Диски против барабанов
Почему у одних машин все тормоза – дисковые, а у других передние дисковые тормоза сочетаются с задними барабанными? Какая система лучше? Что такое вентилируемые дисковые тормоза? И для чего нужны тюнинговые тормозные диски с отверстиями? Эти вопросы задаются часто наравне с другими, касающимися тормозов. Давайте же найдем на них ответы.
Барабанные тормоза для всех четырех колес были стандартом в течение многих лет. В тормозной системе такого типа поршень подвергается гидравлическому давлению и, в свою очередь, толкает наружу колодку изогнутой формы. При этом фрикционный материал, наклепанный или наклеенный на колодку, контактирует с внутренней стороной тормозного барабана, замедляя его вращение вместе с вращением оси. В итоге машина останавливается – то есть надеемся, что останавливается.
На самом деле барабанные тормоза исправно работали в прошлом и работают и сейчас, но любой, кто пытался остановить машину, едущую на высокой скорости, используя тормоза только барабанного типа, быстро понимает, что у них есть свои пределы. Они «увядают», то есть теряют эффективность при нагреве. Нагрев вызывает расширение, и колодке, чтобы войти в контакт с барабаном, нужно проделать больший путь, а это значит, что педаль тормоза нужно нажимать сильнее. К тому же при трении колодки и барабана друг о друга выделяются газы, которые оказываются «в ловушке» между этими двумя деталями, также снижая эффективность торможения. Один раз хорошо затормозить на большой скорости вам, должно быть, удастся, но попробуйте сделать это дважды – и вам уже придется испытывать свою удачу.
Для лучшего отвода тепла барабанов производители добавляли к ним охлаждающие ребра или наклепывали алюминий, но это все равно помогало мало. И тогда появились диски.
Дисковые тормоза уже использовались до этого в авиации и промышленных машинах. В них фрикционный материал (тормозная колодка) прижимается к вращающемуся диску при помощи того же гидравлического давления, приложенного к поршню. У дисков, в отличие от барабанов, нет тенденции к «залипанию», так что при торможении они позволяют автомобилю лучше сохранять устойчивость на траектории. Кроме этого, они намного более открыты для доступа, что имеет свои плюсы и минусы.
Дисковые тормоза лучше охлаждаются, потому что воздух может свободно циркулировать между диском и поверхностью колодки. Существуют также вентилируемые диски, у них фрикционных поверхностей две. Они разделены перемычками, которые позволяют воздуху попадать внутрь диска и еще лучше отводить тепло от тормозов. Большинство передних дисковых тормозов на современных машинах – именно вентилируемые, потому что как раз на них приходится большая часть работы при остановке автомобиля. При этом большинство задних тормозов – не вентилируемые. Они имеют сплошной диск, потому что задние тормоза просто-напросто не вырабатывают большого количества тепла.
Другим плюсом дисковых тормозов является то, что загрязнения и газы легко сбрасываются с диска при его вращении, в отличие от барабана, который легко собирает на себя пыль от колодок, например. Вода, масло, газы от трения – все это быстро отводится от рабочих поверхностей, не ухудшая торможение.
Тормозные диски с перфорацией (просверленными в дисках отверстиями) – отчасти просто украшение, однако не совсем бесцельное: отверстия позволяют воде и газам, находящимся между поверхностью колодок и поверхностью диска, «забиваться» в них, и тормоза таким образом срабатывают быстрее, не ожидая лишнего поворота диска, очищающего его. Это может быть важным в ситуациях, встречающихся в автоспорте, однако при повседневной городской езде, как правило, некритично. К тому же отверстия уменьшают площадь трущейся поверхности диска, а еще в них могут забиться мелкие камешки, что потребует лишней работы по их удалению.
Самым большим минусом дисковых тормозов можно назвать то, что они из-за своей открытости подвержены загрязнениям. Грязь и пыль, попадающая между диском и колодкой, может быстро привести диск в негодность. Если он слишком тонок, он не способен рассеивать тепло и в экстремальных ситуациях может просто треснуть. Поэтому за износом дисков нужно следить и в случае необходимости заменять их.
Передние тормозные диски находятся в относительно благоприятных условиях, а вот задние принимают на себя всю грязь, которую отбрасывают назад передние колеса. Вот почему задние диски часто изнашиваются быстрее передних, хотя на них приходится намного меньшая доля работы во время торможения.
Антиблокировочная система (ABS) работает лучше всего именно с дисковыми тормозами, потому что диски быстро и плавно отсоединяются от колодок. Конечно, после некоторых доработок и изменения формы поршня и его размещения стали лучше разъединяться и барабанные тормоза. Однако дисковые все-таки впереди. По этой причине, а также по причине обеспечения максимальной эффективности торможения вы можете обнаружить сейчас дисковые тормоза и впереди, и сзади на многих автомобилях.
Лично я предпочитаю сочетание дисков впереди и барабанов сзади. При этом я получаю все плюсы дисковых тормозов на передней оси и могу легко и быстро остановиться там, где мне нужно. В то же время барабанные тормоза сзади меньше страдают от загрязнений и медленнее изнашиваются. А это экономит мои деньги. И не просите меня перейти на дисковые тормоза на всех колесах – меня они пугают!
Об авторе: Джим Керр – автомобильный конструктор-механик и преподаватель автомобильной технологии. Он писал статьи на автотематику для газет и журналов Канады и США в течение 15 лет. Он также является членом Ассоциации автомобильных журналистов Канады (AJAC).
В чем барабанные тормоза лучше дисковых
Опытные водители относятся к «барабанам» как к гораздо менее эффективной системе в сравнении с дисковыми механизмами, и в принципе имеют на то основание.
Ведь при повышенных нагрузках дисковые тормоза нагреваются от трения значительно в меньшей степени, чем барабанные, да и эффективность торможения с ними в целом выше, особенно если речь идет о больших вентилируемых тормозах спорткаров. Однако при рутинной эксплуатации массового автомобиля в формате дом-офис-дача ситуация не столь однозначна.
Прежде всего, в условиях каждодневной езды в межсезонье, с его грязью и слякотью, равно как при движении по проселку, барабанные механизмы дадут фору «дискам», поскольку хорошо защищены от внешних воздействий. Гидравлические цилиндры, пружины, тормозные колодки и распорные планки плотно прикрыты здесь съемными тормозными барабанами.
Дисковые же системы, напротив, открыты для всяческих загрязнителей. Грязь, пыль, песок попадают здесь между дисками и колодками, поэтому активное торможение во время езды, к примеру, в песчаной или глиняной колее оказывают крайне негативное воздействие на диск. Песчинки действуют как абразив, нанося металлическим поверхностям серьезные повреждения.
Еще одним преимуществом «барабанов» является их долговечность. В среднем ресурс колодок в барабанах больше дисковых в три раза. И эту долговечность предопределяет прежде всего очень значительная площадь рабочей поверхности колодок. В результате, скажем, на Lada Largus с его задними барабанными механизмами задние тормозные колодки могут ходить более 100 тыс. км и прослужить как минимум два года.
Наконец, барабанные тормоза не выделяют много тепла, соответственно, для них применяются более дешевые «расходники» в виде тормозных жидкостей на масло-спиртовой основе, имеющих низкую температуру кипения — еще одна статья для экономии. Тем не менее, тот, кто уверен, что барабанные механизмы заметно дешевле дисковых, ошибается. Обе системы стоят в наших магазинах сегодня примерно одинаково.
Все бы ничего, но у «барабанов» имеются также и недостатки. Колодки сложнее менять, и такие системы более склонны к перегреву в условиях высоких нагрузок, а там где перегрев, там и снижение эффективности замедления. Кроме того, коэффициент трения колодок в «барабанах» в большей степени зависит от таких параметров, как температура и влажность. Дисковые тормоза в этом смысле более универсальны.
Барабанные тормоза срабатывают в целом менее равномерно и медленнее, чем дисковые, что вызвано непостоянством пятна контакта колодки и внутренней поверхности тормозного барабана. Иными словами, у них более гражданский статус, и использование таких машин, например для автогонок, — не вариант.
Плюс к тому, со временем в барабанах накапливаются продукты износа, попросту говоря — металлическая пыль от колодок. Когда ее наберется много, эффективность замедления снизится. Поэтому необходимо продувать барабанные механизмы воздухом на каждом техобслуживании и даже чаще. С другой стороны, и дисковые механизмы требуют повышенного внимания, нуждаясь в регулярной чистке и смазке.
А еще «барабаны» с большей вероятностью могут преподнести неприятный сюрприз зимой. При перепаде температур и низком качестве фрикционных накладок возможно примерзание колодок к барабанам. С дисковыми тормозами такой сценарий гораздо менее вероятен. Зато они могут, образно говоря, пойти винтом, если проехать зимой по глубокой луже с горячими от интенсивных торможений механизмами.
Отсюда ключевой вывод — дисковые тормоза в целом более эффективны, но менее защищены от внешних воздействий, а шансы нарваться на проблемы в виде преждевременного износа или повреждений с ними существенно выше, чем в случае с «барабанами». Именно поэтому модели с последними выбирают практичные автовладельцы.
Тормоза дисковые или барабанные
Технология торможения, как и технология подвески, и технология топливных систем, за прошедшие годы преодолела очень длинный путь. Те меры, которые применяли в 60-х как серьезную попытку обеспечить адекватность торможения для автомобилей, закончилось тем, что тормоза стали, не только адекватны, но и абсолютно феноменальны. Внедрение таких компонентов, как углеродное волокно, металлокерамика и легкая сталь, совместно с ABS, внесли свой вклад в уменьшение тормозного пути и в принципе обезопасили автомобиль (хотя около ABS продолжает ходить споры).
Переход от барабана к диску в 70-х, стал одним из первых шагов предпринятых для улучшения торможения. Поскольку лучшее торможение транспортного средства происходит благодаря передним колесам, только они были модернизированы. Со временем большинство производителей, все четыре колеса стали комплектовать дисковыми тормозами. Но иногда они возвращаются к старой схеме, спереди ставят дисковые, а сзади барабанные тормоза. Все это делается для того, чтобы сократить издержки производства, и снизить стоимость покупки.
В чем преимущество дисковых тормозов перед барабанными и сколько, если таковая имеется, потеря торможения при использовании задних барабанных тормозов на современном автомобиле? В этом мы и попробуем разобраться.
Высокая температура и трение
Оценивая различия между различными системами тормозов, нужно учитывать общие принципы работы, и то что обе системы используют трение при торможении автомобиля. Сопротивление применяемое, к крутящемуся колесу, тормоза транспортного средства заставляют колесо замедляться и, в конечном счете, останавливаться, образуя высокую температуру. Скорость, с которой колесо может быть замедленно, зависит от нескольких факторов, включая силу торможения, вес транспортного средства, и общую площадью тормозной поверхности. Это также зависит в большой степени от того, как хорошо тормозная система преобразовывает движение колеса в высокую температуру (посредством трения) и, впоследствии, на сколько быстро это тепло выводится из тормозной системы. Это – то, где различие между тормозами разных систем становится явным.
Барабанные тормоза
Ранние автомобильные тормозные системы, после эпохи ручных рычагов, конечно, использовали дизайн барабана на всех четырех колесах. Их назвали барабанные тормоза, так как компоненты устанавливаются в круглый барабан, который крутится вместе с колесом. Внутри было множество ботинок, которые, при нажатии на педаль тормоза, заставят обувь к барабану и замедлят колесо. Жидкость была использована для передачи движения педали тормоза в движение тормозных колодок, а сами ботинки были сделаны из термостойкого фрикционного материала, подобного используемых на пластинах сцепления.
Эта базовая конструкция оказалась способной при большинстве обстоятельств, но у нее был один главный недостаток. При высоких условиях торможения, как спуск с крутой горы с тяжелым грузом или повторных скоростных замедлениях, барабанные тормоза часто блекнут и теряют свою эффективность. Обычно это затухание было результатом огромного теплового наращивания внутри барабана. Помните, что принцип торможения вовлекает превращение кинетической энергии (движение колеса) в тепловую энергию (высокая температура). Из-за этого, барабанные тормоза функционируют только до тех пор, пока они поглощают тепло, выделяемое замедлением колеса автомобиля. После того, как компоненты тормоза перегреваются, торможение транспортного средства становится невозможным.
Дисковые тормоза
Дисковые тормоза полагаются на те же правила, что и барабанные, чтобы замедлить автомобиль, их дизайн ощутимо превосходит дизайн барабанных тормозов. Вместо того чтобы засовывать основные компоненты в металлический барабан, дисковые тормоза используют тонкий диск и небольшой суппорт, для остановки колеса. В суппорте две тормозные колодки, по одной на каждой стороне диска, который зажимается при нажатии на педаль тормоза.
В сравнении с тормозами барабанными, где высокая температура, растет в барабане во время торможения, ротор, используемый в дисковых тормозах, полностью выставлен наружу к внешнему воздуху. Воздействие с воздухом постоянно охлаждает ротор, значительно снижая его склонность к перегреву. Не удивительно, что недостатки барабанных тормозов и сильные стороны дисковых тормозом были впервые показаны на гоночных автомобилях. Гонщики с системами дискового тормоза могли нести свою скорость «глубже» в угол и применить большее тормозное усилие на последней секунде, не перегревая компоненты. В конце концов, как и многие другие автомобильные достижения, эта технология дошла и до автомобилей, управляемых обычными людьми на дорогах общего пользования.
Барабанные тормоза против дисковых тормозов: Сегодня
На сегодняшнем автомобильном рынке, не редко можно встретить автомобили, где на четыре колеса установлены дисковые тормоза в качестве стандартного оборудования. Большинство новых автомобилей, однако, по-прежнему используют передние дисковые, а задние барабанные тормоза. Что это говорит о текущем состоянии тормозных систем? Эти изготовители жертвуют безопасностью транспортных средств, чтобы спасти несколько долларов, установив дисковые тормоза только на передних колесах?
В то время как «да» ответ, конечно, хороший, но, правда, в том, что сегодняшние установки диска/барабана полностью достаточны для большинства новых автомобилей. Помните, что конструкция дискового и барабанного тормоза была значительно улучшена за прошлые 20 лет. Фактически, текущие задние системы барабанного тормоза на сегодняшних автомобилях обеспечили бы лучшее выполнение остановки передним дисковым тормозам 70-х годов. И сегодняшние передние дисковые тормоза действительно исключительные с точки зрения тормозной способности. В сочетании с тем, что тормозная способность транспортного средства поступает в основном из передних колес, становится понятно, что хорошо разработанный, современный барабанный тормоз это все, что требуется для большинства автомобилей для торможения задних колес.
Автомобили спортивного типа как Viper, 911 и Корвет могут оправдать четырехколесную систему дискового тормоза, особенно если их владельцы участвуют в какой-либо гоночной деятельности. Остальная часть нас извлекает больше пользы от более низкой цены барабанных тормозов. Ожидание каждого транспортного средства, построенного сегодня, с четырехколесными дисковыми тормозами, потребовало бы всестороннего увеличения покупной цены, и это могло бы остановить новых автомобильных покупателей, намного быстрее, чем какая-либо тормозная система.
Источник: Тормоза дисковые или барабанные
Какие тормоза лучше: дисковые или барабанные?
Тормозная система — одна из важнейших систем в нашем автомобиле. Благодаря тормозам мы можем безопасно остановить автомобиль или ограничить его скорость, так как они в основном отвечают за длину тормозного пути. Именно поэтому сегодня мы сравним две самые популярные тормозные системы, используемые в наших автомобилях.
Барабанный тормоз, также известный как внутренний двухколодочный тормоз, состоит из тормозного барабана, который является подвижным элементом. Внутри находятся так называемые тормозные колодки полукруглой формы с подвижным спредером. Оба эти элемента прикреплены к неподвижному тормозному диску. В результате нажатия на педаль тормоза расширитель давит на тормозные колодки и тем самым вызывает так называемый тормозной момент. Основным признаком, отличающим барабанные тормоза от дисковых, является небольшое усилие, необходимое для их приведения в действие, что обусловлено так называемым эффект самоусиления, которого нет в дисковых тормозах. Эффект самоусиления способствует значительному увеличению мощности торможения. Барабанные тормоза обычно располагаются на задней оси. Передняя ось автомобиля всегда больше нагружается при торможении, поэтому барабанные тормоза в этом месте не сработали бы.
Барабанные тормоза значительно дешевле своих аналогов, но, к сожалению, имеют много недостатков. Во-первых, эта система плохо охлаждается, что приводит к снижению эффективности. Во-вторых, барабаны являются относительно тяжелыми элементами, значительно увеличивающими неподрессоренную массу. Барабанные тормоза имеют плохо распределенное давление на фрикционные элементы, что делает их тормозную способность менее эффективной.
Типы барабанных тормозных систем
- Симплексная система — самая простая и дешевая система, состоящая из одного цилиндра и одного расширителя. При таком расположении износ и давление не идентичны, потому что усилие зажима кулачков на диск никогда не бывает одинаковым.
- Дуплексная система — эта система имеет две вращающиеся в одном направлении челюсти, которые изнашиваются одновременно, что дает водителю больше контроля над автомобилем.
- Самоповышающая схема — это более новая и эффективная версия схемы Simplex. В этой системе к челюсти в нескольких точках крепится специальный соединитель, благодаря которому давление челюсти на диск барабана точнее и сильнее.
Как работает дисковый тормоз?
В случае с дисковыми тормозами механизм действия совершенно иной, но достигаемый эффект практически идентичен. В дисковых тормозах за торможение отвечает тормозной диск из фрикционных материалов, на который воздействует пара колодок, зажатых гидравлической системой. Каждый диск, на котором крепится суппорт, расположен на ступице колеса. Тормозные колодки размещены по обеим сторонам суппорта, которые при нажатии на педаль воздействуют на диск и тем самым тормозят колесо. Дисковые тормоза чаще всего встречаются на передней оси, хотя все больше и больше автомобилей имеют их и на задней оси.
Для чего нужны тормозные колодки?
Вместе с дисками они отвечают за снижение скорости или полную остановку автомобиля. Степень износа тормозных колодок влияет на удлинение или сокращение тормозного пути. В зависимости от стиля вождения и пройденных расстояний замену тормозных колодок следует производить в среднем каждые 10-20 тыс. км в случае динамичной езды по городу и каждые 30-50 тыс. км для динамичной дальней езды. Если водитель спокойно ездит, колодки можно заменить даже через 50-80 тыс. км. Колодки всегда следует заменять комплектом.
Барабанные или дисковые тормоза? Преимущества и недостатки
В настоящее время дисковый тормоз является наиболее часто используемой тормозной системой в современных автомобилях. Барабанные тормоза можно найти только на бюджетных моделях автомобилей. И та, и другая тормозная система имеют свои преимущества и недостатки. Барабанные тормоза долговечнее и дешевле в эксплуатации. Барабаны изнашиваются намного медленнее, чем тормозные диски, их замена обычно требуется примерно через 100 000 км пробега. И в основном на этом преимущества барабанных тормозов заканчиваются. Пора перейти к минусам.
Одним из недостатков барабанных тормозов является их значительно больший вес по сравнению с дисковыми, что приводит к худшей управляемости автомобиля. Барабанные тормоза имеют неравномерно распределенное давление на фрикционные элементы, поэтому тормозное усилие значительно ниже по сравнению с дисковыми тормозами. Барабанные тормоза подвержены загрязнению, потому что они не самоочищаются во время движения.
Самым большим преимуществом дисковых тормозов является их высокая тормозная способность. В этом случае не происходит загрязнения системы, поэтому эффективность торможения всегда одинакова. Преимуществом также является тот факт, что мы полностью контролируем тормозное усилие. Дисковые тормоза намного лучше выдерживают интенсивное использование и намного проще в обслуживании, чем барабанные тормоза. Однако, как и у любой системы, у дисковых тормозов есть и недостатки. Динамичный стиль вождения может привести к перегреву компонентов, а это означает, что колодки и диски необходимо заменять чаще.
Резюме
Дисковые тормоза работают совершенно иначе, чем барабанные, хотя эффект тот же. Принцип работы дисковых тормозов очень прост. В этой компоновке щит является подвижным элементом. Он жестко прикреплен к ступице колеса. Пассивный элемент — тормозные колодки, постоянно прикрепленные к поворотному кулаку. Колодки являются фрикционным элементом, они расположены по обеим сторонам диска и могут перемещаться в направлении, перпендикулярном ему. Тормозные усилия создаются тормозными поршнями, расположенными в тормозном суппорте.
Дисковые тормоза работают намного лучше, чем барабанные. Они более эффективны и менее подвержены повреждениям. Они лучше выдерживают интенсивную эксплуатацию, в то же время устойчивы к перегреву и проще в обслуживании. Их самым большим преимуществом, безусловно, является лучшая эффективность торможения.
Однако дисковая тормозная система не лишена недостатков. Основным недостатком этих систем является относительно высокая температура самих тормозных дисков, создаваемая абразивными элементами.