ДРУГИЕ ТОРМОЗА
Грузовикам и автобусам незачем устанавливать рекорды скорости, а вот средняя скорость в холмистой и горной местности сильно зависит от того, насколько уверенно тяжелая машина способна двигаться не только вверх, но и вниз. И тут хорошим подспорьем штатной тормозной системе послужит замедлитель — устройство, позволяющее снизить скорость транспортного средства с минимальными потерями: без износа тормозных колодок и максимально эффективно отводя выделяемое тепло или используя полученную энергию для рекуперации.
В зависимости от способа передачи тормозного момента в силовую линию различаются два типа замедлителей: первичные (взаимодействующие с двигателем) и вторичные (ретардеры, взаимодействующие с компонентами привода). В первом случае эффект торможения зависит от передачи, выбранной водителем, поскольку коробка передач и сцепление располагаются между рабочим органом замедлителя и исполнительным приводом. Это можно отнести к ее минусам, ведь при переключении передачи происходит прерывание тормозного момента. Ну а плюсами первичного замедлителя являются сравнительно небольшая стоимость и малый вес — двигатель при оснащении системой моторного тормоза тяжелеет всего на 10-15 кг, в то время как прибавка веса при наличии мало-мальски мощного трансмиссионного ретардера начинается с 80 кг. Не это ли важнейший аргумент в пользу экономии топлива? Впрочем, забегая вперед, скажем, что современные грузовики зачастую оснащаются не одним типом замедлителя, а их комбинацией, которая интегрирована в единую систему управления торможением как часть комплексной системы активной безопасности. Зачем нужна такая комбинация нам еще предстоит разобраться, а начнем мы с обзора конструкций моторных тормозов, коих на данный момент насчитывается, по меньшей мере, пять разновидностей.
Итак, самым простым по исполнению, а значит и адаптации к той или иной модели автомобиля, является моторный тормоз с заслонкой в выпускном трубопроводе (эту конструкцию в обиходе называют горным тормозом). Суть работы горного тормоза сводится к отключению подачи топлива и частичному перекрытию выпускного тракта с целью создания противодавления на такте выпуска. Конструктивно заслонка выполнена таким образом, чтобы обеспечить размер остаточного зазора достаточным для того, чтобы слишком большое противодавление не мешало нормальной работе выпускного клапана (точнее — исключалось его неконтролируемое открытие под воздействием отработавших газов из соседних цилиндров). Это одна из особенностей, ограничивающих максимальный тормозной момент такого тормоза-замедлителя. Заслонка обычно приводится в действие при помощи пневмопривода. Горный тормоз наиболее распространен у российских производителей, а на иномарках, оснащаемых более прогрессивными системами, ему зачастую поручают второстепенные функции, например — прикрытие заслонки во время прогрева для ограничения белого дыма.
Надо отметить, что Scania на своих грузовиках, в силу конструктивных особенностей двигателя (раздельные головки блока), не разрабатывает современные компрессионные тормозные системы и устанавливает на свои машины обычный «горный тормоз». Другие моторостроители в двигателях используют общую или на три цилиндра (DAF) головку блока двигателя, что конструктивно позволяет разрабатывать интегрированные с мотором тормозные системы.
Повысить отдачу горного замедлителя можно за счет открытия дросселирующего отверстия, соединяющего выпускной коллектор с камерой сгорания. Более двадцати лет назад такую конструкцию под названием Konstantdrossel (постоянный дроссель) разработали инженеры Daimler AG. С тех пор она устанавливается на грузовики Mercedes-Benz. Система представляет собой дополнительный (независимый от привода газораспределительного механизма) клапан в головке блока цилиндров, который во время активации моторного тормоза постоянно удерживается в открытом положении. Это позволяет использовать для торможения двигателем также часть работы сжатия во время второго такта. Каким образом? При движении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю через постоянный дроссель происходит лишь незначительная утечка воздуха в выпускную систему, что позволяет достигать желаемой работы сжатия. Наибольшее количество сжатого воздуха выходит из камеры во время короткого зависания поршня в верхней мертвой точке, предотвращая его расширение в течение третьего такта (аналогия — вялый отскок сдутого мяча). В режиме ниже 900 об/мин утечки через постоянный дроссель возрастают, тормозной эффект уменьшается и система автоматически деактивируется.
Помимо «постоянного дросселя» в активе Daimler AG есть еще запатентованная система моторного тормоза. Называется она Turbobrake (турботормоз). Основу системы составляет турбокомпрессор с изменяемой геометрией направляющего аппарата. При включении моторного тормоза за счет активации специального механизма уменьшается поперечное сечение на входе в турбину. В результате увеличивается скорость вращения турбины и давление наддува. Таким образом, большее количество воздуха может быть сжато в цилиндре за время такта сжатия, а значит — двигатель достигает большей тормозной эффективности. Разработчики утверждают, что такая система, вкупе с системой Konstantdrossel позволяет увеличить тормозную мощность двигателя почти в два раза. Для предотвращения недопустимо высокой скорости турбокомпрессора обороты турбины ограничиваются на уровне 90 тыс. об/мин. Регулирование тормозного момента осуществляется при помощи электронного блока управления. Время реакции турбо-тормоза варьируется в диапазоне от одной до десяти секунд, в зависимости от начальных оборотов двигателя и турбины. Турботормоз обеспечивает поступательное увеличение замедления, в результате водитель ощущает медленное увеличение от начальной до максимальной тормозной мощности. В настоящее время турботормоз находит применение на грузовиках Mercedes-Benz Axor. Аналогичной системой с некоторыми изменениями оснащаются двигатели Iveco Cursor.
А вот американские моторостроители пошли своим путем: там уже не первое десятилетие применяют Jake Brake — относительно простой тормоз Джакобса, встроенный в газораспределительный механизм. Принцип его работы основан на сбросе давления в цилиндре после такта сжатия при помощи штатного выпускного клапана. Для этого между толкателем и стержнем клапана устанавливается промежуточное звено — плунжер, изменяющий длину под действием управляющей гидросистемы. Активная фаза торможения продолжается и на такте расширения, когда после закрытия клапана в цилиндре создается разряжение, поэтому такой тормоз специалисты называют декомпрессионным. Jake Brake применяется на грузовиках Freightliner (двигатели Cummins и Caterpillar) и DAF (голландцы даже не стали разрабатывать оригинальную конструкцию, а просто обратились за помощью к американцам).
Свой тормоз «по мотивам Jake Brake», но с несколько иным принципом действия сконструировал и MAN. Баварцы пошли сразу двумя путями — использованием заслонки в выпускном коллекторе и модернизацией газораспределительного механизма: маленький плунжер, встроенный в коромысло, уходит вслед за клапаном вниз, а моторное масло (оно начинает поступать через отдельный канал) давит на плунжер и удерживает клапан в приоткрытом положении. В течение всех тактов, кроме впуска, выпускной клапан открыт — а значит, двигатель работает как обычный компрессор, засасывая воздух и нагнетая его в закрытую заслонкой выпускную систему. В итоге противодавление выхлопных газов возрастает настолько, что существенно тормозит поршень и в конечном итоге ведущие колеса. MAN утверждает что EVB (так называется серийно устанавливаемая система) на 60% эффективнее чем обычный горный тормоз с заслонкой в выпускном коллекторе. Например, фактически тормозная мощность двигателя D28 с системой EVB достигает 290 кВт.
Отдельного упоминания заслуживает разработанный конструкторами компании Volvo моторный тормоз VEB (Volvo Engine Brake). С технической точки зрения он представляет собой сочетание двух работающих вместе компонентов: компрессионного тормоза VCB (Volvo Compression Brake) и регулятора давления выхлопа EPG (Exhaust Pressure Governor) в приводе которого используется гидравлика. Двигатели с системой VEB отличаются особой конструкцией распредвала и коромысел выпускных клапанов. На кулачках выпуска имеются два дополнительных выступа: нагнетательный, благодаря которому клапаны выпуска «подпрыгивают» в начале такта впуска для подачи воздуха из выпускного трубопровода к цилиндрам; и декомпрессионный, за счет которого обеспечивается снижение давления в цилиндрах в конце такта сжатия.
Это делает возможным достижение значительной эффективности замедления на сравнительно низких оборотах двигателя (около 1600 об/мин).
Предлагаемая в настоящее время усовершенствованная версия VEB+ (задействует дополнительное клапанное коромысло повышая давление на выпускные клапаны) в соответствии со спецификациями весит около 15 кг и сегодня считается самым мощным моторным тормозом в Европе. По сравнению с предыдущей версией мощность торможения двигателем увеличилась на 15%, составив 425 кВт, но, как и все вышеперечисленные типы моторных тормозов, VEB+ на средних и высоких оборотах заметно теряет свои свойства. Именно поэтому Volvo в качестве дополнения предлагает установку трансмиссионных замедлителей RET-TH или RET-TPT, которые восполняют этот пробел.
Источник
Тормозим турбиной
Тормозим турбиной
«Прочел у вас на сайте рассказ о ретардерах (autobull. livejournal. com/16532. html), но там нет ни слова о турботормозе. Чем вам не угодила данная система?»
А мы про нее попросту забыли, так как данное устройство, применяемое на грузовиках Mercedes c 12-литровыми моторами, стоит отнести скорее к разновидности «моторного тормоза». Ретардеры же, принято рассматривать как самостоятельные узлы… Так или иначе, восполняем пробел.
Турботормоз, он же Turbobremze, не что иное, как обычная турбина, способная работать в двух режимах. В штатных условиях воздух поступает в турбину по двум каналам. Когда же возникает необходимость «тормозить мотором», то один канал перекрывается и турбина начинает вращаться вдвое быстрее, накачивая в цилиндры больший объем воздуха, мешающий свободному движению поршней.
Разработчики утверждают, что эффективность торможения двигателем увеличивается вдвое.
Идея хорошая. Но любую хорошую идею можно раскритиковать. Во-первых, такая турбина дороже обычной, да и ресурс ее просто обязан быть хоть немного, но ниже. По этому поводу можно утешиться тем, что трансмиссионный ретардер в разы дороже. Но и работает он в разы эффективнее!
Критикуем дальше. Во-вторых, установка турботормоза исключает наличие самого простого и надежного помощника основных тормозов — «горного тормоза», то есть заслонки в выхлопной трубе! Эти системы – взаимоисключающие. В-третьих, турботормоз (как и любой ретардер, тормозящий все, что угодно расположенное до коробки передач) не работает, если выжать сцепление или включить нейтраль в коробке передач.
Вывод такой.
Мерседосовский турботормоз имеет право на существование наравне с хилым мановским акватардером. Для относительно легких автопоездов, которые не лазают по горам они вполне подходят. Если же горные серпантины – часть постоянных маршрутов, то трансмиссионные гидравлический или электрический ретардеры, установленные за коробкой передач, альтернативы пока что не имеют.
Источник
Тюнинг тормозов: как, зачем и кому это надо
Периодически на тестах даже новых автомобилей мы сталкиваемся с тем, что штатная тормозная система порой ведет себя не так, как нам бы хотелось. Если проще — тормозов не хватает. Причем разброс автомобилей, к которым возникают претензии, никак не зависит от стоимости и престижа марки — есть за что покритиковать и китайские бренды, и даже люксовые британские. Еще одна категория потенциальных клиентов — владельцы подержанных и отечественных авто, которые часто готовы доплатить за более качественные и дорогие компоненты. О профессиональных и даже уличных гонщиках и говорить не стоит: у них особые требования к характеристикам машины. В итоге получается, что улучшение тормозов — потенциально востребованная услуга. А что она собой представляет и насколько действительно нужна? Попробуем в этом разобраться.
Главных задач у тюнинга тормозной системы две: увеличение скорости торможения и уменьшение тормозного пути. За каждую отвечают отдельные части, так что в первую очередь стоит понимать, что улучшение характеристик тормозного процесса — комплексная процедура, требующая основательного, а значит грамотного и потому затратного подхода.
В зависимости от того, что мы хотим получить на выходе, можно делать глубокий тюнинг тормозной системы или частичный. Этим вопросом надо озадачиться заранее.
Конечно, можно менять тормоза поэтапно: сначала задние, потом передние. Можно заменить только диски или суппорты. По большому счету все зависит исключительно от платежеспособности заказчика. Но, так или иначе, для достижения результата менять нужно все в комплексе.
Первое, с чего стоит начать, — это тормозные диски.
Тормозные диски
Штатные изготавливаются из высокопрочного чугуна с высоким коэффициентом трения и низкой степенью изнашиваемости; при интенсивном использовании, например в мегаполисе, или при регулярных поездках по трассе, при торможении они могут частенько перегреваться, отчего в итоге теряют первоначальные характеристики, а то и вовсе приходят в негодность. Особенно внимательно стоит отнестись к дискам владельцам мощных возрастных машин.
Современная промышленность предлагает несколько видов тюнингованных тормозных дисков, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.
Вентилируемые диски
Внешне такой диск напоминает два склеенных между собой отдельных диска, разделенных лопатками воздухоотводов. Пустое пространство способствует вентиляции, позволяя воздуху проходить сквозь диск во время вращения, охлаждая его. У вентилируемых дисков более прочная конструкция. Чаще всего они используются при тюнинге тормозной системы. Правда, на современные автомобили производители все чаще ставят вентилируемые диски уже штатно.
Перфорированные диски (с поперечным сверлением)
Отталкивают воду, газ, охлаждают и способствуют удалению частиц грязи и нагара. Диски с поперечным сверлением имеют один недостаток — со временем вокруг просверленных отверстий появляются трещины и надломы. Кроме того, небольшие отверстия забиваются грязью и нагаром.
С насечками
Такие диски отталкивают воду, газ и тепло, способствует удалению частиц грязи и нагара, а также матирует тормозные колодки. Устанавливаются на спортивные автомобили — в основном для того, чтобы отводить грязь и нагар. При работе издают больше шума, чем обычные, ввиду того, что колодки трутся о канавки диска.
Карбоновые и керамические
Обеспечивают хорошее трение, менее склонны к генерации тепла. Карбоновые диски предназначены для спортивных автомобилей, поэтому для обычных машин не совсем подходят, так как им необходимо хорошо прогреться для корректной работы. Керамические диски изготовлены из углеродного волокна, обладают малым весом и хорошо переносят высокую температуру. Недостаток — очень высокая цена.
А вот для увеличения скорости торможения необходимо увеличение наружного диаметра диска. Но тут стоит быть внимательным: увеличение размера диска, как правило, ведет за собой увеличение размера колеса.
По соотношению «цена — эффективность» лучшим вариантом для тюнинга являются вентилируемые тормозные диски, которые, помимо лопаток воздухоотводов, имеют и перфорацию, и рифление. Стоит помнить, что тюнинговые тормозные диски увеличивают износ тормозных колодок в результате увеличивающегося трения.
Суппорты
Чем больше поршней (4, 6, 8) в суппорте, тем равномернее распределяется на диске давление во время торможения, тем самым нагрузка на диск и колодки сокращается, а также уменьшается вибрация. Такие суппорты однозначно повышают эффективность тормозной системы. Улучшенные суппорты, помимо облегченной массы (изготавливаются из алюминия), обладают еще одним плюсом — способностью рассеивать тепло лучше, чем чугунные.
Удобнее приобретать суппорты вместе с дисками и тормозными колодками. На сегодняшний день лучшими считаются суппорты с четырьмя рабочими цилиндриками — по два на каждую колодку. Это приводит к моментальному срабатыванию тормозов при нажатии на педаль. Надо понимать, что вентилируемые тормозные диски шире штатных, и, как следствие, суппорт тоже будет большего размера, что влечет за собой увеличение диаметра колеса, а иногда и его ширины. Иногда для качественного торможения устанавливают два суппорта с двух сторон диска. Очень часто приходится менять и крепеж суппорта, поэтому выгоднее купить для вашего авто готовый комплект. Причем обычно колодки и шланги в него уже входят.
Шланги
Это отдельный вид расходов, потому как после замены суппортов и дисков потребуется заменить и их. Улучшенные тормозные шланги в процессе эксплуатации не расширяются от давления тормозной жидкости, как изделия из резины, помогают лучше чувствовать педаль, и у них более долгий срок службы. Чтобы убрать раздутие тормозного шланга, его армируют тонкой нержавеющей проволокой, которая имеет специальное очень плотное плетение, что не дает резиновому шлангу раздуваться от огромного давления, создаваемого при торможении. Благодаря этому тормоза делаются более предсказуемыми, эффективность существенно возрастает и педаль лучше реагирует.
Подбирать армированный шланг нужно точно такой же длины, как и штатный: длинный шланг увеличит торможение, а короткий может просто вырвать
Тормозные колодки
Они могут быть мягкими, средними и твердыми в зависимости от фрикционного материала. Здесь каждый решает для себя: если автомобиль участвует в соревнованиях, пусть и в любительских, необходимо использовать мягкие колодки — они быстрее изнашиваются, но лучше тормозят. Твердые тормозят хуже, но у них дольше срок службы, хотя они и изнашивают диск.
В идеале стоит установить колодки из среднего фрикционного материала: тогда и тормозить будет хорошо, и диск с колодками не так быстро износится
Тормозная жидкость
На новой системе необходимо использовать специальную тормозную жидкость с высокой температурой кипения — стандартная уже не справится. Следите за перегревом дисков, а также за износом. Особенно это важно на первом этапе эксплуатации.
Естественно — нельзя забывать о системе стояночного тормоза. Вместо механического привода нужно использовать гидравлический. Фирмы-производители тюнинговых тормозных систем высокого качества имеют свое производство и свои научные лаборатории. К лидерам тюнинговых тормозных систем относятся такие компании, как Brembo, DELPHI, Hamann, Nissin, Mugen и StopTech и Endless.
Сергей Васильков, выездной территориальный менеджер стран СНГ, ООО «Брембо Руссия»: «Практически все, что мы делаем для „гражданских“ автомобилей, ранее было внедрено и опробовано в спортивном сегменте. К вопросу переоборудования тормозной системы на „гражданском“ автомобиле надо подходить со всей ответственностью. Вы должны понимать, что все другие системы автомобиля рассчитаны на стандартные условия эксплуатации, а установка „спортивных“ тормозов приводит к критическим нагрузкам — мы не видим смысла в переоборудовании.
Более того, установка именно „спортивных“ тормозов на автомобили городского цикла эксплуатации может быть опасна, так как, с одной стороны, это вселяет чувство уверенности водителю и приводит к увеличению скоростного режима, с другой стороны, „спортивные“ тормоза останавливают автомобиль быстрее, чем все автомобили в потоке, а это может привести к аварии.
Таким образом, если вы эксплуатируете автомобиль в городе и просто хотите быть уверены в тормозах, то разумнее всего установить диски с улучшенными характеристиками, благо у Brembo таких достаточно. Это окрашенные диски, диски с насечками Brembo Max, диски с перфорацией Brembo Xtra, плавающие и композитные. И конечно, для достижения максимального эффекта необходимо использовать колодки Brembo и следить, чтобы суппорты были в идеальном состоянии».
У монстров тюнинга цены варьируется от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч рублей за комплекты тормозных систем, в зависимости от автомобиля. Но не стоит думать, что усовершенствование тормозной системы — по определению сверхзатратное мероприятие. Так, компания Brembo уже вывела на российский рынок линейку продукции для автомобилей Lada, цены на которую немаленькие, но вполне адекватные для бренда с таким именем.
Среди производителей, кстати, есть и отечественные бренды, работающие в этом направлении. К ним относится, например, компании High Performance Brakes или Carville Racing.
Максим Атаров, технический менеджер Federal-Mogul Motorparts России и странах СНГ: «Ferodo имеет богатый опыт в разработке и производстве фрикционных смесей для спортивных соревнований. До середины 80-х годов Ferodo являлась основным поставщиком фрикционных компонентов на соревнования серии „Формула-1“. До сих пор большинство спортивных команд в разных видах соревнований в авто- и мотоспорте отдают предпочтение продукции Ferodo Racing.
На основе фрикционных смесей для гонок была создана отдельная серия дисковых тормозных колодок Ferodo DS Performance, предназначенная для тюнинга штатных моделей автомобилей. Эти колодки востребованы определенной категорией клиентов, предпочитающих динамичный стиль вождения. Естественно, в России эта продукция также пользуется популярностью. Вполне понятно, что эксплуатация машины с большей динамикой торможения приводит к более активному износу других компонентов».
Каков итог?
Если есть желание заняться автоспортом даже на любительском уровне — тут, как говорится, сам бог велел. Без усиленной тормозной системы успехов на треке не видать. Если в наличии имеется мощный подержанный автомобиль или есть необходимость форсировать двигатель, то полный тюнинг тормозной системы — крайне желательное действие. Однако, как и в любом деле, нужно знать меру и понимать, для каких условий и показателей этот самый тюнинг необходим. Для «гражданских» условий это, прежде всего, безопасность, а потому увлекаться мощными системами эксперты не рекомендуют.
Ну а что касается предложений на рынке, то на сегодня их достаточное количество, чтобы охватить все ценовые категории. Так что при грамотном подходе можно заметно повысить эффективность одной из важнейших систем автомобиля, потратив на это не самые большие деньги.
Источник
