Принцип работы роллерного тормоза и его устройство

Вступление

Здравствуйте, уважаемые посетители. В своё время, после покупки роллерного тормоза, я озадачился поиском информации про роллерные тормоза и выяснил, что в рунете по данной теме информации не так уж и много, я бы даже сказал очень мало. Например, я не нашёл вообще ничего про разборку конкретно моей модели тормоза — Shimano BR-IM55-F. Большая же часть имеющейся информации сосредоточена на форумах, где люди делятся не всегда проверенными данными, а порой даже и слухами. К примеру, мне несколько раз встречалось описание работы роллерного тормоза, где некто рассказывал о том, что принцип работы роллерного тормоза, как он понимает, заключается якобы в трении роликов, что совершенно не так. Причём я почти уверен, что тот, кто это придумал, этих самых роликов ни разу и не видел. Помимо этого ходит много слухов и о самой конструкции этих тормозов, их смазке и так далее, например мне встречались заявления о том, что роллерные тормоза абсолютно герметичные и их можно смазывать жидким маслом. Начитавшись всего этого я понял, что как обладатель и пользователь роллерного тормоза, должен поделиться достоверной информацией. Я постарался собрать как можно больше детальной информации, описать и показать свой роллерный тормоз во всех деталях. С помощью этой статьи я хочу развеять большую часть слухов, которые ходят вокруг данного типа тормозов. Вам интересно узнать, как же на самом деле работают роллерные тормоза, из чего они состоят и как всё это выглядит? Обо всём этом читайте дальше в моей статье.

Принцип работы роллерного тормоза на примере Shimano BR-IM55-F

Для начала давайте я опишу принцип работы роллерного тормоза на словах, это будет применимо ко всем моделям. После покажу небольшую наглядную схему и уже потом рассмотрим принцип работы на примере конкретной модели, которой я пользуюсь сам лично — передний роллерный тормоз Shimano BR-IM55-F.

Итак, принцип работы роллерного тормоза схож с работой барабанного тормоза. Я бы даже сказал, что их принципы работы кардинально ничем не отличаются. Разница заключается лишь в том, что в роллерном тормозе используется иной принцип передачи тормозного усилия на колодки. Давайте вникнем в детали, как же это происходит? Когда велосипедист нажимает на тормозную ручку/рычаг, расположенную на руле, та в свою очередь тянет тросик, противоположный конец которого приводит в движение рычаг-эксцентрик внутри роллерного тормоза. Этот рычаг-эксцентрик имеет специальную форму (наподобие цветка) и при вращении его выступы упираются в ролики, ролики же в свою очередь давят на колодки, распирая их, а те упираются в рабочую поверхность тормозного барабана, замедляя его вращение. Поскольку барабан роллерного тормоза непосредственно сцеплен с втулкой колеса шлицами, замедляется и вращение самого колеса велосипеда. Именно таким образом происходит торможение.

Теперь отмечу несколько моментов. Во-перых, роллерный тормоз работает в смазке. Не смотря на то, что смазка наоборот снижает силу трения колодок о тормозной барабан, торможение всё же осуществляется за счёт высокой силы давления колодок на тормозной барабан. В связи с высоким давлением, колодки выдавливают часть смазки из-под себя, однако тончайший слой смазки между колодками и рабочей поверхностью тормозного барабана всё же остаётся, что снижает износ как колодок, так и рабочей поверхности тормозного барабана. Вместе с тем происходит выделение огромного количества тепла, для отвода которого служит радиатор (охладительное ребро), напрессованный на тормозной барабан. Ранние модели роллерных тормозов не имели отдельного радиатора, в них охлаждающую функцию выполнял сам тормозной барабан непосредственно. Во-вторых, в интернете можно встретить описание работы роллерного тормоза, где указывается, что торможение осуществляется за счёт трения и вращения роликов. Это не так. Ролики не участвуют в процессе трения, а лишь передают усилие на колодки. Именно поэтому тормоз и называется роллерным (роликовым) — потому что для передачи усилия на тормозные колодки используются ролики.

Перейдём от слов к схеме, всё что я описал чуть выше, очень хорошо на ней отображено. Схема конечно предельно упрощённая, на ней изображены лишь самые основные элементы конструкции роллерного тормоза, зато она предельно наглядно отображает принцип работы роллерного тормоза. Принцип работы, изображённый на схеме, применим ко всем моделям роллерных тормозов. На схеме изображены следующие элементы тормоза: барабан (внешнее кольцо), три тормозных колодки, шесть роликов и эксцентрик:

Схематичное изображение принципа работы роллерного тормоза (источник изображения)

Теперь рассмотрим принцип работы на примере конкретной модели — переднего тормоза Shimano BR-IM55-F. Так выглядит эта модель в сборе, снятая с колеса:

Когда велосипедист выполняет торможение, тросик тянет рычаг-эксцентрик внутри тормоза. Рычаг приводится в движение с помощью отдельной детали. Направление движения рычага указано красной стрелкой. Синими стрелками указано направление вращения тормозного барабана во время движения велосипеда:

Давайте посмотрим, что же происходит в этот момент внутри тормоза. Для этого снимем крышку тормоза и уберём детали, мешающие обзору. Внутри тормоза происходит следующее: рычаг-эксцентрик движется и выступами упирается в ролики, которые давят на тормозные колодки, они же в свою очередь упираются в рабочую поверхность вращающегося тормозного барабана. Синими стрелками указано направление вращения тормозного барабана, красными стрелками указано движение рычага-эксцентрика, зелёными стрелками указано направление движения роликов:

Для большей наглядности показываю то же самое, но без рычага-эксцентрика

Устройство роллерного тормоза

Рассматривать устройство роллерного тормоза мы будем также на примере конкретной модели — Shimano BR-IM55-F. Конечно же разные модели роллерных тормозов отличаются по своему строению, но, тем не менее, принцип работы и основые элементы различных моделей этих тормозов схожи. Для вашего удобства я разобрал тормоз на составные части, разложил на белой бумаге и сфотографировал одним кадром. После пронумеровал каждую деталь, описание деталей смотрите под фотографией. Как вы можете видеть, модель переднего роллерного тормоза Shimano BR-IM55-F состоит из десяти элементов:

Устройство роллерного тормоза. Перечень составных элементов модели Shimano BR-IM55-F (нажмите для увеличения):

• Крышка, выполняющая декоративную и защитную функцию, в ней имеется смазочное отверстие, закрывающееся резиновой пробкой;
• Деталь, передающая усилие с тросика на рычаг-эксцентрик;
• Возвратная пружина рычага-эксцентрика;
• Возвратная пружина обоймы с роликами;
• Основа роллерного тормоза, силовой элемент, принимающий на себя всю нагрузку. Именно эта деталь обеспечивает неподвижность тормозных колодок и предотвращает их проворачивание. Для обеспечения работы тормоза, хвостовик этой детали закрепляется на вилке велосипеда с помощью хомута. Является неразборной деталью;
• Рычаг-эксцентрик;
• Ролики в количестве шести штук, по два на каждую тормозную колодку;
• Обойма, в которую вставляются ролики, необходима для позиционирования роликов относительно колодок и рычага-эксцентрика;
• Тормозные колодки в количестве трёх штук;
• Тормозной барабан с напрессованным на него радиатором, является неразборной деталью;
• Тюбик фирменной смазки для роллерных тормозов Shimano. Не является элементом конструкции тормоза, на фотографии присутствует лишь для антуража. Смотрите мини-обзор этой смазки по этой ссылке;

Рассмотрим каждую деталь отдельно и с разных ракурсов. Далее по тексту в скобках я буду указывать цифру, под которой вы найдёте эту деталь в перечне и на общем фото, всё для вашего удобства = ) В описании деталей мною используется понятие «внешняя сторона». Под внешней стороной подразумевается вид с той стороны колеса, где устанавливается роллерный тормоз.

Крышка (1), вид сверху, в левой части видно смазочное отверстие, закрытое чёрной пробкой:

Крышка (1), вид сбоку:

Крышка (1), вид с обратной (внутренней) стороны:

Смазочное отверстие, закрытое пробкой, крупным планом, вид с внутренней стороны крышки:

Деталь (2), передающая усилие с тросика на рычаг-эксцентрик (6). Эта деталь имеет разъём (в нижней части фото), куда вставляется бобышка, закрепляемая на тросике:

Эта же деталь (2), с обратной стороны. Слева виден паз для рычага-эксцентрика (6), справа упор для установки возвратной пружины (3) рычага-эксцентрика:

Эта же деталь (2), вид под другим углом, крупнее:

Та же деталь (2), разъём, куда вставляется бобышка, закреплённая на тросике. Справа от разъёма виден желобок, где прокладывается тросик:

Возвратная пружина (3) рычага эксцентрика (6):

Возвратная пружина (3) рычага эксцентрика (6), вид с другого ракурса:

Возвратная пружина (4) обоймы для роликов (8):

Возвратная пружина (4) обоймы для роликов (8), вид сверху:

Основа роллерного тормоза (5), вид с внешней стороны:

Основа роллерного тормоза (5), вид с внутренней стороны:

Внешняя сторона основы (5) крупным планом:

Внешняя сторона основы (5) крупным планом, другой ракурс:

Внутренняя сторона основы (5) крупным планом:

Внутренняя сторона основы (5) крупным планом, другой ракурс:

Рычаг-эксцентрик (6), вид сверху, с внешней стороны:

Рычаг-эксцентрик (6) крупным планом:

Рычаг-эксцентрик (6) крупным планом, другой ракурс:

Рычаг-эксцентрик (6), вид с обратной, внутренней стороны. Именно эти выступы и давят на ролики при повороте рычага-эксцентрика:

Рычаг-эксцентрик (6), вид с обратной, внутренней стороны, другой ракурс:

Рычаг-эксцентрик (6), ещё один ракурс:

Ролики (7) в количестве шести штук:

Ролики (7) одинаковы с обеих сторон:

Ролики (7) крупным планом:

Обойма для роликов (8), вид сверху, с внешней стороны:

Обойма для роликов (8), вид с другого ракурса:

Обойма для роликов (8), выступ, куда устанавливается возвратная пружина обоймы (4):

Обойма для роликов (8), вид с внутренней стороны:

Обойма для роликов (8), ещё один ракурс:

Обойма для роликов (8) с вставленными роликами (7), вид сверху, с внешней стороны:

Обойма для роликов (8) с вставленными роликами (7), другой ракурс:

Тормозная колодка (9), вид сверху, с внешней стороны:

Тормозная колодка (9), вид с обратной стороны. Этой стороной колодка обращена к барабану:

Рабочая поверхность тормозной колодки (9) после примерно 3100 км эксплуатации, этой стороной колодка обращена к рабочей поверхности тормозного барабана (10):

Тормозная колодка (9), вид со стороны, куда давят ролики (8), на фото можно видеть отметины в местах давления роликов:

Тормозной барабан (10) с напрессованным на него радиатором:

Тормозной барабан (10), обратная сторона:

Тормозной барабан (10), вид с другого ракурса:

Обратная сторона тормозного барабана (10), другой ракурс:

Шлицы крупным планом:

Шлицы крупным планом, вид с обратной стороны барабана:

Рабочая поверхность тормозного барабана (10). Как видите, на рабочей поверхности имеются две канавки, они нужны для отхода смазки:

Тормозной барабан (10) с установленной тормозной колодкой (9) для большей наглядности:

Тормозной барабан (10) с установленной тормозной колодкой (9), другой ракурс:

Только что мы рассмотрели все составные элементы переднего роллерного тормоза Shimano BR-IM55-F во всех деталях. Переходим к разборке и сборке.

Разборка и сборка роллерного тормоза

Мне не удалось найти в интернете ни одной инструкции по разборке конкретно моей модели роллерного тормоза — Shimano BR-IM55-F (актуально на момент написания этой статьи). Так что моя инструкция будет первой.

Конструкция Shimano BR-IM55-F предельно проста, так что не думаю, что у кого-то могут возникнуть проблемы с разборкой этого тормоза. Единственный момент, с которым может возникнуть вопрос — снятие крышки.

Для того, чтобы снять крышку, вставьте отвёртку и аккуратно подденьте крышку, сдвигая её вбок и вверх. Показываю на фото. Место, куда нужно вставлять отвёртку отмечено красным цветом:

Всё остальное предельно легко и просто разбирается, а вот собрать может оказаться чуть сложнее. Для этого я заснял процесс сборки поэтапно. Показываю.

Итак, берём тормозной барабан (10):

Затем устанавливаем три тормозные колодки (9) таким образом, чтобы между ними было равное по ширине пространство:

После устанавливаем обойму (8) с роликами (7) таким образом, чтобы выступ обоймы был направлен в пустое пространство между колодками:

Теперь нужно вставить рычаг-эксцентрик (6) так, чтобы он был повёрнут примерно чуть более чем на 90 градусов против часовой стрелки относительно выступа на обойме (8) с роликами:

Следующий этап — установка основы (5). Её нужно установить таким образом, чтобы три выступа на основе (5) совпали с соответствующими пазами в трёх колодках (9), для этого вращайте основу в разные стороны до тех пор, пока не поймаете нужное положение. После вставьте основу (5) до упора. Обратите внимание, что рычаг-эксцентрик (6) должен проходить через отведённое для него окно в основе и ложиться поверх неё, а выступ роликовой обоймы (8) также должен проходить в отведённую для него прорезь фигурной формы:

Переходим к установке возвратной пружины (4) обоймы (8). Один конец этой пружины должен встать в выступ обоймы, а другой в отведённый для него выступ на основе (5):

Далее нужно установить возвратную пружину (3) на деталь (2), передающую усилие с тросика на рычаг эксцентрик (6). Для этого установите Г-образный конец возвратной пружины (3) в специальный упор детали (2) как на фото:

После нужно установить деталь (2) на основу (5). При этом прямой конец возвратной пружины (3) должен встать в соответсвующий выступ на основе (5), а рычаг-эксцентрик (6) в соответсвующий паз детали (2):

Финальный шаг — установка крышки (1). Если крышка не защёлкивается, то убедитесь в том, что возвратная пружина (3) рычага-эксцентрика не мешает установке детали (2). Вот мы и получили тормоз в сборе:

Как видите, конструкция тормоза предельно простая и герметичностью тут даже не пахнет. Поэтому роллерный тормоз нельзя смазывать жидкой смазкой, по причине того, что она оттуда просто-напросто вытечет.

Если у кого-нибудь из вас возникнут проблемы со сборкой, я могу выложить ещё более детальные фотографии с цветовой маркировкой для предельной наглядности. Если нужно, пишите в комментариях.

На этом завершаю, спасибо за внимание!