Тормоза (Страница 1 из 138)
Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться
Сообщений с 1 по 15 из 2 063
#1 Тема от kisa 15-03-2017 10:55:01 (16-03-2017 20:55:21 отредактировано kisa)
- kisa
- Старожил
- Неактивен
- Откуда: Киев
- На форуме с 05-03-2017
- Сообщений: 43 102
Тема: Тормоза
На полноту, как водится, не претендую, но надеюсь, кому-то это будет полезно, кому-то интересно. Т.к. материал рассчитан на крокодиловодов, основной упор сделан на тормоза клещевого типа, на их правильный подбор и т.д. Хотя и другие виды тормозов упоминаются.
Для тех, кому лениво, неинтересно или неспособно переваривать столько букв, в конце коротко (даже без картинок) собраны 10 главных положений по выбору и установке тормозов на крокодил, снова-таки речь больше о клещевых тормозах:
https://krokovod.org/forum/viewtopic.php?pid=1799#p1799
Кратко о ремонте тормоза спортивных велосипедов ХВЗ
https://krokovod.org/forum/viewtopic.ph … 10#p149310
Правильное разгибание шоссейных ручек для применения НЕ на рогах барана
https://krokovod.org/forum/viewtopic.ph … 781#p75781
Общие положения.
Все мы их видели, все пользуемся, но разнообразие конструкций и наше естественное желание выбрать правильные тормоза для своего проекта требуют подробного разбирательства.
Тормоз гасит кинетическую энергию велосипеда, превращая её в тепло. Тепло вырабатывается при трении неподвижных тормозных колодок о подвижные поверхности, вращающиеся вместе с колесом. Конструктивно это может быть исполнено очень по-разному, но принцип всегда один – нагрев окружающей среды
Важно!
При срабатывании тормозов, любое классическое колёсное транспортное средство – от самоката с тормозами до поезда и самолёта после посадки – совершает «клевок носом». Происходит это оттого, что тормозное усилие прикладывается к дороге, колесо стремится зацепиться за дорогу в плоскости собственно дороги. А центр тяжести транспортного средства находится на некоторой высоте от неё. Поэтому при торможении вся эта конструкция как бы стремится опрокинуться вперёд. А при неуёмном использовании переднего тормоза велосипеда, бывает, и опрокидывается с перелётом через руль.
Причём это явление имеет место всегда, независимо от общего количества колёс и количества тех из них, которые оснащены тормозами. «Клюнуть носом» при торможении стремится как одноколёсный цирковой велосипед, так и 10-вагонная электричка с 40 парами колёс, все из которых оснащены тормозами. И точно такой же клевок исполняют транспортные средства, у которых не все колёса являются тормозными – например, обычный велосипед «Украина» о двух колёсах, но только с одним задним тормозом, или велосипед с ручными тормозами, если использовать только передний. Это не зависит от развесовки, массы и всего такого прочего. Клевок имеет место всегда.
Эта врождённая особенность процесса торможения важна для нас в контексте мощности тормозного механизма. Ведь при клевке передние колёса дополнительно нагружаются, а задние разгружаются. Это значит, что передние колёса могут реализовать большее тормозное усилие, чем задние. Т.е. в идеале передний тормоз должен быть мощнее заднего. Посмотрим на любой мотоцикл или автомобиль: действительно, у них всегда передний механизм мощнее. Впереди дисковый тормоз, сзади барабанный. Оба тормоза дисковые – тогда передние диски значительно большего диаметра. Оба барабанные – передний мощнее (иногда колодки шире, иногда барабан больше, иногда играют расположением колодок). На некоторых мотоциклах впереди два диска, сзади – один. (Крайне редко на мотоциклах может быть только один тормоз – задний, но так делают на американских авторских чопперах с длинной вилкой, широким задним колесом, и узким передним)
Да, на некоторых транспортных средствах попроще (велосипеды, некоторые мопеды) тормоза одинаковы. Но такая унификация делается исключительно в целях экономии. Понятно, мощность такого унифицированного тормоза выбирается исходя из его работы, как переднего. При этом такой же тормоз, установленный сзади, является избыточным – колесо легко срывается в юз.
При одновременной работе задних и передних тормозов «перекос» в их эффективности ещё больший – клевок усиливается, передние колёса ещё больше нагружаются, а задние — разгружаются.
Поэтому использование сзади менее мощного тормоза не только не является ошибкой, но часто и желательно. Интересно на велосипеде с двумя клёщевыми тормозами попробовать поставить спереди длинные колодки, сзади – короткие. А вот обратная ситуация (сзади диск / впереди клещи, или сзади вибрейки /впереди барабан) является грубой ошибкой, неправильным подходом к проектированию: мощности переднего слабого тормоза может оказаться недостаточно (шина+дорога могут реализовать больше), а заднего – с избытком (колесо сорвётся в юз при незначительном воздействии тормоза).
Эффективность тормозов.
Когда мы были маленькими, и мозг наш был ещё не развит, мы считали хорошим, «зверским» тот тормоз, который с запасом блокирует колесо, оставляя следы шины на асфальте. А который не блокирует – это плохой тормоз. Некоторые, формально повзрослев, продолжают так считать и дальше. На самом деле всё сложнее, хоть и ненамного.
Когда колесо срывается в юз, это показатель не эффективности торможения, а переизбытка мощности тормоза в данных условиях. Т.е. механизм-то мощный, «хороший», но толку с него… Более того, колесо идущее юзом, замедляет транспортное средство хуже, чем могло бы, вращаясь.
Чтобы потом к этому не возвращаться, напомню, что эффективность торможения во многом зависит не только от тормозного механизма. Молчу уже про скорость и вес. Что толку от мощного механизма, если сцепление с дорогой мало, и шина неспособна уцепиться за покрытие. А сцепление зависит от комбинации покрытия, рисунка шины и её габаритов с давлением. Тут тоже наблюдается нечто похожее на парадокс. Но колесо «Украины» на относительно широкой и мягкой шине позволяет применить более мощные тормозные механизмы, чем на самом крутом современном шоссере, и обеспечить ей настолько интенсивное торможение, на которое неспособен самый крутой шоссейный аппарат. Понятно, при одинаковом весе наездника, покрытии и скорости.
По мере нарастания тормозного усилия в механизме, замедление растёт. Максимального своего значения оно достигает на грани срыва, после срыва же резко падает. Как ни парадоксально, бесконечно «давить педаль» менее эффективно, чем слегка недодавить её, давая колесу возможность вращаться на грани юза.
Это хорошо заметно на автомобиле на льду – если колёса вращаются, тормозной путь заметно меньше, чем если они остановились, и саночками скользят по покрытию.
В «солидном» транспорте за этим следит ABS – антиблокировочная система тормозов. Вращаясь при торможении на грани срыва, колёса обеспечивают как управляемость, так и максимально короткий в данных условиях тормозной путь.
На велосипеде обычно юзу подвержено заднее колесо – ведь оно разгружается за счёт клевка при торможении. Из этого следует простой практический вывод: если Ваш задний тормоз способен заблокировать колесо на асфальте до следов от резины — его достаточно! И нет никакого смысла устанавливать туда более мощный тормоз – тормозной путь от этого никак не сократится. Даже если вставить абсолютный тормоз – палку в колесо.
Пару уточнений. Если мы тормозим только задним тормозом, его силы может не хватить для блокировки колеса. Но стоит задействовать ему в помощь передний – и юз появляется. Это, как уже говорилось, происходит от клевка, от перераспределения веса между колёсами при торможении. Клевок для заднего тормоза является вредным, снижая его эффективность, при этом мощность механизма становится избыточной.
Получается, максимальная мощность заднего тормозного механизма требуется именно в случае использования только его (а как только подключается передний, мощность того же тормоза становится избыточной). Поэтому примем, что мощность заднего тормоза должна быть такой, чтобы с небольшим запасом обеспечивать срыв в юз заднего колеса, когда передний тормоз отсутствует или незадействован. Сцепление колёс с дорогой при этом должно быть максимально – для сликов и дорожных колёс проверяем на сухом асфальте, для зубастых – на рыхлом грунте, например. Если это условие выполняется, незачем менять тормоз на более мощный. Выдержав такую проверку, он максимально эффективно справится со своей задачей даже если передний выйдет из строя.
Торможение одним задним колесом недостаточно эффективно из-за врождённых особенностей классических колёсных транспортных средств. Задний тормоз автоматически сам себя обкрадывает. Сильнее тормозим – сильнее разгружается колесо, теряется способность шины цепляться за дорогу.
Обратная картина с передним тормозом. Из-за перераспределения нагрузки от клевка он сам себя усиливает. Точнее, по мере возрастания усилия торможения увеличивается и сцепления колеса с дорогой. Можно использовать более мощный тормозной механизм. Это придаёт переднему тормозу дополнительную эффективность. Именно поэтому он считается основным тормозом велосипеда. Сорвать переднее колесо в юз практически невозможно. Эффективность переднего тормоза такова, что становятся возможными перелёты через руль при неадекватном торможении.
Собственно, мощность переднего тормоза и должна быть такой, чтобы он (теоретически) мог обеспечить такой перелёт. Страшно?
Достаточную мощность тормоза приходится определять интуитивно. Всё-таки более мощные тормоза дороже стОят и больше весят, иногда их установка сопряжена с серьёзными доработками, вобщем – здравый смысл нам поможет.
А вот недостаточную его эффективность выявить несложно. Если при полностью зажатой изо всех сил тормозной ручке тормоз скользит, велосипед не делает попыток приподнять заднее колесо – тормоза мало.
К сожалению, «дополнительные» советские тормоза дорожных велосипедов, особенно по хромированному ободу, именно так себя и ведут – их не хватает. Но это отнюдь не повод отказываться от переднего тормоза на «Украине»! С ним и удобнее, и интенсивность замедления заметно возрастает при пользовании двумя тормозами. Естественно, на «спортивных» велосипедах, начиная от «Туриста» такое поведение недопустимо.
Иногда бывает необходимость проехаться с одним тормозом. Например, не терпится испытать новый велосипед, а один из тормозов не готов, или случилась какая-то неисправность вдали от базы, и из обломков можно собрать только один исправный тормоз. В таких случаях, безусловно, нужно стремиться иметь рабочим передний тормоз – его эффективность в одиночку значительно выше одного заднего!
Не нужно путать её с усилием на ручке или педали, а тем более, с эффективностью тормоза. Модуляция характеризует адекватность самого торможения этому усилию. Т.е. сильнее давим – интенсивнее замедляемся, ручку нажимаем плавно – замедление нарастает плавно, и наоборот. Чем чётче интенсивность замедления следует за манипуляцией ручки или педали – тем лучше модуляция.
Иногда тормоз с лучшей модуляцией субъективно кажется сильнее, чем с худшей, но на самом деле, если тот и другой способны вогнать колесо в юз, по эффективности они одинаковы. Просто тормоз с более чёткой работой, безусловно, приятнее, точнее действует, и психологически кажется более надёжным.
Пример – дисковые тормоза с тросовым и гидравлическим приводом. Допустим, ручки обоих тормозов имеют одинаковый рычаг, колодки – одинаковый ход, диски и колодки – одинаковые материалы и размеры. Надеюсь, не нужно уточнять, что мощность таких тормозов, эффективность замедления, совершенно одинакова при равном усилии на ручке (минус незаметные потери в тросовом приводе) . Разница между ними только в способе передачи усилия между ручкой и колодками.
В гидравлическом тормозе привод практически не имеет никакой упругости – ведь жидкость несжимаема, стенки трубок не растягиваемые (в заметных пределах). Поэтому как мы ручкой шевелим, так шевелятся и колодки. Как сильно давим на неё, так и колодки давят на обод. Как быстро или медленно увеличиваем давление на ручку, так быстро или медленно увеличивается давление колодок на диск. Это и есть хорошая модуляция.
Посмотрим, что происходит в тросовом приводе. Здесь есть важные силовые элементы, которые имеют небольшую, но ощутимую упругость: тросик немного растягивается, рубашка немного сжимается. Пока мы выбираем свободный ход механизма, колодки движутся синхронно с ручкой. Но вот колодки коснулись диска. Мы продолжаем дальше нажимать ручку. Но в этот момент усилие на колодках, вопреки нашему желанию, почти не возрастает – его парирует та самая упругость тросика и оболочки. И только когда тросик натянется, а оболочка сожмётся полностью, произойдёт нарастание усилия на колодках. При отпуске или ослаблении ручки то же происходит в обратном порядке. Такой тормоз кажется нам ватным, точнее резиновым. Подсознательно приходится сильнее давить на ручку, из-за чего тормоз кажется слабее гидравлики, хотя это не так. Мы же договорились, что всё в сравниваемых тормозах одинаковое, кроме привода. У него просто хуже модуляция.
Такие же процессы происходят и в других видах тормозов с механическим приводом. Чем больше упругость привода от ручки до тормозных колодок, тем хуже модуляция. Ухудшают модуляцию более дешёвые упругие тросики, рубашки-пружинки советского образца, нежёсткие опоры рубашек (например, «клювы» ХВЗ на рулевой колонке и подседельном болте), лишние звенья в цепочке привода (например, поперечный тросик на тормозе с центральной тягой), более длинные рычаги клещевых тормозов и много чего ещё.
Если проанализировать развитие тормозов от колодки, опускающейся сверху на переднюю шину до дисковой гидравлики, заметим, что весь прогресс в основном направлен именно на улучшение модуляции тормозов, а не каких-либо других их характеристик.
Свободный ход
Чтобы работать корректно — быть полностью отпущенным и не за что не задевать, когда он не нужен, тормоз должен иметь некоторый свободный ход. Слишком малый свободный ход может провоцировать затирание колодок, слишком большой – позднее срабатывание и нехватку хода ручки для полного торможения. Каждый вид тормоза имеет свой оптимальный рабочий ход – минимальный, но такой, чтобы при возможных в эксплуатации погрешностях и допустимых деформациях колодки не цепляли подвижные элементы. У клещевых и вообще ободных – побольше, у дисковых – поменьше, из-за большей точности и жесткости деталей. Из-за излишнего свободного хода тормоза могут показаться недостаточно эффективными, даже когда с ними всё в порядке.
Свободный ход – практически единственная регулировка тормоза. За ним необходимо следить по мере износа колодок и необратимого растяжения тросиков.
Усилие на органах управления
Как-то автор был счастливым обладателем автомобиля «Запорожец». Исправного, нормального. И как-то один знакомый, владелец почти нового «Опеля», попросил порулить. Когда возникла необходимость остановиться, у знакомого выпучились глаза, и тормозом он воспользовался довольно судорожно и грубо. Нас приложило к лобовому стеклу, на асфальте остались следы резины. Дело в том, что тормозной механизм «Опеля» срабатывает при довольно нежном нажатии на педаль, а в «Запорожце» давить нужно сравнительно сильно. Водитель нажав, как он привык, не почувствовал замедления машины, и тормоз показался ему неэффективным. Но когда он рефлекторно нажал на педаль изо всей силы, тормоз сработал, как положено – до блокировки колёс. Это значит, что для данной скорости, массы автомобиля и сцепления колёс с дорогой этот тормоз вполне эффективен. Мало того, его невозможно сделать эффективнее. Просто большее потребное усилие на педали сбило водителя с толку.
То же самое бывает и у нас. Разные тормоза (зачастую одинакового типа, просто разных производителей) для своей сработки требуют разного усилия, являясь одинаково эффективными. Но тормоз, требующий меньшего усилия, субъективно кажется нам более мощным. Даже более сильная возвратная пружина может оказаться виноватой в таком восприятии.
Причины субъективного «плохого торможения»
Таким образом, субъективное восприятие тормоза часто не соответствует реальности по части мощности тормоза. Больший штатный свободный ход, как и худшая модуляция, большее потребное усилие на ручке может порождать субъективное ощущение меньшей эффективности тормоза, хотя это не так.
Такие тормоза менее удобны, больше раздражают. Но если они способны сорвать заднее колесо в юз, или перебросить нас через руль, тормоз вполне эффективен.
Источник
