О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Все о ремонте, как и что. Делимся, спрашиваем.
Аватара пользователя
thedeath
Клубный Субарист
Апрель 2010 / 1123
Репутация:
Авто: SG9

О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение thedeath » 09 окт 2015, 12:36

Доброго времени.


Нашел достоверную инфу по эффективности торможения, в т.ч. mythbusting частых заблуждений. Статья на англ. если очень нужно и будет можно желающих - можем заморочиться переводом.


Ссылка на оригинал: http://stoptech.com/technical-support/technical-white-papers/brake-system-and-upgrade-selection
Матчасть: http://stoptech.com/docs/media-center-documents/the-physics-of-braking-systems

--- === Перевод от subaru.spb.ru === ---


Disclaimer: Нижеследующий перевод сделан в ознакомительных целях и не преследует никакой коммерческой выгоды.

Тормозные системы и их модернизация.

Стивен Руис, руководитель инженерной группы и Кэрол Смит, инженер-консультант, компания StopTech LLC.
Практически любой автомобиль способен остановиться с большой скорости на пределе сцепления шин – один раз. Но тормозная система большинства «гражданских» автомобилей, пикапов и даже некоторых «заряженных» машин не рассчитана на агрессивный/спортивный стиль вождения или буксировку. Большинству «стоковых» тормозных систем в экстремальных ситуациях недостает теплоемкости и теплоотдачи – способности принимать тепло и отдавать его в окружающую среду через теплопроводность, конвекцию и излучение. Кроме того, многие «стоковые» суппорты и их крепеж не обладают достаточной конструктивной жесткостью, чтобы сопротивляться повышенному давлению и разжиму. Хотя тормозного момента на передних колесах хватило бы для блокировки передних колес при остановке с крейсерской скорости, разжим суппортов в ряде случаев предотвращает блокировку. И это, не говоря уже о том, что большинство «стоковых» тормозных колодок не предназначено для интенсивного использования – считается, что для покупателя новой машины важнее бесшумность и эффективность торможения «на холодную».
Выбор высокопроизводительной тормозной системы определяется многими факторами. Некоторые связаны с производительностью и безопасностью, другие с простотой установки, и наконец, с ценой. Нужно выбрать такую систему, которая будет отвечать вашим долгосрочным задачам при минимальных проблемах и вложениях. Вот некоторые факты, которые следует учитывать при обсуждении тормозных систем:
1) Не тормоза, а шины останавливают автомобиль. Тормоза лишь замедляют вращение колес с шинами. Это означает, что результаты измерений тормозного пути с максимально разрешенной или даже большей скорости сильно зависят от используемых шин. В измерениях для запасных частей на замену оригинальным могут использоваться те же шины, что ставят на автомобиль на конвейере – а могут и другие.
2) При замедлении происходит превращение кинетической энергии в тепловую. Выделяется очень, очень большое количество тепла, которое нужно рассеять в окружающие механизмы и воздушный поток. Количество производимого тепла следует учитывать в контексте времени, то есть как работу за время или мощность. Мощность, которую необходимо приложить на одном переднем колесе, чтобы остановить полуторатонную машину со 160 км/ч за 8 секунд равна 30,600 кал/с или 128 кВт или 172 л/c. Тормозной диск рассеивает примерно 80% этой энергии. Соотношение участия разных механизмов теплопередачи в этом процессе зависит от рабочей температуры – в основном, с ростом температуры увеличивается вклад излучения. Вклад теплопроводности также зависит от массы и конструкции диска. Так, конструкция дисков, используемых на гоночных автомобилях ограничивает передачу тепла за счет теплопроводности. При 537 градусах соотношение разных механизмов теплопередачи у сборного диска составляет 10% на теплопроводность, 45% на конвекцию, 45% на излучение. Соответственно, у «заряженных» цельных дисков соотношение составляет 25% на теплопроводность, 25% на конвекцию, 50% на излучение.
3) Многократное интенсивное торможение требует как хорошей теплоотдачи так и соответствующей теплоемкости тормозного диска. Чем больше площадь поверхности диска на единицу массы и чем эффективнее поток воздуха через него, тем быстрее он будет рассеивать тепло, повышая общую эффективность тормозной системы. В то же время, тормозные диски должны иметь достаточную теплоемкость чтобы избежать деформации или растрескивания до рассеивания излишков тепла. Это не столь важно при однократной остановке, но критично для продолжительного интенсивного торможения на больших скоростях, например, во время гонок, буксирования или просто быстрой езды.
4) Управляемость и баланс важны по меньшей мере так же как сила. Задача тормозной системы – использовать сцепление колес по максимуму, избегая их блокировки. Чтобы достичь этого, требуется оптимальное распределение момента между передней и задней осями, даже на автомобилях с ABS. В то же время, сила нажатия, жесткость и ход педали тормоза должны позволять эффективное дозирование усилия.
5) Эффективность торможения зависит не только от тормозов. Самая лучшая тормозная система не будет работать в полную силу с неподходящими шинами, настройками подвески и стилем вождения. Оптимизация развесовки, низкий центр тяжести, длинная колесная база, большая загруженность и аэродинамический прижим задней оси положительно влияют на торможение.
Перед тем как перейти к дальнейшим рассуждениям, обратимся к физике процесса и рассмотрим некоторые определения.
1) Коэффициент механического усиления педали: человек не может давить прямо на главный цилиндр с силой достаточной чтобы остановить машину. Поэтому педаль устроена так, чтобы увеличивать усилие с которой на нее давит водитель. Коэффициент механического усиления педали – это отношение расстояний от точки крепления педали до центра площадки и до штока главного цилиндра. В большинстве случаев значение коэффициента лежит между 4:1 и 9:1. Чем он больше, тем больше увеличивается сила давления на педаль (и тем больше ход педали).
2) Давление в тормозной магистрали – гидравлическая сила, заставляющая систему работать при нажатии педали тормоза. Давление измеряется в кг/см2 (Бар); фактически – это отношение силы воздействия на педаль умноженной на коэффициент механического усиления к площади сечения главного цилиндра. То есть, при одинаковой приложенной силе, давление будет выше в системе с меньшим сечением главного цилиндра. Типичные значения давления, необходимого для остановки автомобиля, варьируются от 55 до 137 Бар.
3) Сила зажима суппорта – это сила прикладываемая его поршнями к тормозному диску. Она измеряется в ньютонах и равна произведению давления в тормозной магистрали на общую площадь поршней в суппорте (в см2). Это справедливо для суппортов фиксированной и плавающей конструкции. Увеличение площади колодок не влияет на силу зажима.
4) Тормозной момент: момент, а не давление в магистрали, сила зажима или вытеснение тормозной жидкости – вот что в конечном счете определяет торможение. Тормозной момент в Н/м на одном колесе находится как произведение эффективного радиуса диска на силу зажима на коэффициент трения, деленное на 12. Максимальный тормозной момент на переднем колесе обычно превосходит максимальный крутящий момент развиваемый двигателем.

Из вышеперечисленного очевидно следует, что:
1) Увеличить давление в системе можно только путем увеличения рычага педали или уменьшения диаметра главного цилиндра. В обоих случаях ход педали увеличится.
2) Силу зажима можно увеличить только повысив давление или увеличив диаметр поршней в суппортах. Увеличение колодок не влияет на зажим. Увеличение диаметра поршней само по себе приведет к увеличению хода педали. Эффективность суппорта также зависит от жесткости корпуса и крепления. То есть, уменьшив диаметр поршня в суппорте и одновременно увеличив его жесткость, можно все равно добиться лучшего зажима при лучшем ощущении педали тормоза.
3) Увеличения тормозного момента можно добиться только увеличением эффективного радиуса диска, площади поршней, давления в системе или трения. Увеличение площади колодок замедлит их износ и положительно скажется на сопротивлении перегреву, но не повлияет на тормозной момент.

Распределение тормозных усилий между осями

Стабильность и управляемость при интенсивном торможении не менее важны чем способность остановиться. Все автомобили, от пикапов до болидов Формулы 1, сконструированы таким образом, что основной тормозной момент приходится на передние колеса.
На это есть две причины. Во-первых, если не принимать во внимание силу прижима набегающим воздушным потоком, сумма всех сил действующих на каждое колесо должна оставаться постоянной при любых условиях. При замедлении автомобиля, вес смещается от задней оси к передней. Величина смещения определяется высотой центра тяжестиавтомобиля, длиной колесной базы и степенью замедления. Передняя подвеска с компенсацией "клевков" не предотвращает смещение загрузки, а только предупреждает сам "клевок" кузова.
Во-вторых, когда колесо блокируется при торможении, торможение заметно ухудшается, а управляемость вообще исчезает. Таким образом, когда передние колеса блокируются быстрее задних, автомобиль перестает слушаться руля и едет прямо - но состояние недостаточной поворачиваемости является стабильным, и можно легко вернуть управляемость просто снизив давление на педаль тормоза. Если же задние колеса блокируются первыми, возникает избыточная поворачиваемость - автомобиль начинает закручиваться. Это нестабильное состояние, из которго гораздо сложнее выйти - особенно на входе в поворот.
У большинства чисто гоночных автомобилей среднемоторной компоновки 55-60% загрузки в статике и 45-50% тормозного момента приходится на заднюю ось. Аэродинамика этих автомобилей создает многотонную прижимную силу для задней части и задние покрышки всегда шире передних. Большинство "гражданских" автомобилей - переднеприводные; большинство не обладает достаточной прижимной силой и у всех передние и задние покрышки - одинакового размера. В отдельных случаях, до 70% нагрузки у них может приходиться на переднюю ось. И поэтому их конструкция предусматривает большее тормозное усилие на передней оси. У большинства современных автомобилей есть антиблокировочная тормозная система (а должна быть у всех). Продвинутые ABS следят за тем, чтобы при самом экстремальном торможении - даже когда колеса находятся на разнородных поверхностях - каждое колесо тормозило на пределе возможностей но не блокировалось.

Ограничительный клапан давления заднего контура

При торможении нагрузка перераспределяется с задней оси на переднюю. Вследствие этого снижается способность задних колес к торможению. Вот почему на большинстве "гражданских" машин без ABS используется ограничительный клапан (также именуемый регулятором) давления в заднем тормозном контуре. Он служит для ограничения давления передаваемого на торомза задних колес при интенсивном торможении. В сдвоенных главных цилиндрах с одинаковыми диаметрами камер в переднем и заднем контурах поддерживается одинаковое давление пока оно не достигнет порогового значения. При дальнейшем нажатии на педаль тормоза давление в заднем тормозном контуре растет медленнее чем в переднем. Если построить график роста давления от нажатия на педаль, он будет иметь перелом в момент срабатывания ограничительного клапана. Это делается для того, чтобы избежать блокировки задних колес и сохранить управляемость при интенсивном замедлении, когда перемещение веса заметно уменьшает загрузку задней оси.
Не следует удалять ограничительный клапан с "дорожного" автомобиля. Помните: недостаточная поворачиваемость лучше избыточной. Без эффективной антиблокировочной системы, нужно быть абсолютно уверенным что при экстренном торможении разгруженные задние колеса не заблокируются первыми. Следовательно, увеличение тормозного усилия на задней оси - плохая идея для дорого общего пользования. Если вы все же решили это сделать, полностью удалите стоковый регулировочный клапан, заменив его на регулируемое устройство от Tilton Engineering или Automotive Products (поглощенной Brembo). Не устанавливайте второй регулировочный клапан вместе со стоковым.

[font=verdana]Жесткость педали и дозирование тормозного усилия[/font]

[font=verdana]Мозг и тело человека воспринимают изменение приложенной силы точнее, чем перемещение. Вот почему штурвалы современных истребителей имеют очень маленький ход. Педаль тормоза твердостью должна напоминать кирпич. Это ощущение зависит от следующих факторов:[/font]
[font=verdana]1) Тормозные шланги: оптимальной жесткости педали невозможно добиться со стоковыми гибкими резинотканевыми шлангами - они расширяются под давлением, уменьшая жесткость педали и одновременно увеличивая ход педали  и время реакции тормозной системы. При модернизации тормозной системы следует первым делом заменить гибкие стоковые шланги на тефлоновые в оплетке из нержавеющей стали. При этом убедитесь, что они подходят к вашему случаю, и сертифицированы для USDOT. Заявление о наличии сертификата DOT должно Вас насторожить - DOT ничего не сертифицирует. Производители подтверждают, что их продукция соответствует требованиям DOT, а поставщики могут заказывать исследования в лабораториях утвержденных DOT. Заменяйте все шланги одновременно. Из-за расширения, стоковые шланги передают тормозное усилие на суппорты с задержкой. Замена только передних шлангов приведет к возникновению сдвига между срабатыванием тормозов спереди и сзади и может даже повлиять на логику срабатывания системы ABS.[/font]
[font=verdana]2) Диаметры главного цилиндра и поршней в суппортах: сдвоенный главный тормозной цилиндр с регулировкой распределения усилия между контурами отлично зарекомендовал себя на гоночных трассах. Но установка его на обычный автомобиль для дорог общего пользования не несет практического смысла. При выборе системы на замену стоковой убедитесь, что цилиндры в суппортах соответствуют характеристикам всей системы.[/font]
[font=verdana]3) Биение и неравномерный износ дисков: водитель в состоянии почувствовать как биение диска на более чем 0.006" и неравномерный износ превышающий 0.001", так и налипание материала от перегретых колодок. Биение может быть вызвано недостатками конструкции лопаток или соединения с центральной частью, неправильным монтажом, перегревом или комбинацией вышеперечисленных факторов.[/font]
[font=verdana]4) Жесткость суппортов и их установки: прижимное усилие стремится развести противоположные края суппорта, что приводит к увеличению хода педали и неравномерному износу колодок. Единственный выход - правильная конструкция и подбор материалов; невозможно исправить "мягкие" суппорта. И даже самый жесткий суппорт окажется неэффективным при недостаточно жесткой установке.[/font]
[font=verdana]5) Разбалансированнные диски или покрышки: невозможно дозировать тормозное усилие на вибрирующем колесе. Диаметр дисков, по сравнению с колесами, невелик, но они тоже должны быть отбалансированы. Установка балансировочных грузиков привела бы к ухудшению воздушных потоков, поэтому лучше удалять излишки материала с тяжелой стороны. Значительное смещение центровки при литье, выраженное в разнице толщины рабочих поверхностей, приведет к неустранимому дисбалансу.[/font]
[font=verdana]6) Характеристики схватывания и распускания колодок: для эффективного дозирования тормозного усилия колодки должны схватывать сразу же при нажатии педали и распускаться как только педаль отпущена. Это целиком зависит от выбора колодок. Как правило, использование разных по составу колодок спереди и сзади не приводит ни к чему хорошему, и уж точно не стоит ставить назад колодки которые лучше схватывают или имеют больший коэффициент трения.[/font]

[font=verdana]Ослабевание тормозов[/font]

[font=verdana]Продолжительная повышенная нагрузка на тормоза может привести к "ослабеванию" тормозной системы. Различают два вида ослабевания:[/font]
[font=verdana]1) Отказ колодок. Когда температура в зоне контакта колодки и диска превышает рабочие значения, колодка начинает терять свои фрикционные свойства, отчасти благодаря испарению связывающих компонентов из материала колодки. Ослабевание также может быть вызвано преобразованием энергии в самой колодке. В большинстве случаев это влечет сплавление материалов колодки и диска - с мнгновенным последующим разрывом связей, высвобождающим энергию в виде тепла. Этот механизм работает в довольно широком диапазоне температур, но при его превышении начинает давать сбои. Педаль остается жесткой, но машина не замедляется. Первый признак - характерный неприятный запах, при появлении которого следует снизить интенсивность торможения[/font]
[font=verdana]2) Закипание тормозной жидкости. Когда жидкость в суппортах закипает, в ней образуются пузырьки. Поскольку газы в этих пузырьках, в отличие от жидкости, хорошо сжимаются, педаль тормоза становится "мягкой" и ее ход увеличивается. Вы, скорее всего, сможете остановить машину, прокачивая педаль, но об эффективном дозировании тормозного усилия не идет и речи. Это постепенный процесс, сопровождающийся рядом заметных симптомов.[/font]
[font=verdana]В обоих случаях можно добиться временного улучшения, если обратить внимание на предупреждающие симптомы и снизить интенсивность торможения, чтобы дать тормозам остыть. Вообще же, признак качественного материала колодок - быстрое восстановление свойств. Перегретую тормозную жидкость следует заменить при первой же возможности. Колодки, которые были серьёзно перегреты, следует проверить на предмет спекания поверхности; также стоит проверить, не осталось ли материала колодок на тормозных дисках. В качестве постоянного решения, в порядке возрастания стоимости, выступают апгрейд жидкости, апгрейд колодок и увеличение притока воздуха к компонентам (включая суппорта). Во многих случаях одно или несколько из вышеперечисленных действий - все что требуется. [/font]

[font=verdana]Неравномерный износ колодок[/font]

[font=verdana]Как и в случаях с ухудшением тормозных усилий, можно выделить несколько разновидностей неравномерного износа - радиальный и продольный.[/font]
[font=verdana]1) Если суппорт недостаточно жесткий и "раскрывается" при срабатывании тормозов и повышенных температурах, наружный край колодки (расположенный дальше от центра диска) будет стираться быстрее, и наружные края колодок будут сближаться, если смотреть с торца диска. Это называется "радиальным износом".[/font]
[font=verdana]2) Задняя часть колодки в некотором роде "всплывает" на газах и частицах, образующихся при трении о диск передней части колодки. Передняя часть, таким образом, нагревается больше и изнашивается быстрее - это можно заметить, если смотреть на нее сверху. Такой износ называется продольным. Разница в тепле, вырабатываемом передней и задней ачстью колодки не зависит от конструкции суппортов и колодок. Поэтому, все гоночные и большинство заряженных суппортов имеют поршни диференцированного диаметра. Большинство серьезных колодок имеет ещё и фаску на переднем крае.[/font]
[font=verdana]3) На очень толстых колодках, например, используемых для длительных гонок, продольный износ возникает из-за того, что колодку буквально разворачивает под углом к диску при распускании тормозов. Вследствие контакта диска с колодкой, возникающая сила трения подталкивает её передний край в направлении вращения диска. Одновременно, заднюю часть колодки прижимает к её посадочному месту в суппорте, что приводит к ещё более плотному контакту передней части колодки с диском. Эта ситуация наиболее выражена на новых толстых колодках, когда поверхность соприкосновения колодки с диском отстоит далеко от основания колодки и вектор силы, действующей в направлении вращения колодки, больше. [/font]
[font=verdana]4) Неравномерный износ также можно наблюдать в случаях когда рабочая поверхность диска жестко крепится к центральной части, или они составляют единое целое. Износ будет больше с наружного края внешней колодки и внутреннего края внутренней колодки. Это связано с тем, что при перегреве такого диска проиходит тепловое расширение. Поскольку диск жестко присоединен к центральной части (как правило, это наружная пластина), разность сил заставляет его выгибаться в форме конуса, основанием наружу (см. также "Плавающие диски"). При такой деформации диска, колодки неравномерно рпижимаются к нему при торможении, или даже их края остаются все время прижатыми, вызывая ещё больший перегрев и сопутствующий ему износ.[/font]

[font=verdana]Воздушное охлаждение[/font]

[font=verdana]Огромное избыточное тепло, вырабатываемого во время торможения должно рассеиваться в окружающий воздух.[/font]
[font=verdana]В большинстве спортивных (и\или грузовых) современных автомобилей используются несколько разновидностей "вентилируемых" тормозных дисков, в которых воздух, входящий через отверстие от ступицы прокачивается через вентилляционные каналы внутренней части тормозного диска благодаря вращению диска. Самая лучшая на сегодняшний день конструкция - диски с "наклоненными лопатки", была изначально разработана для победившего в LeMan 1966 года Ford GT 40. В этой конструкции внутренние лопатки (каналы) изогнуты таким образом, что бы образовать эффективную крыльчатку. Кроме того, они предотвращают искривление тормозного диска и противостоят распространению по диску трещин, вызванных тепловой нагрузкой.[/font]
[font=verdana](P.S. о конструкции дисков в т.ч. подробнее см.тут http://avtonov.info/dicol.php , прим.пер.)[/font]
[font=verdana]Лабораторные тесты инновационных дисков STOPTECH c 48 лопатками показали увеличение воздушного потока на удивительные 61% по сравнению с некоторыми стоковыми дисками,[/font]и на 10-15% по сравнению с гоночными дисками такого же размера. Это недорогая, но очень стабильная замена, в среднем на 15% холоднее стоковых дисков и на 7% холоднее гоночных.

Титановые поршни

Поршни из титана в суппортах отлично изолируют тормозную жидкость от теплообмена с горячими тормозными колодками. К сожалению, нельзя просто заменить ими стоковые. Проектирование и изготовление поршней - сложная инженерная задача. При изменении материала поршня нужно учесть разницу коэффициентов теплового расширения старого и нового материалов. Нужно также выбрать правильную марку титана. Способ обработки и покрытие поверхности должны подходить к используемым уплотнительным кольцам. Если канавка под уплотнительное кольцо сделана в поршне, она должна быть такой же, как и у стокового поршня. Интересно, что практически во всех серьёзных гоночных автомобилях используются титановые поршни с антипригарным покрытием, которое меняет их исходный матово-серебристый цвет на золотой.
При всем том, титановые вставки установленные в стоковый поршнень обеспечат примерно 70% теплоизоляции за малую толику цены, и при этом не надо будет разбирать суппорт, рискуя его повредить.

Перфорированные диски и диски с насечками

Долгое время для гонок использовали в основном перфорированные тормозные диски. На это было две причины: отверстия обеспечивают отвод газов и частиц образующихся в "горячей зоне" торможения, а края отверстий дают колодкам дополнительный "зацеп". К сожалению, отверстия также уменьшают теплоемкость диска и служат концентратором напряжений, уменьшая срок его службы.
Современный уровень развития материалов отодвинул перфорацию в прошлое. Большинство современных гоночных дисков имеет расходящиеся насечки, или канавки, которые выполняют ту же роль, что и перфорация, не привнося связанных с ней недостатков.

[font=verdana]Площадь колодок[/font]

[font=verdana]Мы убедились, что тормозное усилие напрямую зависит от площади поршней, давления в тормозной системе, коэффициента трения и эффективных диаметров и не зависит от площади колодок. Вместе с тем, форма и площадь колодок важны по следующим причинам:[/font]
[font=verdana]1) Межсервисный пробег. Поскольку колодки стираются, увеличение их площади увеличивает время между заменами. На многих стоковых колодках делают фаску по краям, что слегка уменьшает время их жизни, но сокращает шум, вибрацию и неравномерный износ. В некоторых комплектах внутренняя и внешняя колодки даже имеют разную форму: внутренняя короче в направлении вращения, но шире в радиальном направлении, чем внешняя из соображений компоновки.[/font]
[font=verdana]2) Распределение тепла по большей поверхности и объёму. Правда, большая колодка закрывает большую площадь диска, мешая отводу тепла и охлаждению поверхности диска, что может свести на нет все преимущества размера колодки.[/font]
[font=verdana]3) Геометрия. Взаимная скорость диска и колодки выше у наружного края диска, поэтому в ряде случаев ширину колодки уменьшают к центру диска. Это способствует равномерному распределению температуры и прижимной силы по поверхности колодки.[/font]

[font=verdana]Увеличение диаметра тормозных дисков[/font]

[font=verdana]Проблема с увеличением диаметра тормозных дисков заключается в том, что производитель уже использовал ступицу максимального размера, который помещается внутрь колеса. Обычно установка тормозных дисков большего диаметра требует и увеличения диаметра колес. Помимо расходов, это влечет и изменение геометрии подвески. Такие характеристики подвески, как развал и трение качения, рассчитаны на шины c определенной высотой и жесткостью боковины. Увеличение диаметра колеса означает уменьшение высоты боковины и, следовательно, ухудшает совместимость шины. В предельных случаях, это влияет на поворачиваемость и может даже привести к ухудшению сцепления при торможении за счет быстрого износа края протектора при интенсивном торможении. Современное развитие технологий привело к появлению модных шин с ультра-низкой боковиной. Но они не означают наилучшей проиводительности - чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на высоту боковины шин в Формуле 1 и Инди.[/font]

[font=verdana]Плавающие тормозные диски[/font]

[font=verdana]Все металлы расширяются при нагревании. Литые металлические диски при интенсивном торможении могут увеличиваться в диаметре до 2 мм. Если диск цельный и не может расширяться в радиальном направлении, его рабочая поверхность начинает выгибаться в форме конуса. При этом ухудшаются распределение температуры, тормозного усилия от колодок и ощущения на педали тормоза. "Заряженные" и гоночные тормозные диски имеют отдельную, обычно алюминиевую, ступичную часть. Способ крепления подразумевает возможность свободного расширения с минимальным отклонением от плоскости вращения. Ступичная часть должна быть изготовлена из закаленного и отпущенного алюминия марки 7075 или 2024, а не из алюминиевого проката или марки 6061. (очень ценная информация - прим. пер.)[/font]

[font=verdana]Выводы[/font]

[font=verdana]Апгрейд колодок и тормозной жидкости и/или повышение давления позволит решить проблемы стоковой тормозной системы с минимальными вложениями. Замена стоковых резиновых шлангов на тефлоновые в оплетке из нержавеющей стали повысит возможность управлять тормозным усилием за умеренную цену. Перед тем как принять решение об апгрейде, убедитесь что компоненты, которые вы планируете приобрести подходят к вашей ситуации. Не стесняйтесь задавать вопросы и убедитесь, что вы получаете на них обоснованные технические ответы.[/font]

[font=verdana]1) Диски должны иметь изогнутые вентиляционные каналы, а также лучшую теплоемкость и вентиляцию по сравнению со стоковыми. В противном случае, вы не получите стоящих результатов.Опирайтесь на данные тестов, а не на рекламные заявления. [Про балансировку не стал переводить: Discs should be mill balanced to less than 0.75 ounce-inch (54 g-cm), run out should be less than 0.002" (0.051 mm) and thickness variation should be less than 0.0007" (0.018 mm). On race applications these tolerance are typically reduced to .25 ounce-inch, 0.0005" and 0.0001" respectively.][/font]
[font=verdana]2) Суппорты должны быть устойчивы к повышенным температурам. Опять же, смотрите на результы лабораторных испытаний, а не на заявления производителя. Суппорты должны быть выровнены в плоскости вращения ступицы.[/font]
[font=verdana]3) Многопоршневые суппорты должны иметь поршни дифференцированного диаметра для равномерного износа колодок. Диаметр поршней должен быть согласован с размером главного тормозного цилиндра.[/font]
[font=verdana]4) В идеале, установка новых компонентов не должна требовать переделки ступицы и рычагов.[/font]
[font=verdana]5) Пропорция тормозного усилия спереди/сзади должна соответствовать динамике конкретного автомобиля.[/font]

[font=verdana]Рекомендации[/font]

[font=verdana]1) Для улучшения торможения выбирите правильно ШИНЫ. Ваша тормозная система не лучше ваших шин и подвески. Лучшее вложение, с которого стоит начать: ХОРОШИЕ ШИНЫ + ХОРОШИЕ АММОРТИЗАТОРЫ[/font]

[font=verdana]2) Правильный распределение тормозного усилия имеет решаеющее значение для торможения по прямой. Оптимальное распределение тормозного усилия когда усилие на поперечных парах равно. Другими словами: сумма усилия на переднем левом и заднем правом равна сумме на переднем правом и заднем левом. [/font]

[font=verdana]3) Если чувствуете запах горелых тормозов, или педаль обмякла - сбавьте темпы торможения.[/font]

[font=verdana]4) Используйте тормозную жидкость сохраняющую характеристики хотя бы до 550 градусов, без кремний-содержащих соединений, и убидетесь что ваша тормозная система хорошо прокачана. При более активном торможении прокачивайте тормозную систему периодически. Тормозная жидкость гигроскопична по своей природе, поэтому при любой "возможности" абсорбирует в себя воду. 1% примесь воды ДРАМАТИЧЕСКИ сдвигает точку кипения жидкости, кроме того вызывает коррозию внутри системы. Меняйте полностью тормозную жидкость 1 раз в год, и чаще, если любите тормозить "в пол".[/font]

--- === Копипаста оригинальной статьи === ---

см. в сообщении #26 этого треда: http://subaru.spb.ru/viewtopic.php?p=145312#p145312


При размещении данного перевода на других ресурсах ссылка на данный оригинал subaru.spb.ru/index.php?topic=13773.30 обязательна!
Вложения
the-physics-of-braking-systems.pdf
(82.71 КБ) 1218 скачиваний
---==> Techno essentials podcast subscribe on itunes or listen at promodj <==---

Аватара пользователя
thedeath
Клубный Субарист
Апрель 2010 / 1123
Репутация:
Авто: SG9

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение thedeath » 09 окт 2015, 12:53

На что хотелось обратить внимание.

A few things are now obvious:
1) Line pressure can only be increased by either increasing the mechanical pedal ratio or by decreasing the master cylinder diameter. In either case the pedal travel will be increased.


Давление в тормозной магистрали может быть увеличено только посредством увеличения рычага педали или уменьшением диаметра главного цилиндра. В любом случае ход педали будет увеличен.

2) Clamping force can only be increased either by increasing the line pressure or by increasing the diameter of the caliper piston(s). Increasing the size of the pads will not increase clamping force. Any increase in caliper piston area alone will be accompanied by an increase in pedal travel. The effectiveness of a caliper is also affected by the stiffness of the caliper body and its mountings. It is therefore possible to reduce piston size while increasing caliper stiffness and realize a net increase in clamping force applied. This would typically improve pedal feel.


Прижимное усилие может быть увеличено только путем увеличения давлением в линии или за счет увеличения диаметра поршня. Увеличение размера колодки не будет увеличивать усилие прижима. Любое увеличение общего размера поршневой площадки будет сопровождаться увеличением хода педали. Эффективность суппорта так-же зависит от жесткости корпуса суппорта и его крепления. Таким образом, можно уменьшить размер поршня при увеличении жесткости суппорта и реализовать увеличение прижимного усилия, прилагаемого. Это, как правило, улучшит чувствительность педали.

3) Only increasing the effective radius of the disc, the caliper piston area, the line pressure, or the coefficient of friction can increase brake torque. Increasing the pad area will decrease pad wear and improve the fade characteristics of the pads but it will not increase the brake torque.


Только увеличение эффективного радиуса диска, площади поршней суппорта, давления в тормозной магистрали, или коэффициента трения могут увеличить тормозной момент. При увеличении площади колодки будет уменьшаться износ колодки и улучшаться характеристики перегрева (сложнее перегреть) колодки, но это не приведет к увеличению тормозного момента.

З.Ы. Предлагаю темe мувнуть в FAQ, но обсуждение не закрывать.
---==> Techno essentials podcast subscribe on itunes or listen at promodj <==---

Аватара пользователя
Piligrim
Администратор
Октябрь 2005 / 9086
Репутация:
Авто: Forester 2.0 STurbo 2001MY.
Откуда: Питер

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение Piligrim » 09 окт 2015, 16:51

thedeath писал(а):З.Ы. Предлагаю темe мувнуть в FAQ, но обсуждение не закрывать.

Обязательно будет сделано.
Только после синхронного перевода (но неГугель) каждого Абзаца для тех кто не"шпрехает" по английски. 

подключим ПолинуSAD?


Алексею спасибо за эту статью
Стабильного наддува тебе Субарист!
...нет ничего нового: все новое — это хорошо забытое старое!
...Пессимист - это хорошо информированный оптимист, а оптимист - хорошо инструктированный пессимист.
...не работаю в Созвездии с 01/01/2019, ушёл на пенсию.

Аватара пользователя
Piligrim
Администратор
Октябрь 2005 / 9086
Репутация:
Авто: Forester 2.0 STurbo 2001MY.
Откуда: Питер

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение Piligrim » 09 окт 2015, 16:55

Ы?  Елена Лиса чутка чутка поторопилась. Т.к. в разделе FAQ как библиотечных книгах, чиркать и писать на полях = запрещено.

Засим вернул тему обратно
Стабильного наддува тебе Субарист!
...нет ничего нового: все новое — это хорошо забытое старое!
...Пессимист - это хорошо информированный оптимист, а оптимист - хорошо инструктированный пессимист.
...не работаю в Созвездии с 01/01/2019, ушёл на пенсию.

Dementy
Клубный Субарист
Январь 2010 / 971
Репутация:
Авто: KIA Sorento 2.2CRDI, HONDA ST1100 Pan European
Откуда: Город На Неве

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение Dementy » 09 окт 2015, 17:29

Тема хорошая, но все равно постоянно на разных ресурсах возникают вопросы типа "на какие диски и колодки поменять сток, чтобы всё стало хорошо". Никто читать и думать не хочет, по крайней мере, у меня именно такое впечатление сложилось. Переведённый материал в ФАКе хорошо бы смотрелся, но те, кому реально нужно иметь хорошие тормоза, всё это и так знают.

Аватара пользователя
thedeath
Клубный Субарист
Апрель 2010 / 1123
Репутация:
Авто: SG9

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение thedeath » 09 окт 2015, 18:42

предложение, подкупающее своей новизной - открыть обсуждения в FAQ, но модерировать по уму ;)
---==> Techno essentials podcast subscribe on itunes or listen at promodj <==---

Аватара пользователя
thedeath
Клубный Субарист
Апрель 2010 / 1123
Репутация:
Авто: SG9

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение thedeath » 09 окт 2015, 19:01

Dementy писал(а):возникают вопросы типа "на какие диски и колодки поменять сток, чтобы всё стало хорошо".


Колесо сансары не остановить ;) но в статье есть неплохой "вывод" (перевод ВОЛЬНЫЙ):

DRIVING CONSIDERATIONS
1) In order to brake effectively, the tires must comply with and grip on the road. Your braking system is no better than your tires and suspension. The best money that you can spend is on really good tires and really good shocks.
Для улучшения торможения выбирите правильно ШИНЫ. Ваша тормозная система не лучше ваших шин и подвески. Лучшее вложение, с которого стоит начать: ХОРОШИЕ ШИНЫ + ХОРОШИЕ АММОРТИЗАТОРЫ

2) Proper corner weight is crucial for effective straight line braking. Optimum corner weight for braking is when the cross corner pairs are equal. That is to say the total of the left front and right rear equals the total of the right front and left rear.
Правильный распределение тормозного усилия имеет решаеющее значение для торможения по прямой. Оптимальное распределение тормозного усилия когда усилие на поперечных парах равно. Другими словами: сумма усилия на переднем левом и заднем правом равна сумме на переднем правом и заднем левом. 

3) If you smell brake lining or if the pedal starts to go soft, ease off.
Если чувствуете запах горелых тормозов, или педаль обмякла - сбавьте темпы торможения.

4) Use at least a 550 degree non-silicone brake fluid and make sure that your brakes are bled properly and, when used hard, often. Brake fluid is hygroscopic in nature - given any chance at all it absorbs water. A fraction of one percent of entrapped water lowers the boiling point of any brake fluid dramatically - and causes corrosion within the system. Replace all of the brake fluid in the system at least once a year - more often if you constantly use the brakes hard.
Используйте тормозную жидкость сохраняющую характеристики хотя бы до 550 градусов, без кремний-содержащих соединений, и убидетесь что ваша тормозная система хорошо прокачана. При более активном торможении прокачивайте тормозную систему периодически. Тормозная жидкость гигроскопична по своей природе, поэтому при любой "возможности" абсорбирует в себя воду. 1% примесь воды ДРАМАТИЧЕСКИ сдвигает точку кипения жидкости, кроме того вызывает коррозию внутри системы. Меняйте полностью тормозную жидкость 1 раз в год, и чаще, если любите тормозить "в пол".
---==> Techno essentials podcast subscribe on itunes or listen at promodj <==---

Аватара пользователя
hopper
Клубный Субарист
Декабрь 2014 / 162
Репутация:
Авто: Outback' 2010 2.5i CVT

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение hopper » 09 окт 2015, 19:08

Понятно, что некоторые верят и в покрашенные из баллончика суппорта :) и вера их непоколебима, но именно как ликбез эта статья очень неплоха.

Вот, например, абзац про INCREASING DISC DIAMETER (даю не подстрочник, а литературный перевод)

Увеличение диаметра тормозных дисков:

Проблема с увеличением диаметра тормозных дисков заключается в том, что производитель уже использовал ступицу максимального размера, который помещается внутрь колеса. Обычно установка тормозных дисков большего диаметра требует и увеличения диаметра колес. Помимо расходов, это влечет и изменение геометрии подвески. Такие характеристики подвески, как развал и трение качения, рассчитаны на шины c определенной высотой и жесткостью боковины. Увеличение диаметра колеса означает уменьшение высоты боковины и, следовательно, ухудшает совместимость шины. В предельных случаях, это влияет на поворачиваемость и может даже привести к ухудшению сцепления при торможении за счет быстрого износа края протектора при интенсивном торможении. Современное развитие технологий привело к появлению модных шин с ультра-низкой боковиной. Но они не означают наилучшей проиводительности - чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на высоту боковины шин в Формуле 1 и Инди.

Вотъ...

Аватара пользователя
hopper
Клубный Субарист
Декабрь 2014 / 162
Репутация:
Авто: Outback' 2010 2.5i CVT

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение hopper » 09 окт 2015, 19:38

Потихоньку заборем перевод методом краудсорсинга (а по-русски - навалившись всем миром) :)

Плавающие тормозные диски
Все металлы расширяются при нагревании. Литые металлические диски при интенсивном торможении могут увеличиваться в диаметре до 2 мм. Если диск цельный и не может расширяться в радиальном направлении, его рабочая поверхность начинает выгибаться в форме конуса. При этом ухудшаются распределение температуры, тормозного усилия от колодок и ощущения на педали тормоза. "Заряженные" и гоночные тормозные диски имеют отдельную, обычно алюминиевую, ступичную часть. Способ крепления подразумевает возможность свободного расширения с минимальным отклонением от плоскости вращения. Ступичная часть должна быть изготовлена из закаленного и отпущенного алюминия марки 7075 или 2024, а не из алюминиевого проката или марки 6061. (очень ценная информация - прим. пер.)

Аватара пользователя
Piligrim
Администратор
Октябрь 2005 / 9086
Репутация:
Авто: Forester 2.0 STurbo 2001MY.
Откуда: Питер

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение Piligrim » 09 окт 2015, 21:06

thedeath писал(а):предложение, подкупающее своей новизной - открыть обсуждения в FAQ, но модерировать по уму ;)

А ты думаешь - я об этом не думал??  :))
Поэтому так и делается = сначала шлифуется / полируется "всем миром" = А вот уже затем, переносится или генерится новая тема в FAQ
PS. Модером там будешь?  Ооооо....  но только без "супротеков".... 
:lol:



hopper писал(а):Потихоньку заборем перевод методом краудсорсинга (а по-русски - навалившись всем миром)




Во во таки надо!  :13:
Стабильного наддува тебе Субарист!
...нет ничего нового: все новое — это хорошо забытое старое!
...Пессимист - это хорошо информированный оптимист, а оптимист - хорошо инструктированный пессимист.
...не работаю в Созвездии с 01/01/2019, ушёл на пенсию.

Аватара пользователя
hopper
Клубный Субарист
Декабрь 2014 / 162
Репутация:
Авто: Outback' 2010 2.5i CVT

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение hopper » 12 окт 2015, 18:12

Продолжаем...

Выводы (SUMMARY)
Апгрейд колодок и тормозной жидкости и/или повышение давления позволит решить проблемы стоковой тормозной системы с минимальными вложениями. Замена стоковых резиновых шлангов на тефлоновые в оплетке из нержавеющей стали повысит возможность управлять тормозным усилием за умеренную цену. Перед тем как принять решение об апгрейде, убедитесь что компоненты, которые вы планируете приобрести подходят к вашей ситуации. Не стесняйтесь задавать вопросы и убедитесь, что вы получаете на них обоснованные технические ответы.

1) Диски должны иметь изогнутые вентиляционные каналы, а также лучшую теплоемкость и вентиляцию по сравнению со стоковыми. В противном случае, вы не получите стоящих результатов.Опирайтесь на данные тестов, а не на рекламные заявления. [Про балансировку не стал переводить: Discs should be mill balanced to less than 0.75 ounce-inch (54 g-cm), run out should be less than 0.002" (0.051 mm) and thickness variation should be less than 0.0007" (0.018 mm). On race applications these tolerance are typically reduced to .25 ounce-inch, 0.0005" and 0.0001" respectively.]
2) Суппорты должны быть устойчивы к повышенным температурам. Опять же, смотрите на результы лабораторных испытаний, а не на заявления производителя. Суппорты должны быть выровнены в плоскости вращения ступицы.
3) Многопоршневые суппорты должны иметь поршни дифференцированного диаметра для равномерного износа колодок. Диаметр поршней должен быть согласован с размером главного тормозного цилиндра.
4) В идеале, установка новых компонентов не должна требовать переделки ступицы и рычагов.
5) Пропорция тормозного усилия спереди/сзади должна соответствовать динамике конкретного автомобиля.

Аватара пользователя
hopper
Клубный Субарист
Декабрь 2014 / 162
Репутация:
Авто: Outback' 2010 2.5i CVT

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение hopper » 14 окт 2015, 18:11

И снова здравствуйте  8)

Площадь колодок (PAD AREA)
Мы убедились, что тормозное усилие напрямую зависит от площади поршней, давления в тормозной системе, коэффициента трения и эффективных диаметров и не зависит от площади колодок. Вместе с тем, форма и площадь колодок важны по следующим причинам:
1) Межсервисный пробег. Поскольку колодки стираются, увеличение их площади увеличивает время между заменами. На многих стоковых колодках делают фаску по краям, что слегка уменьшает время их жизни, но сокращает шум, вибрацию и неравномерный износ. В некоторых комплектах внутренняя и внешняя колодки даже имеют разную форму: внутренняя короче в направлении вращения, но шире в радиальном направлении, чем внешняя из соображений компоновки.
2) Распределение тепла по большей поверхности и объёму. Правда, большая колодка закрывает большую площадь диска, мешая отводу тепла и охлаждению поверхности диска, что может свести на нет все преимущества размера колодки.
3) Геометрия. Взаимная скорость диска и колодки выше у наружного края диска, поэтому в ряде случаев ширину колодки уменьшают к центру диска. Это способствует равномерному распределению температуры и прижимной силы по поверхности колодки.


Продолжать, нет? Прошу общественность просигнализировать ежели кто-то это читает.

Аватара пользователя
Liska
Модератор Форума
Март 2012 / 6990
Репутация:

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение Liska » 14 окт 2015, 18:16

hopper писал(а):Продолжать, нет? Прошу общественность просигнализировать ежели кто-то это читает.


ОБЯЗАТЕЛЬНО!!!! Спасибо за труды!!! +1 в репу авторам

Аватара пользователя
Zombie472
Клубный Субарист
Декабрь 2012 / 624
Репутация:
Авто: Subaru Impreza 2006
Откуда: Санкт-Петербург

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение Zombie472 » 14 окт 2015, 19:16

Вот еще познавательная статья с расчетами
https://www.drive2.ru/l/2148322
Мои проекты:
http://www.drive2.ru/r/subaru/242726/
http://ricambio.ru/

Аватара пользователя
19Alex60
Клубный Субарист
Сентябрь 2013 / 460
Репутация:
Авто: Tribeca 3.0.2007г.
Откуда: спб..север

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение 19Alex60 » 14 окт 2015, 19:17

Liska писал(а):ОБЯЗАТЕЛЬНО!!!! Спасибо за труды!!!


+1, ине только я .
Всё что не делается....

Shiko
Клубный Субарист
Октябрь 2013 / 488
Репутация:
Авто: Subaru Leone

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение Shiko » 14 окт 2015, 23:18

Продолжать.
Полезная статья.

Аватара пользователя
hopper
Клубный Субарист
Декабрь 2014 / 162
Репутация:
Авто: Outback' 2010 2.5i CVT

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение hopper » 15 окт 2015, 16:26

Ясно, спасибо. Ну, значит продолжим :)

Титановые поршни
Поршни из титана в суппортах отлично изолируют тормозную жидкость от теплообмена с горячими тормозными колодками. К сожалению, нельзя просто заменить ими стоковые. Проектирование и изготовление поршней - сложная инженерная задача. При изменении материала поршня нужно учесть разницу коэффициентов теплового расширения старого и нового материалов. Нужно также выбрать правильную марку титана. Способ обработки и покрытие поверхности должны подходить к используемым уплотнительным кольцам. Если канавка под уплотнительное кольцо сделана в поршне, она должна быть такой же, как и у стокового поршня. Интересно, что практически во всех серьёзных гоночных автомобилях используются титановые поршни с антипригарным покрытием, которое меняет их исходный матово-серебристый цвет на золотой.
При всем том, титановые вставки установленные в стоковый поршнень обеспечат примерно 70% теплоизоляции за малую толику цены, и при этом не надо будет разбирать суппорт, рискуя его повредить.

Перфорированные диски и диски с насечками
Долгое время для гонок использовали в основном перфорированные тормозные диски. На это было две причины: отверстия обеспечивают отвод газов и частиц образующихся в "горячей зоне" торможения, а края отверстий дают колодкам дополнительный "зацеп". К сожалению, отверстия также уменьшают теплоемкость диска и служат концентратором напряжений, уменьшая срок его службы.
Современный уровень развития материалов отодвинул перфорацию в прошлое. Большинство современных гоночных дисков имеет расходящиеся насечки, или канавки, которые выполняют ту же роль, что и перфорация, не привнося связанных с ней недостатков.

Аватара пользователя
hopper
Клубный Субарист
Декабрь 2014 / 162
Репутация:
Авто: Outback' 2010 2.5i CVT

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение hopper » 15 окт 2015, 16:51

Zombie472 писал(а):Вот еще познавательная статья с расчетами
https://www.drive2.ru/l/2148322


Да, в этой физики явно побольше :)

Аватара пользователя
Wazzzeee
Клубный Субарист
Октябрь 2013 / 2164
Репутация:
Авто: Subaru Forester 2.5 AT, SG-9
Откуда: Санкт-Петербург, Комендань )

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение Wazzzeee » 15 окт 2015, 17:30

Спасибо большое Лёше и всем, кто помогает перевод осуществить )) Реально интересные темы пишут !
Мама, мы все тяжело больны... Мама, я знаю, мы все сошли с ума... © В.Цой

Аватара пользователя
hopper
Клубный Субарист
Декабрь 2014 / 162
Репутация:
Авто: Outback' 2010 2.5i CVT

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение hopper » 16 окт 2015, 13:25

Пятничная порция. Приходится рубить хвост частями, а то никогда не осилю. Но интересно, блин!

Неравномерный износ колодок
Как и в случаях с ухудшением тормозных усилий, можно выделить несколько разновидностей неравномерного износа - радиальный и продольный.
1) Если суппорт недостаточно жесткий и "раскрывается" при срабатывании тормозов и повышенных температурах, наружный край колодки (расположенный дальше от центра диска) будет стираться быстрее, и наружные края колодок будут сближаться, если смотреть с торца диска. Это называется "радиальным износом".
2) Задняя часть колодки в некотором роде "всплывает" на газах и частицах, образующихся при трении о диск передней части колодки. Передняя часть, таким образом, нагревается больше и изнашивается быстрее - это можно заметить, если смотреть на нее сверху. Такой износ называется продольным. Разница в тепле, вырабатываемом передней и задней ачстью колодки не зависит от конструкции суппортов и колодок. Поэтому, все гоночные и большинство заряженных суппортов имеют поршни диференцированного диаметра. Большинство серьезных колодок имеет ещё и фаску на переднем крае.
3) На очень толстых колодках, например, используемых для длительных гонок, продольный износ возникает из-за того, что колодку буквально разворачивает под углом к диску при распускании тормозов. Вследствие контакта диска с колодкой, возникающая сила трения подталкивает её передний край в направлении вращения диска. Одновременно, заднюю часть колодки прижимает к её посадочному месту в суппорте, что приводит к ещё более плотному контакту передней части колодки с диском. Эта ситуация наиболее выражена на новых толстых колодках, когда поверхность соприкосновения колодки с диском отстоит далеко от основания колодки и вектор силы, действующей в направлении вращения колодки, больше. 
4) Неравномерный износ также можно наблюдать в случаях когда рабочая поверхность диска жестко крепится к центральной части, или они составляют единое целое. Износ будет больше с наружного края внешней колодки и внутреннего края внутренней колодки. Это связано с тем, что при перегреве такого диска проиходит тепловое расширение. Поскольку диск жестко присоединен к центральной части (как правило, это наружная пластина), разность сил заставляет его выгибаться в форме конуса, основанием наружу (см. также "Плавающие диски"). При такой деформации диска, колодки неравномерно рпижимаются к нему при торможении, или даже их края остаются все время прижатыми, вызывая ещё больший перегрев и сопутствующий ему износ.

Воздушное охлаждение
Огромное избыточное тепло, вырабатывающееся при замедлении, должно рассеиваться в окружающий воздух.
На большинстве заряженных (и просто тяжелых) современных автомобилей установлена та или иная разновидность вентилируемых тормозных дисков, в которых воздух, попадающий в центр диска прокачивается через его внутреннюю полость благодаря вращению.
Самая лучшая из существующих на сегодняшний день конструкций - диски с изогнутыми лопатками, впервые разработанные для Ford GT 40, победителя ЛеМана 1960-х.
В этих дисках внутренние воздушные каналы изгибаются, образуя эффективный импеллер. Они также предотвращают деформацию диска и останавливают распространение трещин при перегреве.
Лабораторные тесты инновационных дисков STOPTECH c 48 лопатками показали увеличение воздушного потока на удивительные 61% по сравнению с некоторыми стоковыми дисками,
и на 10-15% по сравнению с гоночными дисками такого же размера. Это недорогая, но очень стабильная замена, в среднем на 15% холоднее стоковых дисков и на 7% холоднее гоночных.

Аватара пользователя
Wazzzeee
Клубный Субарист
Октябрь 2013 / 2164
Репутация:
Авто: Subaru Forester 2.5 AT, SG-9
Откуда: Санкт-Петербург, Комендань )

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение Wazzzeee » 16 окт 2015, 14:33

Коля, отдельное спасибо за перевод! На самом деле интересно.....
Мама, мы все тяжело больны... Мама, я знаю, мы все сошли с ума... © В.Цой

Аватара пользователя
hopper
Клубный Субарист
Декабрь 2014 / 162
Репутация:
Авто: Outback' 2010 2.5i CVT

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение hopper » 19 окт 2015, 19:50

Сегодня маленький кусок:

Ослабевание тормозов
Продолжительная повышенная нагрузка на тормоза может привести к "ослабеванию" тормозной системы. Различают два вида ослабевания:
1) Отказ колодок. Когда температура в зоне контакта колодки и диска превышает рабочие значения, колодка начинает терять свои фрикционные свойства, отчасти благодаря испарению связывающих компонентов из материала колодки. Ослабевание также может быть вызвано преобразованием энергии в самой колодке. В большинстве случаев это влечет сплавление материалов колодки и диска - с мнгновенным последующим разрывом связей, высвобождающим энергию в виде тепла. Этот механизм работает в довольно широком диапазоне температур, но при его превышении начинает давать сбои. Педаль остается жесткой, но машина не замедляется. Первый признак - характерный неприятный запах, при появлении которого следует снизить интенсивность торможения
2) Закипание тормозной жидкости. Когда жидкость в суппортах закипает, в ней образуются пузырьки. Поскольку газы в этих пузырьках, в отличие от жидкости, хорошо сжимаются, педаль тормоза становится "мягкой" и ее ход увеличивается. Вы, скорее всего, сможете остановить машину, прокачивая педаль, но об эффективном дозировании тормозного усилия не идет и речи. Это постепенный процесс, сопровождающийся рядом заметных симптомов.
В обоих случаях можно добиться временного улучшения, если обратить внимание на предупреждающие симптомы и снизить интенсивность торможения, чтобы дать тормозам остыть. Вообще же, признак качественного материала колодок - быстрое восстановление свойств. Перегретую тормозную жидкость следует заменить при первой же возможности. Колодки, которые были серьёзно перегреты, следует проверить на предмет спекания поверхности; также стоит проверить, не осталось ли материала колодок на тормозных дисках. В качестве постоянного решения, в порядке возрастания стоимости, выступают апгрейд жидкости, апгрейд колодок и увеличение притока воздуха к компонентам (включая суппорта). Во многих случаях одно или несколько из вышеперечисленных действий - все что требуется. 

Аватара пользователя
thedeath
Клубный Субарист
Апрель 2010 / 1123
Репутация:
Авто: SG9

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение thedeath » 20 окт 2015, 08:21

Админы! Ау! Топикстартеру нужны права редактировать первый пост!

З.Ы. И это, кстати, будет актуально и в других ветках так-же!
---==> Techno essentials podcast subscribe on itunes or listen at promodj <==---

Аватара пользователя
Piligrim
Администратор
Октябрь 2005 / 9086
Репутация:
Авто: Forester 2.0 STurbo 2001MY.
Откуда: Питер

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение Piligrim » 20 окт 2015, 09:24

thedeath, теперь пробуй...
Стабильного наддува тебе Субарист!
...нет ничего нового: все новое — это хорошо забытое старое!
...Пессимист - это хорошо информированный оптимист, а оптимист - хорошо инструктированный пессимист.
...не работаю в Созвездии с 01/01/2019, ушёл на пенсию.

Аватара пользователя
hopper
Клубный Субарист
Декабрь 2014 / 162
Репутация:
Авто: Outback' 2010 2.5i CVT

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение hopper » 20 окт 2015, 17:59

Жесткость педали и дозирование тормозного усилия
Мозг и тело человека воспринимают изменение приложенной силы точнее, чем перемещение. Вот почему штурвалы современных истребителей имеют очень маленький ход. Педаль тормоза твердостью должна напоминать кирпич. Это ощущение зависит от следующих факторов:
1) Тормозные шланги: оптимальной жесткости педали невозможно добиться со стоковыми гибкими резинотканевыми шлангами - они расширяются под давлением, уменьшая жесткость педали и одновременно увеличивая ход педали  и время реакции тормозной системы. При модернизации тормозной системы следует первым делом заменить гибкие стоковые шланги на тефлоновые в оплетке из нержавеющей стали. При этом убедитесь, что они подходят к вашему случаю, и сертифицированы для USDOT. Заявление о наличии сертификата DOT должно Вас насторожить - DOT ничего не сертифицирует. Производители подтверждают, что их продукция соответствует требованиям DOT, а поставщики могут заказывать исследования в лабораториях утвержденных DOT. Заменяйте все шланги одновременно. Из-за расширения, стоковые шланги передают тормозное усилие на суппорты с задержкой. Замена только передних шлангов приведет к возникновению сдвига между срабатыванием тормозов спереди и сзади и может даже повлиять на логику срабатывания системы ABS.
2) Диаметры главного цилиндра и поршней в суппортах: сдвоенный главный тормозной цилиндр с регулировкой распределения усилия между контурами отлично зарекомендовал себя на гоночных трассах. Но установка его на обычный автомобиль для дорог общего пользования не несет практического смысла. При выборе системы на замену стоковой убедитесь, что цилиндры в суппортах соответствуют характеристикам всей системы.
3) Биение и неравномерный износ дисков: водитель в состоянии почувствовать как биение диска на более чем 0.006" и неравномерный износ превышающий 0.001", так и налипание материала от перегретых колодок. Биение может быть вызвано недостатками конструкции лопаток или соединения с центральной частью, неправильным монтажом, перегревом или комбинацией вышеперечисленных факторов.
4) Жесткость суппортов и их установки: прижимное усилие стремится развести противоположные края суппорта, что приводит к увеличению хода педали и неравномерному износу колодок. Единственный выход - правильная конструкция и подбор материалов; невозможно исправить "мягкие" суппорта. И даже самый жесткий суппорт окажется неэффективным при недостаточно жесткой установке.
5) Разбалансированнные диски или покрышки: невозможно дозировать тормозное усилие на вибрирующем колесе. Диаметр дисков, по сравнению с колесами, невелик, но они тоже должны быть отбалансированы. Установка балансировочных грузиков привела бы к ухудшению воздушных потоков, поэтому лучше удалять излишки материала с тяжелой стороны. Значительное смещение центровки при литье, выраженное в разнице толщины рабочих поверхностей, приведет к неустранимому дисбалансу.
6) Характеристики схватывания и распускания колодок: для эффективного дозирования тормозного усилия колодки должны схватывать сразу же при нажатии педали и распускаться как только педаль отпущена. Это целиком зависит от выбора колодок. Как правило, использование разных по составу колодок спереди и сзади не приводит ни к чему хорошему, и уж точно не стоит ставить назад колодки которые лучше схватывают или имеют больший коэффициент трения.

Зря я пошел снизу вверх, но теперь уже поздно :). Надо будет потом склеить в один файл, отредактировать и вычитать опечатки.

Аватара пользователя
thedeath
Клубный Субарист
Апрель 2010 / 1123
Репутация:
Авто: SG9

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение thedeath » 21 окт 2015, 00:47

Сначала перевел, потом посмотрел что уже переведено)

Воздушное охлаждение

БОльшая часть тепла, вырабатываемого во время торможения должна быть рассеяна воздушным потоком.
В большинстве спортивных (и\или грузовых) автомобилей сегодня используются несколько разновидностей "вентилируемых" тормозных дисков, в которых воздух, входящий через отверстие от ступицы выталкивается через вентилляционные каналы внутренней части тормозного диска вращением диска. Наиболее эффективный способ на сегодняшний день, использующий "наклоненные лопатки" был изначально разработан для победившего в LeMan Ford GT 40s в 1966 году. В этой конструкции внутрение лопатки изогнуты таким образом, что бы образовать эффективную крыльчатку. Кроме того, они предотвращают искривление тормозного диска и противостоят распространению по диску трещин, вызванных тепловой нагрузкой. <реклама удалена, см. оригинальную статью STOPTECH>

Щас склею, что уже есть в статью в первом посте, по мере перевода добавим.
Еще наткнулся на статью о конструкции дисков http://avtonov.info/dicol.php
Hopper супермен!
---==> Techno essentials podcast subscribe on itunes or listen at promodj <==---

Аватара пользователя
thedeath
Клубный Субарист
Апрель 2010 / 1123
Репутация:
Авто: SG9

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение thedeath » 21 окт 2015, 01:23

ну ё!

Следующие ошибки возникли при попытке отправки сообщения:
Сообщение превышает максимально допустимую длину (30000 знаков).



Вынес копипасту оригинала сюда


--- === Копипаста оригинальной статьи === ---




Brake Systems and Upgrade Selection
By Stephen Ruiz, Engineering Manager and Carroll Smith, Consulting Engineer at StopTech LLC




While almost every current passenger car is capable of a single stop from maximum speed at or near the limit of tire adhesion, the braking systems of most passenger vehicles and light trucks and some sports cars are not adequate for hard or sport driving or for towing. Most stock brake systems lack sufficient thermal capacity - the system's ability to absorb and transfer heat by conduction, convection and radiation into the air or surrounding structure during severe driving. In addition many stock calipers and their mountings are structurally not stiff enough at higher line pressures and the resultant higher clamping loads. That is why even though there is enough front brake torque to lock the front wheels at highway legal speeds, caliper flex at the increased system pressure required to stop the car from high speed may prevent wheel lock up. Needless to say, most OEM brake pads are also not designed for severe use, since cold stopping performance and quiet operation typically are considered more important to new car buyers.
Several factors should be considered in the selection of high performance aftermarket braking systems. Some have to do with performance and safety, some with ease of installation and some with cost. The object is to select the system that will reliably fulfill your long-term needs with the least trouble and the least cost.
There are a few basic facts that must always be kept in mind when discussing brake systems:
1) The brakes don't stop the vehicle - the tires do. The brakes slow the rotation of the wheels and tires. This means that braking distance measured on a single stop from a highway legal speed or higher is almost totally dependent upon the stopping ability of the tires in use - which, in the case of aftermarket advertising, may or may not be the ones originally fitted to the car by the OE manufacturer.
2) The brakes function by converting the kinetic energy of the car into thermal energy during deceleration - producing heat, lots of heat - which must then be transferred into the surroundings and into the air stream.
The amount of heat produced in context with a brake system needs to be considered with reference to time meaning rate of work done or power. Looking at only one side of a front brake assembly, the rate of work done by stopping a 3500-pound car traveling at 100 Mph in eight seconds is 30,600 calories/sec or 437,100 BTU/hr or is equivalent to 128 kW or 172 Hp. The disc dissipates approximately 80% of this energy. The ratio of heat transfer among the three mechanisms is dependent on the operating temperature of the system. The primary difference being the increasing contribution of radiation as the temperature of the disc rises. The contribution of the conductive mechanism is also dependent on the mass of the disc and the attachment designs, with disc used for racecars being typically lower in mass and fixed by mechanism that are restrictive to conduction. At 1000oF the ratios on a racing 2-piece annular disc design are 10% conductive, 45% convective, 45% radiation. Similarly on a high performance street one-piece design, the ratios are 25% conductive, 25% convective, 50% radiation.
3) Repeated hard stops require both effective heat transfer and adequate thermal storage capacity within the disc. The more disc surface area per unit mass and the greater and more efficient the mass flow of air over and through the disc, the faster the heat will be dissipated and the more efficient the entire system will be. At the same time, the brake discs must have enough thermal storage capacity to prevent distortion and/or cracking from thermal stress until the heat can be dissipated. This is not particularly important in a single stop but it is crucial in the case of repeated stops from high speed - whether racing, touring or towing.
4) Control and balance are at least as important as ultimate stopping power. The objective of the braking system is to utilize the tractive capacity of all of the tires to the maximum practical extent without locking a tire. In order to achieve this, the braking force between the front and rear tires must be nearly optimally proportioned even with ABS equipped vehicles. At the same time, the required pedal pressure, pedal travel and pedal firmness must allow efficient modulation by the driver.
5) Braking performance is about more than just brakes. In order for even the best braking systems to function effectively, tires, suspension and driving techniques must be optimized.
For maximum brake potential, vehicles benefit from proper corner weight balance, a lower CG, a longer wheelbase, more rear weight bias and increased aerodynamic down force at the rear.
To go further it is necessary to understand some of the physics involved, and that requires some definitions.
1) Mechanical pedal ratio: Because no one can push directly on the brake master cylinder(s) hard enough to stop the car, the brake pedal is designed to multiply the driver's effort. The mechanical pedal ratio is the distance from the pedal pivot point to the effective center of the footpad divided by the distance from the pivot point to the master cylinder push rod. Typical ratios range from 4:1 to 9:1. The larger the ratio, the greater the force multiplication (and the longer the pedal travel).
2) Brake line pressure: Brake line pressure is the hydraulic force that actuates the braking system when the pedal is pushed. Measured in English units as pounds per square inch (psi), it is the force applied to the brake pedal in pounds multiplied by the pedal ratio divided by the area of the master cylinder in square inches. For the same amount of force, the smaller the master cylinder, the greater the brake line pressure. Typical brake line pressures during a stop range from less than 800psi under "normal" conditions, to as much as 2000psi in a maximum effort.
3) Clamping force: The clamping force of a caliper is the force exerted on the disc by the caliper pistons. Measured in pounds clamping force, it is the product of brake line pressure, in psi, multiplied by the total piston area of the caliper in square inches. This is true whether the caliper is of fixed or floating design. Increasing the pad area will not increase the clamping force.
4) Braking torque: When we are talking about results in the braking department we are actually talking about braking torque - not line pressure, not clamping force and certainly not fluid displacement or fluid displacement ratio. Braking torque in pounds-feet on a single wheel is the effective disc radius in inches times clamping force times the coefficient of friction of the pad against the disc all divided by 12. The maximum braking torque on a single front wheel normally exceeds the entire torque output of a typical engine.
A few things are now obvious:
1) Line pressure can only be increased by either increasing the mechanical pedal ratio or by decreasing the master cylinder diameter. In either case the pedal travel will be increased.
2) Clamping force can only be increased either by increasing the line pressure or by increasing the diameter of the caliper piston(s). Increasing the size of the pads will not increase clamping force. Any increase in caliper piston area alone will be accompanied by an increase in pedal travel. The effectiveness of a caliper is also affected by the stiffness of the caliper body and its mountings. It is therefore possible to reduce piston size while increasing caliper stiffness and realize a net increase in clamping force applied. This would typically improve pedal feel.
3) Only increasing the effective radius of the disc, the caliper piston area, the line pressure, or the coefficient of friction can increase brake torque. Increasing the pad area will decrease pad wear and improve the fade characteristics of the pads but it will not increase the brake torque.




FRONT TO REAR BRAKE BIAS
Stability and control under heavy braking is at least as important as ultimate stopping
capability. All cars, from pickups to Formula One, are designed with the majority of the braking torque on the front wheels. There are two reasons for this - first, if we ignore the effects of aerodynamic down force, the total of the forces on each of the vehicle's four tires must remain the same under all conditions. When the vehicle decelerates, mass or load is transferred from the rear tires to the fronts. The amount of load transfer is determined by the height of the vehicle's center of gravity, the length of the wheelbase and the rate of deceleration. Anti-dive geometry does not materially effect the amount of load transferred - only the geometric results of the transfer. Second, when a tire locks under braking, braking capacity is greatly reduced but lateral capacity virtually disappears. Therefore, when the front tires lock before the rears, steering control is lost and the car continues straight ahead - but this "under steer" is a stable condition and steering control can be regained by reducing the pedal pressure. If, however, the rear tires lock first, the result is instantaneous "over steer" - the car wants to spin. This is an unstable condition from which it is more difficult to recover, especially when entering a corner.
Most mid-engine pure racing cars are designed with 55-60% of the total static load and 45-50% of the total braking torque on the rear tires. These cars feature literally tons of rear aerodynamic down force and the footprints of the rear tires are always significantly larger than those of the front. Most passenger cars are front engined; none of them have any appreciable download and almost all of them have the same size front and rear tires. In extreme cases (front wheel drive) they may have 70 % of the total static load on the front tires. They are therefore designed with a preponderance of front brake torque. Most current production cars feature anti-lock brake systems (all cars should). Sophisticated ABS systems ensure that, under heavy braking conditions - even braking with tires on different surfaces - each tire is braking at something very closely approaching its maximum capacity while the ABS system prevents lock up.




THE REAR BRAKE LINE PRESSURE-LIMITING VALVE
Since the load transferred from the rear tires to the fronts under braking decreases the braking capacity of the rear tires, a rear brake line pressure-limiting valve (often referred to a proportioning valve) is utilized to prevent rear wheel lock up on most passenger cars that do not feature ABS. Its function is to limit the amount of pressure transmitted to the rear brakes under very heavy braking. Assuming a tandem master cylinder with equal bores, front and rear line pressures are the same until some pre-determined threshold is reached. After this point, rear line pressure, while it still increases linearly with pedal effort, increases at a lower rate than the front. In a graph it appears as a distinct "knee" point where a further rise in pressure after the valve is noticeably diminished. The purpose is to avoid rear wheel lockup and the attendant unstable over steer at maximum deceleration rates when the weight transfer is greatly reducing the dynamic load on the rear wheels. It is not a good idea to remove the limiting valve from a road going automobile. Remember, under steer is stable, over steer is not. Without an effective anti-lock braking system, in any panic braking situation we must be absolutely certain that the unloaded rear tires cannot lock first. Therefore materially increasing the rear braking torque is not a good idea for highway use. If you feel that you must do so, consider removing the OEM rear brake line pressure-limiting valve completely and replace it with one of the adjustable units manufactured by Tilton Engineering or Automotive Products (now part of Brembo). Do not place a second pressure-limiting valve in line with the OEM unit.




BRAKE PEDAL FIRMNESS AND MODULATION
The human brain/body system modulates most effectively by force, not by displacement. The side control sticks on current fighter aircraft hardly move. The feel of the brake pedal should approach the firmness and consistency of a brick. There are several factors at work here:
1) Brake hoses: Optimum pedal firmness cannot be achieved with the stock fabric reinforced rubber flexible hoses which swell under pressure - decreasing pedal firmness while increasing both pedal travel and brake system reaction time. The first step in upgrading the braking system of any vehicle is to replace the OEM flexible hoses with stainless steel braid protected flexible hoses of extruded Teflon. Make certain that they are designed for the specific application, are a direct replacement for stock and are certified by the manufacturer to meet USDOT specifications. A claim that aftermarket hose are certified by the DOT is a caution flag. The DOT does not certify anything. Manufacturers certify that their products meet DOT specifications and legitimate suppliers can produce reports from DOT approved testing laboratories. When upgrading your brake hoses, replace both the front and rear hoses. Due to their swelling under pressure the stock hoses take a measurable amount of time to transmit pressure to the calipers. Replacing the front hoses only will result in a built in lag time to the rear brakes and may also adversely effect the microprocessor control algorithms of the ABS system.
2) Master cylinders and Caliper piston diameters: While it is true that the most effective master cylinder arrangement is the twin cylinder with adjustable bias bar that is universal in racing, replacing the OEM master cylinder on a road going car is simply not practical. When selecting an aftermarket system, make sure that the caliper bores are designed for the specific application.
3) Disc run out and thickness variation: Run out in excess of six thousandths of an inch (0.006") can be felt by the driver as can more than 0.001" of thickness variation and any amount of material transfer from overheated pads. Run out is caused by poor design of either vanes or the junction between the friction surfaces and the mounting bell, by poor machining, by thermal stress or by any combination of the three.
4) Caliper and caliper mounting stiffness: Clamping force tries to open the opposing sides of the calipers - resulting in a longer than optimum pedal travel and uneven pad wear. The only solution is optimal mechanical design and material selection - there is no effective development fix for "soft" calipers. Also, the stiffest caliper will be ineffective if its mounting lacks rigidity.
5) Out of balance discs (or tires): The driver cannot modulate the brake on a bouncing wheel. Compared to tires, disc diameters are relatively small, but all discs should be balanced. As the installation of balancing clips will interfere with airflow the preferred method is to remove material from the heavy side. Significant core shift in the casting (visible, as thickness variation on individual friction surfaces will result in incurable dynamic imbalance.
6) Pad "bite" and release characteristics: For efficient modulation the pads must "bite" immediately on brake application and must release immediately when the pedal is released. This is purely a matter of pad selection. It is seldom a good idea to use different compound pads front and rear and never a good idea to use a pad with more bite or a higher coefficient of friction at the rear.




BRAKE FADE
Repeated heavy use of the brakes may lead to "brake fade". There are two distinct varieties of brake fade:
1) Pad fade: When the temperature at the interface between the pad and the disc exceeds the thermal capacity of the pad, the pad loses friction capability due partly to out gassing of the binding agents in the pad compound. Pad fade is also due to one of the mechanism of energy conversion that takes place in the pad. In most cases it involves the instantaneous solidification of the pad and disc materials together - followed immediately by the breaking of bonds that releases energy in the form of heat. This cycle has a relatively wide operating temperature range. If the operating temperature exceeds this range, the mechanism begins to fail. The brake pedal remains firm and solid but the car won't stop. The first indication is a distinctive and unpleasant smell that should serve as a warning to back off.
2) Fluid boiling: When the fluid boils in the calipers, gas bubbles are formed. Since gasses are compressible, the brake pedal becomes soft and "mushy" and pedal travel increases. You can probably still stop the car by pumping the pedal but efficient modulation is gone. This is a gradual process with lots of warning.
In either case temporary relief can be achieved by heeding the warning signs and letting things cool down by not using the brakes so hard. In fact, a desirable feature of a good pad material formula is fast fade recovery. Overheated fluid should be replaced at the first opportunity. Pads that have faded severely should be checked to make sure that they have not glazed and the discs should be checked for material transfer. The easy permanent cures, in order of cost, are to upgrade the brake fluid, to upgrade the pads, or to increase airflow to the system (including the calipers). In marginal cases one of these or some combination is often all that is required.


TAPERED PAD WEAR
Similar to brake fade, there is more than one distinct type of tapered pad wear - radial taper and longitudinal taper.
1) If a caliper lacks stiffness and tends to "open" under clamping force, at elevated temperatures, the outboard surface (edge with the longest radius) of the pad with respect to the disc (axle), center will wear faster than the inboard (edge with the shortest radius), and the pad will be tapered in its cross section when viewed from the end. This is termed "radial taper".
2) The trailing area (portion) of the pad, to some extent "floats" on the entrapped gasses and particulate matter generated from the leading portion of the pad. The leading portion of the pad will always be hotter than the trailing portion and so will correspondingly, wear faster - resulting in a pad that is tapered when viewed from the edge. This phenomenon is termed "longitudinal taper".
The differential in heat generated across the pad surface, leading to trailing, is characteristic regardless of caliper and pad design. This is why all racing calipers and most high performance street calipers have differential piston bores. Most high performance pads also feature a tapered leading edge.
3) In the case of new very thick pads like the type used for endurance racecars, longitudinal taper will sometimes occur because the pad literally tips inward at an angle against the disc during "off brake" conditions. When this happens, there is a small amount of force pushing the pad leading edge in the direction of the disc as a result of the contact and the friction generated. At the same time, the trailing side of the pad is wedged back into the corner of the pad cavity in the caliper and against the abutment plate, which further promotes contact at the leading edge. This situation is exaggerated with new thick pads since the increased offset of the pad friction surface from the backing plate, results in a relatively larger constant force vector in the direction of the disc.
4) Taper can also be seen where the disc is solidly fixed to the hat or where the hat and disc are one piece. In either case, the taper created will appears as more wear on the outer diameter of the outside pad, and the inner diameter of the inside pad. This is due to operating the brakes at high temperature and the resulting thermal expansion forces on the annular outer ring structure of the disc called the friction plates. The center of the disc or hat limits the expansion of the outer structure on only one side where it is joined, typically at the outside friction plate. As a result, the disc cones so that it is concave as viewed from the outside (See also "Floating Discs"). Subsequently due to the coning, the pad contacts unevenly when the brakes are applied or remains in contact with the disc in the regions mentioned and even higher temperatures and wear are the result.




AIR COOLING
Most of the enormous amounts of heat generated during deceleration must be dissipated into the free air stream.
Most high performance (and/or heavy) cars today use some variation of the "ventilated" brake disc in which air entering the center or "eye" of the rotor is forced through the interior of the rotor by the pumping action of the rotating assembly. The most efficient practical way yet devised to accomplish this is through the use of the "curved vane" ventilated brake rotor originally designed for the LeMans winning Ford GT 40s in 1966. In this design the interior vanes are curved to form an efficient pump impeller. They also stabilize the rotor from distortion and serve as very effective barriers to stop the propagation of cracks due to thermal stress. In laboratory testing STOPTECH's innovative design developments in the 48 vane rotors have increased air flow through the rotor by an astounding 61% over some OEM rotors and from 10-15% over racing rotors of the same size. This results in a cost effective but very stable direct replacement rotor that runs typically 15% cooler than stock and 7% cooler than racing designs.




TITANIUM CALIPER PISTONS
Caliper pistons manufactured from Titanium do a really good job of insulating the fluid in the caliper from conductive heat transfer from the pads. Unfortunately it is not a simple substitution. The design and manufacture of brake caliper pistons is a complex engineering exercise. If the piston material is to be changed, the designer must take into consideration the difference in thermal coefficient of expansion between the OEM material and the new material. The right grade and condition of Titanium must be selected. The surface finish and treatment must be compatible with the seals. If the seal groove is in the piston, the groove geometry must match the OEM design. As a point of interest, virtually all-serious racing cars use Titanium caliper pistons with an anti-galling surface treatment, which changes the color from a natural almost dull silver to gold. The fact of the matter is that a simple Titanium button placed inside the OEM piston does about 70% of the job at a fraction of the cost with no risk of damaging anything by disassembling the caliper.




DRILLED VS SLOTTED ROTORS
For many years most racing rotors were drilled. There were two reasons - the holes gave the "fireband" boundary layer of gasses and particulate matter someplace to go and the edges of the holes gave the pad a better "bite".
Unfortunately the drilled holes also reduced the thermal capacity of the discs and served as very effective "stress raisers" significantly decreasing disc life. Improvements in friction materials have pretty much made the drilled rotor a thing of the past in racing. Most racing rotors currently feature a series of tangential slots or channels that serve the same purpose without the attendant disadvantages.




PAD AREA
We have seen that brake torque is directly proportional to Piston Area, System Pressure, Friction Coefficient and Effective Radii and is not affected by pad area. Pad area and geometry are however important for several reasons:
1) Pad service life. Since pad material is consumed, an increase in pad area results in an increase in the time interval between pad replacements. OE designs often make slight sacrifices in pad life by including tapered ends for reduction of noise, vibration and pad taper. In some OE designs the pads on the two sides of the caliper are even shaped differently, with the inside pad being shorter in arc-length in the direction of rotation and wider radially than the outside pad for system design and integration reasons.
2) Heat dispersion and dissipation over a larger surface area and greater mass. Although in the case of a larger pad, the pad masks a larger portion of the rotor face, absorbing more radiant energy and shielding the area from cooling that may cancel any actual benefit.
3) Geometry: Since rubbing speed between the disc and the pad is greater at the periphery of the disc, the pad geometry will sometimes be designed to reduce the area toward the center of the disc. This is done in an effort to produce even temperature and pressure distribution across the face of the pad.




INCREASING DISC DIAMETER
The problem with increasing the effective radius of the discs is that, since the designers used the largest rotor that would fit inside the wheel. Typically, increasing the rotor diameter means increasing the wheel size. The expense involved is only one objection. A major issue is the impact on of the OE suspension geometry.
The camber curves and roll resistance characteristics of any proper suspension system are designed for tires with a specific sidewall height and stiffness. Increasing the wheel diameter means decreasing the sidewall height and the compliance of the tire. Carried to an extreme, this will hurt cornering capability and might actually result in a loss of braking traction due to "edging" the front tires under heavy braking. And although technology is making possible ultra low and stylish tire side wall heights, it does not necessarily result in ultimate performance, just take a look at the sidewall height of Formula One and Indy cars.




FLOATING DISCS
All metals "grow" when heated. The diameter of cast iron brake discs can increase as much as 2mm (0.080 inch) at elevated braking temperatures. When the disc is radially restrained from growing (as in all one-piece discs) the friction plates are forced into a cone shape as temperature increases, adversely effecting both temperature and pressure distribution within the pads and the feel of the pedal. Racing and high performance street discs are mounted on separate hats or bells, usually of Aluminum. The fastening system is designed to allow radial growth and minimal axial float resulting in a mechanically stable system. Hats or bells should be made from 7075 or 2024 heat-treated aluminum billets that are pre-stressed and relieved, not from 6061 or from plate stock.




SUMMARY
If the braking system is only marginal, upgrading the pads and brake fluid and/or getting more air to the system will probably cure the problem at minimal cost. Replacing the stock rubber flexible hoses with stainless braid armored Teflon hoses will improve the ability to effectively modulate the braking force at moderate cost. When a decision is made to upgrade the braking system, make sure that the replacement components and system have been properly engineered and designed for your specific application ask technical questions and expect valid technical answers.
1) Discs should have curved vans and both greater thermal storage capacity and better airflow characteristics than OEM - otherwise you will not have achieved anything worthwhile. Depend on actual test results, not advertising claims. Discs should be mill balanced to less than 0.75 ounce-inch (54 g-cm), run out should be less than 0.002" (0.051 mm) and thickness variation should be less than 0.0007" (0.018 mm). On race applications these tolerance are typically reduced to .25 ounce-inch, 0.0005" and 0.0001" respectively.
2) Calipers should be stiff at elevated temperature. Again, look at laboratory test results, not claims. Calipers must be mounted true to the plane of rotation of the rotor.
3) Multi-piston calipers should have differential bores to reduce taper wear. Piston area should be consistent with master cylinder size.
4) Ideally no modifications to the knuckles or uprights should be required for installation.
5) Front to rear brake torque bias should be consistent with the dynamics of the specific vehicle.




DRIVING CONSIDERATIONS
1) In order to brake effectively, the tires must comply with and grip on the road. Your braking system is no better than your tires and suspension. The best money that you can spend is on really good tires and really good shocks.
2) Proper corner weight is crucial for effective straight line braking. Optimum corner weight for braking is when the cross corner pairs are equal. That is to say the total of the left front and right rear equals the total of the right front and left rear.
3) If you smell brake lining or if the pedal starts to go soft, ease off.
4) Use at least a 550 degree non-silicone brake fluid and make sure that your brakes are bled properly and, when used hard, often. Brake fluid is hygroscopic in nature - given any chance at all it absorbs water. A fraction of one percent of entrapped water lowers the boiling point of any brake fluid dramatically - and causes corrosion within the system. Replace all of the brake fluid in the system at least once a year - more often if you constantly use the brakes hard.
---==> Techno essentials podcast subscribe on itunes or listen at promodj <==---

Аватара пользователя
Piligrim
Администратор
Октябрь 2005 / 9086
Репутация:
Авто: Forester 2.0 STurbo 2001MY.
Откуда: Питер

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение Piligrim » 21 окт 2015, 09:43

thedeath писал(а):Еще наткнулся на статью о конструкции дисков http://avtonov.info/dicol.php

Спасибо Автору статьи.
Спасибо Алексею за ссылко
- распечатал = положил людям на журнальный для вкуривания
Стабильного наддува тебе Субарист!
...нет ничего нового: все новое — это хорошо забытое старое!
...Пессимист - это хорошо информированный оптимист, а оптимист - хорошо инструктированный пессимист.
...не работаю в Созвездии с 01/01/2019, ушёл на пенсию.

Аватара пользователя
hopper
Клубный Субарист
Декабрь 2014 / 162
Репутация:
Авто: Outback' 2010 2.5i CVT

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение hopper » 21 окт 2015, 16:00

Алексей, спасибо что организовываешь процесс  :great: Вот ещё кусок:

Распределение тормозных усилий между осями
Стабильность и управляемость при интенсивном торможении не менее важны чем способность остановиться. Все автомобили, от пикапов до болидов Формулы 1, сконструированы таким образом, что основной тормозной момент приходится на передние колеса.
На это есть две причины. Во-первых, если не принимать во внимание силу прижима набегающим воздушным потоком, сумма всех сил действующих на каждое колесо должна оставаться постоянной при любых условиях. При замедлении автомобиля, вес смещается от задней оси к передней. Величина смещения определяется высотой центра тяжестиавтомобиля, длиной колесной базы и степенью замедления. Передняя подвеска с компенсацией "клевков" не предотвращает смещение загрузки, а только предупреждает сам "клевок" кузова.
Во-вторых, когда колесо блокируется при торможении, торможение заметно ухудшается, а управляемость вообще исчезает. Таким образом, когда передние колеса блокируются быстрее задних, автомобиль перестает слушаться руля и едет прямо - но состояние недостаточной поворачиваемости является стабильным, и можно легко вернуть управляемость просто снизив давление на педаль тормоза. Если же задние колеса блокируются первыми, возникает избыточная поворачиваемость - автомобиль начинает закручиваться. Это нестабильное состояние, из которго гораздо сложнее выйти - особенно на входе в поворот.
У большинства чисто гоночных автомобилей среднемоторной компоновки 55-60% загрузки в статике и 45-50% тормозного момента приходится на заднюю ось. Аэродинамика этих автомобилей создает многотонную прижимную силу для задней части и задние покрышки всегда шире передних. Большинство "гражданских" автомобилей - переднеприводные; большинство не обладает достаточной прижимной силой и у всех передние и задние покрышки - одинакового размера. В отдельных случаях, до 70% нагрузки у них может приходиться на переднюю ось. И поэтому их конструкция предусматривает большее тормозное усилие на передней оси. У большинства современных автомобилей есть антиблокировочная тормозная система (а должна быть у всех). Продвинутые ABS следят за тем, чтобы при самом экстремальном торможении - даже когда колеса находятся на разнородных поверхностях - каждое колесо тормозило на пределе возможностей но не блокировалось.

Регулятор давления заднего контура
При торможении нагрузка перераспределяется с задней оси на переднюю. Вследствие этого снижается способность задних колес к торможению. Вот почему на большинстве "гражданских" машин без ABS используется ограничительный клапан (также именуемый регулятором) давления в заднем тормозном контуре. Он служит для ограничения давления передаваемого на торомза задних колес при интенсивном торможении. В сдвоенных главных цилиндрах с одинаковыми диаметрами камер в переднем и заднем контурах поддерживается одинаковое давление пока оно не достигнет порогового значения. При дальнейшем нажатии на педаль тормоза давление в заднем тормозном контуре растет медленнее чем в переднем. Если построить график роста давления от нажатия на педаль, он будет иметь перелом в момент срабатывания ограничительного клапана. Это делается для того, чтобы избежать блокировки задних колес и сохранить управляемость при интенсивном замедлении, когда перемещение веса заметно уменьшает загрузку задней оси.
Не следует удалять ограничительный клапан с "дорожного" автомобиля. Помните: недостаточная поворачиваемость лучше избыточной. Без эффективной антиблокировочной системы, нужно быть абсолютно уверенным что при экстренном торможении разгруженные задние колеса не заблокируются первыми. Следовательно, увеличение тормозного усилия на задней оси - плохая идея для дорого общего пользования. Если вы все же решили это сделать, полностью удалите стоковый регулировочный клапан, заменив его на регулируемое устройство от Tilton Engineering или Automotive Products (поглощенной Brembo). Не устанавливайте второй регулировочный клапан вместе со стоковым.

Аватара пользователя
thedeath
Клубный Субарист
Апрель 2010 / 1123
Репутация:
Авто: SG9

Re: О тормозных системах и эффективности торможения [eng]

Сообщение thedeath » 22 окт 2015, 13:01

Огонь! Добавил.
Остались совсем слезы)
---==> Techno essentials podcast subscribe on itunes or listen at promodj <==---


Вернуться в «Ремонт / Обслуживание и обмен опытом»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость