К списку статей

7 февраля, 11:02

Илья Лабурнумов

Диски, барабаны, карбон и керамика, или Почему барабанный тормоз до сих пор в строю

7 февраля, 11:02
787(1)
0
Илья Лабурнумов

Задавались вопросом, почему современные дисковые тормоза до сих пор не вытеснили своих древних барабанных коллег окончательно? Ведь всем известно, что диски эффективнее и проще в обслуживании. Я уж не говорю о всяческих навороченных схемах типа керамики или карбона – те вообще с другой планеты… Кстати, про них сегодня тоже поговорим. Но древние, как мамонт, барабаны?.. Эта устаревшая конструкция встречается поголовно на всей строительной, грузовой и военной технике, да и легковушки недорогого сегмента почему-то не спешат с ними расставаться. Стало быть, есть на то объективные причины? Есть.

По теме >>> Появилась опция для водителей, которые путают педали газа и тормоза

Барабанные тормозные механизмы

Начнём, что называется, с азов. Принцип работы барабанного тормоза – в распирании фрикционными накладками тормозного барабана изнутри. Распираются они гидравлическим цилиндром с тормозной жидкостью. А так как сам барабан крепится к вращающейся ступице (читай – колесу), то за счёт давления на его внутреннюю стенку колодками барабан замедляет вращение – машина тормозит. Это в двух словах. А теперь давайте попробуем тезисно описать все плюсы и минусы подобной схемы.

Устройство барабанного тормоза Устройство барабанного тормоза (сам барабан снят и на иллюстрации не присутствует)

Плюсы:

  • Прежде всего, это защищённость от агрессивного воздействия внешней среды. Помните про строительную и прочую тяжёлую технику? Вот именно поэтому барабанный тормоз и прижился там давно и надолго. Регулярного перемещения по грязи, песку и прочим неасфальтовым поверхностям нежный дисковый тормоз долго терпеть не будет: абразив просто исцарапает рабочую поверхность самого диска, да и резиновые пыльники такого издевательства не вынесут. Барабану же всё по барабану: рабочие механизмы надёжно закрыты от всех тягот внедорожной службы. Конечно, стопроцентной герметичности обеспечить практически невозможно, но в любом случае для тяжёлых условий этот тип куда более пригоден.
  • Ресурсность. Замена колодок в барабанных тормозах требуется в разы реже, чем в дисковых.
  • Относительная дешевизна. Как сам барабан, так и его колодки стоят значительно меньше, нежели тормозной диск и пара колодок к нему. Именно поэтому таким типом до сих пор оснащаются многие бюджетные городские машинки народного сегмента в базовых комплектациях. Тем не менее, из этого же и вытекает основной недостаток барабанов, о чём далее.

Барабанные тормоза Фото: «ЭкспрэшнКайл»

Минусы:

  • Низкая эффективность по сравнению с дисковым механизмом. И это, пожалуй, махом перечёркивает все плюсы. Соответственно, уже давным-давно ни на одном спортивном автомобиле вы такого анахронизма не встретите. Да что там спортивные: даже на АвтоВАЗе освоили машины с дисками вкруг! Именно поэтому барабаны либо уходят от легковых автомобилей совсем, либо ставятся только сзади и только на самых дешёвых моделях.
  • Плохой теплоотвод. Следует из самой конструкции механизма. Очевидно, что при работе любой тормоз сильно нагревается. И если у дискового механизма все рабочие поверхности активно обдуваются естественным потоком воздуха, то в барабанах все трущиеся детали «жарятся» под крышкой самого барабана.
Почему, если на машине есть и диски, и барабаны, вторые всегда стоят на задней оси, но никак не наоборот? Всё просто. При торможении, по всем законам физики, машина клюёт носом вперёд – вся масса по инерции стремится продолжить движение. Задняя же ось при этом разгружается. То есть передние колёса нужно «зажимать» сильнее, тогда как на задних особого смысла в мощных механизмах нет. Именно поэтому более эффективные устройства работают спереди, где нагрузка больше, а барабаны выполняют вспомогательную роль на задней оси. Разумеется, всё это относительно, и на тяжёлых и мощных машинах даже задним колёсам необходимы мощные средства замедления (=диски).

Больше интересного >>> ABS и ESP : датчики одни, функции разные. Разбираем принцип действия

Здесь стоит отметить, что придуманы и вполне эффективные схемы барабанных тормозов. Но конструкция их сложна и громоздка, а серийное производство неоправданно дорого для конвейера. Именно тот случай, когда овчинка выделки не стоит – проще поставить диски. Кстати, а что с их отличительными чертами?

Дисковые тормозные механизмы

Как дальнейшее развитие барабанов диски имеют перед ними ряд ключевых преимуществ. Хотя и без недостатков, разумеется, не обошлось. А принципиальное отличие от «барабашек» заключается в том, что тормозные колодки не распирают вращающуюся с колесом часть изнутри, а зажимают её снаружи. В общем случае это более эффективно.

Суппорт дисковых тормозов работаВполне наглядная схема работы однопоршневого суппорта. (фото: hitmind.ru)

Плюсы:

  • Эффективность. Как ни крути, а диски по данному показателю бьют барабаны наповал. Сюда входит в том числе и теплоотвод – механизм открытого типа охлаждается однозначно лучше. А это значит, момент перегрева тормозной жидкости сдвигается в позднюю сторону. Да и само замедление автомобиля при одинаковых исходных данных у дисков будет интенсивнее, нежели у барабанов.
  • Компактность. Это видно даже невооружённым взглядом: массивная «кастрюля» барабанного тормоза обычно сопоставима по диаметру с аналогичным дисковым механизмом, притом что по толщине явно больше, чем даже самая широкая часть дискового тормоза – суппорт. В эпоху тотальной борьбы за граммы и миллиметры это весомый аргумент.

Спортивный дисковый тормоз SubaruСпортивный дисковый тормоз. Мощный суппорт с шестью цилиндрами и тормозной диск с пылеотводящими насечками. (фото: Subaru)

Минусы:

  • Дисковые тормозные механизмы дороже барабанов. Как по удельной стоимости производства для конвейера, так и в обслуживании. Тормозные диски нагреваются значительно сильнее барабанов, а следовательно, должны изготавливаться с учётом высоких термических нагрузок. Отсюда более дорогие сплавы и технологичность производства. С колодками ровно то же самое.
  • Очень не любят незапланированных заездов в лужи. Дело здесь в том, что если у барабана фрикционная поверхность (к которой прилегают колодки) закрыта от брызг и открытой воды, то у дисков всё снаружи. Любой автомобильный форум вам расскажет десятки примеров, когда обычная лужа после затяжного торможения оказывалась для дисков фатальной. Он просто не выдерживает резкого перепада температур и деформируется. Отсюда внезапные биения, зачастую на совершенно свежих тормозах.
  • И снова противопоставление плюсам барабанов – боятся грязевых ванн и прочего экстрима. Достаточно полчасика хорошенько прохватить в режиме «ралли» по какому-нибудь карьеру или раскисшему полю – и проточки от камушков и иного абразива на рабочих поверхностях тормозных дисков неизбежны. Конечно, не всегда это влечёт неминуемые последствия. Но лучше от таких упражнений штатным гражданским тормозам точно не станет.

И как вы уже знаете, по совокупности качеств дисковые тормоза давно и прочно заняли место победителя, практически вытеснив своего престарелого собрата с рынка легковых автомобилей. Но одними чугунными дисками и барабанами дело не ограничивается. Давайте немного пройдёмся по некоторым интересным и не особо распространённым схемам тормозных систем.

Карбон-керамические тормоза

Вообще, стоит пояснить, что большинство производителей трактуют подобную технологию немного по-своему, отчего у неподготовленного пользователя возникает путаница в понятиях. И поэтому, давайте сразу расставим точки над «Ё»: керамические, композитные и карбон-керамические тормоза – суть одно и то же.

Карбон-керамический тормоз Mercedes-AMGКарбон-керамический тормоз от спортивного подразделения AMG (Mercedes-Benz)

В подобных системах и тормозной диск, и материал колодок изготавливаются не из металла (плюс асбест или его заменитель в колодках), а из тугоплавкого композитного материала. Классический состав включает в себя металл, керамику и карбоновые волокна. Всё это по определённой технологии смешивается и запекается при высокой температуре в форме необходимых деталей (диск или фрикционная накладка колодки).

Из преимуществ:

  • отменная устойчивость к перегреву
  • небольшой вес (в 1,5-2 раза меньше чугунного сплава обычного диска)
  • отсутствие назойливой чёрной пыли в процессе работы

Ну а в недостатках:

  • прежде всего цена за комплект, сравнимая иной раз со средним подержанным автомобилем.
  • необходимость предварительного прогрева для нормального торможения

Очевидно, что позволить себе такую систему могут очень немногие, да и не нужно оно для абсолютного большинства автовладельцев. Машины подавляющего числа типичных «гонщиков» не смогут обеспечить керамике даже нормальный выход на рабочую температуру.

Читайте также >>> Что "пшикает" в спортивных машинах? Изучаем блоу-офф, байпас и вестгейт

Карбоновые тормоза

Исключительно гоночная технология. Здесь диски и накладки запекаются именно из карбона (углеволокна). Только прогревочная температура приближается к 400 (!) градусам. Массово не производятся, хотя под заказ делают несколько частных фирм-производителей. Об эффективности и стоимости говорить не имеет смысла.

Полностью карбоновые тормоза – диск и колодкиПолностью карбоновые тормоза – диск и колодки. (фото: drive2)

Прочие системы

Конечно, за несколько десятилетий развития автомобилестроения экспериментов с тормозами было множество. Кстати, многие архаичные решения применяются до сих пор – тот же трансмиссионный тормоз на тяжёлой технике, который стопорит трансмиссию, а не сами колёса. Но процентов 99 от всей массы машин на сегодняшний день обходятся старыми добрыми дисками и барабанами, изготовленных из давно обкатанных и дешёвых в производстве сплавов.

# Опыт эксплуатации
Комментарии (0)
Добавить комментарий
Авторизация через аккаунты в соцсетях
Вам может понравиться
Гид по электромобилям: модели, доступные на рынке. Часть 1
1

Пожалуй, уже можно констатировать, что вектор развития автомобилестроения определен как минимум на ближайшее десятилетие. Это тотальная электрификация частных автомобилей. Какой же выбор есть сегодня у покупателя?

​Кто такой Роберт Шварцман? Рассказываем о российской надежде Ferrari

Этот парень прямо сейчас побеждает сына Михаэля Шумахера, а в паддоке ожидают его скорого прихода в «Формулу-1».

Alfa и ее Romeo
1

24 июня автомобильный бренд с одним из самых красивых имен отмечает 110-летний юбилей. Хороший повод вспомнить о замечательных людях, без которых марка не стала бы той самой «Альфой», которую мы знаем и любим.