ВЕНТИЛЯЦИЯ ТОРМОЗОВ
При одном полном торможении автомобиля весом в полторы тонны, когда водитель давит на педаль с усилием в 30 кгс, передние тормозные колодки прижимаются к тормозным дискам с силой в 9,2 тонны. В результате трения выделяется большое количество тепла, которое нагревает и колодки, и диски.
В зависимости от скоростных возможностей автомобиля приходится идти на различные конструктивные ухищрения: вентиляция и керамика – Mercedes-Benz SLR McLaren; вентиляция, перфорация и увеличенный диаметр – Mercedes-Benz SL 55 AMG; вентиляция – Mercedes-Benz SLK 320
При частом задействовании тормозов температура в зоне контакта колодок с дисками может превышать 700 град. С. При таком нагреве коэффициент трения снижается сам по себе, но, кроме того, из-за термического разложения фрикционного материала с поверхности тормозных колодок начинают выделяться газы, которые вследствие эффекта “газовой подушки” также обеспечивают временное уменьшение показателей трения. Словом, эффективность торможения ухудшается. Как реагирует на это водитель? Он с еще большей силой давит на педаль, что в конечном итоге способствует перегреву тормозов.
Частично тепло, выделившееся во время торможения, рассеивается в воздухе. Частично передается колесному суппорту, а через него тормозной жидкости. Если из-за чрезмерного нагрева жидкость закипит, тогда… Впрочем, не будем о печальном. Скоростные автомобили нуждаются в эффективных тормозах, сохраняющих рабочие свойства при любых режимах и условиях движения. Для этого конструкторами, во-первых, разрабатываются тормозные жидкости с высокой температурой кипения; во-вторых, предлагаются фрикционные материалы для тормозных накладок, способные не снижать коэффициент трения во время интенсивного нагрева; в-третьих, увеличиваются размеры тормозных механизмов; в-четвертых, обеспечивается вентиляция тормозов. Последнее достигается тем, что внутри тормозного диска выполняют спиралевидные каналы. В результате диск превращается в центробежный вентилятор, улучающий охлаждение тормозного механизма. Одновременно увеличивается поверхность теплоотдачи тормозного диска. Вот о том, что дает увеличение размеров и вентиляция тормозных дисков практически, и поговорим.
Лучше всего иллюстрируют преимущества вентилируемых дисков испытания, проведенные журналом “За рулем”. Эти испытания проходили на автомобиле ВАЗ-2110, на который последовательно устанавливались 13-дюймовые сплошные, затем 13-дюймовые вентилируемые и, наконец, 14-дюймовые вентилируемые тормозные диски. Тормозные колодки использовались одной торговой марки, чтобы качество фрикционного материала накладок не оказывало влияния на результаты испытаний. Единственное отличие от штатных тормозных колодок заключалось в том, что в образцы, используемые во время тестов, были вмонтированы термопары, позволяющие контролировать нагрев тормозов.
Нормативным показателем для ВАЗ-2110 является замедление 6,8-6,9 м/с2 со скорости 80 км/ч до полной остановки. При этом усилие, прилагаемое к педали тормоза, не должно превышать 50 кгс, а тормозной путь не должен быть больше 38 м. Испытания представляли собой серию тормозных циклов, при которой определялось, на каком конкретно цикле нормативы окажутся нарушенными.
Так вот, проблемы с тормозами в каждом случае комплектации начинались, когда термопары фиксировали температуру 188-190 град. С. Однако если на 13-дюймовых сплошных дисках критическим оказался уже 7-й по счету тормозной цикл, то вентилируемые диски такого же размера продемонстрировали вдвое лучшую способность к охлаждению. Да и проблемы проблемам рознь. У вентилируемых дисков на 14-м цикле норму превысило лишь усилие на педаль тормоза, но сами тормоза эффективность не потеряли, обеспечив и нормальное замедление, и тормозной путь. А в случае с обычными дисками увеличенным оказалось не только давление на педаль, но и тормозной путь превысил 41 метр при замедлении хуже нормативного.
После 16-го цикла термопары зафиксировали в обычных тормозах температуру более 290 градусов. Дальнейшие испытания стали небезопасными, и их прекратили. Заезды автомобиля с вентилируемыми дисками прервали после 20-го цикла, но не потому, что тормоза окончательно потеряли эффективность. Просто к этому моменту тормозные суппорты из-за нагрева чрезмерно расширились и стали задевать за обод колесного диска. Что свидетельствует лишь о том, что к выбору колесных дисков при установке на автомобиль вентилируемых тормозов надо подходить с другими мерками.
Что касается 14-дюймовых вентилируемых тормозных дисков, то они на голову превзошли соперников по испытаниям. Проблемы, как говорилось выше, здесь также начались после нагрева тормозов до 190 градусов, но случилось это только когда начался 26-й тормозной цикл. Опять же, как и в случае с 13-дюймовыми вентилируемыми дисками, увеличенным оказалось лишь усилие на педаль тормоза, а тормозной путь и замедление остались в норме. Испытания 14-дюймовых дисков прервали на 69-м цикле. При этом тормозной путь составлял 38 м, так и не превысив норму, усилие на педали – 55 кгс, замедление – 6,47 м/с2, температура – 244 град. С.
Разумеется, у медали есть и обратная сторона. За эффективность тормозов и связанную с ней безопасность езды придется платить. Вентилируемые диски и увеличенные тормозные механизмы стоят дороже. Но, кроме того, появляется необходимость в колесах увеличенной размерности. Вот, к слову, и ответ на вопрос, почему в шинной промышленности постепенно сокращается производство покрышек с посадочным диаметром на 13 дюймов. Эффективность торможения – вопрос актуальный, учитывая возросшие динамические возможности современных автомобилей. Машины быстрей разгоняются, но также быстро в случае необходимости они должны и останавливаться.
Для сверхскоростных автомобилей увеличения размера и вентиляция тормозов оказываются недостаточными. Тогда приходится использовать не только вентилируемые, но и перфорированные диски, а также вместо чугуна применять при изготовлении дисков керамику. | 
