статьи   

09.10.2009 (№ 37) В ТЕМУ

Тормоза: вчерашнее, настоящее и будущее




-

Тормоза, наверно, самая алогичная система современного автомобиля. Пока одни лучшие умы человечества бьются над созданием более мощных, быстрых и экономичных моторов, другие, причем не менее талантливые, разрабатывают системы по их эффективной остановке. Самым надежным способом поглощения кинетической энергии движущегося предмета была и остается сила трения. Именно она является основой подавляющего числа тормозных систем. Но не исключено, что в ближайшее время и этот уже классический вариант может претерпеть существенные изменения.

Окончание, начало в № 36.

 

 По сравнению с карбоновыми колодками, которые пока можно считать далеким будущим «тормозной» индустрии, композитные керамические системы имеют куда более реальные перспективы. Конечно, они уступают превосходному коэффициенту трения карбона, но тоже имеют целый ряд преимуществ по сравнению с классическими тормозными материалами. Ну, во-первых, значительно меньшая удельная масса тормозных элементов. Во-вторых, стабильность тормозных характеристик при росте температуры, а также плавность замедления в «холодном» цикле. Да и срок службы «керамики» в несколько раз превышает современные конвейерные аналоги. Но есть у этого материала свой большой недостаток – это его дороговизна. Поэтому позволить такие тормоза могут только престижные бренды. Например, такие как Porches.

 

Компания DBA запатентовала передовую технологию системы вентиляции тормозного диска. Назвали такие диски Kangaroo Paw, или «Лапа Кенгуру». Название обусловлено не столько тем, что компания австралийская, сколько тем, что в разрезе перемычки между двумя половинками диска напоминают след кенгуру. Благодаря тому, что 144 столбика имеют особую форму и расположены в определенном порядке между двумя сторонами тормозного диска, создается эффект ротора. Вращение диска приводит к образованию турбулентности воздуха внутри диска, увеличивая его скорость. Это приводит к тому, что горячий воздух буквально выталкивается из внутридискового пространства, способствуя более интенсивному охлаждению.

 

Но все-таки поговорим о чем-то более реальном. Барабанные тормоза и сейчас часто встречаются на автомобилях. Как и дисковые, они имеют ряд достоинств и недостатков, которые зачастую определяют область их применения. «Барабаны» по-прежнему дешевле и проще в производстве. Их часто устанавливают на заднюю ось, а на Западе задние дисковые тормоза до сих пор на ряде машин остаются лишь опцией.

«Барабаны» имели преимущество перед ранними дисковыми тормозами еще и потому, что конструктивно обладают эффектом механического самоусиления. Благодаря тому, что нижние части колодок связаны друг с другом, трение о барабан передней колодки усиливает прижатие к нему задней колодки. Этот эффект способствует многократному увеличению тормозного усилия, передаваемого водителем, и быстро повышает тормозящее действие при усилении давления на педаль.

 

Простота, дешевизна и низкие требования к системам управления тормозами в наш стремительный век сводятся на нет одним очень важным обстоятельством. Поскольку, как многим должно быть известно, при торможении кинетическая энергия посредством трения тормозных колодок о барабан (или диск) преобразуется в тепловую энергию (т. е. тормоза нагреваются), необходимо эффективно это тепло рассеивать.

И вот тут барабанные тормоза проигрывают дисковым, поскольку рассеивают тепло не слишком хорошо. Это происходит потому, что фрикционные накладки находятся внутри барабана. Такой серьезный недостаток приводит к целой цепи проблем. Чрезмерный нагрев может вызвать деформацию барабана. Это, в свою очередь, приводит к тому, что тормозные накладки прилегают к нему неравномерно.

 

Все это снижает тормозящее действие (особенно при частом оттормаживании). Вот почему на скоростных машинах барабанные тормоза даже сзади уже не встретить. Применение оребренных алюминиевых или недеформируемых усиленных стандартных «барабанов», использование более широких и длинных накладок позволяют несколько снизить эти проблемы, но тогда уходят все достоинства барабанных тормозов: низкая цена, простота изготовления и т. п., а результат не так уж сильно заметен.

 

Российская авиакосмическая промышленность предложила иную технологию. На ее основе созданы тормозные диски из силициума, то есть кремния. Такие диски использует, в частности, Ducati на своих мотоциклах. Кремниевые тормозные диски сочетают коэффициент трения чугуна и легкость углепластика. По подобной схеме производит диски для мотоциклов компания SICOM. Их диски из композита кремний-карбид-углерод по твердости сравнимы с алмазом и способны работать при температурах до +1400оС (температура плавления чугуна – около 1200оС, а чистого железа – более 1500оС). Понятно, почему такие тормозные диски практически незаменимы для авто- и мотоспорта.

 

Как уже упоминалось, тормозные колодки бывают разными. И дело не в конструкции и дизайне. Весь секрет интенсивности тормозной системы таится в качестве фрикционных накладок, которые и осуществляют торможение. Фрикционных смесей, из которых и изготавливают тормозные накладки, существует великое множество. У каждой фирмы своя рецептура и свои ингредиенты. В состав смеси могут входить 15 и более различных компонентов. Их пропорции четко выдержаны. Любое изменение доли того или иного компонента может существенно изменить свойства будущих тормозных накладок, вплоть до их полной неработоспособности. Основа фрикционной смеси – армирующий компонент. От него зависит прочность, термостойкость и стабильность тормозных свойств изделия.

 

 Сложились устойчивые виды фрикционных изделий, получившие свое название по армирующему компоненту. Выделяются асбестовые, безасбестовые и органические (на основе органических волокон) компоненты.

Первыми в качестве армирующего элемента стали использовать асбест. Вредность этого материала для человека известна: во время торможения, когда происходит трение асбестовой накладки о диск, образуется мельчайшая пыль, которая очень токсична и опасна для человеческого организма и окружающей среды. Крупнейшие автопроизводители мира уже давно отказались от установки асбестовых тормозных колодок на свои автомобили, хотя некоторыми производителями, в частности Россия, до сих пор их выпускают.

 

Безасбестовые представляют собой фрикционный материал, в котором роль армирующего компонента выполняют иные составляющие. Это может быть стальная вата, медная, латунная стружка, различные полимерные композиции и т. д. Самые современные на данный момент фрикционные материалы выполняют на основе органических волокон.

 

Говоря о тормозах, нельзя не сказать и о системах, с ними связанных. ABS – первое, что вспомнит автомобилист, если его спросить о тормозной системе современных автомобилей. Гениальное по своей сути решение, спасающее очень много жизней и автомобилей. ABS работает по принципу пульсирующего торможения. Например, при проезде по заснеженному участку дороги неожиданное препятствие вынуждает водителя затормозить. Дорога скользкая, и обычно при резком торможении на таком покрытии колеса, не имея надежного сцепления, блокируются тормозными колодками и превращаются в лыжи. ABS не позволяет этому случиться. Специальные датчики, расположенные в каждом колесе следят за тем, вращается колесо или нет. Если при торможении одно или несколько колес полностью перестают вращаться, система автоматически отпускает тормозные колодки, колесо проворачивается и вновь подтормаживается. Такая пульсирующая подача тормозного усилия исключает блокировку колес.

 

Следовательно, автомобиль не испытывает заносов и становится более управляемым. Другая система - Brake Assist, или «Помощник Тормозов». Эта система позволяет при экстренном торможении повысить усилие, прикладываемое водителем на педаль тормоза, увеличив давление тормозной жидкости, подаваемое на рабочие тормозные цилиндры суппортов. Тем самым увеличивается прижимная сила колодок к диску, и торможение становится более эффективным.

 

И в заключение, немного об эксплуатации. Основной враг тормозных колодок – частые и резкие торможения, вызывающие перегрев и ускоренный износ указанных выше узлов. Это прямой путь к покупке колодок каждые 15-20 тысяч километров. Учитывая цену хороших колодок и стоимость их замены на фирменном сервисе, удовольствия мало. Затяжное торможение – еще одна причина износа колодок, которой грешат многие автолюбители. Особенно при спуске в горной или холмистой местности. Автомобиль при этом начинает разгоняться, и водитель инстинктивно нажимает на тормоза. Но при длительном торможении передние и задние колодки перегреваются, и эффективность их работы падает. Поэтому кроме износа колодок, к концу затяжного спуска вы можете остаться вообще без тормозов.

 

Испортить колодки может вода и слякоть, поэтому во избежание «намокания» передних и задних тормозных колодок следует избегать при движении на автомобиле больших ям, заполненных водой. Кстати, именно по этой же причине износ тормозных колодок в межсезонье увеличивается.

 

Проблема, которую опытные водители посчитают наивной. Это езда на ручном тормозе. В прямом смысле. Иногда водители забывают выключить ручной тормоз и едут на нем! Либо не полностью его выключают. Поэтому при начале движения обязательно проверьте, выключен или нет ручной тормоз.

 

Минимальная  толщина тормозных дисков обычно оговаривается в инструкциях. Обычно производители допускают износ примерно по миллиметру на сторону. Пренебрежение инструкцией и износ диска до «состояния бритвы» может иметь печальные последствия. При слишком малой толщине тормозного диска после 50% износа тормозных колодок поршни тормозных цилиндров выдвигаются чересчур далеко, что приводит к их перекашиванию, коррозии и заклиниванию. В таких случаях автомобиль обычно плохо тормозит, при торможении стремится вырвать руль из рук, пропадает накат, увеличивается расход топлива, тормозная педаль становится очень тяжелой. Тонкий диск может треснуть, особенно если несимметричны нагрузки от колодок. К тому же он быстрее перегреется при экстренном торможении, и «поджаренные» колодки уже не смогут остановить автомобиль.

 

При выборе тормозных колодок для замены не следует экономить. Если вы приобретете и установите качественные тормозные колодки, вам их хватит не менее чем на 40 000 км пробега при эксплуатации автомобиля в городском цикле. Приобретая и устанавливая некачественные тормозные колодки, вы рискуете не только быстрым их износом или скрипом при торможении, который вскоре будет вашим непременным спутником, но и гораздо большим - своей безопасностью на дороге. При выборе тормозных колодок следует ориентироваться в первую очередь на цену и качество упаковки. Обратите внимание также на заводское клеймо, сделанное краской или методом тиснения. Заводское клеймо легко можно отличить от кустарного.

 

Но на «китайских» заводских подделках клеймо может быть очень похоже на фирменное. Поэтому при покупке обязательно потребуйте сертификат соответствия на данный тип колодок у продавца. Завод предоставляет сертификаты каждому покупателю. Если подлинность сертификата вызывает сомнение – рисковать не стоит.

В комплект качественных тормозных колодок, как правило, входят демпферные пластины, смазка, фиксирующие пластины и т. д. Диапазон стоимости фирменных тормозных колодок колеблется примерно в приделах от 60 до 150 у.е.

Кстати, и после замены передних тормозных колодок нужно обратить внимание на эффективность торможения. Если она стала хуже и не восстановилась после приработки накладок (пробег около 200-300 км), их коэффициент трения низок, лучше поставить другие.

 

Подготовила Сана Шильдик.

 



Комментарии: обновить

к данной статье нет комментариев.
 


Добавить комментарий:
имя :

текст :

код :






   

Реклама
 Авторские статьи
Темпераментный Пегас
Темпераментный Пегас Появление спортивного автомобиля под названием Pegaso на парижском автосалоне 1951 года вызвало неод...

Необычные слова из мира автотюнинга
Необычные слова из мира автотюнинга Владельцы нестандартных машин общаются на своем особом языке. Предлагаем вам научиться их понимать.....

Совершенный спортседан. Porsche Panamera
Совершенный спортседан. Porsche Panamera Круто ли быть инженером Porsche? Чтобы ответить на этот вопрос, надо понять одну простую штуку: в ка...



 

Опрос
Как часто вы заходите к нам на сайт?
 




Ежедневно
2-3 раза в неделю
В среднем 1 раз в неделю
Не чаще 1 раза в месяц
Зашел сюда случайно...






Авто календарь