Что может быть привычнее и эффективнее, чем дисковые тормоза? А ведь и они переживали взлеты и падения, годы забвения и мгновения триумфального возвращения в автомобилестроение.
Как дисковые тормоза сумели не только отвоевать место под солнцем, а и удержать позиции?
Первые визжащие тормоза
В конце 19 века автомобили были медленными, поэтому и тормоза были максимально простыми - изначально использовали каретную тормозную систему.
У того же Карла Бенца (изобретателя первого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания) тормозом служили рычаг и обшитые кожей накладки, которые и стали прообразом современных тормозных колодок. Но даже для медленных архаичных автомобилей такая система торможения оказалась малоэффективной (особенно на спусках) - кожаные накладки очень быстро стирались, их постоянно приходилось менять.
Но пионером мира ДТ стал Уильям Ланчестер из Англии, который в 1902 году запатентовал свое изобретение (которое, кстати, было очень похоже на велосипедные тормоза). Общая конструкция и принцип действия современных тормозов практически не отличаются от изобретения Ланчестера:
- на ось устанавливается сам тормозной диск (есть разные виды крепления);
- тормозной суппорт крепится к кузову на кронштейн;
- колодки вкладываются в посадочные места на скобах суппорта;
- внутри суппорта находятся цилиндры с поршнями. Когда водитель нажимает педаль, тормозная жидкость выдвигает поршни;
- поршень давит на тормозные колодки, которые смыкают тормозной диск, как клешня краба, и останавливают его .
Механизм хороший, но был один минус, и очень большой - омерзительный скрип, который появлялся, когда медные колодки прижимали металлический диск. Скрежет металла о металл - бррр! Конструкторы пожалели свои нервы, нервы водителей и пешеходов, и отказались от вопящих дисков.
Кроме того, дисковые тормоза Ланчестера совершенно не дружили с тормозной жидкостью тех времен. Дело в том, что в начале ХХ века “тормозуху” делали на спиртах или натуральных маслах, и закипала она на раз. Что совершенно противопоказано дисковым тормозам, которые очень сильно нагреваются в момент торможения.
Так автомобильный мир почти на 50 лет перешел на барабанные тормоза, задвинув дисковые в дальний ящик.
Из забвения в современность
Барабанные тормоза Луи Рено не имели альтернативы в первой половине ХХ века. Изобретение было настолько удачным, что до сегодняшнего дня не претерпело никаких существенных изменений или усовершенствований: конструкторы придумали фрикционные накладки для колодок, регулировочный механизм, два поршня вместо одного. Вот и все.
В ХХ веке мир значительно ускорился, развивающаяся торговля, гонки вооружений, войны требовали от человечества бОльших скоростей. И чем быстрее транспортное средство мчится, чем больше весит, тем сложнее его остановить. К 40-50-м годам скорости автомобилей выросли настолько, что барабанные тормоза стали сдавать позиции. Такая же беда была и с самолетами. В годы Второй мировой авиаконструкторы вспомнили о покрывшихся пылью дисковых тормозах и разработали эффективные самолетные суппорты.
Автоинженеры, которых тоже волновал вопрос, как остановить авто быстро и эффективно, не стали изобретать велосипед и переняли опыт у коллег-авиастроителей. В 1953 году дисковые тормоза доработали в компании British Girling и поставили на сверхсовременный по тем временам автомобиль Jaguar C-Type.
Так началась эпоха Ренессанса дисковых тормозов.
Американцам - новаторам автомобилестроения - стало обидно, что не они первые додумались до такого удачного конструкторского решения, и спустя целых 10 лет, в 1963 году конструкторы компании Chrysler выпустили автомобиль Studebaker Avanti с дисковыми тормозами современного типа.
Современность
Сегодня на большей части автомобилей установлены дисковые тормоза: либо только на передних колесах, либо на передних и задних - такие тормоза подразумевают более дорогую комплектацию автомобиля. Давайте обозначим их плюсы и минусы.
Плюсы:
- эффективность торможения выше (в сравнении с барабанными), так как больше пятно контакта;
- медленнее нагреваются и быстрее охлаждаются - благодаря открытой конструкции;
- за счет эффекта центрифуги (постоянного быстрого вращения) дисковые тормоза быстро самоочищаются;
- по мнению автомехаников, такой вид тормозов проще ремонтировать и менять.
А теперь о минусах:
- быстро изнашиваются колодки (снова в сравнении с барабанными): передние колодки необходимо менять через 30 тысяч км, а задние через 40 тысяч км;
- быстро изнашиваются диски: образуются задиры и царапины;
- дороже в обслуживании;
- могут скрипеть, если новые колодки не притерлись или неправильно подобраны, если нарушилась геометрия диска или он перегрелся. А если фрикционные накладки колодок стерлись до металла, дисковые тормоза будут верещать, как в 1902 году.
Виды дисковых ДТ
Самые простые и доступные среднестатистическому водителю - добротные, “народные” чугунные диски. Они хороши почти всем, кроме того, что быстро перегреваются. А когда перегреются, их сильно “ведет”.
Поэтому следующими в нашем рейтинге идут диски из нержавейки. Да, они менее износостойкие, в сравнении с чугуном, но и коррозии они подвержены меньше, и с легкостью выдерживают нагрев до 400 градусов по Цельсию.
А теперь о более специализированных дисках. Диски из углепластика, или проще говоря, карбоновые. Они легче, коррозии не подвержены и обладают высоким коэффициентом трения. Такие диски гораздо дороже чугунных или из нержавейки, поэтому их чаще используют на спорткарах, где их высокая стоимость оправдана.
Керамические диски - это сегмент лакшери, для элитных авто, супер- и концепткаров. Они на голову выше своих предшественников практически по всем параметрам, и выдерживают нагрев до 1000 градусов. И стоимость их, соответственно, выше - на жигули не поставишь.
С конвейера выходят автомобили с вполне подходящими дисковыми тормозами, то есть с достаточной охлаждающей способностью для данного конкретного автомобиля. И если водитель не лихач, то тормоза в тюнинге или замене не нуждаются.
А если водитель любит агрессивный стиль вождения или хочет создать видимость спортивного (или полуспортивного) автомобиля, придется подумать о дисковых тормозах с более высокой охлаждающей способностью.
Как мы выяснили, керамические, карбоновые и карбоно-керамические диски - удовольствие не из дешевых, а так хочется почувствовать себя звездой “Форсажа”.
В этой ситуации на помощь приходят перфорированные диски. Этот вид тормозов пришел к нам от автогонщиков, которые хотели увеличить охлаждающую способность тормозных дисков до максимума. 40 равномерно расположенных отверстий на диске отлично вентилируют и охлаждают. Из минусов: если диски некачественно отремонтировали или неправильно установили/эксплуатировали, по отверстиям перфорации могут пойти трещины.
Чтобы увеличить коэффициент охлаждения, можно использовать слотированные диски. Вместо отверстий на дисках сделаны изогнутые пазы (обычно от 6 до 9), через которые циркулирует воздух, охлаждая диск. Способ охлаждения тот же, но вероятность появления трещин гораздо ниже. Да и протяженность пазов позволяет охлаждать всю поверхность диска, в отличие от точечного охлаждения при помощи перфорации. Слотированные дисковые тормоза более эффективны, чем перфорированные, но быстрее изнашиваются - и это их основной минус.
Теперь, зная историю дисковых тормозов, их выигрышное отличие от барабанных, и разновидности материалов, вы без труда сможете выбрать наиболее подходящие тормоза для вашего автомобиля.