Тормоза мотоцикла и скуторов
Тормоза служат для замедления движения мотоцикла или его остановки. У мотоциклов тормоза переднего и заднего колос приводятся в действие независимо друг от друга, соответственно рычагом у правой рукоятки руля и педалью иод правой ногой (рис. 5.13). На мотоциклах с коляской тормоз колеса бокового прицепа приводится также педалью тормоза заднего колеса. При торможении происходит перераспределение веса по колесам мотоцикла, поэтому передний тормоз должен обладать большей эффективностью.
Рис. 5.13 Расположение элементов тормозной системы мотоцикла: 1 — рычаг ручного тормоза; 2 — тормоз переднего колеса; 3 — педаль ножного тормоза; 4 — тормоз заднего колеса; 5 — сигнал торможения
Тормоза (как передний, так и задний) бывают двух видов: барабанные и дисковые; последние практически вытеснили барабанные из-за их более высокой эффективности и быстроты срабатывания. Из отечественных мотоциклов дисковые тормоза имеют «Курьер», «Иж-Юнкер», «Урал-Соло Классик» и «Урал-Волк». Барабанные тормоза па зарубежных мотоциклах встречаются лишь на задних колесах у малодинамичных моделей.
Барабанный тормоз (рис. 5.14) включает барабан, выполненный заодно со ступицей колеса, и расположенный внутри него опорный диск. На этом диске смонтированы две колодки в форме сегмента, диаметр наружной поверхности которых (с накладками из фрикционною материала) равен внутреннему диаметру барабана. Одной стороной каждая колодка опирается на упор, а другой — на разжимной кулачок; стянуты колодки пружиной (одной или двумя). Кулачок посредством оси, рычага и тяги (троса) связан с рычагом переднего тормоза на руле или с педалью заднего тормоза, на которые воздействует водитель. При повороте рычага, а вместе с ним и разжимного кулачка, колодки расходятся и прижимаются к барабану. Возникающие силы трения тормозят колесо. При снятии усилия колодки возвращаются в исходное положение благодаря пружинам.
Рис. 5.14. Барабанные тормоза: а — однокулачковый; б — двух кулачковый; в — деталировка однокулачкового тормоза («Сова»); 1 — тормозной барабан; 2 — поворотный кулачок; 3 — пружина; 4 — колодка; 5 — опора колодки; 6 — стрел ка индикатора износа; 7 — рычаг; 8 —опорный диск; 9 — реактивная тяга фиксации опорного диска от поворота
По количеству разжимных кулачков различают одно- и двухкулачковые тормоза. В последних каждая колодка приводится в действие отдельным кулачком, причем кулачки расположены с разных сторон колодок. За счет этого в двухкулачковых тормозах обе колодки являются «активными» — у них направление силы, прижимающей колодку, и направление вращения барабана совпадают. Поэтому такие тормоза более эффективны.
Привод барабанного тормоза переднего колеса осуществляется тросом, заднего — тросом или тягой (редко — посредством гидравлики). Привод тормоза тягой более надежен, однако он требует ре1улировки каждый раз после изменения положения колеса при натяжении цепи. О степени износа колодок барабанного тормоза можно судить по положению стрелки индикатора износа (рис. 5.15). Шкала индикатора выполняется на опорном диске тормоза, а стрелка закреплена на кулачке.
Рис 5.15. Индикатор износа барабанного тормоза: 1 — зона допустимого износа; 2 — зона критического износа; 3 — стрелка (флажок); 4 — ось кулачка
В дисковом тормозе к ступице колеса крепится стальной диск (один или два), к которому прижимаются тормозные колодки с фрикционными накладками. Установка двух дисков на переднем колесе (рис. 5.16) исключает возникновение скручивающего момента вилки, появляющегося при использовании одного диска. Тем не менее, на большинстве мотоциклов, в том числе и тяжелых, применяется только один тормозной диск.
Рис 5.16 Двухдисковый передний тормоз
Гидравлический привод дискового тормоза включает главный и рабочий тормозные цилиндры и шланг. Главный цилиндр переднего тормоза (рис. 5.17) закреплен па правой стороне руля возле рычага тормоза, заднего — на раме возле педали. Внутри главного тормозного цилиндра расположен поршневой узел с уплотнениями, к верхней части цилиндра крепится бачок с тормозной жидкостью. Бачок главного цилиндра переднего тормоза герметично закрыт крышкой. Корпус и крышку уплотняет диафрагма; она также компенсирует изменение уровня жидкости при перемещении поршня. В корпусе главного тормозного цилиндра также установлен электрический выключатель сигнала торможения, включающий цепь лампочки в заднем фонаре, оповещающей о начале торможения.
Рис. 5.17 Главный тормозной цилиндр гидравлического дискового тормоза («Иж-Юнкер»): 1 — глазок указателя уровня тормозной жидкости; 2 — крышка; 3 — диафрагма; 4 — рычаг тормоза; 5 — защитный чехол; 6 — поршень; 7 — главная манжета; 8 — возвратная пружина; 9 — кронштейн крепления к рулю; 10 — корпус цилиндра; 11 — штуцер тормозного шланга
При нажатии рычага тормоза он перемещает поршень в главном тормозном цилиндре. Поршень перекрывает отверстие, связывающее цилиндр с бачком, и начинает сжимать жидкость. Давление передается по тормозному шлангу к рабочему тормозному цилиндру, в котором поршень (поршни), расположенный в корпусе тормозной скобы, прижимает колодки к диску (рис. 5.18). Поршень в рабочем цилиндре уплотняется резиновым кольцом прямоугольного сечения. При перемещении поршня кольцо деформируется и после снятия усилия на рычаг тормоза возвращает поршень в исходное положение. По мере износа накладок тормозных колодок поршень, чтобы иметь возможность прижаться к тормозному диску, все больше и больше деформирует кольцо. В какой-то момент большая деформация станет невозможной, и поршень проскользнет относительно кольца, выбирая зазор между колодкой и диском. Таким образом обеспечивается самоподвод колодок при их износе.
Рис 5.18. Рабочий тормозной цилиндр с самоподводом колодок:
а — при нажатии рычага (педали) тормоза; б — при отпускании рычага (педали) тормоза; 1 — рабочий цилиндр; 2 — уплотнение прямоугольного сечения; 3 — поршень; 4 — тормозная колодка
У мотоцикла «Курьер» применен механический привод переднего дискового тормоза (рис. 5.19). В рычаге на руле закреплена бобышка троса. Другой конец троса перемещает рычаг в корпусе рабочего тормоза, закрепленного на трубе вилки. Храповой механизм внутри корпуса обеспечивает самоподвод колодок, компенсируя их износ.
Рис 5.19 Механический привод переднего дискового тормоза («Курьер»): 1 — тормозные колод ки; 2 — направляющая колодок, закрепляемая на вилке; 3 — палец, по которому перемещается скоба; 4 — скоба с механизмом тормоза; 5 — упор троса; 6 — рычаг тормоза
Дисковые тормоза с гидравлическим приводом бывают с «плавающим» диском и «плавающей» скобой. У последних («Курьер», «Иж-Юнкер», «Урал-Волк» — рис. 5.20) скоба вместе с колодкой может перемещаться по двум направляющим относительно корпуса, закрепленного к подвижной трубе передней вилки. Тормозной диск в этой схеме жестко крепится к ступице колеса. Скоба вместе с колодкой, «плавая», занимает оптимальное положение, обеспечивая равномерный зазор между колодками и диском. У некоторых зарубежных мотоциклов, наоборот, колодки со скобой жестко прикреплены к подвижной трубе вилки, а диск имеет возможность осевого перемещения относительно ступицы колеса (рис. 5.21).
Рис 5.20. Гидравлический тормоз с «плавающей» скобой: 1 — скоба; 2 — палец; 3 — уплотнение прямоугольного сечения; 4 — прокачной штуцер; 5 — поршень; 6 — пыльник; 7 — юрмозная колодка. 8 — тормозной диск.
Рис. 5.21 Двухпоршневой рабочий цилиндр гидравлического тормоза с «плавающим» диском: 1 — поршни; 2 — скоба с тормозными цилиндрами; 3 — «плавающий» диск; 4 — ступица колеса со шпицами
Дисковые тормоза с гидравлическим приводом бывают одно-, двух- и многопоршневые (до 4 — 6). Тормозные колодки представляют собой деталь, к стальному основанию которой ириформована специальная фрикционная масса (у современных колодок — без содержания опасного для здоровья асбеста).
У мотоциклов с боковым прицепом третье колесо оснащается тормозом, приводимым одновременно с задним при нажатии педали тормоза. Эти, а также другие трех- и четырехколесные МТС обязательно оснащают стояночным тормозом, обеспечивающим неподвижность мотоцикла с полной нагрузкой на уклоне 16% (как и по нормативам для автомобиля).
Неисправности тормозов
возникают при замасливании колодок или их износе, а также в случае дефектов привода. К таким дефектам у механического привода относятся повышенное сопротивление перемещению троса или повороту кулачка. В приводе дисковых гидравлических тормозов основная неисправность — попадание воздуха в тормозную магистраль. Также при попадании воды и грязи на поверхность рабочего цилиндра, поршень может потерять подвижность и не растормаживаться.
На мотоциклах применяются колеса трех видов: спицованные, штампованные и литые (рис. 5.22).
Рис. 5.22 Мотоциклетные колеса: а — спицованное; б — штампованное; в — литое
Спицованные колеса (ведущие свою родословную от велосипедных) имели абсолютное распространение на мотоциклах прошлых лет. В последние годы на зарубежных мотоциклах литые колеса заметно потеснили спицованные, которые продолжают устанавливать на мотоциклы двойного назначения, некоторые классики и круизеры. Достоинствами спицованных колес являются ремонтопригодность и способность выдерживать ударные нагрузки. Недостатки — трудоемкость при сборке, потребность в обслуживании и сложности при использовании бескамерных шин. Спицы, выполненные из особой проволокиг имеют с одной стороны головку (шляпку) для закрепления в ступице, а с другой — резьбу. На резьбу наворачивается специальная гайка (ниппель) с головкой, входящей в отверстие в ободе, и квадратным гнездом под ключ.
Диски колес, штампованные из стального листа, выполняют как разъемными по продольной оси, так и цельными. Устанавливают штампованные колеса на модели с небольшим диаметром колес, в основном на АТУ и скутеры; широкого применения на других типах МТС они не получили.
Литые колеса изготавливают из алюминиевых (магниевых) сплавов. Они отличаются от других видов прочностью, не нуждаются в ремонте и позволяют применять различные дизайнерские решения, выбирая форму и количество спиц.
Ступицы спицованых и штампованных колес изготавливают из алюминиевого сплава (рис. 5.23). Литые колеса современных мотоциклов неразборные, ступица отлита как одно целое с остальной частью колеса. В с тупицу колеса с барабанным тормозом залит стальной тормозной барабан. Внутри ступицы расположены подшипники колеса — шариковые или роликовые радиально-упорные. Последние применяются в колесах МТС, имеющих боковую нагрузку — с боковыми прицепами и АТУ. Подшипники защищены от попадания воды и грязи манжетами (сальниками).
Конструкция переднего и заднего колес может быть одинаковой — в этом случае они взаимозаменяемы. Таким свойством обладают колеса большинства российских мотоциклов, однако на зарубежных моделях подобные колоса практически но встречаются.
Рис 5.23 Ступицы колес: а — с шариковыми подшипниками («Урал-Соло Классик»); б – с роликовыми радиально-упорными подшипниками («Урал» ИМЗ-8.103-10); 1 — ступица; 2 — шариковый подшипник; 3 — тормозной диск; 4 — распорная втулка; 5 — ось колеса; 6 — регулировочная гайка с контргайкой; 7 — роликовый подшипник; 8 — тормозной барабан
Техника правильного торможения на мотоцикле
Даже райдеры со стажем иногда допускают ошибки — например, тормозят только переднее колесо. В этой статье мы раскроем физику торможения на мотоцикле и расскажем, как научиться грамотно оттормаживать — в том числе экстренно, на скользкой дороге и в поворотах.
Какие факторы влияют на торможение
Каким колесом тормозить?
Примерно 70% тормозного усилия нужно прикладывать на переднее колесо и 30% — на заднее. Это объясняется тем, что при торможении центр тяжести переходит с одного колеса на другое. В этот момент заднее колесо легче блокировать, а вот переднее сложнее, отчего вы можете потерять контроль над мотоциклом. Поэтому тормозить стоит обоими тормозами. Снизить скорость также помогает переключение на понижающую передачу.
Дорожные, спортивные и другие мотоциклы с короткой базой и высоким центром тяжести лучше всего останавливаются передним колесом. А вот круизёры и чопперы имеют длинную базу и низкий центр тяжести. Это означает, что тормозить их лучше задним колесом, но это не отменяет ведущую роль переднего тормоза.
Поскольку тормоза на каждом мотоцикле работают индивидуально, нужно испытать их на свободной площадке — проверить силу нажатия и комбинацию обоих тормозов. Вы можете убедиться, что если резко нажать на передний тормоз, заднее колесо может оторваться от земли, и вы можете кувыркнуться вперёд. Если резко нажать на задний тормоз, мотоцикл будет заносить.
Чтобы затормозить, подожмите заднее колесо, пока мотоцикл не даст лёгкую просадку. Плавно, но уверенно зажмите рукоятку переднего тормоза. От того, насколько сильно вы нажмёте на ручку переднего тормоза, будет зависеть длина тормозного пути.
На что обратить внимание
Экстренное торможение
Даже опытные райдеры в критической ситуации могут забыть про задний тормоз — рука на автомате нажимает рукоятку переднего. В результате мотоцикл становится неконтролируемым и может упасть. Дело в том, что 90% нагрузки при резком торможении принимает на себя переднее колесо.
Если вы привыкли тормозить передним тормозом, постарайтесь делать так, чтобы в торможении участвовал и задний. Основная тормозная сила будет, как и раньше, приходиться на переднее колесо. Однако использование заднего тормоза позитивно скажется на поведении мотоцикла: его движение будет более стабильным и предсказуемым.
Алгоритм
Торможение на скользкой дороге
Скользкая дорога не отменяет принципов торможения, но здесь есть нюансы. На мокром покрытии плохое сцепление, тормозная сила уменьшается. Смещение центра массы с одного колеса на другое несущественно, оба колеса имеют хороший контакт с дорогой. Это сказывается на тормозной дистанции, которая может увеличиться в 4—5 раз по сравнению с сухой трассой. Чтобы правильно остановиться, нужно больше работать задним тормозом.
Алгоритм
Нужно ли тормозить в поворотах
Не нужно — ни задним, ни передним тормозом. Это будет выводить мотоцикл из поворота и снижать его устойчивость. Скорость нужно снижать до начала поворота, а сам же поворот проходить с незначительным ускорением.
Чтобы правильно тормозить на мотоцикле, нужна тренировка. Технику лучше отрабатывать на пустой площадке. Универсальной методики, которая подойдёт всем мотоциклистам, нет — её нужно вычислять опытным путём. По возможности приобретайте байк с антиблокировочной тормозной системой (ABS) — она позволяет тормозить намного проще и безопаснее.
Торможение на мото
Об эффективности переднего и заднего тормоза
На асфальте всегда и во всех случаях основной тормоз – передний. Он наиболее эффективный как конструктивно, так и с точки зрения физики. Когда вы начинаете тормозить, мотоцикл как бы «клюет носом». Загружается переднее колесо. Его площадь контакта с асфальтом увеличивается. В то время как заднее может вообще оторваться от покрытия (стоппи), и тогда тормозить не будет вообще никак.
Это не значит, что задний тормоз не эффективен и пользоваться им не нужно. Отказываясь от него, вы теряете до 50% тормозного усилия. Два тормоза всегда будут эффективнее, чем один!
Обычное спокойное торможение
Во время езды на мотоцикле чаще всего экстренно тормозить нет надобности. Вы спокойно реагируете на предсказуемую дорожную обстановку, спокойно подъезжаете к светофору, либо сбрасываете скорость перед поворотом. В этом случае оптимально пользоваться следующим алгоритмом:
Все выше и нижеописанное касается торможения на асфальте или другом прочном ровном покрытии. О технике замедления и остановки для эндуро, на мокрой земле и в болоте, поговорим в другой раз.
Экстренное торможение
Мотоциклы в городском потоке – незаметны. Даже если вы едете днем на дальнем, все равно водители вас не видят. Лучше всегда ездить из расчета на то, что вы – невидимка.
Итак, что же делать, если перед вами внезапно возникло препятствие, а мотоцикл без ABS? Это может быть как совершающая маневр машина, так и пешеходы, выскочившие в неположенном (или даже положенном) месте:
О мифе про «я положил мотоцикл»
Часто можно услышать фразу в стиле «я понял, что не успеваю оттормозиться, а потому положил мотоцикл». Она вся – вранье, от начала и до конца. В экстренной ситуации срабатывают исключительно рефлексы и инстинкт самосохранения. Никакого сознательного анализа про то, успеваете вы затормозить, или нет – и быть не может. Поэтому, чтобы рефлексы сработали правильно, необходимо экстренное торможение регулярно отрабатывать на площадке. Много раз.
Теперь о «положил мотоцикл». Любой байк тормозит лучше на двух колесах, со сцеплением резины с асфальтом, с использованием обоих тормозов – чем в неконтролируемом полете на боку, скользя пластиком и металлом по дороге, без какого-либо сцепления с покрытием.
Остановка по требованию
Устройство тормозной системы. Часть 1
Обычно, меряясь… мотоциклами, райдеры кидаются друг в друга количеством лошадиных сил, величиной крутящего момента, эксклюзивностью компонентов шасси. В этом разговоре, чаще всего, характеристики тормозной системы не упоминаются вообще, в крайнем случае, говорят: «а у меня Brembo», как будто это что-то объясняет. А зря, ведь тормоза являются очень важной частью байка. Недостаточно иметь мощный двигатель – нужно еще и иметь возможность его «осадить». О том, как устроены тормоза, мы сегодня и поговорим.
Тормозные азы
Давайте, как обычно, начнем с общих вещей. Любая тормозная система служит для замедления движущегося объекта при помощи трения, при этом происходит преобразование кинетической энергии подвижных частей в тепло (если приукрасить – то в натуральный жар, в зависимости от силы торможения). В случае с мотоциклами, трение достигается путем прижатия тормозной колодки к диску. Тормозные системы большей части современный байков используют дисковые тормоза, барабанные системы иногда используются в качестве заднего тормоза на среднеобъемных круизерах и недорогих малокубатурных байках. Привод тормозов может быть механическим или гидравлическим (подробнее об этом чуть ниже).
Прежде чем разбираться с устройством тормозной системы, нужно уяснить несколько важных теоретических понятий.
Тормозное усилие определяется плечом рычага и величиной усилия приложенного через систему к этому рычагу. Плечо рычага, в свою очередь, определяется расстоянием от оси вращения, к которой прикладывается это усилие. Например, область на ручке переднего тормоза, на которую опираются пальцы райдера при торможении, обладает следующим эффектом: если приложить усилие величиной X, в точке, находящейся в середине рычага, то торможение будет не столь эффективным, как если бы то же самое усилие X прикладывалось на конце рычага. Так что чем длиннее рычаг, тем больше плечо рычага, а следовательно, и тормозное усилие. Точно так же, если тормозное усилие прикладывается вблизи центра колеса, его эффективность будет не столь высока, как если бы то же самое усилие было приложено к ободу колеса.
Яркий пример – тормозной диск системы ZTL на мотоциклах Buell закрепляется по внешнему радиусу обода колеса, что позволяет использовать всего один диск вместо двух. Явная экономия веса – плюс, однако есть и минус, который заключается в том, что тормозное усилие, приложенное с одной стороны колеса, нарушает стабильность при торможении. Видимо, это не такой уж и большой минус, поскольку на Buell-ах с такой тормозной системой установлено множество стоппи-рекордов.
Тормозная система ZTL, Buell 1125CR 2009
В тормозной системе с механическим приводом плечо рычага может быть увеличено в любой точке системы, где присутствует рычаг, закрепленный на оси вращения. В системе с гидравлическим приводом усиление достигается за счет различия в диаметрах поршня главного цилиндра и поршня суппорта.
По сути, если диаметр поршня рабочего цилиндра будет вдвое больше диаметра поршня главного цилиндра, то усилие будет увеличено в четыре раза. Если диаметр поршня суппорта равен трем диаметрам поршня главного цилиндра, усилие возрастет в девять раз, а если они отличаются в четыре раза, то усилие увеличится в шестнадцать раз. Однако мы живем в реальном мире, а значит – где-то в темном углу явно притаился компромисс. Для обеспечения перемещения система гидравлического привода полагается на вытеснение жидкости. При одинаковом размере главного и рабочего поршней 10 мм хода главного поршня будут соответствовать 10 мм хода рабочего поршня. Однако чем больше будет рабочий поршень по сравнению с главным, тем меньше он будет сдвигаться относительно перемещения главного поршня.
Однако, не получение достаточного тормозного усилия является проблемой для конструкторов тормозных систем. Главные требования, предъявляемые к современной тормозной системе байка – минимальный вес, наилучшая чувствительность при торможении и срабатывание для целесообразных величин усилия и перемещения на рычаге. Еще один момент, который надо учитывать – совместимость жесткости передней вилки и тормозного усилия. Будь тормозная система хоть трижды убойной по части замедления, это будет неважно, если при одном нажатии на рычаг вилка будет складываться до упора. Кроме того, учитывается также соответствие шинам. Нет никакого смысла в тормозах, которые легко останавливают байк на любой скорости, если при их использовании переднее колесо будет с визгом блокироваться.
Разобравшись с теорией, давайте перейдем к конкретике. Начнем с тормозных колодок и дисков.
Фрикционные материалы
Трение – определяющий фактор при торможении, поэтому сопряженные трущиеся детали должны быть сделаны из материалов, которые не только обеспечивали бы хорошее трение, но были бы способны противостоять этому трению, не истираясь, а также выдерживать выделяющееся тепло, не деформируясь и не расплавляясь.
Фрикционный материал состоит из множества различных элементов, связанных между собой в условиях предельных температур и давлений. Существует множество типов применяющихся тормозных колодок: у каждого – свое собственное предназначение. Применяются соединения, содержащие медь, латунь, графит, свинец, углерод, кевлар, смолы и прочее. Тип и количество каждого входящего в соединение компонента влияют на характеристики работы этого соединения.
Самой простой и распространенной является колодка спекаемого типа, в основном состоящая из металлических частиц, смешанных с другими материалами. Также существуют органические и полуметаллические колодки. Органические изготавливаются из волокон кевлара и арамида. Полуметаллические колодки представляют собой соединения органических и спекаемых материалов.
Барабан или диск, по которым работает фрикционный материал, обычно изготавливают из чугуна или нержавеющей стали. Кроме того, на гоночных мотоциклах используют тормозные диски, изготовленные из карбона. Выбирая материал для диска, конструктор учитывает множество вещей: характеристики удержания и отвода тепла, показатели деформации, вес, стоимость производства (хотя этот момент не слишком важен для гоночных болидов), совместимость с фрикционными материалами, антикоррозийные свойства и износостойкость. Чаще всего предпочтение отдается нержавеющей стали, которая лучше чугуна практически по всем параметрам, кроме стоимости, теплоотвода и характеристик работы в дождевых условиях. Хотя, обычно, с последним фактором борются, применяя специальные колодки.
Теперь давайте рассмотрим конструкцию барабанных и дисковых тормозов.
Под бой барабанов тормоза… пропадают
Хорошая демонстрация принципа работы барабанного тормоза
Все эти проблемы были успешно решены применением открытого диска вместо закрытого барабана.
Дисковые тормоза – цепкие и прохладные
Впервые дисковые тормоза появились на самолетах как решение проблемы отвода тепла, вырабатываемого в барабанных тормозах. В связи с тем, что скорость и вес самолетов увеличились, сразу почувствовалось, что «барабаны» совершенно неспособны их остановить. Точно такая же проблема возникла на мотоциклах по мере роста их мощности и скорости. Открытый диск отлично рассеивает тепло в окружающее пространство, не ограниченное барабаном.
Распределение тепла на тормозном диске при торможении
Диск устанавливается на колесе и вращается вместе с ним. Суппорт, содержащий один или несколько поршней и две тормозные колодки, примыкает к диску. При нажатии на ручку или педаль тормоза поршни перемещаются, прижимая фрикционный материал тормозной колодки к вращающемуся диску.
Впервые на серийном мотоцикле дисковые тормоза появились в 1969 году на модели CB750 компании Honda. С тех пор, дисковая тормозная система используется практически на всех машинах среднего и большого объема, и все шире применяется на малокубатурных байках и скутерах. Конечно, система совершенствовалась из года в год, от модели к модели, однако принцип остался неизменным по сей день.
Сейчас на переднее колесо, как правило, устанавливается два диска. На заднем колесе также применяется дисковый тормоз, однако его не нужно делать настолько мощным из-за эффекта перераспределения масс при торможении. При торможении обычно 75% веса машины приходится на переднее колесо, что означает большую нагрузку на передней шине. При таких условиях невыгодно иметь избыточное тормозное усилие на заднем колесе, поэтому задний диск, как правило, является сравнительно менее мощным. Для мотоциклов с длинной колесной базой (например, круизеры) все эти эффекты сохраняются, однако они не столь сильно проявляют себя.
Эволюция диска
Один из способов улучшения эффективности дисковых тормозов заключается в увеличении диаметра диска. Здесь работает принцип «рычага относительно оси»: чем больше расстояние от оси, тем больше усилие, произведенное этим рычагом. Следовательно, потребуется меньшее усилие для остановки перемещающегося предмета (диска, перемещающегося относительно оси), или то же самое усилие остановит его быстрее. Применение в суппорте нескольких поршней меньшего диаметра вместо одного большого фактически создает эффект присутствия диска большего диаметра.
Когда впервые появились дисковые тормоза, трущаяся поверхность диска неподвижно закреплялась на кронштейне, который притягивался к колесу болтами. У этой схемы были две крупные проблемы: во-первых, небольшая несоосность между диском и колодками значительно снижала эффективность торможения и увеличивала износ колодок. Во-вторых, высокое тепловыделение могло послужить причиной деформации, приводящей к несоосности из-за жесткого закрепления диска.
Оба эти недостатка можно устранить, если отделить диск от кронштейна и позволить ему свободно перемещаться в некоторых пределах. Такая конструкция носит название «плавающего диска». На внутренней кромке диска и внешней кронштейна вырезаны полуокружности. При их совмещении образуются отверстия. Диск прикрепляется к кронштейну втулками, свободно установленными в каждое такое отверстие. При этом он оказывается закрепленным, но все же может перемещаться, расширяться и сокращаться на этом кронштейне.
Демонстрация устройства и преимуществ диска плавающего типа от EBC. Несмотря на рекламный характер, информативность сохранена.
Сборка плавающего диска в домашних условиях
Вопросы водных процедур
Первые дисковые тормоза были «хорошо» известны своей неважной работой в условиях повышенной влажности. Это было связано с образованием водной пленки на диске, которая должна быть удалена перед началом торможения. Если применять неправильный фрикционный материал, проблема усугубляется. Чугун благодаря своему пористому строению является идеальным материалом для диска в мокрых условиях, вот только ржавеет чугунный диск быстро.
Многие думают, что диски с канавками или отверстиями улучшают степень отвода воды, но на самом деле они ухудшают характеристики торможения, поскольку вода собирается на внешних гранях отверстий. Главное преимущество перфорированных дисков – снижение веса, и как следствие, моментов инерции и гироскопических эффектов.
Намного более действенным новшеством, обеспечившим хорошую работу тормозов в условиях повышенной влажности, стало введение спекаемых металлических колодок. В составе таких колодок присутствует ограниченное количество металлических частиц, в результате колодки изнашиваются неравномерно. Их волнистая поверхность позволяет выступающим точкам продавить пленку воды намного быстрее обычных колодок.
Спекаемые металлические тормозные колодки
Сильная «гидра»
Ключевую роль в системе играет тормозная жидкость, поскольку работа всей системы основывается на ее свойстве не сжимаемости. На данный момент существуют четыре варианта тормозной жидкости для мотоциклов: DOT 3, DOT 4, DOT 5 и DOT 5.1. DOT – это система классификации, введенная Американским Департаментом Транспорта (Department of Transport). Основные критерии деления на эти категории – температура закипания и вязкость сухой и содержащей влагу жидкости. DOT 3 и DOT 4 представляют собой минеральные масла, основанные на полигликолях, DOT 5 основана на силиконе и не может смешиваться с первыми двумя жидкостями. DOT 5.1 подобна 3 и 4, ее можно совмещать с ними. DOT 5.1 была специально разработана для работы в антиблокировочных тормозных системах и обладает меньшей вязкостью.
Все эти жидкости, кроме DOT 5, гигроскопичны, то есть они поглощают влагу из воздуха. Влага в тормозной жидкости – это плохо, поскольку она снижает температуру ее закипания, в то время как рабочая температура диска и колодок обычно превышает ее. Гигроскопичность является главной причиной, по которой следует менять «тормозуху» хотя бы раз в два года. Фрикционный материал на колодке служит для изоляции суппорта от тепла, выделяемого диском – это тоже очень хорошая причина для своевременной замены колодок.
DOT 5 не смешивается с водой, вместо этого вода, попав в систему, опускается вниз и располагается вблизи самой горячей области. Там она очень быстро закипает при агрессивном торможении, тормоза «плывут» и теряются. Как результат – наиболее используемой жидкостью в мотоциклетных тормозах является DOT 4.
Очень важный элемент всей тормозной системы – используемые в ней шланги. Главный цилиндр и суппорты связаны усиленными гидравлическими шлангами, допускающими перемещение подвески. В местах, где отсутствует перемещение, могут быть использованы металлические трубки. Тормозные шланги изготавливают из совместимой с тормозной жидкостью резины, однако резина утрачивает свои свойства со временем и растрескивается. Чтобы не обнаружить это в тот момент, когда уже пора бы тормозить перед поворотом, производители рекомендуют менять резиновые шланги хотя бы раз в четыре года.
Нужная в гоночных условиях и очень популярная «фишка» в уличном тюнинге – установка армированных тормозных шлангов. Они изготавливаются из тефлона, покрытого стальной оплеткой. Тефлон менее подвержен расширению, а также обеспечивает меньшее сопротивление перемещающейся в нем жидкости. Оплетка выполняет функцию дальнейшего ограничения расширения шланга.
Армированные тормозные шланги
Металлическая оплетка шланга
Считается, что «арматура», как ее называют, улучшает отзывчивость тормозов и делает их более резкими, уменьшая склонность к «увяданию» под действием раздувания резиновых шлангов. Это так. Однако требования и уровень подготовки гонщика и уличного райдера совершенно разные, поэтому трезво оцените свои навыки, если хотите устанавливать армированные шланги – они могут показаться слишком жесткими для дорожного использования, предоставляя мгновенную реакцию на использование тормоза. Если навыки управления байком не слишком высоки, то при резком или аварийном торможении небольшое расширение тормозных шлангов лучше воспринимать как положительное качество. Словом, не «ведитесь» на модное словечко, а думайте своей головой. Это, кстати, можно отнести к любому виду тюнинга вашего железного коня.
Разобравшись с общим устройством тормозов, мы оставили за бортом некоторые важные вопросы, например, как устроена АБС, что это за радиальные тормоза или почему лучше использовать несколько меньших тормозных поршней вместо одного большего. На эти вопросы (и многие другие) мы найдем ответы в следующей статье. Следите за обновлениями!