Принцип торможения тормозных колодок

Принцип работы тормозов в основном основан на трении. Трение между тормозными колодками и тормозными дисками (барабанами), а также шинами и землей используется для преобразования кинетической энергии транспортного средства в тепловую энергию после трения для остановки автомобиля. Хорошая и эффективная тормозная система должна быть способна обеспечивать стабильное, достаточное и контролируемое тормозное усилие и иметь хорошие возможности гидравлической трансмиссии и рассеивания тепла, чтобы гарантировать, что усилие, прикладываемое водителем от педали тормоза, может быть полностью и эффективно передано на главный цилиндр и каждый подцилиндр, а также для предотвращения отказа гидравлики и распада тормозов, вызванных высокой температурой. Тормозная система автомобиля делится на две категории: дисковые и барабанные. Однако, в дополнение к преимуществу в стоимости, эффективность барабанных тормозов намного ниже, чем у дисковых.
Трение
«Трение» относится к сопротивлению движению между контактными поверхностями двух относительно движущихся объектов. Величина трения (F) пропорциональна произведению коэффициента трения (μ) и нормального давления (N) в вертикальном направлении на поверхности силы трения, выраженного физической формулой: F=μN. Для тормозной системы: (μ) относится к коэффициенту трения между тормозной колодкой и тормозным диском, а N — это сила, прикладываемая поршнем суппорта тормоза к тормозной колодке (сила педали). Чем больше коэффициент трения, тем больше создаваемая сила трения. Однако коэффициент трения между тормозной колодкой и диском изменится из-за высокого тепла, выделяемого после трения. Другими словами, коэффициент трения (μ) изменяется с температурой. Каждая тормозная колодка имеет различную кривую изменения коэффициента трения из-за различных материалов. Поэтому различные тормозные колодки имеют различные оптимальные рабочие температуры и применимые диапазоны рабочих температур. Это то, что каждый должен знать при покупке тормозных колодок.
Передача тормозного усилия
Сила, прикладываемая поршнем суппорта тормоза к тормозной колодке, называется: усилие педали тормоза (сила педали). Сила, прикладываемая водителем к педали тормоза, усиливается рычагом педального механизма, а затем усиливается вакуумным усилителем мощности, использующим принцип разности вакуумных давлений для приведения в действие главного тормозного цилиндра. Гидравлическое давление от главного тормозного цилиндра использует эффект несжимаемой передачи мощности жидкости для передачи на каждый подчиненный цилиндр через тормозную масляную трубку и использует «закон Паскаля» для усиления давления и толкания поршня подчиненного цилиндра для приложения силы к тормозной колодке. «Закон Паскаля» означает, что давление жидкости в любом положении в закрытом сосуде одинаково.
Давление получается путем деления приложенной силы на площадь опоры силы. Когда давление одинаково, мы можем добиться эффекта усиления мощности, изменяя соотношение размеров приложенной и полученной площадей (P1=F1/A1=F2/A2=P2). При использовании в тормозной системе отношение давления главного цилиндра к давлению рабочего цилиндра равно отношению площади поршня главного цилиндра к площади поршня рабочего цилиндра.
Оборудование: АБС
ABS: Anti-lock Brake System, как следует из названия, это «антиблокировочная тормозная система». Всем известно, что наибольший тормозной эффект происходит в момент перед блокировкой шины. Если тормозное усилие можно поддерживать в состоянии равновесия с трением шины, то будет получен наибольший тормозной эффект. Когда тормозное усилие больше трения шины, шина заблокируется. Как только шина заблокируется, трение между шиной и землей изменится со «статического трения» на «динамическое трение», что не только значительно снизит трение, но и приведет к потере возможности поворачивать и отслеживать. Поскольку блокировка шины является результатом сравнения тормозного усилия и трения между шиной и землей, предел того, заблокируется ли шина или нет во время движения автомобиля, будет «изменяться в любой момент» в зависимости от характеристик самой шины, состояния дороги, угла позиционирования, давления в шине и характеристик системы подвески. ABS использует датчики скорости, установленные на четырех колесах, для определения того, заблокирована ли шина или нет, устраняя неопределенность человеческих чувств, точно контролируя своевременное снятие гидравлического давления тормозного цилиндра для достижения цели предотвращения блокировки тормоза. Большинство современных ABS используют конструкцию, на которую можно нажимать и отпускать 12–60 раз в секунду (от 12 до 60 Гц), что является очень высоким уровнем производительности по сравнению с 3–6 разами у лучших профессиональных гонщиков. Чем выше частота нажатия и отпускания, тем ближе можно поддерживать тормозное усилие к границе предела. Точность и надежность, которых может достичь ABS, превысили человеческие пределы, поэтому мы говорим: ABS является самым ценным оборудованием при покупке автомобиля. Особенно относительная опасность подушки безопасности еще больше.
Сомнения по поводу ABS
В последнее время во многих сообщениях указывалось, что вероятность автомобильной аварии с ABS выше, чем без ABS, что заставило многих людей усомниться в эффективности ABS. Это вызвано незнанием владельцами автомобилей тормозной системы и ABS. Многие ошибочно полагают, что после установки ABS можно увеличить тормозное усилие или предел трения между шиной и землей. Фактически, хотя ABS может поддерживать тормозное усилие на максимальном пределе насколько это возможно, она не может увеличить предел. Здесь мы повторяем: предел трения между шиной и землей определяется характеристиками самой шины, состоянием дороги, углом позиционирования, давлением в шине и характеристиками системы подвески, но не ABS. ABS может полностью и эффективно использовать возможности тормозной системы, но бесполезно увеличивать тормозное усилие или трение. Кроме того, при использовании ABS для уклонения на высокой скорости в экстренной ситуации, пожалуйста, не забывайте замедляться по прямой, прежде чем поворачивать рулевое колесо. Не отпускайте педаль тормоза при повороте рулевого колеса и не паникуйте из-за обратной связи ABS от педали. Многие также думают, что ABS нужно применять с сильным нажатием на педаль тормоза, что является еще одним заблуждением относительно ABS. Антиблокировочная система тормозов, конечно, эффективна только при заблокированных колесах. Если вы едете по обледенелой дороге, ABS может не остановиться, пока вы слегка тормозите; а если вы меняете комплект крупногабаритных термоплавких шин с суперсцеплением и едете по ровной и сухой дороге, если ваша тормозная система не была усилена, даже если вы нажмете на педаль тормоза со всей силой, ABS все равно может не сработать, потому что вашего тормозного усилия недостаточно для блокировки шин. Если автодилеры смогут полностью и эффективно информировать потребителей о двух вышеуказанных пунктах при продаже автомобилей, оснащенных ABS, то ABS действительно может стать оборудованием «активной безопасности». В противном случае, если потребители не будут бояться нажимать на тормоза, вероятность аварий может увеличиться, а не уменьшиться.
Модификация тормозов
Предварительная проверка перед модификацией: для обычных дорожных транспортных средств или гоночных автомобилей эффективная тормозная система является обязательной. Перед модификацией тормозов необходимо провести комплексное подтверждение оригинальной тормозной системы. Проверьте главный тормозной цилиндр, рабочий цилиндр и тормозную масляную трубку на наличие признаков утечки масла. Если есть какие-либо подозрительные признаки, вы должны докопаться до сути. При необходимости замените проблемный рабочий цилиндр, главный цилиндр или тормозную трубку. Самым большим фактором, влияющим на устойчивость тормозов, является плоскостность поверхности тормозного диска или тормозного барабана. Это часто приводит к ненормальному шуму или разбалансировке тормозов. Для дисковых тормозных систем на поверхности не должно быть канавок износа и линейных канавок, а толщина левого и правого дисков должна быть одинаковой, чтобы можно было распределить одинаковое тормозное усилие. Кроме того, необходимо убедиться, что диск защищен от бокового удара. Баланс диска и тормозного барабана также серьезно влияет на баланс колеса, поэтому, если вам требуется превосходный баланс колеса, иногда необходимо выполнять динамическую балансировку шины.
Тормозная жидкость
Самая простая модификация тормозной системы — это замена ее на высокоэффективную тормозную жидкость. Когда тормозная жидкость портится из-за высокой температуры или впитывает влагу из воздуха, точка кипения тормозной жидкости снижается. Кипящая тормозная жидкость приводит к тому, что педаль тормоза становится пустой, что происходит внезапно, когда тормоза используются часто и непрерывно. Кипящая тормозная жидкость — самая большая проблема, с которой сталкивается тормозная система. Тормозную жидкость необходимо регулярно менять. При хранении после вскрытия горлышко бутылки должно быть герметично закрыто, чтобы предотвратить контакт влаги из воздуха с тормозной жидкостью. Некоторые модели автомобилей ограничивают марку используемой тормозной жидкости, поскольку некоторые тормозные жидкости разъедают резиновые изделия. Необходимо ознакомиться с предупреждениями в руководстве пользователя, чтобы избежать неправильного использования, особенно при использовании тормозной жидкости, содержащей силиконовые ингредиенты. Что еще более важно, не смешивайте разные тормозные жидкости. Для обычных дорожных транспортных средств тормозную жидкость следует заменять не реже одного раза в год, а для гоночных автомобилей ее следует заменять после каждой гонки.
Тормозные колодки
Высокопроизводительные тормозные колодки являются наиболее прямым, эффективным и простым способом улучшить тормозное усилие. Высокопроизводительные тормозные колодки в основном изготавливаются из углеродного волокна и металлических материалов в качестве основного сырья и подчеркивают экологически чистые формулы, не содержащие асбеста. Поскольку ноу-хау тормозных колодок заключается в формуле материала, потребители не могут узнать фактический материал из этикетки продукта. Поэтому, в дополнение к кривой коэффициента трения-температуры и применимой рабочей температуре, предоставленной производителем (если таковая имеется), выбор тормозных колодок может основываться только на отчетах об испытаниях или опыте пользователя профессиональных СМИ в качестве справочного материала. Некоторые автовладельцы по ошибке использовали чистые тормозные колодки конкурентов, потратили высокую цену, но получили тормозной эффект хуже, чем у оригинальных тормозных колодок. Причина в том, что его послушный стиль вождения не позволяет тормозным колодкам достичь самой базовой рабочей температуры, поэтому эффект, конечно, плохой. Наиболее распространенной проблемой, возникающей при замене тормозных колодок, является шум, который исходит от них. Если диск плоский, решения нет. Либо примите это, либо попробуйте другого человека.
Трубка тормозного масла
Как правило, будет часть тормозной системы, изготовленная из мягкой резиновой трубы, чтобы взаимодействовать с движением подвески, но сама резина эластична. Она будет деформироваться, когда она выдерживает гидравлическое давление тормозной системы, вызывая изменения в диаметре трубы, уменьшая эффект передачи гидравлического давления тормозного масла и делая невозможным для тормозного цилиндра создавать стабильное тормозное усилие. Эта ситуация увеличит степень деформации с возрастом использования и интенсивной работой тормозной системы. Первоначально используемые в авиационных гидравлических системах металлические масляные трубы, которые могут выдерживать высокое давление и высокую температуру, могут улучшить эту ситуацию. Внутренняя часть изготовлена ​​из тефлонового материала, а внешний слой покрыт металлическими катушками. Характеристики нелегко деформироваться обеспечивают превосходный эффект гидравлической передачи, так что гидравлическое давление, передаваемое главным тормозным цилиндром, может быть полностью использовано для толкания поршней субпоршней, чтобы обеспечить стабильное тормозное усилие. Кроме того, металлический материал также нелегко сломать, что может значительно снизить вероятность отказа тормозов, вызванного повреждением масляной трубы. Тормозные масляные трубки являются необходимой модификацией для гоночных автомобилей (особенно раллийных), и они обеспечивают еще одну гарантию безопасности для обычных дорожных автомобилей.
Увеличьте усилие на педали тормоза
Если вы сильно нажимаете на тормоза, но не можете заблокировать шины, это означает, что тормозное усилие, создаваемое педалью, недостаточно, что очень опасно. Если тормозное усилие автомобиля слишком мало, хотя оно все равно заблокируется при экстренном нажатии, оно также потеряет способность контролировать трассу. Предел торможения наступает в момент, когда тормоза блокируются, и водитель должен иметь возможность сохранять контроль над педалью тормоза при этом усилии. Чтобы увеличить усилие на педали тормоза, вы можете начать с увеличения устройства усилителя тормозного усилия и перейти на больший воздушный резервуар, но увеличение ограничено, потому что чрезмерное усилие вакуумного усилителя приведет к тому, что тормоз потеряет свою прогрессивность, и тормоз будет продавлен до самого низа. Таким образом, водитель не сможет эффективно и стабильно управлять тормозом. Самым идеальным вариантом является модификация главного цилиндра и рабочего цилиндра, а затем использование принципа Паскаля для увеличения усилия на педали тормоза. При модификации рабочего цилиндра и зажима вы также можете одновременно увеличить размер диска. Сила торможения — это сила трения, создаваемая тормозной колодкой на оси колеса, поэтому чем больше диаметр диска, тем больше сила торможения.
Охлаждение тормозов
Избыточная температура является основной причиной снижения эффективности тормозных колодок, поэтому охлаждение тормозов становится особенно важным. Для дисковых тормозов охлаждающий воздух должен подаваться непосредственно в зажим. Поскольку основной причиной снижения эффективности тормозов является кипение тормозного масла в зажиме, если охлаждающий воздух может быть введен в зажим через соответствующие трубы или специально разработанные обода во время движения. Кроме того, если эффект рассеивания тепла самого обода хороший, он также может разделить часть тепла от диска и зажима. Вентилируемые диски с линиями, отверстиями или конструкциями вентиляции могут поддерживать стабильный эффект торможения и избегать эффекта скольжения, вызванного высокотемпературной железной стружкой между тормозными колодками и диском, эффективно обеспечивая тормозное усилие.
Коэффициент трения
Самым важным показателем эффективности тормозных колодок является коэффициент трения. Национальный стандарт устанавливает, что коэффициент трения тормозов находится в пределах {{0}}.35-0.40. Квалифицированные тормозные колодки имеют умеренный и стабильный коэффициент трения. Если коэффициент трения ниже 0,35, будет превышен безопасный тормозной путь или тормоза выйдут из строя. Если коэффициент трения выше 0,40, тормоза подвержены внезапной блокировке и опрокидыванию.
Инспектор Национального центра по контролю и инспекции качества неметаллических минеральных продуктов: Национальные стандарты предусматривают, что коэффициент трения при 350 градусах должен быть больше 0,20