Что лучше барабанные или дисковые тормоза на задние колеса
Какие тормоза лучше, барабанные или дисковые? Преимущества и недостатки
Исторически раньше появились барабанные тормоза – на первых автомобилях их устанавливали только на задние колеса. Принцип действия барабанного механизма изменился с той поры не сильно. Две серповидные колодки раздвигаются и прижимаются специальными фрикционными накладками к внутренней поверхности полого цилиндра, называемого тормозным барабаном. У ранних тормозных механизмов колодки раздвигали с помощью тросового привода, позже ему на смену пришел гидравлический. Затем появился механизм, который компенсировал износ накладок колодок.
Впрочем, у некоторых автомобилей (Гранты, Калины, Приоры, Лады 4х4 и Шнивы) необходимость регулировки стояночного тормоза еще осталась. Позже Альянс Renault-Nissan внедрил у нас более современные барабанные тормозные механизмы. Самоподвод колодок и постоянное правильное натяжение тросиков ручника осуществляет хитрая распорная планка. Претензий к таким механизмам, в общем-то, нет.
Несмотря на то, что барабанные тормоза принято считать архаичными, у них есть ряд достоинств. Дешевая, отработанная годами конструкция, хорошо защищена от грязи. Рабочая поверхность таких тормозов довольно велика, а потому их ресурс очень велик. Их удобно компоновать со стояночным тормозом.
Недостатки? Их тоже хватает. При высоких нагрузках эти механизмы сильно перегреваются. Коэффициент трения колодок нестабилен, изнашиваются они неравномерно. При попадания грязи постоянно раздается скрежет. Сам механизм при этом тяжелый и громоздкий. Наконец, в ряде случаев фрикционные накладки могут примерзать к барабанам.
Что касается дисковых тормозов, то реально они приехали к нам на передних колесах жигулей. С годами на массовых машинах стали применять более простую однопоршневую конструкцию. Тормозные диски все чаще становятся вентилируемыми – это уберегает от перегрева как детали тормозного механизма, так и ступичные подшипники.
Постепенно дисковые тормоза стали устанавливать и на заднюю ось дорогих легковушек и кроссоверов. Сразу возникла проблема со стояночным тормозом, но ее успешно решили. Первое решение – это маленький барабанный (опять барабанный!) тормозной механизм в ступице диска. Второй – прижимать основной поршень к колодкам посредством троса или электропривода.
Преимуществ дисковых тормозов довольно много. Они легче и компактнее барабанных, они лучше охлаждаются и не так чувствительны к температурным колебаниям. Передние колодки проще менять, а износ легче диагностировать. Недостатки также лежат на поверхности: защита от грязи явно хромает. Кроме того, если автомобиль больше стоит, чем ездит, то часть поверхности дисков откровенно ржавеет. Наконец, на задней оси менять колодки довольно сложно.
Думается, что будущее все-таки за дисковыми тормозами. И это может не понравиться тем, кто самостоятельно обслуживает машину: барабаны на задней оси особых проблем не доставляют, а вот с дисками наверняка потребуется возня. Да и ресурс у них уступает барабанным коллегам. Впрочем, не будем забегать вперед.
Диски против барабанов
Почему у одних машин все тормоза – дисковые, а у других передние дисковые тормоза сочетаются с задними барабанными? Какая система лучше? Что такое вентилируемые дисковые тормоза? И для чего нужны тюнинговые тормозные диски с отверстиями? Эти вопросы задаются часто наравне с другими, касающимися тормозов. Давайте же найдем на них ответы.
Барабанные тормоза для всех четырех колес были стандартом в течение многих лет. В тормозной системе такого типа поршень подвергается гидравлическому давлению и, в свою очередь, толкает наружу колодку изогнутой формы. При этом фрикционный материал, наклепанный или наклеенный на колодку, контактирует с внутренней стороной тормозного барабана, замедляя его вращение вместе с вращением оси. В итоге машина останавливается – то есть надеемся, что останавливается.
На самом деле барабанные тормоза исправно работали в прошлом и работают и сейчас, но любой, кто пытался остановить машину, едущую на высокой скорости, используя тормоза только барабанного типа, быстро понимает, что у них есть свои пределы. Они «увядают», то есть теряют эффективность при нагреве. Нагрев вызывает расширение, и колодке, чтобы войти в контакт с барабаном, нужно проделать больший путь, а это значит, что педаль тормоза нужно нажимать сильнее. К тому же при трении колодки и барабана друг о друга выделяются газы, которые оказываются «в ловушке» между этими двумя деталями, также снижая эффективность торможения. Один раз хорошо затормозить на большой скорости вам, должно быть, удастся, но попробуйте сделать это дважды – и вам уже придется испытывать свою удачу.
Для лучшего отвода тепла барабанов производители добавляли к ним охлаждающие ребра или наклепывали алюминий, но это все равно помогало мало. И тогда появились диски.
Дисковые тормоза уже использовались до этого в авиации и промышленных машинах. В них фрикционный материал (тормозная колодка) прижимается к вращающемуся диску при помощи того же гидравлического давления, приложенного к поршню. У дисков, в отличие от барабанов, нет тенденции к «залипанию», так что при торможении они позволяют автомобилю лучше сохранять устойчивость на траектории. Кроме этого, они намного более открыты для доступа, что имеет свои плюсы и минусы.
Дисковые тормоза лучше охлаждаются, потому что воздух может свободно циркулировать между диском и поверхностью колодки. Существуют также вентилируемые диски, у них фрикционных поверхностей две. Они разделены перемычками, которые позволяют воздуху попадать внутрь диска и еще лучше отводить тепло от тормозов. Большинство передних дисковых тормозов на современных машинах – именно вентилируемые, потому что как раз на них приходится большая часть работы при остановке автомобиля. При этом большинство задних тормозов – не вентилируемые. Они имеют сплошной диск, потому что задние тормоза просто-напросто не вырабатывают большого количества тепла.
Другим плюсом дисковых тормозов является то, что загрязнения и газы легко сбрасываются с диска при его вращении, в отличие от барабана, который легко собирает на себя пыль от колодок, например. Вода, масло, газы от трения – все это быстро отводится от рабочих поверхностей, не ухудшая торможение.
Тормозные диски с перфорацией (просверленными в дисках отверстиями) – отчасти просто украшение, однако не совсем бесцельное: отверстия позволяют воде и газам, находящимся между поверхностью колодок и поверхностью диска, «забиваться» в них, и тормоза таким образом срабатывают быстрее, не ожидая лишнего поворота диска, очищающего его. Это может быть важным в ситуациях, встречающихся в автоспорте, однако при повседневной городской езде, как правило, некритично. К тому же отверстия уменьшают площадь трущейся поверхности диска, а еще в них могут забиться мелкие камешки, что потребует лишней работы по их удалению.
Самым большим минусом дисковых тормозов можно назвать то, что они из-за своей открытости подвержены загрязнениям. Грязь и пыль, попадающая между диском и колодкой, может быстро привести диск в негодность. Если он слишком тонок, он не способен рассеивать тепло и в экстремальных ситуациях может просто треснуть. Поэтому за износом дисков нужно следить и в случае необходимости заменять их.
Передние тормозные диски находятся в относительно благоприятных условиях, а вот задние принимают на себя всю грязь, которую отбрасывают назад передние колеса. Вот почему задние диски часто изнашиваются быстрее передних, хотя на них приходится намного меньшая доля работы во время торможения.
Антиблокировочная система (ABS) работает лучше всего именно с дисковыми тормозами, потому что диски быстро и плавно отсоединяются от колодок. Конечно, после некоторых доработок и изменения формы поршня и его размещения стали лучше разъединяться и барабанные тормоза. Однако дисковые все-таки впереди. По этой причине, а также по причине обеспечения максимальной эффективности торможения вы можете обнаружить сейчас дисковые тормоза и впереди, и сзади на многих автомобилях.
Лично я предпочитаю сочетание дисков впереди и барабанов сзади. При этом я получаю все плюсы дисковых тормозов на передней оси и могу легко и быстро остановиться там, где мне нужно. В то же время барабанные тормоза сзади меньше страдают от загрязнений и медленнее изнашиваются. А это экономит мои деньги. И не просите меня перейти на дисковые тормоза на всех колесах – меня они пугают!
Об авторе: Джим Керр – автомобильный конструктор-механик и преподаватель автомобильной технологии. Он писал статьи на автотематику для газет и журналов Канады и США в течение 15 лет. Он также является членом Ассоциации автомобильных журналистов Канады (AJAC).
Барабанные тормоза – почему они всё ещё актуальны?
Новинки этой весны, Renault Logan и Skoda Rapid, оснащены «барабанами». Не нонсенс ли это, если давно доказана эффективность дисковых тормозов? Есть ли плюсы у устаревшей конструкции и почему автопроизводители не спешат от них отказываться?
Как они устроены?
Как нетрудно догадаться из названия, главная составляющая барабанного тормоза — это, собственно, барабан — металлическая «чашка», крепящаяся к ступице колеса. Внутри этой чашки находится один или два тормозных цилиндра. Поршни этих цилиндров, выдвигаясь, раздвигают тормозные колодки и прижимают их к внутренней поверхности барабана. Поверхность трения колодок барабанных тормозов не плоская, как на дисковых, а выгнутая, повторяющая округлую поверхность барабана.
Чем плохи барабанные тормоза?
Тормоза барабанной конструкции замедляют автомобиль хуже, чем дисковые, при прочих равных. Причем разница внушительная и в тормозном пути достигает 20%. Чем выше скорости, тем сильнее отличия. Почему так происходит? На то есть несколько причин:
— Скольжение. Внутри барабана находятся продукты износа колодок — пыль с фрикционных накладок. Она попадает на поверхности трения и ухудшает сцепление.
— Плохой контакт. Из-за большой площади колодки даже два поршня не могут прижать её равномерно к барабану. Как следствие — площадь контакта нестабильна, как и замедление.
— Низкие предельные нагрузки. Колодки в барабанных тормозах работают «наружу», поэтому слишком сильное давление в цилиндрах может попросту «порвать» барабан. В дисковых тормозах колодки сжимают диск, и усилие на них может быть значительно большим.
Экономия на безопасности или здравый смысл? Почему до сих пор ставят барабанные тормоза вместо дисковых
«Почти на всех «бюджетниках» сзади ставят барабанные тормоза. Всегда думал, что это только ради экономии, но недавно услышал, что якобы «барабаны» надежнее дисковых тормозов. Это действительно так? В чем вообще разница между этими конструкциями в плане характеристик и надежности?»
Разумеется, с точки зрения эффективности торможения, особенно скорости и точности срабатывания (точности дозирования тормозного усилия), лучше выглядят дисковые механизмы. Они стабильнее в работе, лучше охлаждаются и быстрее очищаются, поэтому обеспечивают уверенное замедление после многократного торможения, в том числе с высоких скоростей.
В силу конструктивных особенностей (из-за худшего теплоотвода, малого пятна и нестабильного контакта изогнутой колодки с внутренней поверхностью барабана) барабанные тормоза по определению менее эффективны и тем более уступают дисковым в жестких режимах и при предельных нагрузках. Именно поэтому на автомобилях с хорошей энерговооруженностью они используются и на задней оси.
Но если говорить о менее мощных версиях, то использование сзади дисковых тормозов не особо целесообразно. Во-первых, их эффективности в принципе достаточно для штатных и экстренных срабатываний (не будем забывать, что большая часть нагрузки все равно ложится на передние тормоза), если говорим про обычную эксплуатацию, а не про скоростные заезды в трек-днях.
Во-вторых, считается, что в условиях движения по грязным и запыленным дорогам (а у нас как раз такие) барабанные тормоза служат дольше дисковых: в силу конструктивных особенностей они лучше защищены от агрессивной среды, грязи и песка. Теоретически колодки служат дольше, само обслуживание механизмов требуется нечасто, что обеспечивает меньший уровень затрат на эксплуатацию. Достаточно вспомнить, что в свое время «копейка» получила именно барабанные тормоза, хотя ее прототип Fiat 124 был оснащен дисковыми. Но во время испытаний тормоза итальянской машины быстро выходили из строя из-за «грязных» дорог.
Впрочем, на практике «барабаны» все же приходится периодически обслуживать, иначе не избежать проблем с работоспособностью стояночного тормоза, равномерностью срабатывания механизмов, переклиниванием колодок и прочими «приятностями». При этом стоимость работ и деталей может неприятно удивить…
Но похоже, что и этому скоро придет конец, особенно с активным внедрением систем стабилизации, элементов автоматического управления, гибридных технологий и электропривода. «Подружить» с ними дисковые тормоза будет проще, ну а в случае с «электричками» и гибридами часть забот по замедлению все равно берет на себя электрическая установка, работающая в режиме рекуперации.
Ищете запчасти для вашего авто? Добро пожаловать в нашу базу объявлений
Тормоза дисковые или барабанные
Технология торможения, как и технология подвески, и технология топливных систем, за прошедшие годы преодолела очень длинный путь. Те меры, которые применяли в 60-х как серьезную попытку обеспечить адекватность торможения для автомобилей, закончилось тем, что тормоза стали, не только адекватны, но и абсолютно феноменальны. Внедрение таких компонентов, как углеродное волокно, металлокерамика и легкая сталь, совместно с ABS, внесли свой вклад в уменьшение тормозного пути и в принципе обезопасили автомобиль (хотя около ABS продолжает ходить споры).
Переход от барабана к диску в 70-х, стал одним из первых шагов предпринятых для улучшения торможения. Поскольку лучшее торможение транспортного средства происходит благодаря передним колесам, только они были модернизированы. Со временем большинство производителей, все четыре колеса стали комплектовать дисковыми тормозами. Но иногда они возвращаются к старой схеме, спереди ставят дисковые, а сзади барабанные тормоза. Все это делается для того, чтобы сократить издержки производства, и снизить стоимость покупки.
В чем преимущество дисковых тормозов перед барабанными и сколько, если таковая имеется, потеря торможения при использовании задних барабанных тормозов на современном автомобиле? В этом мы и попробуем разобраться.
Высокая температура и трение
Оценивая различия между различными системами тормозов, нужно учитывать общие принципы работы, и то что обе системы используют трение при торможении автомобиля. Сопротивление применяемое, к крутящемуся колесу, тормоза транспортного средства заставляют колесо замедляться и, в конечном счете, останавливаться, образуя высокую температуру. Скорость, с которой колесо может быть замедленно, зависит от нескольких факторов, включая силу торможения, вес транспортного средства, и общую площадью тормозной поверхности. Это также зависит в большой степени от того, как хорошо тормозная система преобразовывает движение колеса в высокую температуру (посредством трения) и, впоследствии, на сколько быстро это тепло выводится из тормозной системы. Это – то, где различие между тормозами разных систем становится явным.
Ранние автомобильные тормозные системы, после эпохи ручных рычагов, конечно, использовали дизайн барабана на всех четырех колесах. Их назвали барабанные тормоза, так как компоненты устанавливаются в круглый барабан, который крутится вместе с колесом. Внутри было множество ботинок, которые, при нажатии на педаль тормоза, заставят обувь к барабану и замедлят колесо. Жидкость была использована для передачи движения педали тормоза в движение тормозных колодок, а сами ботинки были сделаны из термостойкого фрикционного материала, подобного используемых на пластинах сцепления.
Эта базовая конструкция оказалась способной при большинстве обстоятельств, но у нее был один главный недостаток. При высоких условиях торможения, как спуск с крутой горы с тяжелым грузом или повторных скоростных замедлениях, барабанные тормоза часто блекнут и теряют свою эффективность. Обычно это затухание было результатом огромного теплового наращивания внутри барабана. Помните, что принцип торможения вовлекает превращение кинетической энергии (движение колеса) в тепловую энергию (высокая температура). Из-за этого, барабанные тормоза функционируют только до тех пор, пока они поглощают тепло, выделяемое замедлением колеса автомобиля. После того, как компоненты тормоза перегреваются, торможение транспортного средства становится невозможным.
Дисковые тормоза полагаются на те же правила, что и барабанные, чтобы замедлить автомобиль, их дизайн ощутимо превосходит дизайн барабанных тормозов. Вместо того чтобы засовывать основные компоненты в металлический барабан, дисковые тормоза используют тонкий диск и небольшой суппорт, для остановки колеса. В суппорте две тормозные колодки, по одной на каждой стороне диска, который зажимается при нажатии на педаль тормоза.
В сравнении с тормозами барабанными, где высокая температура, растет в барабане во время торможения, ротор, используемый в дисковых тормозах, полностью выставлен наружу к внешнему воздуху. Воздействие с воздухом постоянно охлаждает ротор, значительно снижая его склонность к перегреву. Не удивительно, что недостатки барабанных тормозов и сильные стороны дисковых тормозом были впервые показаны на гоночных автомобилях. Гонщики с системами дискового тормоза могли нести свою скорость «глубже» в угол и применить большее тормозное усилие на последней секунде, не перегревая компоненты. В конце концов, как и многие другие автомобильные достижения, эта технология дошла и до автомобилей, управляемых обычными людьми на дорогах общего пользования.
Барабанные тормоза против дисковых тормозов: Сегодня
На сегодняшнем автомобильном рынке, не редко можно встретить автомобили, где на четыре колеса установлены дисковые тормоза в качестве стандартного оборудования. Большинство новых автомобилей, однако, по-прежнему используют передние дисковые, а задние барабанные тормоза. Что это говорит о текущем состоянии тормозных систем? Эти изготовители жертвуют безопасностью транспортных средств, чтобы спасти несколько долларов, установив дисковые тормоза только на передних колесах?
В то время как «да» ответ, конечно, хороший, но, правда, в том, что сегодняшние установки диска/барабана полностью достаточны для большинства новых автомобилей. Помните, что конструкция дискового и барабанного тормоза была значительно улучшена за прошлые 20 лет. Фактически, текущие задние системы барабанного тормоза на сегодняшних автомобилях обеспечили бы лучшее выполнение остановки передним дисковым тормозам 70-х годов. И сегодняшние передние дисковые тормоза действительно исключительные с точки зрения тормозной способности. В сочетании с тем, что тормозная способность транспортного средства поступает в основном из передних колес, становится понятно, что хорошо разработанный, современный барабанный тормоз это все, что требуется для большинства автомобилей для торможения задних колес.
Автомобили спортивного типа как Viper, 911 и Корвет могут оправдать четырехколесную систему дискового тормоза, особенно если их владельцы участвуют в какой-либо гоночной деятельности. Остальная часть нас извлекает больше пользы от более низкой цены барабанных тормозов. Ожидание каждого транспортного средства, построенного сегодня, с четырехколесными дисковыми тормозами, потребовало бы всестороннего увеличения покупной цены, и это могло бы остановить новых автомобильных покупателей, намного быстрее, чем какая-либо тормозная система.
Источник: Тормоза дисковые или барабанные