Вход в систему
АВТО ЭЛЕКТРОНИКА
ELR.jpeg

В рамках автосалона в Детройте Cadillac представила первое в истории компании серийное гибридное купе, получившее название ELR. Машина Cadillac ELR приобрела модернизированную в...

ELR.jpeg

В РАМКАХ АВТОСАЛОНА В ДЕТРОИТЕ CADILLAC ПРЕДСТАВИЛА ПЕРВОЕ В ИСТОРИИ КОМПАНИИ СЕРИЙНОЕ ГИБРИДНОЕ КУПЕ, ПОЛУЧИВШЕЕ НАЗВАНИЕ ELR.

Cadillac ELR приобрела модернизированную в...

система автоматического вождения

Немецкая компания производитель авто компонентов Continental совместно с компанией BMW X3 планируют начать разработку системы автопило...

Audi A6 3.0 TDI Electric Biturbo

Гибридный автомобиль – эффективное, современное и экологичное средство передвижения, имеющее смешанную силовую установку. Как правило, это комбинация двигателя внутреннего сгора...

Главная

ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА

тормозная система

Один из важнейших элементов управления автомобилем, тормозная система, устроена довольно просто. Однако за конструктивным аскетизмом отдельных узлов кроется кропотливая работа инженеров и многолетний опыт испытаний. Выбор материала, взаимодействие механизмов, условия эксплуатации – все имеет принципиальное значение в работе совершенной тормозной системы.

Барабанные и дисковые тормоза – сравнение характеристик

Принципиальное различие между дисковыми и барабанными тормозами состоит в механике воздействия на тормозной щит. В первом случае тормозные колодки мгновенно прижимаются к щиту всей поверхностью с обеих сторон, во втором – пятно контакта увеличивается постепенно. Соответственно, скорость срабатывания дисковой тормозной системы в разы выше, чем у барабанного механизма, а с учетом постоянно увеличивающихся динамических характеристик современных автомобилей данный критерий выходит на первое место.

Важное преимущество барабанной тормозной системы, эффект механического самоусиления, почти потеряло свою актуальность с повсеместным внедрением антиблокировочных устройств. Они просто не дают колодкам полностью прижиматься к щиту, вследствие чего максимальное усилие в процессе торможения так и не достигается. При этом увеличивается общее количество контактов узлов между собой и их износ, что уменьшает ресурс тормозной системы – согласно последним исследованиям, на 10-30 %.

Проблема износа тормозных устройств заставляет по-другому взглянуть на возможности обеих систем. Дисковые тормоза за счет открытого расположения отлично охлаждаются, а образовавшиеся в процессе трения частички не превращаются в опасную абразивную пыль, а просто уносятся ветром. В барабанном механизме все обстоит с точностью до наоборот, но зато он закрыт от внешней среды и менее подвержен воздействию влаги и грязи. При этом заменить выработавшие свой ресурс узлы проще на дисковых тормозах, поэтому на автомобилях, адаптированных к спортивному стилю вождения, чаще устанавливается эта, более дорогая тормозная система. Тогда как удел барабанных тормозов – тяжелые и медлительные грузовики и автобусы.

Вакуумный усилитель в современной тормозной системе

Конструктивно данное устройство представляет собой две камеры, разделенные подвижной мембраной. В одной из них искусственно создается вакуум, вторая сообщается с внешней средой. Согласно законам физики, атмосферное давление при этом оказывает на мембрану сравнительно большое усилие и сдвигает ее вместе с жестко закрепленным главным поршнем тормозной системы. Величина этого усилия измеряется в сотнях ньютон, что позволяет быстро создать необходимое давление в гидравлической системе тормозов.

Устройство работает в «следящем режиме» и развивает усилие, прямо пропорциональное силе давления ноги водителя на педаль тормоза. Система состоит из простых механических узлов, всегда срабатывает автоматически и не нуждается в калибровке – до тех пор, пока не выйдет из строя. Совершенствование технологий позволило разработать инновационные тормозные системы, в которых человеку за рулем достаточно приложить усилие порядка 3-4 кг, чтобы создать максимальный тормозной эффект. Достигается это за счет использования двухмембранных вакуумных усилителей – увеличение количества мембран приводит к повышению КПД и снижению габаритов всего узла, что немаловажно для современных сверкомпактных автомобилей.

Материалы для узлов тормозной системы

Практически все фрикционные колодки изготавливаются из одинакового сырья – смеси металлического порошка или стружки с фенольными смолами и производными каучука. Различаются лишь пропорции компонентов, но от содержания того или иного вещества напрямую зависит коэффициент трения, который является основным свойством сменных тормозных накладок. Как правило, его величина лежит в диапазоне 0,35-0,45 – более низкие значения непригодны для эффективного торможения на больших скоростях. А при большом коэффициенте, от 0,5 и выше, время от начала приложения усилия до полной блокировки колес уменьшается до опасно малой величины, что чревато частыми заносами.

Куда больше разнообразия наблюдается в выборе материалов для производства тормозных дисков. Традиционно, самым распространенным и дешевым считается чугун – благодаря своим неплохим фрикционным свойствам. Однако он весьма чувствителен к перегреву и вообще к перепадам температур, подвержен коррозии и довольно тяжел. Альтернативой считаются диски, изготовленные из нержавеющей стали, и отличающиеся куда большей долговечностью и выносливостью при меньшем весе. А их низкий коэффициент трения легко компенсируется увеличением площади рабочей поверхности – так устроена стандартная тормозная система на многих моделях автомобилей среднего класса.

Массового перехода на карбоновые тормозные диски не произошло по целому ряду причин, но главной, конечно же, является их огромная стоимость, сравнимая с ценой всей машины. Карбон на порядок легче и прочнее стали, практически не боится перегрева и не коробится. Но вот парадокс – в холодном состоянии карбоновые тормоза показывают худший результат, чем стальные, так что перед каждой поездкой их необходимо прогревать. А непомерно высокие фрикционные свойства просто не позволяют использовать их для плавного замедления – автомобиль с карбоновыми тормозными дисками либо едет на полной скорости, либо останавливается, как вкопанный.

Конструкторы возлагают определенные надежды на керамические диски, на основе которых построена тормозная система Porshe 911. Керамика обладает впечатляющей долговечностью и не требует замены даже после 300 000 км пробега, по прочности и весу не уступает стальным сплавам, абсолютно не боится коррозии и высоких температур. Увы, хоть керамическая тормозная система и показывает отличные результаты в горячем состоянии, на холоде ее поведение просто отвратительно, а предварительный разогрев отнимает довольно много времени – больше, чем в случае с дисками из карбона. В списке недостатков керамических узлов числится и неприятный скрип при работе, но главное – непомерная стоимость таких дисков на сегодняшний день позволяет использовать их лишь в моделях премиум-класса, но никак не в серийных городских автомобилях.

Жидкость в тормозной системе – разновидности, свойства, особенности эксплуатации

На 93-98 % тормозная жидкость состоит из основы, в качестве которой сейчас применяются производные полигликоля, реже – силикона. Оставшаяся часть представлена целым комплексом разнообразных присадок, например, гидрофобных или препятствующих окислению жидкости. Точный состав определяется производителем для каждой конкретной модели, так как индивидуальная тормозная система адаптирована под те или иные параметры. Категорически запрещается смешивать разные типы тормозных жидкостей, а также использовать отличающиеся от заводских требований составы – это чревато нарушениями в работе всей системы и созданием аварийной ситуации.

При постоянной работе даже самая надежная тормозная система быстро перегревается, что приводит к закипанию жидкости. Образующиеся при этом пузырьки воздуха являются своеобразными пустотами – при создании давления в системе требуется время на их заполнение и это ухудшает реакцию тормозов на нажатие педали. Поэтому одним из базовых параметров тормозной жидкости считается высокая температура кипения, порядка 250 ?C. Однако в холодное время года существует опасность чрезмерного сгущения тормозной жидкости, что приводит к похожим проблемам. Дабы избежать их, необходимо использовать вещество с определенным коэффициентом вязкости.

К второстепенным свойствам жидкости относится их инертность по отношению к металлическим и резиновым деталям. Первые необходимо защитить от коррозии, вторые не должны разбухать или, напротив ссыхаться, так как все эти эффекты нарушают отлаженный процесс движения механизмов тормозной системы. Во многом это зависит от степени гигроскопичности жидкости, так как накопившаяся влага резко ухудшает практически все ее свойства. Для существенного снижения эффективности работы системы достаточно, чтобы содержание воды составило всего 2-3 % от общего объема тормозной жидкости.

Объективного способа оценки состояния данной субстанции нет – это задача для специализированной лаборатории. Тот факт, что содержимое бачка прозрачно и не имеет осадков, мало о чем говорит. Устройство тормозной системы не позволяет жидкости циркулировать, поэтому ее состав в разных узлах может существенно отличаться. Хорошо оснащенные автосервисы обладают оборудованием для измерения текущей температуры кипения, а производители указывают допустимые переделы значений и график замены жидкости. Но доводить до крайности не стоит – целесообразней проводить профилактику тормозной системы раньше регламентированного срока. При этом существует одно важное условие – тормозную жидкость необходимо заменять полностью, тщательно промывая всю систему. Просто долив некоторый объем свежего вещества, обновить состав всей жидкости не удастся, так как верхние слои практически не перемешиваются с нижними.

Вентилируемые тормозные диски

Возникающее при работе тормозной системы трение разогревает металл дисков до столь высоких температур, что он становится мягким и, под действием разнообразных сил, деформируется. Для решения этой проблемы диски делают полыми и снабжают системой зенкованных отверстий, через которые обеспечивается естественная вентиляция и охлаждение. При этом уменьшается вес узла и решается проблема удаления воды, которая играет роль смазки и ухудшает сцепление между диском и тормозной колодкой – а заодно и отводятся образующиеся при интенсивном трении газы.

Однако опыт интенсивной эксплуатации тормозных систем выявил серьезную проблему – при попадании влаги на раскаленный металл могут образовываться трещины. При этом именно отводящие отверстия становились точками концентрации напряжения, что, учитывая их количество, угрожало быстрым и полным разрушением диска. Частично данная проблема решалась увеличением размеров дисков и толщиной их стенок, а также уменьшением диаметров отверстий – так устроена тормозная система Ferrari. Но для серийных моделей такая конструкция была бы слишком дорогостоящей.

Одним из способов решения проблемы является создание на поверхности диска специальных наклонных канавок и выступов. Они служат направляющими для отвода воды и газов, которые под действием центробежной силы быстро удаляются и не накапливаются на диске. Одновременно выступы играют роль очищающих лезвий, которые срезают верхний слой нагара с колодок – если этого не делать с должной регулярностью, эффективность тормозной системы быстро снизиться. Правда, скорость удаления верхнего слоя таким способом значительно превышает необходимую, что приводит к слишком быстрому износу накладок и дополнительным расходам.

Оптимальным вариантом в настоящее время считается составной вентилируемый диск, в котором ступица и сам диск представляют собой два индивидуальных узла. Первый устанавливается на заводе-изготовителе в соответствии с заданными ТТХ модели, второй – подбирается владельцем автомобиля исходя из текущих задач. Сборные тормозные диски легче литых аналогов и обладают лучшим коэффициентом рассеивания тепла, но зачастую они изготовлены из иного материала, чем ступица. Дабы исключить опасные последствия разной скорости термической деформации, крепление делают не жестким, а плавающим. Величины зазора в доли миллиметра хватает для того, чтобы компенсировать расширение металла и обеспечить корректную работу системы. Но, увы, такие устройства очень чувствительны к грязи, что ограничивает их массовое применение.

Стандартная беда тормозных систем – взаимодействие осей

Передние и задние тормоза должны обладать одинаковой эффективностью торможения, иначе возникает риск преждевременной блокировки одной из осей. Это, в свою очередь, приводит к ухудшению управления автомобилем, заносам, потере устойчивости и т.д. Увы, эффективность работы тормозов – величина динамическая, которая порой меняется прямо на ходу, причем необязательно равномерно для передней и задней оси. Причиной может стать перегрев узла или попадание воды внутрь барабана – при оценке степени риска следует учитывать еще и вид тормозной системы, установленной на каждой оси.

Опасность нарушения баланса между передней и задней осями сохраняется даже при аккуратном стиле вождения. Причиной тому является неравномерный износ фрикционных колодок – в среднем менять их на передних тормозах приходится в три раза чаще, чем на задних. Также существует вероятность диспропорционального распределения нагрузки на правое и левое колесо, что также приводит к специфической выработке фрикционной поверхности. Визуально это определить крайне сложно, а попытка оценить степень износа по изменившейся реакции машины при маневрировании чревата созданием аварийной ситуации.

Многие производители оснащают свои фирменные тормозные системы датчиками степени износа, которые разделяются на механические и электронные. Первые подают звуковой сигнал тревоги – в виде громкого неприятного скрипа при работе тормозов. Вторые выводят его на приборную панель, где помещен специальный индикатор. Игнорировать эти сигналы крайне не рекомендуется во избежание нарушения взаимодействия осей при торможении.

См. также другие материалы об: использовании тормозных систем

Системы безопасности

0
Ваша оценка: Нет
Случайная статья
Geely_Emgrand_EC7.jpg

Популярный статистический интернет-портал «Bestsellingcarsblog» недавно опубликовал рейтинг «Топ 500» самых продаваемых автомобилей в мире. Нельзя сказать, что неожиданностью стало повышение рейтинговых мест китайских автомобилей, однако Geely Emgrand EC7 приятно удивила 143 местом, оставив позади многие имени...

НАРОДНЫЕ АВТОМОБИЛИ
Nissan

Член «большой тройки» японских автопроизводителей, компания Nissan, выпускает почти три десятка моделей легковых автомобилей – от компактов до роскошных внедорожников класса люкс. Модельный ряд Nissan включает в себя как «народные» автомо...

 хэтчбек Renault Clio.jpg

Общеизвестно, что хетчбеки пользуются большим спросом у автолюбителей. Учитывая это обстоятельство, производители стремятся достичь внушительных объемов выпуска востребованных на рынке машин.

Альянс Renault/Nissan в целях увеличения коли...

 Citroen C4.jpg

Моторная линейка седана включает три двигателя V 1,6 мощностью 115, 120 и 150 л.с. Представители Ситроен утверждают, что в настройки двигателя внесены изменения, коробка переключения передач перенастроена...

Кроссовер Honda Grosstour

В настоящее время в России продается полноприводный кроссовер Honda Crosstour, укомплектованный бензиновым шестицилиндровым двигателем объемом 3,5 литра. Мощность двигателя составляет 275 л.с. На этом кроссовере установлена пятиступенчатая коробк...