Про гальма і ГАЛЬМУВАННІ
Наши партнеры ArtmMisto
"Руссо-Балт с24 / 30" (1909 рік) з довгим ручним гальмівним важелем.
Вентильовані гальмівні диски встановлюють на сучасних швидкісних автомобілях і мікроавтобусах.
Схеми двоконтурних гідравлічних гальмівних систем автомобілів різних моделей.
<
>
Чи не кожен автомобіліст знає, що за допомогою гальм можна не тільки зупинити і утримати машину на місці, але і подолати слизьку ділянку, небезпечний поворот, розвернутися і навіть перескочити вузьку канаву або вибоїну. Більшість автолюбителів думають, що після натискання на педаль гальма ефективне гальмування триває до повної зупинки автомобіля. Насправді це не так. Максимальне уповільнення досягається тоді, коли колеса ще обертаються, але вже знаходяться як би на межі зриву в ковзання. У цей момент їх опір коченню досягає максимуму. Коли ж колеса зупиняються і починають ковзати по дорозі, сила тертя падає і гальмівний шлях збільшується. Майстерність гальмування полягає, таким чином, в тому, щоб зупинити автомобіль одночасно з припиненням обертання коліс. Але перш ніж дати практичні рекомендації, як цього домогтися, не зайве нагадати про те, які бувають гальма і як вони працюють.
еволюція гальм
Надійні гальма з'явилися не відразу. Досить довго для уповільнення ходу на автомобілі використовували спеціальні "башмаки", які притискалися до шин задніх коліс. Системи ці були примхливими, а їх механічний привід - ненадійним. До того ж, щоб гальма працювали ефективно, потрібно було прикладати до важелів або педалей дуже великі зусилля. Через це майже на всіх перших автомобілях гальма приводили в дію довгими важелями.
На зміну "черевикам" на початку 1910-х років прийшли стрічкові трансмісійні гальма. Конструкція трансмісії була доповнена гальмівним барабаном, до якого за допомогою спеціального механізму притискалася стрічка, найчастіше сталева. У стрічкових гальмах привід був теж механічний, але зусиль для їх спрацьовування було потрібно менше. Тоді-то і з'явилися педалі гальма на порівняно коротких важелях. У стрічкових гальм є дуже суттєвий недолік: вони практично не працюють при їзді заднім ходом. А головне, з ними, як з усіма гальмами з механічним приводом, неможливо домогтися рівномірного і одночасного спрацьовування гальм на всіх колесах. Проте трансмісійні гальма використовуються і зараз, в основному на великовантажних автомобілях, але замість стрічки в них ставлять фрикційні колодки. У легкових машинах такі системи застосовуються тільки в стоянкових гальмах (наприклад, в "Волзі" ГАЗ-21).
На початку століття гальмами з механічним приводом обладнали тільки задні колеса автомобілів. Тоді вважалося, що машина з передніми гальмами буде "клювати носом" і навіть може перевернутися. Насправді проблема полягала в іншому: конструктивно було практично неможливо поставити механічний привід гальм на керовані колеса. Аналогічні сучасним гальма з гідравлічним приводом на передніх колесах з'явилися лише в 1924 році на автомобілях "Крайслер". З тих пір автомобілебудівники усього світу перейшли на системи гальм з гідравлічним приводом, які використовуються і сьогодні. Гідравлічна система гарантує одночасне спрацьовування і рівномірне зусилля гальмівних механізмів всіх чотирьох коліс і має крім цього високою надійністю.
гальмівні системи
Легковий автомобіль зазвичай оснащується чотирма гальмівними системами: робочої, запасний (дублюючої), стояночной і допоміжної (нею може служити, наприклад, двигун, що працює в режимі гальмування). Кожна гальмівна система складається з механізмів, що створюють гальмівні зусилля, і приводу, в який входять всі пристрої управління гальмами.
Робоча система надає машині негативне прискорення - уповільнює хід, але іноді під час її роботи виникають бічні прискорення. Таке явище прийнято називати занесенням, хоча це і не завжди правильно. (Детальніше про занесення см. "Наука і життя" № 6, 1999 г. ) Запасна система потрібна в тих випадках, коли виходять з ладу робочі гальма. Для утримання машини в нерухомому стані призначена гальмівна система. Але іноді в критичній ситуації стоянковим гальмом доводиться користуватися як робочим - для більш ефективного гальмування і здійснення маневрів, наприклад, на передньопривідному автомобілі з його допомогою можна розвернутися на місці.
Процес гальмування займає деякий час, яке складається з часу реакції і прийняття рішення (в залежності від кваліфікації, віку та стану водія воно може становити від 0,1 до 2 секунд) і часу спрацьовування механізмів (воно залежить від конструктивних особливостей і технічного стану гальмівної системи і становить близько 0,2 секунди). Їх сума дає час запізнювання. Легко підрахувати, що якщо воно дорівнює двом секундам, то при швидкості 90 км / год автомобіль встигне пробігти до початку уповільнення ходу 50 метрів.
Про те, як працюють гальма, прийнято судити по довжині гальмівного шляху. У машин зі звичайною гальмівною системою він добре видно по чорним слідах на асфальті і його легко виміряти рулеткою. У машин з антиблокувальна система (АБС) виміряти гальмівний шлях на асфальті неможливо - бути встановлена дійсна АБС слідів не залишає. Не менш важливим показником роботи гальм вважається рівномірність гальмівних зусиль, від неї залежить стійкість машини.
Дискові гальма
У сучасних легкових автомобілях на передні колеса встановлюються, як правило, дискові, а на задні -_ барабанні гальмівні механізми. При натисканні на педаль гальма в дискових гальмах колодки сходяться і затискають гальмівний диск, а в більшості конструкцій барабанних гальм колодки розходяться і притискаються до внутрішньої циліндричної поверхні барабана. Виникає сила тертя сповільнює обертання коліс, і вони зупиняються (блокуються).
У гальмівному механізмі сила тертя залежить від швидкості руху барабана або диска щодо колодок (чим нижче швидкість, тим сила тертя більше) і від температури (чим вона вище, тим менше сила тертя). У великій мірі на силу тертя впливає стан колодок і дисків (барабанів). Замаслені або вологі колодки не здатні зупинити колесо.
Дискові гальма мають істотні переваги перед барабанними. Головні з них - стабільність роботи, кращі умови охолодження і очищення, більш висока ефективність, меншу вагу і розміри. Але є і недоліки. Площа колодок у дискових гальм менше, ніж у барабанних, тому для них потрібні великі зусилля на приводі і відповідно більш високий тиск в гідросистемі.
Існують два основних види конструкцій дискових гальм: з нерухомою скобою (задньопривідні моделі ВАЗ і "Москвич-2140") і з плаваючою (передньопривідні моделі ВАЗ, "Нива", "Москвич-2141"). Перші забезпечуються двосторонніми гідроциліндрами, другі - односторонніми. Системи з плаваючою скобою компактніше, в них менше ризик перегріву, зате хід поршня майже вдвічі більше, ніж в системах з нерухомою скобою, та й по жорсткості вони поступаються двостороннім.
Щоб поліпшити охолодження, в дискових гальмах часто використовують так звані вентильовані диски з повітряними каналами, що проходять від центру до периферії. Влітку на потужних швидкісних машинах без таких дисків не обійтися, а от взимку з ними бувають неприємності. Коли в канали набивається сніг, він тане, а вода не встигає витекти. Якщо ж на морозі вона замерзне, то диск може розірвати. Щоб цього не сталося, після виїзду із замету потрібно очистити передні гальма від снігу або принаймні проїхати на невеликій швидкості метрів 100-200. Вентильовані гальмівні диски встановлюються в нові "Волги" (ГАЗ-3110), ВАЗ-2110, мікроавтобуси "Газель", багато іномарки.
У переважній більшості сучасних автомобілів використовуються гідравлічні приводи гальм. Вони зручні, оскільки гідравлічні трубки можна прокласти в будь-якому місці, а головне, володіють високим ККД - до 95%. До недоліків гідравлічних систем можна віднести, мабуть, лише необхідність їх прокачування (видалення повітря) і деяку чутливість до температури. При низькій температурі в'язкість гальмівної рідини збільшується, а при високій рідина може закипіти, і тоді гальма втратять працездатність.
Для того щоб зменшити зусилля на педалі гальма і одночасно збільшити зусилля на колодках, в систему приводу гальм сучасних машин вбудовують підсилювач. (Вперше механічний підсилювач гальм запатентував Луї Рено в 1923 році.) На вітчизняні автомобілі ставлять вакуумні підсилювачі, що працюють за рахунок розрідження у впускному колекторі двигуна. На багатьох зарубіжних машинах, особливо на американських, використовують гідравлічні підсилювачі, в яких додаткове зусилля створюється спеціальним насосом і гідроакумулятором.
Надійність гальмової системи
У разі виходу з ладу одного з механізмів гальмівної системи вона все одно повинна забезпечувати ефективне гальмування автомобіля. Для підвищення надійності в гідравлічних гальмівних системах використовують дублювання і поділ контурів. Окремі контури мають, наприклад, передні і задні гальма автомобілів ВАЗ-2106. Якщо поломка трапиться в одному з контурів, то автомобіль буде гальмувати за рахунок іншого. Але якщо вийде з ладу передній контур, їхати на машині небезпечно, оскільки задні гальма працюють менш ефективно, ніж передні.
Більш надійна, але в той же час і більш складна гальмівна система встановлена на "Москвичі -2141", де один контур пускає в хід гальма тільки передніх коліс, а інший - всіх чотирьох. Якщо виходить з ладу основний (передній) контур, другий (задній) здатний працювати досить ефективно.
На автомобілях "Нива" схема схожа, але в робочих механізмах передніх коліс встановлено по три циліндри. Два з них працюють тільки в передньому контурі, а третій включений в загальний контур з задніми гальмами. Нерівномірний знос передніх колодок на "Ниві" може бути непрямим показником того, що задній контур гальмівного механізму не працює належним чином.
На передньопривідних моделях "Жигулів" і на "Таврії" використана так звана діагональна схема, коли в один контур об'єднані лівий передній і правий задній гальмівні механізми, а в іншій - правий передній і лівий задній. Якщо один з контурів виходить з ладу, що залишився дасть можливість без великих проблем доїхати до станції техобслуговування або гаража.
Гальмування буде ефективним і безпечним, коли передні гальма спрацьовують більш ефективно і дещо раніше, ніж задні. Для того щоб гальма працювали саме так, в систему вбудовуються регулятори тиску. Вони змінюють і розподіляють гальмівні зусилля між передніми і задніми колесами в залежності від завантаженості автомобіля і навантаження на осі. Простий механічний регулятор тиску працює як клапан, який перерозподіляє подачу гальмівної рідини між передніми і задніми гальмівними циліндрами. Якщо навантаження на задню вісь збільшується, клапан відкривається і гальмівна рідина надходить в задні циліндри, а якщо зменшується, наприклад при різкому гальмуванні, коли машина "клює носом", клапан закривається і в задні гальмівні циліндри рідина практично не надходить. Це перешкоджає зісковзуванню задньої осі в замет.
Деякі автолюбителі прибирають регулятор тиску з гальмівної системи свого автомобіля, мотивуючи це тим, що він, мовляв, не працює належним чином і часто тече. Робити цього, звичайно ж, не слід. По-перше, не узгоджені з заводом-виробником зміни в конструкції гальмівної системи заборонені, а по-друге, регулятор тиску потрібно просто правильно налаштувати, для цього достатньо провести під автомобілем 10 хвилин. Справедливості заради зазначимо, що регулятори тиску на всіх вітчизняних машинах встановлені незручно і працювати з ними важко. Але потрібно!
Антиблокувальні системи, які встановлюють на багатьох сучасних імпортних автомобілях, потрібні для того, щоб виключити блокування одного або декількох коліс при гальмуванні на слизькій дорозі. Особливо це важливо в тих випадках, коли колеса одного борта котяться по сухому твердому покриттю, а колеса протилежного борту ковзають, наприклад по льоду. На такому покритті різке гальмування на машині зі звичайною гальмівною системою неминуче призведе до заносу через те, що сили тертя коліс на асфальті будуть незмірно більше, ніж на льоду, і машину різко викине в сторону асфальту. Якщо на автомобілі є АБС, вона відстежує рух коліс, і як тільки одне з них починає сповільнюватися інтенсивніше інших (або зовсім зупиняється), в його гальмівному циліндрі автоматично знижується тиск, і колесо знову починає обертатися. Антиблокувальна система істотно підвищує ефективність гальмування, особливо на слизькому покритті. Тому, слідуючи за сучасної іномаркою по слизькій дорозі, варто тримати збільшену дистанцію, адже в разі різкого гальмування машина з АБС зупиниться в півтора-два рази швидше наших "Жигулів".
У наступному номері ми продовжимо розмову про гальма: дамо кілька корисних порад по техніці гальмування і по догляду за гальмами, розповімо про несправності гальмівної системи і про те, як їх ліквідувати.
(Закінчення буде.)
Про гальма і ГАЛЬМУВАННІ
"Руссо-Балт с24 / 30" (1909 рік) з довгим ручним гальмівним важелем.
Вентильовані гальмівні диски встановлюють на сучасних швидкісних автомобілях і мікроавтобусах.
Схеми двоконтурних гідравлічних гальмівних систем автомобілів різних моделей.
<
>
Чи не кожен автомобіліст знає, що за допомогою гальм можна не тільки зупинити і утримати машину на місці, але і подолати слизьку ділянку, небезпечний поворот, розвернутися і навіть перескочити вузьку канаву або вибоїну. Більшість автолюбителів думають, що після натискання на педаль гальма ефективне гальмування триває до повної зупинки автомобіля. Насправді це не так. Максимальне уповільнення досягається тоді, коли колеса ще обертаються, але вже знаходяться як би на межі зриву в ковзання. У цей момент їх опір коченню досягає максимуму. Коли ж колеса зупиняються і починають ковзати по дорозі, сила тертя падає і гальмівний шлях збільшується. Майстерність гальмування полягає, таким чином, в тому, щоб зупинити автомобіль одночасно з припиненням обертання коліс. Але перш ніж дати практичні рекомендації, як цього домогтися, не зайве нагадати про те, які бувають гальма і як вони працюють.
еволюція гальм
Надійні гальма з'явилися не відразу. Досить довго для уповільнення ходу на автомобілі використовували спеціальні "башмаки", які притискалися до шин задніх коліс. Системи ці були примхливими, а їх механічний привід - ненадійним. До того ж, щоб гальма працювали ефективно, потрібно було прикладати до важелів або педалей дуже великі зусилля. Через це майже на всіх перших автомобілях гальма приводили в дію довгими важелями.
На зміну "черевикам" на початку 1910-х років прийшли стрічкові трансмісійні гальма. Конструкція трансмісії була доповнена гальмівним барабаном, до якого за допомогою спеціального механізму притискалася стрічка, найчастіше сталева. У стрічкових гальмах привід був теж механічний, але зусиль для їх спрацьовування було потрібно менше. Тоді-то і з'явилися педалі гальма на порівняно коротких важелях. У стрічкових гальм є дуже суттєвий недолік: вони практично не працюють при їзді заднім ходом. А головне, з ними, як з усіма гальмами з механічним приводом, неможливо домогтися рівномірного і одночасного спрацьовування гальм на всіх колесах. Проте трансмісійні гальма використовуються і зараз, в основному на великовантажних автомобілях, але замість стрічки в них ставлять фрикційні колодки. У легкових машинах такі системи застосовуються тільки в стоянкових гальмах (наприклад, в "Волзі" ГАЗ-21).
На початку століття гальмами з механічним приводом обладнали тільки задні колеса автомобілів. Тоді вважалося, що машина з передніми гальмами буде "клювати носом" і навіть може перевернутися. Насправді проблема полягала в іншому: конструктивно було практично неможливо поставити механічний привід гальм на керовані колеса. Аналогічні сучасним гальма з гідравлічним приводом на передніх колесах з'явилися лише в 1924 році на автомобілях "Крайслер". З тих пір автомобілебудівники усього світу перейшли на системи гальм з гідравлічним приводом, які використовуються і сьогодні. Гідравлічна система гарантує одночасне спрацьовування і рівномірне зусилля гальмівних механізмів всіх чотирьох коліс і має крім цього високою надійністю.
гальмівні системи
Легковий автомобіль зазвичай оснащується чотирма гальмівними системами: робочої, запасний (дублюючої), стояночной і допоміжної (нею може служити, наприклад, двигун, що працює в режимі гальмування). Кожна гальмівна система складається з механізмів, що створюють гальмівні зусилля, і приводу, в який входять всі пристрої управління гальмами.
Робоча система надає машині негативне прискорення - уповільнює хід, але іноді під час її роботи виникають бічні прискорення. Таке явище прийнято називати занесенням, хоча це і не завжди правильно. (Детальніше про занесення см. "Наука і життя" № 6, 1999 г. ) Запасна система потрібна в тих випадках, коли виходять з ладу робочі гальма. Для утримання машини в нерухомому стані призначена гальмівна система. Але іноді в критичній ситуації стоянковим гальмом доводиться користуватися як робочим - для більш ефективного гальмування і здійснення маневрів, наприклад, на передньопривідному автомобілі з його допомогою можна розвернутися на місці.
Процес гальмування займає деякий час, яке складається з часу реакції і прийняття рішення (в залежності від кваліфікації, віку та стану водія воно може становити від 0,1 до 2 секунд) і часу спрацьовування механізмів (воно залежить від конструктивних особливостей і технічного стану гальмівної системи і становить близько 0,2 секунди). Їх сума дає час запізнювання. Легко підрахувати, що якщо воно дорівнює двом секундам, то при швидкості 90 км / год автомобіль встигне пробігти до початку уповільнення ходу 50 метрів.
Про те, як працюють гальма, прийнято судити по довжині гальмівного шляху. У машин зі звичайною гальмівною системою він добре видно по чорним слідах на асфальті і його легко виміряти рулеткою. У машин з антиблокувальна система (АБС) виміряти гальмівний шлях на асфальті неможливо - бути встановлена дійсна АБС слідів не залишає. Не менш важливим показником роботи гальм вважається рівномірність гальмівних зусиль, від неї залежить стійкість машини.
Дискові гальма
У сучасних легкових автомобілях на передні колеса встановлюються, як правило, дискові, а на задні -_ барабанні гальмівні механізми. При натисканні на педаль гальма в дискових гальмах колодки сходяться і затискають гальмівний диск, а в більшості конструкцій барабанних гальм колодки розходяться і притискаються до внутрішньої циліндричної поверхні барабана. Виникає сила тертя сповільнює обертання коліс, і вони зупиняються (блокуються).
У гальмівному механізмі сила тертя залежить від швидкості руху барабана або диска щодо колодок (чим нижче швидкість, тим сила тертя більше) і від температури (чим вона вище, тим менше сила тертя). У великій мірі на силу тертя впливає стан колодок і дисків (барабанів). Замаслені або вологі колодки не здатні зупинити колесо.
Дискові гальма мають істотні переваги перед барабанними. Головні з них - стабільність роботи, кращі умови охолодження і очищення, більш висока ефективність, меншу вагу і розміри. Але є і недоліки. Площа колодок у дискових гальм менше, ніж у барабанних, тому для них потрібні великі зусилля на приводі і відповідно більш високий тиск в гідросистемі.
Існують два основних види конструкцій дискових гальм: з нерухомою скобою (задньопривідні моделі ВАЗ і "Москвич-2140") і з плаваючою (передньопривідні моделі ВАЗ, "Нива", "Москвич-2141"). Перші забезпечуються двосторонніми гідроциліндрами, другі - односторонніми. Системи з плаваючою скобою компактніше, в них менше ризик перегріву, зате хід поршня майже вдвічі більше, ніж в системах з нерухомою скобою, та й по жорсткості вони поступаються двостороннім.
Щоб поліпшити охолодження, в дискових гальмах часто використовують так звані вентильовані диски з повітряними каналами, що проходять від центру до периферії. Влітку на потужних швидкісних машинах без таких дисків не обійтися, а от взимку з ними бувають неприємності. Коли в канали набивається сніг, він тане, а вода не встигає витекти. Якщо ж на морозі вона замерзне, то диск може розірвати. Щоб цього не сталося, після виїзду із замету потрібно очистити передні гальма від снігу або принаймні проїхати на невеликій швидкості метрів 100-200. Вентильовані гальмівні диски встановлюються в нові "Волги" (ГАЗ-3110), ВАЗ-2110, мікроавтобуси "Газель", багато іномарки.
У переважній більшості сучасних автомобілів використовуються гідравлічні приводи гальм. Вони зручні, оскільки гідравлічні трубки можна прокласти в будь-якому місці, а головне, володіють високим ККД - до 95%. До недоліків гідравлічних систем можна віднести, мабуть, лише необхідність їх прокачування (видалення повітря) і деяку чутливість до температури. При низькій температурі в'язкість гальмівної рідини збільшується, а при високій рідина може закипіти, і тоді гальма втратять працездатність.
Для того щоб зменшити зусилля на педалі гальма і одночасно збільшити зусилля на колодках, в систему приводу гальм сучасних машин вбудовують підсилювач. (Вперше механічний підсилювач гальм запатентував Луї Рено в 1923 році.) На вітчизняні автомобілі ставлять вакуумні підсилювачі, що працюють за рахунок розрідження у впускному колекторі двигуна. На багатьох зарубіжних машинах, особливо на американських, використовують гідравлічні підсилювачі, в яких додаткове зусилля створюється спеціальним насосом і гідроакумулятором.
Надійність гальмової системи
У разі виходу з ладу одного з механізмів гальмівної системи вона все одно повинна забезпечувати ефективне гальмування автомобіля. Для підвищення надійності в гідравлічних гальмівних системах використовують дублювання і поділ контурів. Окремі контури мають, наприклад, передні і задні гальма автомобілів ВАЗ-2106. Якщо поломка трапиться в одному з контурів, то автомобіль буде гальмувати за рахунок іншого. Але якщо вийде з ладу передній контур, їхати на машині небезпечно, оскільки задні гальма працюють менш ефективно, ніж передні.
Більш надійна, але в той же час і більш складна гальмівна система встановлена на "Москвичі -2141", де один контур пускає в хід гальма тільки передніх коліс, а інший - всіх чотирьох. Якщо виходить з ладу основний (передній) контур, другий (задній) здатний працювати досить ефективно.
На автомобілях "Нива" схема схожа, але в робочих механізмах передніх коліс встановлено по три циліндри. Два з них працюють тільки в передньому контурі, а третій включений в загальний контур з задніми гальмами. Нерівномірний знос передніх колодок на "Ниві" може бути непрямим показником того, що задній контур гальмівного механізму не працює належним чином.
На передньопривідних моделях "Жигулів" і на "Таврії" використана так звана діагональна схема, коли в один контур об'єднані лівий передній і правий задній гальмівні механізми, а в іншій - правий передній і лівий задній. Якщо один з контурів виходить з ладу, що залишився дасть можливість без великих проблем доїхати до станції техобслуговування або гаража.
Гальмування буде ефективним і безпечним, коли передні гальма спрацьовують більш ефективно і дещо раніше, ніж задні. Для того щоб гальма працювали саме так, в систему вбудовуються регулятори тиску. Вони змінюють і розподіляють гальмівні зусилля між передніми і задніми колесами в залежності від завантаженості автомобіля і навантаження на осі. Простий механічний регулятор тиску працює як клапан, який перерозподіляє подачу гальмівної рідини між передніми і задніми гальмівними циліндрами. Якщо навантаження на задню вісь збільшується, клапан відкривається і гальмівна рідина надходить в задні циліндри, а якщо зменшується, наприклад при різкому гальмуванні, коли машина "клює носом", клапан закривається і в задні гальмівні циліндри рідина практично не надходить. Це перешкоджає зісковзуванню задньої осі в замет.
Деякі автолюбителі прибирають регулятор тиску з гальмівної системи свого автомобіля, мотивуючи це тим, що він, мовляв, не працює належним чином і часто тече. Робити цього, звичайно ж, не слід. По-перше, не узгоджені з заводом-виробником зміни в конструкції гальмівної системи заборонені, а по-друге, регулятор тиску потрібно просто правильно налаштувати, для цього достатньо провести під автомобілем 10 хвилин. Справедливості заради зазначимо, що регулятори тиску на всіх вітчизняних машинах встановлені незручно і працювати з ними важко. Але потрібно!
Антиблокувальні системи, які встановлюють на багатьох сучасних імпортних автомобілях, потрібні для того, щоб виключити блокування одного або декількох коліс при гальмуванні на слизькій дорозі. Особливо це важливо в тих випадках, коли колеса одного борта котяться по сухому твердому покриттю, а колеса протилежного борту ковзають, наприклад по льоду. На такому покритті різке гальмування на машині зі звичайною гальмівною системою неминуче призведе до заносу через те, що сили тертя коліс на асфальті будуть незмірно більше, ніж на льоду, і машину різко викине в сторону асфальту. Якщо на автомобілі є АБС, вона відстежує рух коліс, і як тільки одне з них починає сповільнюватися інтенсивніше інших (або зовсім зупиняється), в його гальмівному циліндрі автоматично знижується тиск, і колесо знову починає обертатися. Антиблокувальна система істотно підвищує ефективність гальмування, особливо на слизькому покритті. Тому, слідуючи за сучасної іномаркою по слизькій дорозі, варто тримати збільшену дистанцію, адже в разі різкого гальмування машина з АБС зупиниться в півтора-два рази швидше наших "Жигулів".
У наступному номері ми продовжимо розмову про гальма: дамо кілька корисних порад по техніці гальмування і по догляду за гальмами, розповімо про несправності гальмівної системи і про те, як їх ліквідувати.
(Закінчення буде.)
Про гальма і ГАЛЬМУВАННІ
"Руссо-Балт с24 / 30" (1909 рік) з довгим ручним гальмівним важелем.
Вентильовані гальмівні диски встановлюють на сучасних швидкісних автомобілях і мікроавтобусах.
Схеми двоконтурних гідравлічних гальмівних систем автомобілів різних моделей.
<
>
Чи не кожен автомобіліст знає, що за допомогою гальм можна не тільки зупинити і утримати машину на місці, але і подолати слизьку ділянку, небезпечний поворот, розвернутися і навіть перескочити вузьку канаву або вибоїну. Більшість автолюбителів думають, що після натискання на педаль гальма ефективне гальмування триває до повної зупинки автомобіля. Насправді це не так. Максимальне уповільнення досягається тоді, коли колеса ще обертаються, але вже знаходяться як би на межі зриву в ковзання. У цей момент їх опір коченню досягає максимуму. Коли ж колеса зупиняються і починають ковзати по дорозі, сила тертя падає і гальмівний шлях збільшується. Майстерність гальмування полягає, таким чином, в тому, щоб зупинити автомобіль одночасно з припиненням обертання коліс. Але перш ніж дати практичні рекомендації, як цього домогтися, не зайве нагадати про те, які бувають гальма і як вони працюють.
еволюція гальм
Надійні гальма з'явилися не відразу. Досить довго для уповільнення ходу на автомобілі використовували спеціальні "башмаки", які притискалися до шин задніх коліс. Системи ці були примхливими, а їх механічний привід - ненадійним. До того ж, щоб гальма працювали ефективно, потрібно було прикладати до важелів або педалей дуже великі зусилля. Через це майже на всіх перших автомобілях гальма приводили в дію довгими важелями.
На зміну "черевикам" на початку 1910-х років прийшли стрічкові трансмісійні гальма. Конструкція трансмісії була доповнена гальмівним барабаном, до якого за допомогою спеціального механізму притискалася стрічка, найчастіше сталева. У стрічкових гальмах привід був теж механічний, але зусиль для їх спрацьовування було потрібно менше. Тоді-то і з'явилися педалі гальма на порівняно коротких важелях. У стрічкових гальм є дуже суттєвий недолік: вони практично не працюють при їзді заднім ходом. А головне, з ними, як з усіма гальмами з механічним приводом, неможливо домогтися рівномірного і одночасного спрацьовування гальм на всіх колесах. Проте трансмісійні гальма використовуються і зараз, в основному на великовантажних автомобілях, але замість стрічки в них ставлять фрикційні колодки. У легкових машинах такі системи застосовуються тільки в стоянкових гальмах (наприклад, в "Волзі" ГАЗ-21).
На початку століття гальмами з механічним приводом обладнали тільки задні колеса автомобілів. Тоді вважалося, що машина з передніми гальмами буде "клювати носом" і навіть може перевернутися. Насправді проблема полягала в іншому: конструктивно було практично неможливо поставити механічний привід гальм на керовані колеса. Аналогічні сучасним гальма з гідравлічним приводом на передніх колесах з'явилися лише в 1924 році на автомобілях "Крайслер". З тих пір автомобілебудівники усього світу перейшли на системи гальм з гідравлічним приводом, які використовуються і сьогодні. Гідравлічна система гарантує одночасне спрацьовування і рівномірне зусилля гальмівних механізмів всіх чотирьох коліс і має крім цього високою надійністю.
гальмівні системи
Легковий автомобіль зазвичай оснащується чотирма гальмівними системами: робочої, запасний (дублюючої), стояночной і допоміжної (нею може служити, наприклад, двигун, що працює в режимі гальмування). Кожна гальмівна система складається з механізмів, що створюють гальмівні зусилля, і приводу, в який входять всі пристрої управління гальмами.
Робоча система надає машині негативне прискорення - уповільнює хід, але іноді під час її роботи виникають бічні прискорення. Таке явище прийнято називати занесенням, хоча це і не завжди правильно. (Детальніше про занесення см. "Наука і життя" № 6, 1999 г. ) Запасна система потрібна в тих випадках, коли виходять з ладу робочі гальма. Для утримання машини в нерухомому стані призначена гальмівна система. Але іноді в критичній ситуації стоянковим гальмом доводиться користуватися як робочим - для більш ефективного гальмування і здійснення маневрів, наприклад, на передньопривідному автомобілі з його допомогою можна розвернутися на місці.
Процес гальмування займає деякий час, яке складається з часу реакції і прийняття рішення (в залежності від кваліфікації, віку та стану водія воно може становити від 0,1 до 2 секунд) і часу спрацьовування механізмів (воно залежить від конструктивних особливостей і технічного стану гальмівної системи і становить близько 0,2 секунди). Їх сума дає час запізнювання. Легко підрахувати, що якщо воно дорівнює двом секундам, то при швидкості 90 км / год автомобіль встигне пробігти до початку уповільнення ходу 50 метрів.
Про те, як працюють гальма, прийнято судити по довжині гальмівного шляху. У машин зі звичайною гальмівною системою він добре видно по чорним слідах на асфальті і його легко виміряти рулеткою. У машин з антиблокувальна система (АБС) виміряти гальмівний шлях на асфальті неможливо - бути встановлена дійсна АБС слідів не залишає. Не менш важливим показником роботи гальм вважається рівномірність гальмівних зусиль, від неї залежить стійкість машини.
Дискові гальма
У сучасних легкових автомобілях на передні колеса встановлюються, як правило, дискові, а на задні -_ барабанні гальмівні механізми. При натисканні на педаль гальма в дискових гальмах колодки сходяться і затискають гальмівний диск, а в більшості конструкцій барабанних гальм колодки розходяться і притискаються до внутрішньої циліндричної поверхні барабана. Виникає сила тертя сповільнює обертання коліс, і вони зупиняються (блокуються).
У гальмівному механізмі сила тертя залежить від швидкості руху барабана або диска щодо колодок (чим нижче швидкість, тим сила тертя більше) і від температури (чим вона вище, тим менше сила тертя). У великій мірі на силу тертя впливає стан колодок і дисків (барабанів). Замаслені або вологі колодки не здатні зупинити колесо.
Дискові гальма мають істотні переваги перед барабанними. Головні з них - стабільність роботи, кращі умови охолодження і очищення, більш висока ефективність, меншу вагу і розміри. Але є і недоліки. Площа колодок у дискових гальм менше, ніж у барабанних, тому для них потрібні великі зусилля на приводі і відповідно більш високий тиск в гідросистемі.
Існують два основних види конструкцій дискових гальм: з нерухомою скобою (задньопривідні моделі ВАЗ і "Москвич-2140") і з плаваючою (передньопривідні моделі ВАЗ, "Нива", "Москвич-2141"). Перші забезпечуються двосторонніми гідроциліндрами, другі - односторонніми. Системи з плаваючою скобою компактніше, в них менше ризик перегріву, зате хід поршня майже вдвічі більше, ніж в системах з нерухомою скобою, та й по жорсткості вони поступаються двостороннім.
Щоб поліпшити охолодження, в дискових гальмах часто використовують так звані вентильовані диски з повітряними каналами, що проходять від центру до периферії. Влітку на потужних швидкісних машинах без таких дисків не обійтися, а от взимку з ними бувають неприємності. Коли в канали набивається сніг, він тане, а вода не встигає витекти. Якщо ж на морозі вона замерзне, то диск може розірвати. Щоб цього не сталося, після виїзду із замету потрібно очистити передні гальма від снігу або принаймні проїхати на невеликій швидкості метрів 100-200. Вентильовані гальмівні диски встановлюються в нові "Волги" (ГАЗ-3110), ВАЗ-2110, мікроавтобуси "Газель", багато іномарки.
У переважній більшості сучасних автомобілів використовуються гідравлічні приводи гальм. Вони зручні, оскільки гідравлічні трубки можна прокласти в будь-якому місці, а головне, володіють високим ККД - до 95%. До недоліків гідравлічних систем можна віднести, мабуть, лише необхідність їх прокачування (видалення повітря) і деяку чутливість до температури. При низькій температурі в'язкість гальмівної рідини збільшується, а при високій рідина може закипіти, і тоді гальма втратять працездатність.
Для того щоб зменшити зусилля на педалі гальма і одночасно збільшити зусилля на колодках, в систему приводу гальм сучасних машин вбудовують підсилювач. (Вперше механічний підсилювач гальм запатентував Луї Рено в 1923 році.) На вітчизняні автомобілі ставлять вакуумні підсилювачі, що працюють за рахунок розрідження у впускному колекторі двигуна. На багатьох зарубіжних машинах, особливо на американських, використовують гідравлічні підсилювачі, в яких додаткове зусилля створюється спеціальним насосом і гідроакумулятором.
Надійність гальмової системи
У разі виходу з ладу одного з механізмів гальмівної системи вона все одно повинна забезпечувати ефективне гальмування автомобіля. Для підвищення надійності в гідравлічних гальмівних системах використовують дублювання і поділ контурів. Окремі контури мають, наприклад, передні і задні гальма автомобілів ВАЗ-2106. Якщо поломка трапиться в одному з контурів, то автомобіль буде гальмувати за рахунок іншого. Але якщо вийде з ладу передній контур, їхати на машині небезпечно, оскільки задні гальма працюють менш ефективно, ніж передні.
Більш надійна, але в той же час і більш складна гальмівна система встановлена на "Москвичі -2141", де один контур пускає в хід гальма тільки передніх коліс, а інший - всіх чотирьох. Якщо виходить з ладу основний (передній) контур, другий (задній) здатний працювати досить ефективно.
На автомобілях "Нива" схема схожа, але в робочих механізмах передніх коліс встановлено по три циліндри. Два з них працюють тільки в передньому контурі, а третій включений в загальний контур з задніми гальмами. Нерівномірний знос передніх колодок на "Ниві" може бути непрямим показником того, що задній контур гальмівного механізму не працює належним чином.
На передньопривідних моделях "Жигулів" і на "Таврії" використана так звана діагональна схема, коли в один контур об'єднані лівий передній і правий задній гальмівні механізми, а в іншій - правий передній і лівий задній. Якщо один з контурів виходить з ладу, що залишився дасть можливість без великих проблем доїхати до станції техобслуговування або гаража.
Гальмування буде ефективним і безпечним, коли передні гальма спрацьовують більш ефективно і дещо раніше, ніж задні. Для того щоб гальма працювали саме так, в систему вбудовуються регулятори тиску. Вони змінюють і розподіляють гальмівні зусилля між передніми і задніми колесами в залежності від завантаженості автомобіля і навантаження на осі. Простий механічний регулятор тиску працює як клапан, який перерозподіляє подачу гальмівної рідини між передніми і задніми гальмівними циліндрами. Якщо навантаження на задню вісь збільшується, клапан відкривається і гальмівна рідина надходить в задні циліндри, а якщо зменшується, наприклад при різкому гальмуванні, коли машина "клює носом", клапан закривається і в задні гальмівні циліндри рідина практично не надходить. Це перешкоджає зісковзуванню задньої осі в замет.
Деякі автолюбителі прибирають регулятор тиску з гальмівної системи свого автомобіля, мотивуючи це тим, що він, мовляв, не працює належним чином і часто тече. Робити цього, звичайно ж, не слід. По-перше, не узгоджені з заводом-виробником зміни в конструкції гальмівної системи заборонені, а по-друге, регулятор тиску потрібно просто правильно налаштувати, для цього достатньо провести під автомобілем 10 хвилин. Справедливості заради зазначимо, що регулятори тиску на всіх вітчизняних машинах встановлені незручно і працювати з ними важко. Але потрібно!
Антиблокувальні системи, які встановлюють на багатьох сучасних імпортних автомобілях, потрібні для того, щоб виключити блокування одного або декількох коліс при гальмуванні на слизькій дорозі. Особливо це важливо в тих випадках, коли колеса одного борта котяться по сухому твердому покриттю, а колеса протилежного борту ковзають, наприклад по льоду. На такому покритті різке гальмування на машині зі звичайною гальмівною системою неминуче призведе до заносу через те, що сили тертя коліс на асфальті будуть незмірно більше, ніж на льоду, і машину різко викине в сторону асфальту. Якщо на автомобілі є АБС, вона відстежує рух коліс, і як тільки одне з них починає сповільнюватися інтенсивніше інших (або зовсім зупиняється), в його гальмівному циліндрі автоматично знижується тиск, і колесо знову починає обертатися. Антиблокувальна система істотно підвищує ефективність гальмування, особливо на слизькому покритті. Тому, слідуючи за сучасної іномаркою по слизькій дорозі, варто тримати збільшену дистанцію, адже в разі різкого гальмування машина з АБС зупиниться в півтора-два рази швидше наших "Жигулів".
У наступному номері ми продовжимо розмову про гальма: дамо кілька корисних порад по техніці гальмування і по догляду за гальмами, розповімо про несправності гальмівної системи і про те, як їх ліквідувати.
(Закінчення буде.)
