Барабанные тормоза — прошлое или будущее тормозных систем?
Мы собираем вопросы о запчастях, которые покупатели задают нашим продавцам, и отвечаем на них вместе экспертами торговой сети AUTO3N. Хотите, чтобы мы ответили на ваш вопрос? Спрашивайте в комментариях.
Вопрос: Почему на суперсовременные электромобили ставят барабанные тормоза? Разве это не устаревшая технология?
«Если мы говорим об автомобилях с ДВС, то там, безусловно, должны использоваться дисковые тормоза. Они надёжные и эффективные, хоть и не без недостатков. Электромобили — другое дело, там используется система рекуперативного торможения, поэтому, оценивая сумму факторов, нельзя не согласиться, что выбор барабанных тормозов для задних колёс действительно рационально обоснован»
Алексей Черненко, заместитель директора торговой сети AUTO3N
Барабанные тормоза были изобретены Луи Рено в далёком 1902-м и повсеместно использовались вплоть до 60-70-хх годов прошлого века. Простые и недорогие, они вполне соответствовали требованиям того времени к производительности. Но чем мощнее становились двигатели и чем большую скорость мог развивать автомобиль, тем хуже барабанные тормоза справлялись со своей задачей. Необходимо было разработать принципиально новую конструкцию, обеспечивающую быстрое торможение и, следовательно, способную выдерживать экстремальные нагрузки и высокие температуры трения. Так появились дисковые тормоза.
До сих пор считалось, что дисковые тормоза полностью вытеснят барабанные с рынка и отправят их пылиться на музейные полки как анахронизм. Однако внезапно барабаны оказались вновь суперактуальны, и не где-нибудь, а на передовой автомобилестроения: их конструкция и технические характеристики как нельзя лучше соответствуют требованиям электромобилей. Разбираемся, что в барабанных тормозах такого особенного, что ведущие автопроизводители вновь стали использовать их в своих автомобилях.
Эволюция тормозных систем: от барабанов к дискам
Барабанные тормоза представляют собой закрытый цилиндр, который вращается вместе с колесом. Колодки находятся внутри, и при торможении поршень раздвигает их, прижимая к внутренним сторонам барабана. За счёт этого создаётся трение, останавливающее автомобиль. В дисковых тормозах, наоборот, колодки находятся снаружи и тормозной суппорт, к которому они прикреплены, сдавливает диск, находящийся между ними.
Подробнее об устройстве дисковой тормозной системы мы писали в статье о смазках для суппортов. Читать →
Усилие, которое тормозной поршень передаёт на колодки, гораздо больше при сжатии, чем при расширении. Поэтому использование дисковых тормозов помогло производителям добиться значительного сокращения тормозного пути автомобиля, двигающегося на более высоких скоростях. Кроме того, размещение колодок снаружи позволило эффективнее охлаждать тормозную систему и решить проблему барабанных тормозов, когда при высокой нагрузке они могли лопнуть от перегрева.
В общем, сейчас барабанные тормоза можно изредка встретить на очень старых или очень бюджетных автомобилях, на грузовиках и автобусах. Все автопроизводители стараются устанавливать на современные автомобили дисковые тормоза, как значительно более эффективные, надёжные и безопасные. Именно поэтому мы так удивились, когда узнали, что на кроссовере VW ID.4, который производится с 2020 года, сзади стоят барабаны.
Изображение с сайта autoblogcar.ru
Зачем барабанные тормоза в электромобилях
Первым на ID.4 обратил внимание Роман Рябинин, наш эксперт, с которым мы писали статью о том, какие запчасти для электромобилей есть в AUTO3N. Он проценивал детали по запросу клиента и увидел, что спереди и сзади стоят разные тормоза. «Любопытно!» — подумали мы в редакции, и решили разузнать побольше.
Выяснилось, что задние барабанные тормоза стоят не только на Volkswagen ID.4, но также на их хэтчбеке ID.3, на кроссоверах Skoda Enyaq iV и Audi Q4 e-tron, а компания Continental, которая, собственно, разработала тормоза для электромобилей VW, вообще предлагает ставить барабаны не только на задние, но и на передние колёса.
Так почему вдруг такой разворот к технологии, от которой почти было уже отказались?
Дело в том, что в электромобилях используется система рекуперативного торможения — это когда вырабатываемая в процессе кинетическая энергия, преобразуется в электрическую, и полностью уходит на зарядку аккумулятора без потерь в виде тепловой энергии. При рекуперативном торможении основная тормозная нагрузка приходится на передние колёса, а задние больше работают на выработку энергии, поэтому тормозные механизмы используются там не так интенсивно. И тут оказалось, что использование барабанных тормозов на задней оси электромобилей имеет несколько серьёзных преимуществ.
Из-за того, что задние колёса мало задействованы при рекуперативном торможении, установленные на них открытые дисковые тормоза больше подвержены коррозии и быстрее ржавеют по сравнению с закрытыми барабанными. При этом благодаря отсутствию высокой нагрузки, колодки барабанных тормозов электромобилей имеют огромный ресурс — их меняют через 100, а то и через 150 тысяч километров пробега.
Кроме того, внутренняя часть барабана имеет большую поверхность, а колодки гораздо крупнее, чем у дисковых тормозов. Это даёт большую площадь для работы системы рекуперации, то есть по сравнению с дисковыми тормозами, у барабанных больший КПД. А ещё барабанные тормоза конструктивно лишены остаточного тормозного сопротивления: сразу после торможения колодки отводятся от поверхности барабана, что увеличивает запас хода на одной зарядке.
Ещё две немаловажные причины — барабанные тормоза лёгкие и дешёвые. Так как самое тяжёлое и дорогое в электромобиле — это аккумуляторная батарея, производители стараются использовать в конструкции такие технологии, которые бы уменьшили его общую массу и стоимость. И тут дополнительным плюсом служит тот факт, что барабанные тормоза могут использоваться в качестве стояночного тормоза, что позволяет отказаться от целого узла.
Вернёмся ли мы к барабанным тормозам?
Пока говорить о том, что барабанные тормоза отвоюют себе обратно место на рынке, рано. Лишь несколько автопроизводителей используют их сейчас в электромобилях, и то только на задних колёсах.
Однако мы не можем не отметить провокационное заявление компании Continental, которая приводит неожиданный аргумент в пользу установки барабанных тормозов на все четыре колеса электромобилей: благодаря закрытой конструкции барабанных тормозов, в воздух не попадают мелкие твёрдые частицы, образующиеся вследствие трения колодок о тормозные диски, то есть они более экологичные. Эксперты компании ожидают, что Европейская комиссия не позднее 2025 года ужесточит законодательные требования и заставит снизить выбросы в атмосферу твёрдых частиц, оказывающих вредное воздействие на здоровье человека. Поэтому новые разработки тормозных систем пользуются сейчас большим спросом, чем когда-либо.
Простой подбор тормозных колодок и дисков
Заказать тормозные колодки и диски в AUTO3N можно в два клика. Выберите подходящие запчасти по производителю, VIN коду или марке и модели автомобиля, а мы доставим покупку в любую точку России.
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.
— Перегрев. Так как поверхности трения не обдуваются воздухом (в отличие от конструкции дисковых тормозов), то они намного хуже охлаждаются. Тут надо сказать, что температура барабанов во время экстренного торможения может достигать 500-600 градусов. В этих условиях барабан расширяется, расстояние до колодок увеличивается и педаль нужно продавливать сильнее. С перегревом барабанов пробовали бороться установкой дополнительных рёбер снаружи — они обдувались воздухом и «сливали» часть тепла. Впрочем, эта конструкция всё равно не выдерживает никакой конкуренции с дисковыми тормозами.
Есть ли у них плюсы?
При всех своих недостатках у барабанных тормозов есть и неоспоримые достоинства: — Защищённость от грязи. Колодки тут работают в замкнутом пространстве, и грязь снаружи туда не проникает. — Высокое тормозное усилие. Выше мы говорили о том, что эффективность барабанных тормозов и предельное давление колодок у них ниже, чем у дисковых. Однако закрытая конструкция позволяет сделать площадь трения очень большой за счёт увеличение диаметра и ширины барабана. В силу этого тормозные барабаны очень долго были безальтернативными для больших грузовиков и автобусов. — Износостойкость колодок. Худшее сцепление колодок с барабаном делает своё дело: колодки изнашиваются медленнее, хоть и качество торможения от этого страдает.
Почему их всё ещё ставят?
Первые два плюса барабанных тормозов уже давно почти неактуальны. Инженеры научились делать более стойкие к износу диски и колодки, а громоздкие барабаны постепенно вышли из употребления у производителей грузовиков и автобусов. Европейские модели лишились их в конце 90-х – начале 2000-х. Впрочем, российский «Газон», например, всё ещё имеет барабанные тормоза спереди и сзади, но совсем скоро он уйдёт в историю. Что касается внедорожников, для которых грязестойкость барабанов актуальна, то дорогие модели (Toyota Land Cruiser, Mitsubishi Pajero) лишились их ещё в 80-х, а на более дешёвых, а также на пикапах, барабаны всё ещё встречаются, но только на задней оси. Почему сзади? Всё просто: потому что на задние колёса летит много грязи с передних.
Ещё одна категория «барабанных» автомобилей — небольшие «бюджетники» В-класса. Но их производители, ставя барабаны назад, преследуют другую цель — снижение стоимости владения. Колодки в барабанах ходят по 100 тысяч километров и больше, так что первый владелец о необходимости их замены часто даже не задумывается. Кроме того, барабаны сохраняются на совсем маленьких машинках А-класса, которым просто не нужны высокоэффективные тормоза, чтобы замедляться. А раз так, то к чему ставить назад диски и заставлять владельцев чаще менять колодки? Даже если речь идёт о дорогой машине вроде Smart .
Источник https://auto3n.ru/statii/1939-barabannye-tormoza-proshloe-ili-budushhee-tormoznykh-sistem
Источник https://www.kolesa.ru/article/barabannyie-tormoza-pochemu-oni-vs-esch-aktualnyi-segodnya-2014-07-09
Источник