выступе, а на месте его фиксирует металлическое кольцо (рис. 6.50).
Рисунок 6.48. Пыльник в кольцевой выточке | Рисунок 6.49. Этот поршень держится на стенке цилиндра с помощью металлического кольца, являющегося его неотъемлемой деталью |
Рисунок 6.50. Способы крепления пыльников на поршне и цилиндре