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
1377(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
Свежие мемы и троллинг про автомобили – от BMW до Шварценеггера

Безумный пикап Илона Маска, огромные фальшрадиаторные решетки BMW, Грета Тунберг... Что еще становилось темой для шуток в автомире в последние месяцы?

Б/у Renault Logan II: надо ли выбирать между стилем и живучестью?

Седан второго поколения стал выглядеть действительно неплохо. Но сохранил ли он легендарную надежность первопроходца?

Что интересного произошло на дорогах России за неделю

Дайджест автомобильных новостей из регионов РФ на конец июля.