Тюнинг

 

Тормоза

БЫСТРОЕ ЗАМЕДЛЕНИЕ
КАК МОЖНО УЛУЧШИТЬ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕРИЙНОГО АВТОМОБИЛЯ, НА ПЕРВЫЙ ВЗГЛЯД, ТЩАТЕЛЬНО ДОВЕДЁННОГО И МНОГО КРАТНО ИСПЫТАННОГО? НАСКОЛЬКО ЭТО ОПРАВДАННО, УЧИТЫВАЯ НЕМАЛУЮ СТОИМОСТЬ ТРУДОЁМКИХ РУЧНЫХ РАБОТ? НА ПРИМЕРЕ ПЕРЕДНЕПРИВОДНЫХ ТОЛЬЯТТИНСКИХ МАШИН МЫ РЕШИЛИ РАЗОБРАТЬСЯ В ЭТИХ ВОПРОСАХ.

НАЧНЁМ с главного. Принципы, которыми руководствуются специалисты при тюнинге разных автомобилей, в общем-то, едины. Поэтому всё, о чём пойдёт речь, актуально как для «Оки», так и для «Мерседеса» (к счастью, физика не знает понятия классовая принадлежность).

Но о переднеприводных ВАЗах мы вспомнили не случайно: именно они чаще всего становятся объектом разного рода доработок. Во-первых, машины эти относительно не дороги и широко распространены, а потенциал, некогда заложенный в конструкцию, весьма и весьма велик. Во-вторых, в автоспорте (а именно он основной источник тюнинговых технических решений) накоплен колоссальный опыт «конверсии» переднеприводных ВАЗов.

Допустим, решение сделать автомобиль быстрее принято. Первый вопрос, который при этом возникает: с чего начать? Может быть, попробовать увеличить мощность двигателя? Или «поиграть» с рядами передаточных чисел трансмиссии, чтобы лучше реализовать возможности имеющегося мотора? Опытные специалисты рекомендуют начинать работу с серийным автомобилем с… тормозов! И дело здесь не только в активной безопасности. Объяснение этому простое и лежит оно несколько в другой плоскости. Большинство профессионалов тюнинга – выходцы из автоспорта. А один из главных инструментов, позволяющих выигрывать гонки, - это, как ни странно, хорошие тормоза. Ведь чем интенсивнее торможение, тем оно короче и тем дольше можно продолжать разгон или движение на максимальной скорости, улучшая тем самым время прохождение дистанции в гонке.

Конечно, вмешательство в тормозную систему запрещено правилами дорожного движения, но это мало кого останавливает. А раз так, то очень важно понять, каким способом можно модифицировать тормоза, и чего нельзя делать ни в коем случае.

Есть и ещё один важный момент. Умение тормозить максимально эффективно, без остатка используя сцепные возможности шин, балансируя на грани их блокировки без помощи АБС, - настоящее искусство. Многие водители им не владеют просто по тому, что с действительно хорошими тормозами они знакомы в лучшем случае понаслышке. Так что заняться тормозной системой полезно хотя бы для того, чтобы начать осваивать этот нужный навык. Тем более что в некоторых случаях он может оказаться жизненно необходимым в буквальном смысле слова.

Сила и слабость

Какие параметры отличают хорошие тормоза от посредственных? Во-первых, мощность, возможность развивать достаточно большой тормозной момент на колёсах. Здесь закономерность достаточно большая. Чтобы повысить тормозной момент, можно увеличить силу трения колодок, для чего надо подобрать материалы с как можно большим коэффициентом трения и посильнее прижимать их к диску или барабану. В принципе, возможности увеличения этих параметров ограничены. В первом случае свойствами доступных для «гражданских» (да и для многих спортивных) автомобилей материалов пары трения. А во втором – конструктивными особенностями тормозных механизмов.

Самый простой способ, который можно рассматривать в качестве первого шага в улучшении тормозных свойств автомобиля, - установка тормозных колодок с более высоким коэффициентом трения. Но если это не помогает, нужно увеличить тормозной момент, развиваемый колёсными тормозными механизмами, другими методами. Самым логичным выглядит увеличение давления жидкости в тормозной системе, что достигается более мощным вакуумным усилителем тормозов или главным тормозным цилиндром меньшего диаметра. У этого метода есть существенный недостаток – снижение информативности тормозов и увеличение хода педали тормоза. Подобный результат даёт и установка колёсных тормозных механизмов с поршнями большего диаметра. Поэтому чаще идут по другому пути – увеличивают плечо, на котором действует сила трения, для чего используют диски или барабаны большего диаметра. Именно из-за этого у современных автомобилей постоянно «растут» колёса – они позволяют разместить большие и мощные тормоза.

Главное – баланс

Первое желание, которое возникает у некоторых «мастеров», - сменить стандартные задние вазовские барабанные тормоза на мощные дисковые (мол, так сделано у всех скоростных автомобилей). Что это даст? Представьте, ничего хорошего. Задние колёса блокируются задолго до того, как передние успевают выбрать хоть сколько-нибудь значительную часть располагаемых сцепных сил. Автомобиль теряет боковую устойчивость и отказывается сохранять прямолинейное движение при торможении. Это может быть даже полезно, если вы собираетесь, подтормаживая левой ногой, увеличивать угол заноса в повороте, но на эффективности торможения сказывается самым пагубным образом.

Почему так происходит? Дело в том, что передние и задние колёса находятся совсем не в одинаковых условиях. Ведь сила инерции движущегося автомобиля приложена в центре его масс, а сила, которая его останавливает, - в пятне контакта шины с дорогой (то есть гораздо ниже). Из-за этого возникает опрокидывающий момент, который резко увеличивает нагрузку на передние колёса и разгружает задние. Видимый эффект от перераспределения нагрузки по осям – характерный «клевок» при торможении. А скрытые последствия куда драматичнее: разгруженная задняя ось не в состоянии создавать значительные тормозные силы, и львиная доля работы приходится на загруженную переднюю.

Из этой неприятной ситуации вытекает два очень важных вывода. Во-первых, передние тормоза должны быть гораздо мощнее задних. А во-вторых, тормозные силы, создаваемые передними и задними механизмами, должны быть такими, чтобы блокировка всех колёс наступала одновременно. Именно в этом случае эффективность торможения будет максимальной, а тормозной путь самым коротким. Сами по себе мощные тормоза бесполезны, если нет строгого баланса сил. Какой с них толк, если в стремлении не допустить блокировки, скажем, задних колёс мы не сможем полностью использовать сцепные возможности передних.

Чем достигается баланс? В «обычных» автомобилях этим занимается так называемый «колдун», регулирующий давление жидкости в задних тормозных механизмах в зависимости от нагрузки на ось. Это довольно кропотливый и длительный процесс: последовательно изменяя эффективность задних тормозов, добиваются, чтобы задние колёса блокировались чуть позже передних или одновременно с ними. Но ни в коем случае не раньше: автомобиль при этом теряет курсовую устойчивость.

На спортивных автомобилях используется другой, более эффективный вариант. К педали тормоза присоединяется не один, пусть и сдвоенный, главный тормозной цилиндр, а так называемый тандем или распределитель тормозного усилия. Он представляет собой два отдельных цилиндра, соединённые регулируемым двуплечим рычагом. Изменяя длину плечей, можно изменять соотношение усилий, которые передаются от педали на каждый из цилиндров, а, следовательно, и давлений в переднем и заднем тормозных контурах. Регулировка выполняется при помощи простого инструмента прямо из-под капота или тросиком из салона автомобиля.

Примерно такие же функции выполняет пропорциональный тормозной клапан, который бросается в глаза в салоне спортивных машин – он работает по принципу «колдуна» обычных автомобилей. С помощью этого прибора гонщик может изменять тормозной баланс прямо во время движения как дискретно, так и плавно. Конечно, возможностей у ручного «колдуна» меньше, чем у полноценного «тандема» (он лишь ограничивает давление в заднем контуре), зато такая регулировка позволяет оперативно подстраиваться под быстро меняющиеся условия движения. Спортсмены пользуются ей для компенсации, скажем, изменения развесовки в результате выработки топлива. Конечно, и ручной «колдун», и «тандем» можно устанавливать только на автомобили, не оснащённые АБС, - в противном случае в результате доработки получится система с трудно прогнозируемыми характеристиками или вообще неработоспособная.

Мощнее. Ещё мощнее.

Но допустим, оптимальный баланс найден, и способы его регулировки выбраны. Что дальше? А дальше можно смело наращивать мощность исходя из собственных потребностей и финансовых возможностей – тормозов мало не бывает. Как уже сказано, мощность достигается, прежде всего, увеличением диаметра диска. Естественно, колёса также потребуются другие. Например, в 15-дюймовое колесо помещается тормозной диск диаметром 284мм (бывали случаи установки диска диаметром 304мм), а 16-дюймовое в принципе может спрятать и 330-миллиметровое.

Почему мы говорим только о дисках? Потому, что в системах такого класса барабаны уже не применяют. И дело не в недостатке мощности – с ней у барабанов как раз всё в порядке. А не используют их по причине недостаточной выносливости – в отличие от дисков, барабаны быстро перегреваются и теряют эффективность. Конечно, перегреву подвержены и диски, но в существенно меньшей степени: у них больше поверхность охлаждения, особенно в вентилируемом варианте.

С рабочей температурой тормозов связана ещё одна важная тонкость – выбор колодок. Дело в том, что каждая фрикционная смесь имеет оптимальную температуру использования, которая должна как можно точнее соответствовать режиму работы механизма. Именно соответствовать, а не быть заведомо больше! Например, дорогие гоночные колодки при стандартном торможении со скорости 100 км/ч показывают весьма скромные результаты(даже худшие чем самые заурядные «гражданские»). А вот если тормозить с двухсот, да ещё и достаточно интенсивно и часто, то результат изменится с точностью до наоборот – здесь колодки успевают прогреться до своей рабочей температуры.

«Гражданские» колодки тоже бывают дорогими. Правда «дорогие» не всегда означает «лучшие». Опять-таки, лучше для чего? Хорошо, конечно, если колодка имеет высокий и стабильный коэффициент трения – в этом случае автомобиль эффективно тормозит в широком диапазоне температур тормозных механизмов. Плохо, если колодка при этом имеет и высокий коэффициент теплового расширения – тормозное усилие в таком случае постоянно изменяется в процессе торможения, замедлением становится трудно управлять. Выход один – консультироваться с опытными специалистами, пробовать разные материалы, анализировать. И ещё важно помнить, что всякие новые тормоза (а мощные особенно) нуждаются в тщательной обкатке. До тех пор, пока колодка не притрётся к диску, длительные и интенсивные торможения должны быть исключены. В противном случае диск покоробится, и протачивать его будет бесполезно: «кривизна» восстановится после первого же нагрева. Более того, высокотемпературные гоночные тормоза не терпят даже нажатой педали после полной остановки с высокой скорости. Из-за прижатой к диску колодки он будет неравномерно остывать, что послужит причиной появления температурных деформаций. Это так сказать теоретическая часть. А как реализовать вышесказанное на практике?

POWER IS NOTHING WITHOUT CONTROL

Здесь мы подошли, пожалуй, к главному качеству тормозов экстракласса. Информативность! Ведь мощные, но плохо управляемые механизмы не просто бесполезны, они опасны. Если вы откроете каталог любой из известных «тормозных» фирм, то увидите, что мощные скобы, как правило, многопоршневые. Что это даёт? Во-первых, такие конструкции не «не плавающего» типа, а жесткие. Следовательно, зазоры в приводе и свободный ход педали поменьше – после её нажатия колодки скорее вступают в работу. Это главная причина, по которой в профессиональном автоспорте применяются исключительно жёсткие тормозные скобы. В силу конструктивных особенностей «неплавающих» скоб они, как правило, имеют повышенную жёсткость, и ход поршней не расходуется на бесполезную деформацию конструкции.

Есть и ещё одно преимущество – при помощи нескольких поршней можно оптимальным образом распределять усилие по площади колодки и бороться с главным врагом информативности – сервоэффектом. Его суть заключается в том, что колодка, перекрашиваясь в суппорте под действием силы трения о диск, дополнительно прижимается к нему. Водитель ощущает это как резкий рост тормозного усилия при незначительном увеличении давления на педаль. Эффективно управлять замедлением в этом случае практически не возможно: чтобы разблокировать колёса, нужно отпустить педаль почти полностью. Кстати, именно сервоэффект в своё время окончательно приговорил барабанные тормоза (там он выражен особенно сильно).

Многопоршневые скобы, кроме того , что благодаря поршням разного диаметра они почти не склонны «самозатягиваться», ещё и просто мощнее одно- или двухпоршневых. Дело в том, что поршни маленького диаметра расположенные ближе к наружному краю диска, при равных его диаметрах увеличивают плечо силы трения, а значит, и тормозной момент.

Конечно, тяжёлую работу по остановке автомобиля тормозная система выполняет не в одиночку. Многое зависит от подвески, шин, колёсных дисков. Простой пример. Знаете, почему многие тюнинговые автомобили часто имеют пониженный дорожный просвет? Оказывается, не только для лучшей управляемости. Низкие машины и тормозят лучше – перераспределение вертикальной нагрузки по осям при торможении здесь менее выражено, и задние тормоза могут развивать большее тормозное усилие без потери сцепления задних колёс с дорогой, позволяя передним работать в полную силу.

Тюнинг Автомобилей №6 июнь 2003год