Датчик износа тормозных колодок: принцип действия, замена, установка

Контроль износа

Определить, когда менять тормозные колодки, можно различными способами. Первый способ – визуальный. Достаточно просто посмотреть на них и проверить, сколько миллиметров составляет толщина фрикционной накладки. Если осталось 2-3 мм, это означает, что допустимый ресурс исчерпан, и пора отправляться в магазин, т.к. максимум через 2-3 тысячи километров фрикционная накладка полностью сотрется, и при торможении с тормозным диском будет соприкасаться металлическая основа колодки, что, в свою очередь, грозит повреждением диска.

Может возникнуть вопрос: как определить износ тормозных колодок, если задние тормоза барабанные, и сами рабочие элементы не видно?

1. Для этого, в большинстве тормозных барабанов существует специальное отверстие, через которое можно увидеть степень износа.
2. Кроме того, можно проверить уровень тормозной жидкости. Чем тоньше фрикционные накладки, тем больше выходят поршни из рабочих тормозных цилиндров, а внутрь них нагнетается жидкость, соответственно, ее уровень в бачке падает.

Помимо визуального способа определения, когда нужно менять тормозные колодки, существуют еще два: механический и электронный. Для реализации первого метода колодки оснащаются специальными металлическими пластинками, которые по мере истирания фрикционных накладок начинают соприкасаться с тормозными дисками и издавать хорошо различимый скрип. Как правило, скрип появляется, когда толщина накладки составляет 2-2,5 мм. Это предельный допустимый износ. В дальнейшем скрип становится громче.

Для электронного контроля применяется датчик износа тормозных колодок. Этот датчик представляет собой сердечник (пластинку) из мягкого металла, встроенную в тело самой колодки (конструкция может быть и иной, например, сердечник может находиться внутри пластмассового контейнера). К датчику при помощи провода подключается индикатор на приборной панели. Когда фрикционная накладка истирается до датчика, сердечник последнего соприкасается с тормозным диском, и замыкается электрическая цепь, в результате загорается индикатор на приборной панели. Дополнительно к этому может включаться звуковой сигнал.

Более совершенный датчик износа тормозных колодок позволяет контролировать не только сам факт, но и степень износа фрикционных накладок. В самом материале накладок имеются металлические включения, что делает его проводником электрического тока.

По мере истончения меняется сопротивление фрикционных накладок. Датчик отслеживает его значение и, как только оно достигает определенного уровня, подает сигнал о том, что накладки стерлись, и указывает, до какой степени.

Следует отметить, что датчик может подавать водителю ложные сигналы. Часто это происходит из-за воды, попадающей в механизмы. Сопротивление электрической цепи меняется, и загорается индикатор.

Несмотря на простоту устройства, датчик износа тормозных колодок имеет некоторые недостатки. Под воздействием влаги его контакты могут окислиться, и электрическая цепь будет разомкнутой, независимо от степени износа. Кроме того, провода, которыми он подключается, довольно тонкие, и существует риск оборвать их при езде по грязи.

Однако эти недостатки не означают, что водитель не будет проинформирован о необходимости замены. Сердечник в изношенной накладке будет тереться о поверхность тормозного диска, издавая скрип, т.е. сработает механический способ оповещения. Бояться повреждения диска не следует, т.к. металл сердечника слишком мягкий для этого.

Может случиться и так, что толщина накладок еще достаточная, но замена колодок необходима. Причина в их повреждении. Об этом обычно сигнализирует сильное биение в педаль тормоза при интенсивном торможении. Справедливости ради следует заметить, что в половине случаев причиной биения становятся тормозные диски.

Признаки износа

Отвечая на вопрос: «как часто менять тормозные колодки?» необходимо для начала рассмотреть признаки, по которым определяется предельный износ колодок. От того, насколько они стерты или пришли в негодность зависит частота замены. Определить предельный износ тормозных колодок можно по различным косвенным признакам. Необходимо лишь правильно интерпретировать и не игнорировать их. Симптомами износа тормозных колодок являются:

Увеличение тормозного пути

То есть, ввиду того, что фрикционный материал максимально стерт, а соприкосновение колодки с диском происходит за счет металлического основания, то и коэффициент торможения снижается, увеличивая длину тормозного пути.

Нарушение прямолинейности во время торможения

Это возможно при неравномерном износе тормозных колодок и неправильной работе суппорта, при котором один из дисков зажимается сильнее.

Снижение жесткости тормозной педали и увеличение ее хода

Еще один признак неисправности тормозной системы, в том числе износа тормозных колодок. Кроме того, если вы нажали на педаль тормоза, а она не вернулась в обратное положение, то это говорит о том, что колодки стерлись полностью, а сама она из-за высокой температуры пригорела к диску.

Положение исправит только ремонт с заменой диска и колодок.

Снижение уровня тормозной жидкости

Ввиду того, что при износе накладок ширина колодки уменьшается — поршням суппорта приходится при торможении выдвигаться дальше, что уменьшает уровень тормозной жидкости в бачке.

Появление скрипа и скрежета

Этот признак износа появляется тогда, когда фрикционный материал стирается полностью, а торможение происходит за счет металлического основания колодки.

Появление темного налета или пыли на колесных дисках

Темная угольная пыль – признак истирания фрикционного материала

Металлическая пыль – признак стирания тормозного диска основанием изношенной тормозной колодки.При возникновении подобных признаков стоит обратить внимание на тормозные колодки и их состояние. Ведь при их критической изношенности могут возникнуть более серьезные проблемы в виде заклинивания тормозных колодок и разрушения ступичных узлов

Кроме того, современные автомобили комплектуются специальными электронными датчиками, показывающими состояние колодок и уровень их изношенности. После того, как накладка сотрется до критического уровня на панели загорится лампочка. В механических датчиках в подобных условиях будет слышен металлический скрип и скрежет, который издает пластина, закрепленная за основание колодки, которая при стирании накладки до минимального значения начинает соприкасаться с тормозным диском. Это явный признак того, что пора менять колодки.

Еще одним способом определения уровня износа колодок является их визуальный осмотр. Если фрикционный слой истерт и ширина его составляет менее 5 мм, то такую колодку необходимо менять. Критической толщиной накладки считается 1,5 – 2 мм. Наличие на колодке маслянистой жидкости и ее неравномерный, заметный глазу, износ также являются основанием для замены.

Таким образом, ответ на вопрос «через сколько менять тормозные колодки?» прост. При первом возникновении вышеописанных признаков. А вообще не желательно доводить износ накладок колодки до уровня меньше 5 — 6 мм, так как это может привести к износу тормозных дисков, течи тормозных цилиндров и полному отсутствию тормоза автомобиля.

Как работает тормозная система автомобиля?

Вначале немного теории. Тормозная система необходима в любом транспортном средстве для изменения скорости движения машины, совершения маневров исходя из ситуации на дороге, остановки.

Несмотря на обилие марок, которые предлагает потребителям современное автомобилестроение, принцип ее работы одинаковый для всех. Она состоит из:

• педали;
• главного тормозного цилиндра;
• соединительной арматуры (трубок);
• рабочих цилиндров, расположенных на обеих осях машины;
• усилителя.

Водитель, нажимая на педаль в салоне, через поршень главного цилиндра оказывает давление на тормозную жидкость, которая поступает в систему. Она воздействует на рабочие цилиндры, которые приводят в действие устройства торможения.

При отпущенной педали происходит обратная работа: «тормозуха», как ее называют водители, возвращается в главный цилиндр и бачок, а колеса становятся свободными.

Механизмы торможения

Они подразделяются на два вида: барабанного типа и дисковые. Первый тип изобрел знаменитый француз Луи Рено, основатель марки Renault, в 1902 году. В этом же году Уильям Ланчестер с берегов Британии запатентовал дисковую систему. Она не пользовалась популярностью по причине ужасного скрипа, который издавали медные колодки при контакте с диском.

Дисковый вариант в современном обличии появился значительно позже: в 1953 году их установила на «Ягуар» фирма British Girling.

Барабанные тормоза. Состоят из самого барабана, металлической чаши, закрепленной на ступице, одного или двух цилиндров, пружин, колодок. При нажатии на педаль, последние расходятся, прижимаются к округлой поверхности барабана, вращающегося вместе с колесом, происходит торможение.

Вся нагрузка от трения двух компонентов системы приходится на фрикционные накладки, которые приклеены или приклепаны к металлическому корпусу колодок.

Такие механизмы в современном автомобилестроении считаются менее эффективными, поэтому сейчас они устанавливаются в основном на коммерческом транспорте, на задних колесах некоторых марок легковых автомобилей.

Дисковые тормоза

Система состоит из идеально гладкого чугунного диска, расположенного на ступице, суппорта, в котором стоят две колодки, одного или двух рабочих цилиндров. Сам суппорт прикреплен непосредственно к подвеске авто.

При торможении устройство приводит в движение гидравлика, которая и обеспечивает тесный контакт фрикционных накладок колодок и диска.

В чем преимущество дисковой системы?

Объясним, почему производители современных автомобилей предпочитают такие устройства:

1. Более стабильное торможение. Площадь контактируемого пятна в барабанном виде больше, чем в дисковом. Однако поршни не в состоянии равномерно прижать колодки, что сказывается на качестве процесса. Колодки в системе с диском прижимают его с обеих сторон, обеспечивая оперативную остановку колеса.
2. Дисковые тормоза меньше по размеру и по весу. Температурный режим их работы значительно ниже. В этом «виноваты» вентиляционные отверстия в диске, небольшие размеры участка соприкосновения деталей. В результате они меньше перегреваются, делая торможение более эффективным.
3. Фрикционные накладки расположены внутри барабанного устройства. Вся пыль от трения попадает на контактируемую поверхность, что также мешает качественному замедлению автомобиля.
4. Дисковые тормоза удобны: их проще обслуживать.

Современная промышленность выпускает диски обычного вида и вентилируемые. Последние обеспечивают обдув воздухом через отверстия, что позволяет снизить рабочую температуру. Они шире обычных по толщине, стоят дороже, но имеют больший эксплуатационный ресурс.

Разобравшись с принципом работы системы, перейдем к основной теме обзора.

Датчик износа тормозных колодок механического типа

Несколько десятилетий для контроля над износом тормозных планок применяется несложное, однако эффективное решение — механический датчик. Его конструкция состоит из U-образной пружинящей стальной пластины, закрепленной одним концом на колодке. Другой ее конец находится перпендикулярно тормозному диску на расстоянии предельного износа фрикционного слоя.

Принцип действия данного датчика довольно прост:

1. Когда фрикционный материал стирается до минимально допустимых значений, пластина соприкасается с диском, издавая специфический дребезжащий звук.
2. Появление данного звука предупреждает автовладельца о потребности замены тормозных планок.

Конструктивное решение подобных сигнализаторов дает возможность устанавливать их лишь на дисковые тормозные системы.

Что делать, если горит лампа тормозов на панели приборов?

Проверяем механическую составляющую

Самостоятельная диагностика – операция простая. Делится она на две составляющие – механическую и электрическую. Первая – очень важна, поскольку оценивает состояние привода тормозной системы и определяет ее работоспособность.

Сводится проверка механической составляющей к оценке уровня тормозной жидкости в бачке и состояния магистралей привода и компонентов системы – главного тормозного цилиндра и рабочих механизмов.

Тормозной бачок располагается в подкапотном пространстве, справа возле заднего щита моторного отсека. Найти его несложно, поскольку к крышке бачка подходит два провода.

При проверке отсоединяем провода и откручиваем крышку, чтобы определить уровень тормозной жидкости. На стенках бачка расположены метки, по которым и можно понять, сколько жидкости осталось. Нормальным считается уровень выше средины между метками.

Снижение ниже о указывает на утечку жидкости. Поэтому следующий этап — проверка магистралей и тормозных механизмов. Для этого осматриваем колеса с внутренней стороны. Если находим утечку жидкости с механизмов, то на дисках видим подтеки.

Для дополнительной проверки заводим авто и пару раз нажимаем на педаль тормоза, после чего откатываем машину и осматриваем поверхность земли на наличие следов вытекающей жидкости, проверяем уровень жидкости. Если она обнаружена – тормозная магистраль повреждена, при этом количество жидкости снизится.

При утечках тормозной жидкости эксплуатация авто недопустима, поскольку машина лишена тормозов. Лучшим вариантом в этом случае является вызов эвакуатора для доставки авто к месту ремонта. Но если опыта вождения достаточно, то добираемся на СТО или в гараж самостоятельно. Тормозные системы автомобилей обычно имеют два контура, и при пробое магистрали одного из них, второй продолжает работать. Но ввиду того, что эффективность тормозов на авто с поврежденной магистралью сильно снижается, двигаться нужно на небольшой скорости и с включенной аварийной сигнализацией.

Замена датчиков

Любой водитель самостоятельно справится с такой работой. Для этого выполняют пошаговую инструкцию:

• Поддомкрачивание части транспорта.
• Откручивается колесо.
• Внешние датчики обычно находятся возле ступицы.
• Для крепления используют пружины, либо хомуты.
• Крепёжный механизм надо извлечь аккуратно, насколько это возможно.
• Сам датчик износа после этого без проблем вытаскивается наружу.

Посадочное место требует тщательной очистки от любых загрязнений. Обработка нужна и для контактов, связанных с датчиком. Остаётся на место старого элемента установить новый, а потом закрутить колесо. На следующем этапе авто с домкратов спускают. На последних этапах проверяют, работоспособен ли новый прибор. Лампа загорается, если колодки тормозной системы правда изношены.

Электронные сигнализаторы

Такими датчиками производители оснащают все современные машины, считая их более совершенными. Ведь благодаря таким сигнализаторам, появилась возможность контролировать факт не только полного износа, но степень амортизации фрикционного материала. Этому способствует то, что электронные сигнализаторы стали делить на два вида:

Внешние датчики – крепящиеся сбоку тормозной планки или в специально предназначенной для них выемке. Что позволяет, в случае поломки, осуществить их замену.

Интегрированные устройства – запрессованные внутрь фрикционного материала при производстве планок. В этом случае замена их невозможна.

Такие сигнализаторы устроены просто: в пластиковом корпусе находится сердечник, для того чтобы не испортить тормозной диск, он изготовлен из мягких сортов металла. С задней стороны устройства находится разъем с отводным проводом.

Принцип действия таких датчиков основан на процессах происходящих в электрической цепи при ее замыкании. Когда сердечник, при износе планок и разрушении передней части корпуса начинает касаться диска, происходят те же процессы. Контактная цепь замыкается и загорается индикатор на приборной панели.

Результат работы внешних и интегрированных датчиков слегка разнится по сигналу, который появляется на панели приборов:

Световой индикатор при срабатывании внешнего датчика загорается в тот момент, когда толщина фрикционного материала достигла своей критической отметки и горит постоянно одним цветом.

В случае с интегрированным сигнализатором лампочка индикатора меняет цвет в зависимости от износа колодок. При приближении толщины фрикционного слоя к критическим показателям она начинает гореть желтым цветом. А при полной изношенности фрикционного материала, когда требуется незамедлительная замена колодок, лампочка загорается красным цветом.

Понять принцип, как действует такая многоуровневая схема несложно. Как уже упоминалось в статье, освещающей вопрос – «когда следует производить замену тормозных колодок», фрикционный слой многих планок содержит металлические добавки. Благодаря этому они могут, хоть и с высоким сопротивлением, пропускать электрический ток. Эти свойства и использовали производители для определения, как скоро наступит износ накладок. Толщина фрикционного слоя играет немаловажную роль в электрическом сопротивлении накладки (чем тоньше слой, тем оно меньше).

При включении зажигания образуется электронная цепь, схема которой состоит из индикатора, проводов, датчика и тормозного диска.

Когда в результате частичного износа фрикционного слоя до определенного процента уменьшается сопротивление в этой цепи, то зажигается лампочка желтого цвета. Которая сигнализирует, что планка еще прослужит определенный период пробега машины, но полный ее износ уже не за горами и следует озаботиться приобретением новых колодок. Ну а при изменении цвета индикатора с предупреждающего желтого на красный, требуется незамедлительная замена планок.

Разновидности систем

Основные виды систем, предупреждающих о критическом уровне износа тормозов:

• механическая. На колодку монтируется металлическая пластина, которая расположена таким образом, чтобы при критическом уменьшении толщины колодок она начала касаться тормозного диска. Возникающий в таком случае при торможении металлический писк будет сигналом необходимости обслуживания тормозной системы. Недостаток механических датчиков в том, что характерный писк, скрежет может быть не только следствием критического износа, но и врожденной характеристикой некачественных колодок (фрикционный материал сам по себе склонен издавать писк при торможении). Также посторонние звуки могут появиться вследствие попадания между трущимися парами грязи, камней, что может ввести водителя в заблуждение. Неприятность еще и в том, что работоспособность индикатора износа нарушится, если вследствие неквалифицированного монтажа или транспортировки пластина будет каким-то образом деформирована. Случается, что пластины просто отваливаются в процессе эксплуатации автомобиля;
• система с использованием электронных датчиков. Преимущество такой конструкции в том, что сигнал об износе тормозных колодок подается водителю на щиток приборной панели. Чтобы понять, в каких ситуациях загорается индикатор, рассмотрим устройство датчика износа и принцип работы системы предупреждения.

Устройство и принцип работы

Способы крепления к тормозным колодкам:

• контактная зона вмонтирована между фрикционным слоем и металлической основой;
• наконечник индикатора вставляется в специальную проточку во фрикционной накладке (встречается, к примеру, на моделях VW);
• устанавливается в специальный паз в металлической основе (к примеру, как на многих BMW).

Вне зависимости от способа установки, датчик устроен таким образом, чтобы при истирании и уменьшении толщины фрикционного слоя происходило трение контактной перемычки о тормозной диск. Посадочное место рассчитывается таким образом, чтобы момент протирания контакта совпадал с критическим износом фрикционных накладок.

Главную роль в работе системы исполняет наконечник датчика, который состоит из пластикового корпуса и контактного элемента (сердечник из мягкого металла или пластина). Корпус может полностью закрывать контакт, как в случае с датчиками VW, или служить по большей мере в качестве удерживающего кронштейна (именно такое устройство используется на многих датчиках БМВ, у которых контактная пластина оголена).

Принципиальная схема включения индикации

В зависимости от конструкции автомобиля, датчик износа тормозов может быть установлен только на одном из передних колес, на передней и задней оси либо на всех колесах одновременно. Если датчик не один, реализуется последовательное подключение.