Барабанные и дисковые тормоза – особенности, отличия, что лучше выбрать
Что собой представляют барабанные и дисковые тормоза: их особенности, сходства и отличия, что лучше выбрать. Видео о барабанных и дисковых тормозах.
Тормозной механизм, так же как и конструкции шасси и топливной системы, за последние годы прошел долгий путь. То, что начиналось на заре 60-х как эксперименты по обеспечению адекватного торможения высокопроизводительных гоночных машин, переросло в индустрию, где тормоза варьируются от просто надежных до совершенно феноменальных.
Разработка и внедрение новых компонентов вроде углеродного волокна и легкой стали наряду с введением ABS способствовало сокращению тормозной дистанции и повышению безопасности автомобилей в целом (хотя споры касательно АБС продолжаются).
Один из первых прорывов по улучшению торможения был сделан в начале семидесятых, когда производители в массовом порядке перешли с барабанных устройств на дисковые. Поскольку большая часть тормозной способности автомашины сосредоточена в области передних колес, поначалу лишь передние тормоза модернизировались до дисковых. С тех пор многие автостроители пошли дальше, внедряя их на все 4 колеса не только в наиболее высокопроизводительных, но и в недорогих экономичных моделях.
Но иногда, как в случае с Mazda Protege 1999 года, производители возвращаются от полной дисковой системы к барабанным тормозам для задней части автомобиля, чтобы сократить как производственные затраты, так и закупочную цену машины.
Почему дисковые установки лучше барабанных и насколько заметно меняется торможение при использовании тех или других тормозов в современном автомобиле? Это то, что мы собираемся обсудить в данной статье. Мы исследуем сильные и слабые стороны обеих вариаций при повседневном использовании, покажем вам, как они работают, а затем сравним их.
Трение и тепло
Прежде чем оценивать разницу между барабанными и дисковыми тормозами, надо понять общие принципы, относящиеся к обеим системам при остановке автомобиля: трение и нагрев. Прикладывая сопротивление (или трение) к вращающемуся колесу, тормоза вынуждают его замедляться и в итоге останавливаться, выделяя тепло как побочный продукт.
Быстрота замедления находится в зависимости от многих аспектов, включая вес автомобиля, тормозное усилие, приложенное к педали, и совокупную площадь тормозной поверхности. Она также сильно зависит от того, насколько эффективно тормозная система преобразует движение колеса посредством трения в тепло, и как быстро оно отводится от задействованных компонентов. Именно здесь становится очевидной разница между барабанными и дисковыми альтернативами.
Барабанные тормоза
Ранние тормозные установки, пройдя эпоху автомобильных ручных рычагов, использовали барабанную конструкцию на всех 4-х колесах. До их появления тормоза представляли собой деревянный брусок на рычаге, который давил на шину (также известный как ручной тормоз). Первые барабанные тормоза были выпущены в 1900 году на Maybach, а два года спустя запатентованы легендарным автомобильным инженером Луи Рено.
Систему назвали «барабанной», потому что ее элементы размещались в цилиндре – «барабане», вращавшимся вместе с колесом. Внутри имелся набор колодок, прижимающихся к цилиндру при давлении на педаль, тем самым замедляя колесо. Для преобразования энергии педали тормоза в энергию тормозных колодок использовалась маслянистая жидкость, а сами колодки изготавливались из термостойких фрикционных материалов, аналогичных тем, что используются для дисков сцепления.
У этой базовой конструкции, хорошо проявляющей себя в большинстве случаев, имелся лишь один серьезный недостаток. В условиях интенсивного торможения, например, при спуске по значительному уклону с тяжелым грузом или серии повторяющихся замедлений на высокой скорости, барабанные тормоза часто «гасли» и теряли эффективность. Эта особенность сохраняется по сей день.
Процесс становится понятным, если помнить о принципе торможения, заключающемся в преобразовании кинетической энергии (вращения колеса) в тепловую. Когда барабанные тормоза нагреваются, они выходят из строя, поскольку горячие элементы создают меньшее трение, а чем меньше трения, тем менее эффективно замедляются колеса. Это часто называют выцветанием, или затуханием тормозов. Нынешние барабанные системы, естественно, прошли долгий путь в плане дизайна и материалов, однако выцветание по-прежнему остается их серьезным недостатком.
Дисковые тормоза
Более совершенные тормоза были запатентованы Фредериком Уильямом Ланчестером в 1902-м – тогда же, когда Луи Рено запатентовал «барабаны». Хотя это была превосходная конструкция, потребовалось полвека, прежде чем технологи смогли успешно произвести необходимые детали.
В 1953 году Jaguar – небольшая компания в то время – разработала первые надежные дисковые тормоза с суппортом для своего гоночного C-Type. Они вошли с ним в гонку «24 часа Ле-Мана» в 1953-м и заняли первое место. Позже в том же году 100S Austin-Healey станет первым серийным автомобилем, проданным со всеми дисковыми тормозами.
Хотя дисковые альтернативы основаны на тех же основных принципах замедления транспортного средства (трение и нагрев), их конструкция и метод работы отличается. Вместо заключения главных компонентов в круглый металлический корпус в них используется тонкий ротор и суппорт для задержки колеса. Внутри последнего находятся тормозные колодки, располагающиеся с каждой стороны ротора и сжимающиеся при нажиме на соответствующую педаль. Опять-таки, для преобразования энергии используется специальная жидкая среда – тормозная жидкость.
Но в отличие от барабанных конструкций, позволяющих теплу накапливаться внутри барабана при резком торможении, ротор дисковых тормозов полностью открыт для внешнего воздуха. Это способствует его постоянному охлаждению, что существенно снижает тенденцию к перегреву или выцветанию.
Неудивительно, что слабые места барабанных установок и сильные стороны дисковых были первоначально продемонстрированы в условиях гонок. Пилоты, работающие с дисковыми системами торможения, могли входить в крутые повороты в последнюю секунду и применять значительное тормозное усилие без риска перегреть элементы. По прошествии времени эта технология, как и многие другие передовые достижения в автомобилестроении, проникла в обычные автомобили, которыми управляют простые обыватели на дорогах общего пользования.
Барабан против диска сегодня
В современном автомобильном пантеоне среди стандартного оборудования моделей средней ценовой категории, не ориентированных на трековую производительность, нередко встречаются полные 4-колесные дисковые системы. Однако для большинства новых машин применяется комбинация передних дисковых и задних барабанных тормозов. Неужели производители ставят под удар безопасность пользователей в стремлении сэкономить немного денег, ставя дисковые тормоза не везде, а лишь на пару передних колес?
Хотя ответ «да», безусловно, напрашивается правда в том, что сегодняшние дисково-барабанные схемы прекрасно подходят для большинства новых машин. Технологии обеих систем значительно улучшились со времени их повсеместного внедрения. Нынешние задние барабанные тормозные установки обеспечивают лучшую тормозную способность, чем передние дисковые системы семидесятых годов.
Те, в свою очередь, тоже развились, став поистине выдающимися с позиции эффективности торможения. Учитывая, что от 60 до 90 процентов тормозной способности транспортных средств обеспечивается за счет передних колес, очевидно, что грамотно разработанные барабанные тормоза способны справиться с большинством тормозных функций.
Чем хороши или плохи барабанные тормоза
Они могут считаться устаревшим оборудованием, но все еще могут удержать свои позиции в постоянно совершенствующемся автомобильном секторе. Преимущества барабанных тормозов:
- они недороги в производстве, поскольку детали, входящие в их состав, довольно легко изготовить – это снижает общие затраты на автомобиль;
- благодаря особому принципу работы, для их «включения» требуется меньшее усилие;
- ремонтировать колесный цилиндр легче, чем суппорты дискового тормоза;
- они позволяют разместить механизм стояночного тормоза, не занимая лишнего места.
Недостатки:
- плохо отводят тепло, что приводит к перегреву и небольшому расширению металлических частей;
- внутри закрытой конструкции могут собираться нежелательные вещества, способные вызвать такие проблемы, как ржавление и/или снижение производительности поршня;
- из-за большого количества тепла и высокого трения такие тормоза довольно быстро изнашиваются, и большинство их компонентов не имеют длительного срока службы;
- большее количество деталей повышает вероятность отказа какой-то из них.
Плюсы и минусы дисковых альтернатив
Дисковые тормоза, по сравнению с барабанными, новее и совершеннее. Но главное, что при любом диаметре они обладают довольно высокой тормозной способностью:
- даже при небольшом размере, они обеспечивают солидную тормозную мощность и могут останавливать высокоскоростные автомобили лучше, чем барабанные тормоза;
- поскольку диски открыты, они хорошо отводят тепло, что гарантирует отсутствие перегрева;
- опять же, благодаря открытости они не удерживают нежелательные вещества, следовательно, быстрее сохнут во влажном состоянии и практически не подвержены ржавчине или ухудшению производительности;
- дисковые тормоза с АБС не блокируются во время высокоскоростного торможения. Раньше у них была проблема с блокировкой, сопровождающаяся лишением контроля над транспортным средством. С помощью ABS их самая большая слабость теперь превратилась в преимущество.
Недостатки:
- довольно дороги в установке и производстве, что, в свою очередь, увеличивает общие расходы на транспортное средство;
- незначительное попадание воздуха в главный цилиндр может полностью вывести их из строя и привести к серьезным авариям, поэтому при обслуживании автомобиля необходимо проводить прокачку тормозов;
- тормозную жидкость требуется часто менять, чтобы она не стала менее вязкой;
- дисковый тормоз без АБС имеет неприятно высокую вероятность буксования и блокировки шин.
Какой вариант лучше
Несмотря на то, что в большинстве автомобилей используются обе системы, дисковые спереди и барабанные сзади, дисковые тормоза по-прежнему являются лучшим выбором для скоростных машин. Однако не стоит недооценивать и барабанные. Благодаря низкой себестоимости и простоте обслуживания для владельцев обычного повседневного транспорта они могут быть более разумным выбором в долгосрочной перспективе.
Итак, какой тип лучше? Как и в большинстве жизненных ситуаций, ответ не может быть однозначным. Выбирая между двумя системами, необходимо руководствоваться не старыми слухами и веяниями моды, а типом автомобиля и условиями вождения.
Барабанные конструкции имеют ряд серьезных недостатков: они быстро перегреваются, им требуется больше времени для высыхания и, как правило, они тяжелее дисковых. В то же время дисковые тормоза нельзя использовать в качестве стояночного тормоза, потому что они расширяются в горячем состоянии и сжимаются в холодном. Если бы мы применяли их в качестве стояночного тормоза после напряженной работы, они в конечном итоге остыли бы, сузились и потеряли контакт. Проблема очевидна.
Эти два вида просто разные. Дисковые, конечно, более эффективны, но со своими ограничениями. Барабанные менее практичны, но имеют решающее значение для парковки – если, конечно, вы не хотите вернуться к деревянным блокам на палках. Некоторые спортивные модели используют дисковые тормоза на всех четырех колесах, но имеют дополнительный барабанный механизм для парковки.
Заключение
Высокопроизводительные автомобили и спорткары полностью оправдывают использование четырехколесной дисковой тормозной схемы, особенно если участвуют в той или иной форме санкционированных гонок. Владельцы же более прозаичных машин получают больше выгоды от недорогих в покупке и ремонте барабанных установок, неприхотливых в обслуживании и долговечных при аккуратной эксплуатации. Тотальное оснащение производимых сегодня транспортных средств полным дисковым тормозным комплектом повлекло бы значительный рост закупочных цен, а это способно остановить покупателей гораздо быстрее, чем любая тормозная система.
Видео о барабанных и дисковых тормозах:
Что собой представляют барабанные и дисковые тормоза: их особенности, сходства и отличия, что лучше выбрать. Видео о барабанных и дисковых тормозах.
||list|
