Барабанные тормоза
Почему они до сих пор применяются

По причине своей более высокой эффективности дисковые тормоза вытесняют барабанные не только в легковом сегменте, но и на коммерческом транспорте. Тем не менее, на некоторые модели барабанные тормоза все еще устанавливаются. В чем их минусы, есть ли у них плюсы и почему их до сих пор применяют?

Практика показывает, что при прочих равных тормозной путь автомобиля с дисковыми тормозами будет примерно на 20...30% меньше, чем тормозной путь такого же автомобиля с барабанными тормозами. Меньшая эффективность барабанных тормозов обусловлена рядом свойств, которые могут считаться как минусами, так и плюсами − смотря с какой стороны посмотреть.

Усилие, контакт и ресурс

Меньшее тормозное усилие барабанных тормозов связано с тем, что колодки давят наружу. Не проблема сделать так, чтобы тормозные цилиндры развивали большее давление, сильнее прижимая колодки, но слишком большое усилие может попросту порвать барабан. Сделать барабаны толще и крепче? Это увеличение веса, то есть − неподрессоренных масс, а также себестоимости. Единственное, что можно сделать − увеличить ширину, однако такое увеличение тоже ограничено требованиями внешних габаритов.

Еще одно свойство барабанных тормозов − не оптимальный контакт трущихся поверхностей. Из-за большой площади колодки даже два поршня не могут равномерно прижать ее к барабану. Следствием нестабильной площади контакта является нестабильное замедление.

Упомянутые факторы − минусы? С точки зрения эффективности торможения − да, но есть и положительный момент. Худшее сцепление колодок с барабаном приводит к тому, что колодки изнашиваются медленнее. Считается, что ресурс барабанных тормозных механизмов в два, а то и больше раз больше, чем ресурс у дисковых тормозов. Если так, то и в обслуживании барабанные тормоза − дешевле, поскольку это обслуживание требуется реже? Как повезет.

У кого-то задние барабанные тормоза могут не привлекать к себе внимания довольно долго, а у кого-то − требовать не менее регулярного обслуживания, чем дисковые тормоза по причине попадания влаги, закисания, подклинивания, и т.д. К слову, в идеальных условиях больший ресурс задних барабанных тормозов обусловлен еще и тем, что большую нагрузку принимают на себя все-таки передние тормозные механизмы.

Закрытая конструкция

Считается, что барабанные тормоза лучше защищены от внешних воздействий, в частности − попадания грязи. Известный факт: у FIAT-124 задние тормоза были дисковые, а у получившихся из него "Жигулей" − барабанные. Объясняется все просто. Во время испытаний в советских реалиях диски и колодки дисковых тормозов FIAT-124, рассчитанные на итальянские условия эксплуатации, слишком быстро выходили из строя от езды по пыльным, грязным, а зачастую − и грунтовым дорогам. Усугубляется это тем, что на задние колеса всегда летит пыль и грязь, поднимаемая передними. Тогда решили несколько поступиться эффективностью торможения в угоду долговечности.

Сегодня низкая грязестойкость дисковых тормозов − уже в прошлом. Производители давно научились делать более стойкие к износу диски и колодки, и даже на внедорожниках, для которых грязестойкость вроде как актуальна, все реже применяются барабанные тормоза. Такие модели, как Toyota Land Cruiser или Mitsubishi Pajero перешли на дисковые тормоза еще в 1980-х годах.

Защищенность от попадания грязи извне имеет обратную сторону: все продукты износа остаются внутри барабана, они попадают на фрикционные поверхности, снижая эффективность работы. Еще один минус закрытой конструкции − попавшая влага также дольше остается внутри. Дисковые тормоза просохнут сами довольно быстро, а барабаны, например, после проезда глубокой лужи, рекомендуется просушить несколькими нажатиями на педаль для возобновления эффективности работы. Кроме того попадающая влага становится причиной коррозии, а зимой может привести к примерзанию колодок к барабанам.

В отличие от дисковых тормозов, у барабанных поверхности трения не охлаждаются набегающим потоком воздуха, а потому склонность к перегреву выше. Во время экстренного торможения барабанные тормоза вполне могут нагреться до 500...600ºС. После перегрева барабаны может покоробить, после чего вернуть им первоначальные свойства практически невозможно. Итак, закрытая конструкция − спорный плюс по сегодняшним меркам.

Применение

Дисковые и барабанные тормоза были разработаны примерно в одно время (см. врезку), и тогда барабанные тормоза оказались эффективнее дисковых. Сегодня же у них больше минусов, чем плюсов. Почему же их до сих пор применяют? Бытует мнение, что барабанные тормоза − дешевле в плане себестоимости при производстве, однако это не всегда и не совсем так. В случае каждого конкретного автопроизводителя все зависит от цепочки технологических процессов и поставщиков.

Причина несколько в другом. В основе достаточного количества формально новых моделей лежат отнюдь не новые платформы. Это справедливо в отношении некоторых пикапов, недорогих малолитражных моделей либо автомобилей, вроде Dacia, изначально позиционирующихся, как бюджетные. Большинство старых платформ имеют сзади довольно простую подвеску и барабанные тормоза. Дальше − вопрос экономической целесообразности.

Если автомобиль изначально не обладает выдающейся динамикой, и суперэффективные тормоза ему не требуются, то почему бы не использовать имеющиеся решения? Это дешевле, чем разрабатывать новую конструкцию, перестраивать конвейер, менять поставщиков комплектующих, и т.д. К тому же, к барабанным тормозам требования ниже, а потому сертифицировать их проще.

Понятно, что системы стабилизации, элементы автоматического управления или электронный стояночный тормоз гораздо проще "подружить" с дисковыми тормозами. Однако бюджетные автомобили были и будут, и пока требования безопасности допускают использование барабанных тормозов, эта конструкция будет применяться.

Механизм самоподвода

Важное условие эффективности тормозных механизмов любого типа, хоть дисковых, хоть барабанных, – минимальный холостой ход. Трущиеся поверхности еще до касания водителем педали должны быть максимально приближены друг к другу. Конструкция дисковых тормозов изначально это обеспечивает, а вот в барабанных тормозах приходится принимать дополнительные меры, а именно − подвод колодок.

Когда-то использовался механический подвод, например − с помощью эксцентриков, которые по мере износа колодок надо было регулировать вручную. На смену подобным системам пришел автоматический подвод колодок. Существует несколько запатентованных конструкций, которые можно разделить на две группы: внутренняя система автоматического разведения колодок и внешняя.

Элементы внутреннего подвода находятся прямо в тормозных цилиндрах. Система относительно надежная, но не особо точная, а потому сегодня, как правило, применяется система внешнего автоматического подвода. Модификаций несколько, но суть одна. Устройство представляет собой распорную планку изменяемой длины с регулировочной зубчатой гайкой-храповиком, которая подкручивается специальным механизмом при каждом нажатии на тормозную педаль. Система самостоятельно останавливается в оптимальном положении максимального развода колодок и неспособна их пережать, вызвав постоянное подтормаживание.

Сегодня в барабанных тормозах, как правило, используется система внешнего автоматического подвода колодок, обеспечивающая минимальный холостой ход.

Конструкция − простая, но она позволяет приблизить колодки барабану почти так же близко, как и в дисковых тормозах. Отчасти, именно внешний автоподвод позволяет барабанным тормозам демонстрировать необходимое быстродействие и соответствовать современным требованиям безопасности.

Из истории

Тормоза появились гораздо раньше автомобилей: нужно было останавливать телеги, вагоны, приводные системы, и т.д. Началось все с колодочных тормозов: колодка прижимается к беговой поверхности колеса и останавливает его вращение. Для колес из твердого материала − железнодорожного транспорта или телег − этот способ годился, а вот для колес с пневматическими шинами − нет.

Колодочные тормоза.

Альтернативой стали ленточные тормоза, однако у них хватало минусов: ресурс всего в несколько сотен километров, низкая эффективность при движении задним ходом и загрязняемость механизма. Основная масса автопроизводителей перестала использовать ленточные тормоза еще до начала Первой мировой войны.

Схема ленточного тормоза.

В 1902-м году Луи Рено разработал конструкцию, которая лежит в основе нынешних барабанных тормозов. На год раньше − в 1901-м году Вильгельм Майбах предложил схему, где колодка в форме диска прижималась сбоку к тормозному барабану. Чуть позже была запатентована конструкция дисковых, напоминающая сегодняшнюю.

Принцип действия барабанных тормозов с момента их изобретения практически не поменялся.

Однако сначала дисковые тормоза проявили себя не лучшим образом. Попадание воды, а тем более − масла существенно снижало эффективность торможения, а летевшая грязь приводила к быстрому износу колодок и дисков, изготавливавшихся из еще довольно несовершенных материалов. Таким образом, барабанная конструкция, лучше защищенная от внешних воздействий, на достаточно долгое время стала наиболее востребованной в автопроме.