Тормоз, как гарант скорости

В мире очень трудно найти человека, который при покупке автомобиля, интересовался в первую очередь тормозами. Еще сложнее найти человека, который в экстремальной ситуации за рулем не думал бы о них в первую очередь. Тормозные системы, словно дорогой костюм, скромны и неприметны, но своими качествами лишь подчеркивают надежность вложений.

Эволюция тормозов автомобиля претерпела за более чем 100-летнюю историю массу изменений. Отсчет первых систем принято вести от барабанных тормозов. Но это не совсем так. Самыми первыми и примитивными были ленточные тормоза. Почти сразу с ленточными тормозами были изобретены барабанные, получившие развитие, и до сих пор используемые на отечественных автомобилях. Несмотря на то, что популярные сегодня дисковые тормоза увидели свет лишь в 1956 году, изобретены они были еще в 1902 году доктором Ланчестером из Англии. Отдельные тормоза на каждое колесо появились уже в 20-х годах 20 века.

Риск по-барабану

Барабанные тормоза, активно применяемые во второй половине 20 века, стоят дешевле дисковых и просты в производстве. Их часто устанавливают на заднюю ось тех же ВАЗов. Задние дисковые тормоза до сих пор на ряде машин (Форд Фокус, ВАЗ) остаются лишь опцией. Барабаны стали доминировать перед ранними дисковыми тормозами еще и потому, что конструктивно обладают эффектом механического самоусиления. Благодаря тому, что нижние части колодок связаны друг с другом, трение о барабан передней колодки усиливает прижатие к нему задней колодки. Этот эффект способствует многократному увеличению тормозного усилия, передаваемого водителем, и повышает тормозящее действие при усилении давления на педаль. Но простота и дешевизна барабанных систем в наше время высоких скоростей имеет много минусов. Поскольку при торможении образуется тепловая энергия, необходимо эффективно его рассеивать. Здесь барабанные тормоза проигрывают дисковым, поскольку фрикционные накладки находятся внутри барабана. Чрезмерный нагрев деформирует барабан. Это приводит к тому, что тормозные накладки прилегают к нему неравномерно. Все это снижает тормозящее действие, особенно при частых торможениях. Поэтому на скоростных машинах барабанные тормоза даже сзади уже не встретить.

К внедрению дисковых тормозов привело увеличение скоростных возможностей автомобилей. Сначала такие тормоза заняли свое место в передних колесах, что обусловлено большими нагрузками на передней оси, возникающими при торможении. Теперь и сзади их можно встретить все чаще. Дисковые тормоза рассеивают тепло намного лучше, чем барабанные. И сам диск, и крепежная скоба для крепления тормозных механизмов, и тормозные колодки открыты для доступа воздуха.

В качестве «минусов» можно упомянуть более высокую стоимость производства и более быстрый износ фрикционных накладок из-за большего давления при торможении. К «плюсам» относится меньший вес в сравнении с барабанными. Это одна из главных составляющих неподрессоренных масс, борьба за снижение которых ведется производителями по всем фронтам. Вес тормозного диска не менее важен для его качественной работы, чем диаметр и конструкция. Связано это с такими характеристиками, как теплоемкость и теплоотдача. Борьба за снижение неподрессоренных масс и улучшение отвода тепла привела к созданию так называемых вентилируемых дисков. Они представляют собой своеобразный сэндвич из двух дисков.

При нагрузках тормозные диски могут нагреваться до очень высоких температур, и если это тепло передастся ступице – вероятен выход из строя этого узла. Производители тормозных систем предлагают разборные тормозные диски. Они представляют собой непосредственно рабочий диск, скрепленный болтовым соединением со средней частью, которая крепится на ступицу. Часто можно встретить тормозные диски с перфорацией и канавками (шлицами). Но это удел дорогих спортивных моделей. Если вы стали обладателем таковой разорительницы бюджета, то должны знать, что шлицы могут быть как направленными, так и ненаправленными. Первые требуют правильной установки (левые и правые диски) и продаются обычно парами. Ненаправленные могут быть установлены на любую сторону.

Если вернуться к «сэндвичам», то стоит упомянуть об интересной разработке австралийских инженеров. Компания DBA запатентовала передовую технологию системы вентиляции тормозного диска. Назвали такие диски Kangaroo Paw, или Лапа Кенгуру. Цена таких дисков начинается от $200 за 1 штуку. Еще более интересное решение предложила американская компания Delphi. Предложена оригинальная идея двухдискового тормоза для передних колес автомобиля, получившего название Twin Disk. Здесь для торможения используются не две, а три тормозные колодки. К обычной паре прибавляется средняя колодка, расположенная между двух «плавающих» дисков, не связанных друг с другом перегородками. Благодаря такой компоновке гидравлический поршень переносит свое усилие не на две плоскости тормозного диска, как обычно, а сразу на четыре. Тем самым эффективность тормозов, динамика торможения увеличивается в 1,7 раза по сравнению с обычными дисковыми тормозами. Усилие на педаль снижается практически вдвое. Кроме того, вентиляция таких дисков значительно лучше. Компания Delphi планирует начать серийное производство Twin Disk в 2006 году.

Если говорить о материалах, то наиболее часто можно встретить тормозные барабаны и диски из чугуна. В автоспорте используются диски на основе углеволокна (carbon fiber composite). Такие тормоза значительно легче чугунных и работают очень эффективно. Но на рядовых моделях, они не будут работать, так как не успеют разогреться до высоких температур. Российская авиакосмическая промышленность предложила иную технологию. На ее основе созданы тормозные диски из кремния. Такие диски использует, в частности, Ducati на своих мотоциклах. Кремниевые тормозные диски сочетают коэффициент трения чугуна и легкость углепластика. Но это опять же, удел большого спорта. Автолюбителям пока хватает проверенных тормозов из чугуна и стали.

Братья по тормозу

Прошло 29 лет с тех пор, как была изобретена АБС (антиблокировочная система тормозов), разработанная компанией Bosch. На серийном автомобиле АБС появилась в 1978 году - покупатели Mercedes S-Class могли заказать эту систему в качестве опционального оборудования. Чуть позже аналогичная система появилась и у конкурента S-Class - BMW 7-Series.

Затем свет увидели другие механические и электронные помощники торможения (BAS, SBC, ESP) . Точнее, правильного торможения. Это, пожалуй, ключевое слово.

ABS

Состоит из трех основных элементов: датчиков скорости вращения колес, модулятора тормозного давления и электронного блока управления. Задача датчиков фиксировать начало блокировки колес. Как только это случилось, передается сигнал блоку управления ABS, который, в свою очередь, отдает команду модулятору, понижающему давление жидкости в гидросистеме тормозов. Когда колесо разблокировалось и снова начало вращаться, блок управления снимает свою команду, и гидравлическое давление опять передается на тормозные механизмы. Процессы торможения и растормаживания колес будут циклически повторяться до тех пор, пока угроза блокирования не исчезнет вовсе. Водитель ощущает работу ABS по толчкам, передающимся на педаль тормоза. Все это, конечно, здорово, но только для буржуев. Дороги у нас не европейского качества, а потому в России АБС, может быть, даже вредна. На неровном покрытии, когда колесо то и дело теряет контакт с дорогой, электроника будет постоянно ошибаться и растормаживать колеса, что кончится печально: машина тормозить практически не будет. Что может случиться дальше, думаю, ясно.

Кроме того, соленый рассол наших дорог приканчивает дорогостоящие датчики за один сезон. Но менять их совсем необязательно. Можно ездить и так. Правда, на многих машинах, где АБС все-таки предусмотрена, тормоза бывают очень чувствительны. Вроде переключателя на две позиции - либо тормозим со всей дури, либо совсем не тормозим. Но привыкнуть можно.

Кстати, любопытная статистика. При выборе комплектации всеволожского Ford покупатели чаще всего отказывались именно от АБС.

Brake Assist System (BAS)

Во второй половине 1990-х годов появилась система, призванная улучшить работу тормозов - Brake Assist System (BAS). Тормозной «ассистент» включался по команде датчика, зарегистрировавшего чересчур быстрое перемещение педали тормоза, свидетельствующее о начале экстренного торможения, и обеспечивал создание в тормозах максимально возможного давления жидкости. Первым BAS предложил Mercedes-Benz, ему и пришлось оправдываться. Так вот, выяснилось, что BAS предназначен для создания максимального давления в системе торможения только в самый начальный момент экстренной остановки автомобиля. Но даже этого оказалось достаточно, чтобы на 15% уменьшить тормозной путь Mercedes-Benz S-класса при торможении со скорости 100 км/ч до полной остановки. Такое сокращение тормозного пути - серьезный аргумент для того, чтобы система BAS спасла чью-то жизнь. Поэтому сегодня BAS и подобные ему системы устанавливаются не только на Mercedes-Benz, но и на автомобили других марок. Система Brake Assist устанавливается только на автомобилях с АБС.

Electronic Stability Programm (ESP)

ESP – это электронная система контроля устойчивости автомобиля. Благодаря всевозможным датчикам, ESP в критический момент притормаживает одно или несколько колес, препятствуя развитию заноса задней оси или сносу передней.

Если во время поворота на заднеприводном автомобиле начинается занос задней оси, то система притормаживает переднее внешнее колесо. Переднее внутреннее колесо будет вращаться, и таким образом создастся «противозанос». Примерно то же самое происходит и на переднем приводе, когда начинается снос ведущей оси. ESP работает таким образом, что если соскальзывание и началось, оно должно быть равномерным и плавным.

Sensotronic Brake Control (SBC)

Эта электронная система управления тормозами является следующим шагом прогресса вслед за АБС, ESP и Brake Assist. При нажатии на педаль тормоза микрокомпьютер с помощью информации от различных систем и датчиков оценивает скорость переноса ноги с педали газа на педаль тормоза, силу нажатия на педаль, включенную передачу, особенности дорожного покрытия, траекторию движения, скорость и ускорения, нагруженность автомобиля и другие параметры. В результате выдается оптимальное тормозное усилие, причем на каждое колесо — разное.

Важно помнить, покупая автомобиль с дополнительными функциями, что такой «фарш» рассчитан на любителей. Если у вас стаж вождения 10 лет, то лучшим компьютером и тормозом будут ваши рефлексы, а потраченные деньги.

«ОтВАЗный» тормоз

Теперь о родном автопроме. Как говорится, есть хорошая новость и плохая. Хорошая – АвтоВАЗом будет управлять Карлосс Гон, а плохая – на задних колесах по-прежнему ставятся барабанные тормоза вместо дисковых. Дисковые тормоза волжский автозавод, как известно, применяет только на передних колесах. Мы не одиноки в этом подходе. Например, Ford Focus в базовой комплектации также имеет барабаны на задних колесах, но существует опция установки дисковых тормозов. Многие компании совсем отказались от барабанных тормозов.

Теперь о самих тормозах. На ВАЗах можно встретить 3 вида тормозных дисков. Первый – для 2108, 2110 (с карбюратором). Это небольшой (диаметр 239 мм) рассчитанный на 13-е колесо, невентилируемый диск. Этот вариант хуже всех. Тесты и испытания показали его малую эффективность при динамичной езде. Второй вариант – для 21102 и 2111. Эти диски также под 13-е колеса, но они уже вентилируемые.

Третий вид – самый «серьезный». Тормозной диск большой, он имеет диаметр 257мм, рассчитан на 14-е колеса, вентилируемый. По всем тестам он показывает наилучшие результаты и более устойчивую работу в условиях длительных нагрузок (по сравнению с первыми двумя). Такими тормозами оснащаются 16-клапанные ВАЗ-21103 и 2112.

Многие владельцы, предпочитающие динамичный стиль вождения, ставят такие диски на свои автомобили. Конечно, для этого нужно ставить соответствующие колеса (от 14), но результат того стоит. Да и цена вопроса не столь высока.

Иностранные компании, производящие комплектующие и запчасти не обходят стороной и наш автопром. Причем большинство компаний предлагают не только тормозные колодки, но и диски. Выбор богат. На рынках и в магазинах можно встретить непонятные диски чуть дешевле ВАЗовских, а можно и по $200 за штуку. Опыт многих владельцев автомобилей ВАЗ показывает, что штатные диски живут недолго, 5-6 тыс. км, затем теряют форму и начинают «бить». С качественными, неподдельными импортными дисками этого не происходит.

Настоящим спортсменам мало 14-дюймовых дисков. На автомобиль устанавливаются 15-(и даже больше)- дюймовые вентилируемые диски. Их цена измеряется уже несколькими сотнями долларов. Но официального сертификата на такие тормозные диски АвтоВАЗ не давал.

С задними тормозами еще сложнее. ВАЗ упорно комплектует автомобили задними барабанными тормозами. При активной езде такие тормоза сильно греются и теряют свои свойства. Кроме того, довольно часто приходится подтягивать ручник. Неудобство также причиняет тот факт, что проверить состояние тормозных колодок барабанных тормозов сложнее, чем дисковых. И еще один момент. Вовремя не замеченный лопнувший барабан может стать причиной аварии. Тем не менее, на задние колеса ВАЗов можно поставить дисковые тормоза. В настоящее время на рынке присутствуют несколько вариантов. В большинстве своем они – итог напряженной работы мозга «кулибиных». Обсуждать их смысла не имеет. Основными недостатками таких самодельных тормозов является нарушение тормозного баланса между передней и задней осью, ненадежность исполнительных механизмов, отсутствие ручного тормоза и запчастей. Есть еще задние тормоза от Volkswagen или Audi, с помощью планшайб и переходников адаптированные к нашим машинам. Такой вариант требует больших переделок.

К тому же, если покупать новые запчасти у официальных дилеров, этот вариант становится значительно дороже. Для снижения цены используются восстановленные запчасти, так называемый «rebuild». «Попадалово» страшное, кто ездил, тот знает... Что же делать? Самый правильный способ – поставить заводские диски. Официально задние дисковые тормоза на свои автомобили завод не устанавливает, но существовал проект таких тормозов на ВАЗ-2112. Эти тормоза разрабатывались, но, как у нас часто случается, в серию не пошли. Сейчас их производят малыми партиями, их можно приобрести и поставить. Кроме установки, никаких других переделок не требуется. Разводка тормозных трубопроводов, ручной тормоз и все остальное сделано конкретно для ВАЗов.

И напоследок, хочется напомнить, что АвтоВАЗ начал выпускать в 2007 году Лады Калина с АБС. В прошлом году с конвейера сошли 1500 машин Калина с АБС. Эта система не имеет никакой особой адаптации к российским условиям и закупается у компании Bosch. Как проявили себя АБС в Калине, пока рано говорить, но резкого спроса на машины с данной комплектацией замечено не было.