Деревянные тормоза
Первый автомобиль вышел в свет в 1885 году, благодаря усилиям немецкого инженера Карла Бенца. А вот тормозная система появилась несколько раньше: она состояла из рычага, который прижимал деревянный брусок к колесам, и устанавливалась на конные экипажи.
В сухую погоду такие тормоза отлично справлялись со своей задачей и останавливали транспортное средство на скорости до 30 км/ч. Но во время дождя надеяться на них было нельзя, так как эффективность системы стремилась к нулю. Решение заменить деревянные бруски пришло само собой, когда в конце XIX века братья Мишлен изобрели резиновые покрышки. Деревянные колодки просто перестали работать.
Ленточные тормоза
Чтобы останавливать каучуковые покрышки, придумали вот что: на колесе закрепляли тормозной барабан, а снаружи натягивали металлическую ленту с помощью механических рычагов. Водитель тянул рычаг в кабине, лента затягивалась вокруг барабана – и машина тормозила. Считается, что такую концепцию ленты-троса, обмотанного вокруг барабана, придумал Готлиб Даймлер в 1899 году.
Однако технически сырая разработка не прижилась. Во-первых, лента плохо себя показывала на подъемах: часто распускалась и переставала стягивать колесо, из-за чего автомобиль мог скатиться вниз. Во-вторых, лента легко перегревалась и быстро изнашивалась: ее приходилось менять каждые 200-300 км.
Механические барабанные тормоза
Система изобретена Луи Рено в 1902 году и считается основой современных тормозных механизмов. Принцип работы состоит в том, что чугунные колодки прижимались к барабану после нажатия на педаль тормоза. Однако такая система имела недостатки: летящая с дороги грязь приводила к коррозии и быстро разрушала металл.
Чтобы повысить надежность системы и продлить срок службы колодок, с 1910 года их стали прятать внутрь барабана, а вместо чугуна – использовать накладки на основе асбеста. Таким образом, интервал замены колодок увеличился до 1,5-2 тыс. км.
Гидравлические тормоза
Первые тормозные механизмы сложно было назвать удобными, так как требовалось немалое усилие, чтобы выжать педаль тормоза. Да и эффективность оставляла желать лучшего: разные колеса замедлялись неравномерно, водители теряли управление при торможении.
Исправить ситуацию помогла гидравлическая система, которую запатентовал Малькольм Лугхед в 1917 году. В ней усилие на колодку передавалось с помощью цилиндров, трубок и жидкости от педали, которая стала нажиматься значительно легче.
Однако первые версии гидравлических систем протекали, что приводило к отказу тормозов. Кроме того, при сильных морозах тормозная жидкость замерзала. Инженеры из Maxwell Motor Corporation изготовили резиновые манжеты, которые помогли улучшить систему и справиться с утечкой.
Дисковые тормоза
На самом деле дисковые тормоза появились намного раньше гидравлических, но до 50-х годов XX века не пользовались спросом. Инженерное решение Фредерика Уильяма Ланчестера издавало оглушительный визг, что впоследствии было решено асбестовой облицовкой колодок. Дешевый асбест использовался вплоть до 80-х годов, а потом комиссия ООН признала его вредным для здоровья людей и окружающей среды. Вместо асбеста стали использовать стальные волокна, мелкие абразивные компоненты и медь.
Переход на дисковые тормоза связан с тем, что автомобили стали разгоняться до 200 км/ч, их масса значительно увеличилась. Старая барабанная система уже не справлялась с такими нагрузками и сильно нагревалась. Сначала новинку внедрила американская компания Crosley Motors, после чего к ней перешли Mercedes-Benz, Renault и другие европейские автоконцерны.
Антиблокировочная система тормозов (ABS)
Изначально была разработана для самолетов в 1929 году французским авиаконструктором Габриэлем Вуазеном. И только через 7 лет инженеры компании Bosch запатентовали технологию блокировки колес ABS для автомобилей.
Однако на практике реализовать инженерные решения сразу не удалось из-за отсутствия цифровой электроники, моментально реагирующей на блокировку колес. И только в конце 70-х годов прошлого столетия с конвейера сошел первый серийный автомобиль Mercedes-Benz S-klasse с антиблокировочной системой тормозов. С 2004 года каждый новый европейский автомобиль обязан быть оборудован системой ABS.
Система автоматического торможения
Система появилась относительно недавно – в 2005 году, благодаря усилиям команды инженеров Mercedes. Для остановки автомобиля без участия водителя используются радары дальнего и ближнего действия, что позволяет в экстренной ситуации избежать ДТП. Эта технология быстро развивается, и ее можно найти в стандартной комплектации моделей премиум-класса.
Что ждет отрасль в будущем?
Все открытия, связанные с тормозами, сделаны давно, но производители тормозных систем не опускают руки и постоянно работают над улучшениями. Выделим основные тенденции:
- Внедрение электроники. Дает возможность убрать механическую связь между педалью и тормозами. Система сам определяет, какое усилие передать суппортам, и умеет адаптироваться под любой стиль вождения.
- Доработка колес. Например, Continental выпустила прототип, где вместо стандартного тормозного диска на ступице колеса, используется огромный обод. А суппорт находится внутри обода. Все это позволяет снизить вес тормозной системы.
- Совершенствование материалов и компонентов. Производители постоянно экспериментируют с новыми материалами, увеличивая стабильность и уменьшая вес колодок.
Тормозные системы все время меняются: инженеры ищут новые способы для безопасной остановки автомобилей, а производители работают над комфортом торможения, уменьшают вес деталей, совершенствуют тормозные составы и конструкции компонентов. Нет предела совершенству! Ждем, чем еще удивят нас гении автомира.