Сегодня тормозная система любого автомобиля — это сложный механизм, от которого во многом зависит безопасность дорожного движения, а инженеры проделали долгий путь от примитивных деревянных колодок до высокотехнологичных электронных систем с интегрированным искусственным интеллектом. Какие системы бывают сегодня и чего ждать в будущем, объяснил директор департамента маркетинга компании Febest Павел Пикин.
По оценке экспертов, инновации в тормозной системе позволяют снижать аварийность на 40%. Тем не менее, их внедрение требует баланса между технологичностью, надёжностью и стоимостью.
«Каким бы совершенным ни было оборудование, основа надёжности тормозов — в качестве материалов и регулярном техническом обслуживании. Игнорирование профилактики может стоить слишком дорого, особенно в условиях растущих скоростей и плотного городского движения», — отметил Павел Пикин.
Эксперт напомнил, что эволюция системы насчитывает тысячи лет, а ещё в Римской империи колесницы останавливали при помощи рифлёных башмаков, которые прижимались к колёсам рычагами. В XIX веке на переднюю ось конных экипажах устанавливались деревянные колодки, обитые кожей. На первых автомобилях Карла Бенца тормоза оставались механическими и изнашивались примерно за 1-2 тыс. км.
Первые дисковые тормоза с медными колодками были запатентованы Уильямом Ланчестером в 1902 году. Но тогда они были слишком шумными и уступали барабанным. В том же году Луи Рено запатентовал внутренние барабанные тормоза, которые стали стандартом в отрасли на десятилетия, тем более что благодаря применению асбестовых накладок ресурс деталей вырос до 5-10 тыс. км.
Со временем механизмы становились более совершенными. Гидравлический привод появился в 1921 году, его автором стал инженер Малкольм Локхид. Позднее появились вакуумные усилители (1928 год), алюминиевые барабаны с чугунными вставками (1940-е), двухконтурные системы (1960-е), ABS (1971).
При этом инженеры не переставали работать над совершенствованием систем. Так, в 1952 году одним из секретов успеха Jaguar XK120 на «Ле-Мане» стали дисковые тормоза.
Модернизация узла позволила сделать его не только более комфортным, но и массовым, так что к 1990-м годам они окончательно вытеснили барабанные на массовых моделях машин. Последние остались только на бюджетниках.
Современные тормозные системы делятся на рабочие — они обеспечивают замедление и остановку автомобиля, также стояночные и запасные. В ряде моделей (как правило, грузовиков и автобусов) также используется дублирующая система, которая нужна для поддержания управляемости и снижения нагрузки на основную систему.
Наиболее распространённой системой стали дисковые тормоза. Колодки здесь прижимаются к металлическому диску при помощи суппортов с одним или несколькими поршнями. Они быстро охлаждаются, обладают способностью к самоочистке и стабильно работают в любых условиях.
Барабанные тормоза лучше защищены от грязи, но на высоких скоростях менее эффективны, также они быстрее перегреваются. При этом они примерно на 30% дешевле, чем барабанные.
Чаще всего механизмы работают на гидравлическом приводе, то есть при помощи жидкости. На большегрузах более распространённым является пневматический привод, на гибридах и электрокарах — электрический и комбинированный. При этом электронные системы являются стандартом и устанавливаются на 95% всех новых автомобилей: речь идёт о ABS, ESP и EBD.
За последнее столетие заметно изменились и материалы, которые используются производителями комплектующих. На смену вредному для здоровья и экологии асбесту пришли фрикционные материалы и композиты с содержанием металла, а также керамика, каучук, графит. Наиболее распространённые — долговечный чугун, в более дорогих моделях используется алюминиевый сплав с чугунными вставками, а премиальные спорткары оснащаются керамическими и карбон-керамическими тормозами. Они выдерживают очень высокую температуру, служат до 300 тыс. км и способны эффективно тормозить на любой скорости.
По мнению эксперта, в ближайшие годы более широкое распространение получат технологии электронных систем торможения без механической связи между педалью и механизмами. Подобные технологии применяются в электромобилях и позволяют интегрировать рекуперацию энергии.
«После 2035 года ожидается появление полностью электрических тормозов с ИИ-управлением, способных прогнозировать дорожную ситуацию и заранее подготавливать систему к торможению — без жидкости, с шарико-винтовыми механизмами. Новые материалы: композиты с наночастицами. Такие технологии повысят безопасность, но одновременно увеличат зависимость автомобиля от электроники и создадут новые риски кибератак и уязвимость к взломам», — заключил Пикин.