Введение, барабанные и дисковые тормоза, тормозная жидкость

При воздействии автомобиля на препятствие, барьер, мы можем наблюдать поглощение кинетической энергии движения материалами с дальнейшей их деформацией (полистирол в шлеме, подушки безопасности, деформации деталей кузова автомобилей). Другой же механизм поглощения энергии движения мы приводим в действие нажимая педаль или рычаг тормоза. Когда усилие на рычаг (педаль) передается на соответствующие компоненты трения (пластина, барабан), которые создают тормозной момент, зависящий от силы и рычага воздействий. Соответственно подразумевается, что лучше эффект торможения будет достигнут либо применением элементов тормозов большего размера (диаметр колеса, барабана) или увеличения силы сдавливания трущихся поверхностей. Но особое внимание в наше время уделяется другому фактору, влияющему на торможение - коэффициенту трения используемого материала. Коэффициент трения является относительным термином, который указывает величину силы трения в зависимости от силы контакта. Для повышения комфорта и безопасности используются современные мотосистемы торможения -ABS, CBS.

Барабанные тормоза

Производство барабанных тормозов менее требовательное а их работа несовершенна, и поэтому они используются для менее дорогих мотоциклов или в случаях, когда достаточные показатели тормозной характеристики (например, в задние колеса до эндуро и чопперов, скутеров). Барабанный тормоз представляет собой полый цилиндр, расположенный в центре колеса. На внутренней стороне тормозного суппорта работает тормозная колодка. Для включения барабанных тормозов применяется в основном только механическое воздействие, то есть, усилие передается на тягу рычага или стержня, который действует через рычаг кулачка. При рассмотрении работы барабанного тормоза видим что колодки расширяются от центра к внешней поверхности (барабану) и покрыты (с помощью клея или заклепок) накладками из абразивного материала. Когда функция торможения выключается силы пружин возвращают колодки в исходное положением.

Недостатком является низкая эффективность и плохое охлаждение. Для тормоза симплекс (содержит только один кулачок и является более распространенным) есть неприятное явление – неравномерный износ накладок. Одна колодка стремится к оказанию максимального тормозного усилия, а у второй тормозное усилие меньше. По этой причине, появились тормоза – дуплекс (например у Jawa 638 или в гоночных машин более ранних времен). Simplex имеет такую же эффективность торможения в обоих направлениях, в то время как дуплекс, когда вы включаете на другую сторону и стал накладка изнашивается и эффект и длина торможения радикально снижается

Дисковые тормоза

Они управляются либо механически (на минибайке, картинге, велосипеде), или в большинстве случаев гидравлически. Они представляют собой систему из двух поршней и соединены между собой шлангом, заполненым жидкостью под давлением. Один поршень меньше (около 12 мм) и управляется рычагом или педалью (главный тормозной цилиндр), а другой конец имеет вторую поршневую систему, действующую на тормозные колодки (тормозной суппорт). Сила давления прямо пропорциональна площади поршней. Так что, если поршень в суппорте будет иметь в 2 раза больший диаметр, чем поршень в главном цилиндре (со стороны рычага или педали), то усилие на тормозную пластину будет в 4 раза больше по сравнению с силой рычага.

Т.е.. большие поршня на тормозных колодках будут сильнее давить из-за того же тормозного усилия на рычаге. В связи с проблемой сделать один большой поршневой тормозной суппорт делают, как наиболее практичное решение - парный суппорт на одно колесо. Поршни либо с одной стороны (один или два суппорта), где необходимо использовать штангенциркуль с осевой подачей (так называемый плавающий) или поршни друг против друга, которые сегодня в основном применяются по большей части 4-х поршневые, соответственно 6-и поршневые (8 поршневые). Распределения сил давления на пластину в том же районе создается более значимое от небольших поршневых, чем от одного большего поршня. Плиты давят на стальной диск, диаметр которого определяет величину тормозного момента.

Удачно подошли к решению для серийного производства в компании Buell, применив суппорт, который крепится к внешнему периметру обода колеса, обеспечивая тем самым плечо на диске большого диаметра и кратчайший маршрут передачи усилия на колесо. В гидравлических тормозах поршень в главном цилиндре адаптирован к убыванию тормозной жидкости и позволяет добавлять жидкость без потери давления из контейнера для хранения её излишков. Он саморегулирует систему в отличие от механического тормоза. Те же принципы применяются для контроля сцепления - механический против гидравлического. Обратный клапан плунжерого типа применяется чтобы задержать жидкость в тормозном суппорте. Вся гидравлическая система не должна содержать воздуха и, следовательно, верх суппортов имеет места для сбрасывающих воздух винтов.

В последнее время в серийных мотоциклах начинают появляться детали, взятые из гоночных машин. Это, в основном, радиально установленные тормозные суппорты с насосами. В гоночных машинах сектор используется в основном радиальных крепление легко изменять диаметр диска. Суппорт по сравнению с другими традиционными тормозами имеет не менее классический дизайн и подчеркивает строгость, а оборудование подобрано в целях обеспечения большей жесткости системы.

Тормозная жидкость

Требования к тормозной жидкости, прежде всего, в минимальной сжимаемости и высокой температуре кипения. Когда жидкость кипит – происходит процесс освобождения мелких пузырьков по всему объему, что приводит к плохим показателям торможения. Газ имеет более высокую сжимаемость, чем жидкость. Тепло генерируется за счет трения между поверхностями, и является помехой для работы большей части тормозного диска (применяется штамповка, чтобы увеличить активную область) и для предотвращения передачи тепла жидкостью (применяются изоляционные плиты, дизайн поршней -опорная поверхность является минимальной). К сожалению, сама жидкость способна связывать воду, тем самым снижая температуру кипения.

Тормозная жидкость DOT-стандарта делится на классы в зависимости от температуры кипения. Жидкости DOT 3 и DOT 4 сделаны на основе этиленгликоля и не смешиваются с жидкостью DOT 5 на силиконовой основе, поэтому она не может быть использована в системах DOT3 (4). Чем выше значение соответствует DOT, тем более высокая температура кипения и разрешается использовать только жидкость, указанную производителем, или жидкости с более высоким классом, при условии, что они смешивается с предыдущим классом. Температура кипения различается как сухая и влажная. Сухая точка кипения - температура, при которой закипает новая жидкость (100% жидкости и 0% воды). Мокрая точка кипения - температура кипения жидкости с содержанием 3,5% (по весу) воды. Точки кипения жидкости (сухой / влажной) DOT 3:205 / 140 ° C, DOT, 4:230 / 155 ° C DOT +5.1:260 5/180 ° C. Тормозные колодки, тормозные техническое обслуживание, замена жидкости

Тормозные колодки

Это стальная пластина-носитель, покрытая фрикционными накладками. Наиболее распространенными являются колодки с одной накладкой на каждой стороне. В последнее время на гоночных машинах появляется система Multiplay с расположением - каждый поршень имеет свою пластину (т.е. один суппорт имеет, например 6 небольших пластин).

Смеси фрикционного материала делится на:
Органические - в основном на керамической подложке. Это самый основной тип смеси с высокой прочностью. Дисбаланс или плохое качество керамических компонентов часто приводит к чрезмерному износу диска.

Баланс и соотношение смеси часто является определяющим фактором при торможении (неустойчивое начало, резкое увеличение мощности торможения, ведение, проскальзывание и т.д.)
Асбестовые - тоже из "спеченных" смесей .Принцип спекания - нагрев микроволнами материала (в отличие от традиционных методов микроволны быстрее обрабатывают материал при той же температуре или для достижения спекания при более низких температурах). Свойства этого соединения в основе используемого материала и методе производства создают более высокий коэффициент трения. Результирующие свойства - это лучшее охлаждение, лучшее и более сбалансированное распределение нагрузок при торможении и лучшую устойчивость к перегреву и последующему износу (факторам, снижающим коэффициент трения). Состав смеси асбеста имеет разбивку на разные классы.

Керамические (другой тип органических) - не могут быть использованы для литых тормозных дисков из чугуна (не знаю, почему...вероятно из-за ). Прочая информация о них, которая у меня есть - довольно отрывочна и я бы не осмелился на её основе рассуждать о принципе их работы.
Карбановая смесь представляет собой комбинацию из углеродного волокна и металла. Её очень трудно нагреть до рабочей температуры. Так например холодная накладка имеет очень низкий коэффициент трения, но после нагрева трение возрастает в геометрической прогрессии. Эти смеси углеродного компонента имеют очень долгую жизнь. При намокании заметно теряют эффективность.

Тормозная система - обслуживание

Осмотрите накладки барабанного тормоза и проверьте толщину поверхности барабана. Толщина накладки снаружи служит показателем износа, и должна находиться в пределе "рабочего диапазона". Также необходимо проверить состояние тросов или шлангов, которые не должны быть изношены, пересохшие или со следами коррозии.

Гидравлические дисковые тормоза требуют немного больше контроля. Прежде всего это контроль за толщиной накладки, которая не должны опускаться ниже 1 мм. Для их замены необходимо сначала рычагом отвести в исходное положение тормозные цилиндры, потому что необходимо освободить место для новой пластины в несколько мм. Визуально проверить состояние дисков, в случае вибрации при торможении необходимо измерить кривизну (расброс разрешен примерно 0,2 мм в зависимости от типа дисков). Кроме того, проверьте состояние шлангов и их соединений. Плавающие суппорта должны сохранять подвижность и правильность смазки. Обычно используются шланги с прорезиненной ткани с нейлоном внутри, которые смягчаются и стареют, поглощая энергию накачивания шланга. Серийно мотоциклы начинают оснащаться шлангами из тефлона (PTFE) с кордом из нержавеющей стали, который также может быть установлен и на резиновых. Цена обоих видов примерно одинаково, в то время как более высокое качество имеют PTFE шланги.

Наконечники PTFE шлангов выполнены из стали или анодированного сплава, с различными углами поворота. Также применяются винты из легированной стали. При покупке новых болтов обращайте внимание на шаг резьбы. Более распространенной является M10 х 1,25 или M10 х 1. Не стоит недооценивать и часть системы которую представляет собой жидкость. Она подлежит старению и имеет негативную характеристику – она гигроскопична.

Замена тормозной жидкости

Замена может быть выполнена несколькими способами. При замене или вентиляции желательно иметь специальный пистолет или по крайней мере вакуумный шприц. Один из вариантов замены выполняется с разрежением на конце тормозной системы. Откройте контейнер для хранения (расширительный бачок), из которого будет восстанавливаться тормозная жидкость. С помощью пистолета нагнетайте жидкость через болт стравливания воздуха в систему. Излишек жидкости изымайте из расширительного бачка. Или вакуумным шприцом через тот же винт отбирайте жидкость из системы одновременно пополняя её уровень в расширительном бачке. Следите чтобы воздух не попал в систему. При попадании же воздуха систему необходимо прокачивать заново до полного его удаления. Процедуру мы повторяем до тех пор, пока у нас есть новая чистая жидкость в баллоне.

Уровень жидкости оставляем таким какой обозначен между мин и макс или подгоняем согласно метки на смотровом окне. При обращении с тормозной жидкостью необходимо работать осторожно, поскольку она сильно разъедает краску (более чем, например, бензин). Иногда может случиться так, что жидкость попадает в темы, в тормозном резервуаре. Из-за гигроскопичности емкости с жидкостью должны быть хорошо закрыты. Для улучшения герметичности используйте свежие ремкомплекты, пыльники и уплотнители.

Системы безопасности

CBS (Combined breaksystems –комбинированная тормозная система) занимается распределением тормозных усилий между передним и задним колесом, используя только одну контрольную точку (рычаг / педаль). Используется в моделях CBR1100XX и X11. Система на эти два байка имеет два передних и один задний суппорт.

ABS (Антиблокировочная тормозная система) предотвращает блокировку колес. Факт того что колесо начинает буксовать часто сопровождается падением, по крайней мере, мотоцикл становится неуправляемым и движется в соответствии с направлением инерции, которая была перед блокировкой колес. Одна из особенностей торможения превышение силы трения колеса с дорогой над возможностью проскальзывания тормозной системы. ABS позволяет нам двигаться только до границы блокировки, а потом дает возможность проскальзывания тормозным колодкам. Используется в основном для мотоциклов. ABS включает в себя блок управления, который получает информацию от датчиков, расположенных на колесах. Датчик определяет что колесо вращается или стоит. В случае блокировки колес вмешивается блок управления и за счет снижения давления в тормозной системе позволяет колесу снова вращаться

В заключение

Длина тормозного пути зависит от задержки времени реакции торможения водителя и других факторов (как шины, дорожное покрытие, песок, вода, вес). Время реакции - время между фиксацией препятствия зрением и началом торможения. Оно варьируется от 0,4 с и растет в соответствии от услвий - мало опыта, усталость, алкоголь и т.д. Время реакции 0,8 с на скорости 100 км / ч при вождении прибавляет ещё 22 метра тормозного пути. Время на сработку тормозной системы тоже относительно быстро, но не равно нулю. Это определяется зазорами, инерцией и компонентами в системе давление (скоростной напор равен скорости звука, т. е. около 1000 м / сек). Торможение дополнительно включает пройденное расстояние при отрицательном ускорении более 8m/s2 около 48 метров. Всего при скорости 100 км / чтормозной путь занимает около 80 метров до полной остановки.