Легкие тормозные компоненты

Sep 12, 2023

Я думаю, что мы все любим подшучивать над инженерами. Но хотим мы это признать или нет, на самом деле они «не имеют этого для нас, технических специалистов». Истина проста: у них просто другой набор приоритетов и/или целей, чем у нас. У инженерных команд есть определенные цели, которые им необходимо достичь или превысить. Некоторые из этих целей являются результатом правительственных постановлений, таких как стандарты экономии топлива. Другие цели ставят сами автопроизводители. К ним относятся, помимо прочего, динамика вождения, снаряженная масса, ограничения по размеру и многое, многое другое.

Снижение снаряженной массы автомобиля может стать одной из главных движущих сил современного автомобилестроения. Чем легче автомобиль, тем эффективнее он может быть. Автопроизводители приложили все усилия, чтобы снизить общий вес автомобиля. Все: от уменьшения толщины листового металла до использования рычагов подвески из легких сплавов и даже удаления материала со ступиц колес и других вращающихся узлов (Рисунок 1).

Нам может показаться безумием, что автопроизводители так агрессивно пытаются снизить вес, но за последние 40 лет мы наблюдаем устойчивый рост веса транспортных средств из-за одного простого фактора: потребительского спроса. Правильно, это из-за нас. С 1980-х годов покупатели автомобилей требуют все большего и большего комфорта в наших автомобилях. Электрические стеклоподъемники, электрические замки, подогрев сидений и рулевых колес, а также большие колеса и шины, и это лишь некоторые из них. Эти функции имеют свою стоимость, дополнительный вес и сложность. Таким образом, если автопроизводители смогут сэкономить несколько унций на ряде компонентов, они смогут снизить общий вес автомобиля на фунты.

Когда дело доходит до снижения веса автомобиля, следует обратить внимание на две вещи: подрессоренную массу и неподрессоренную массу. Подрессоренная масса – это масса автомобиля, поддерживаемая системой подвески. Сюда входят шасси автомобиля, кузов и пассажиры. Неподрессоренная масса – это масса, не поддерживаемая подвеской. Сюда входят колеса, шины, ступицы, поворотные кулаки и т. д.

Уменьшение подрессоренной массы может привести к большей экономии топлива, но уменьшение неподрессоренной массы может улучшить реакцию амортизатора и улучшить управляемость автомобиля. Хотя такого рода инженерные решения обычно предназначены для гоночных трасс, они все же имеют некоторые преимущества и для трамваев.

Итак, что же сделали автопроизводители для снижения веса тормозных систем? Легкие алюминиевые корпуса суппортов и керамические поршни были только началом. В спортивных и экзотических автомобилях за последние несколько десятилетий появились полуплавающие роторы (фигура 2 ), которые оснащены легкими центральными шляпками для снижения веса. Для крепления диска и шляпки используются штифты, которые допускают расширение и сжатие при изменении температуры. Эта конструктивная особенность является причиной того, что этот тип ротора способен так хорошо рассеивать тепло, что делает его надежным вариантом для спортивных автомобилей.

Этот тип тормозного ротора с точки зрения обслуживания мало чем отличается от обычного цельного узла. Поверхность ротора можно обрабатывать как обычно, при условии, что ее толщина превышает минимальную заданную толщину. Циферблатный индикатор — лучший инструмент для проверки биения, если ваш клиент жалуется на тормозную пульсацию. Они стоят дороже по сравнению с обычными литыми роторами, но их способность рассеивать тепло вполне оправдывает затраты.

На вершине ценовой лестницы будут карбоново-керамические тормозные системы (Рисунок 3 ). Эти системы невероятно дороги и обычно предназначены для гоночных треков или экзотических автомобилей сверхвысокого класса, но вы встретите их в некоторых уличных автомобилях, включая Chevy Camaro ZL1, Corvette Z06 и ZR1, BMW M3/M4, Audi R8, и более.

Карбон-керамические роторы чрезвычайно долговечны. Фактически производители уверяют, что замена им никогда не потребуется – по крайней мере, при «нормальной» езде. Они также устойчивы к искажениям и износу, которые приводят к пульсации педалей – просто неприятность в «реальном мире», но заметная проблема с производительностью на трассе.