Как ни странно, даже в современных автомобилях все еще применяются архаичные решения вроде галогеновых ламп, аналоговых кнопок и приборов, а кое-где даже «вёсел» для поднятия стекол. Барабанные тормоза – из числа таких решений. Почему это происходит и кто виноват? Постараемся разобраться.
На языке инженерной науки барабанный тормоз – это фрикционный тормоз, который осуществляет торможение за счет сил трения между внутренней поверхностью вращающегося цилиндра (собственно барабана) и расположенными внутри цилиндра неподвижными тормозными колодками.
Барабанный тормоз эволюционировал из более ранней версии барабанно-ленточного тормозного механизма, широко применявшегося в автомобилях начала ХХ века. Нынешний классический барабан обязан своим изобретением Луи Рено, представившим данный механизм уже в 1902 году, хотя более простые версии такой тормозной системы использовались еще в 1901-м маркой Maybach.
По своему устройству барабанный тормоз представляет собой металлическую «чашку», которая крепится на ступицу колеса. Внутри нее находятся один и пара цилиндров с поршнями, которые, выдвигаясь, прижимают тормозную колодку к внутренней поверхности «чашки», или барабана. Стоит отметить, что поверхность данной колодки не плоская, а выпуклая и повторяет форму металлического барабана.
Первые колодки барабанных тормозов изнашивались очень быстро, а сам механизм приходилось постоянно регулировать вручную. Кроме того, накладки для них делались из асбеста, что делало систему крайне опасной для здоровья механиков. Парадокс был в том, что использование альтернативных материалов, инициированных правительством США, значительно ухудшило эффективность работы системы. Саморегулирующиеся барабанные тормоза появились только к 1950-м годам. Но уже в 1960-х широкое распространение получила дисковая тормозная система, после чего популярность «барабанов» пошла на спад.
Дело в банальной эффективности. Мы уже говорили выше, что поверхность барабанной колодки не была плоской, что значительно влияло на площадь ее прижимания. При самых общих подсчетах барабаны по сравнению с дисковой тормозной системой оттормаживаются на 20% хуже. И вот почему.
Контактная поверхность у барабанов не только меньше, но она еще и нестабильна из-за специфики прижимного устройства: два поршня попросту не могут равномерно прижать колодку по площади. Из-за этого машина замедляется хуже, особенно на высоких скоростях.
Предельная нагрузка здесь довольно низкая, так как колодки работают «наружу», а чрезмерная нагрузка может и вовсе порвать барабан, что приведет к заклиниванию колеса. Плоские диски лишены этого недостатка, а значит, априори эффективнее.
Продукты износа колодок из-за замкнутой конструкции барабанов из системы никуда не уходят, постоянно присутствуя на контактных поверхностях, из-за чего колодки проскальзывают. Зимой же, посетив автомойку или просто заехав в лужу, можно получить неприятность в виде примерзания тормозных колодок.
Перегреваются барабаны значительно быстрее дисковых аналогов, так как не обдуваются наружным воздухом. При экстренном торможении температура трения в них достигает 500-600°С, что расширяет колодку и заставляет водителя сильнее жать на педаль. Это опасно тем, что при перегреве барабанные колодки теряют геометрию, что «лечится» только заменой элемента, который, к слову, недешев. Даже установка дополнительных наружных ребер в качестве теплоотвода в более поздних вариантах системы особо не помогла.
Со временем таковые, конечно же, нивелировались, но все еще актуальны. К примеру, закрытая конструкция защищает барабан от попадания грязи на рабочие поверхности. Благодаря этому фактору такие тормоза устанавливались на задний мост некоторых внедорожников, чьим предназначением было в том числе «копание в грязи».
Высокое тормозное усилие достигалось за счет увеличенного диаметра и ширины барабана. Благодаря закрытой конструкции это технологическое решение долгое время являлось безальтернативным для большегрузов и автобусов.
По износостойкости барабаны выигрывают у дисков, хотя это напрямую зависит от худшего качества торможения. Как правило, барабанные тормоза меняют после 100-120 тыс. км пробега, то есть в 2,5-3 раза реже, чем дисковые.
Почему барабаны до сих пор актуальны?
В XXI веке стали делать более стойкие к износу тормозные диски и колодки, что исключило громоздкие барабаны из широкого употребления даже на грузовиках и автобусах.
Тем не менее барабаны все еще встречаются на ряде недорогих внедорожников (UAZ Patriot, UAZ Hunter, Chevrolet Niva, Lada 4x4, Renault Duster, Nissan Terrano) и пикапов, особенно на актуальных для американского рынка (Toyota Hilux, Mitsubishi L200, Nissan NP300, Nissan Navara, UAZ Pickup, Ford Ranger, Volkswagen Amarok, Great Wall Wingle). Впрочем, даже на этих моделях барабаны ставятся только на заднюю ось, так как на эти колеса летит вся грязь с передней оси.
Другой важной областью применения барабанных тормозов является бюджетный сегмент автомобилей А- и В-классов. Здесь дело в банальной экономии: модернизировать производственные мощности, много лет выпускающие такие модели, как Renault Logan и Sandero, Lada Priora, Lada Granta, Lada Kalina, Daewoo Nexia, Chevrolet Cobalt, Lada Largus, Nissan Almera, Volkswagen Polo Sedan, Chery Bonus, Skoda Rapid, Geely MK, Chevrolet Aveo, FAW V5, Opel Corsa, Skoda Fabia, зачастую будет менее рентабельно, нежели оставить прежнюю, пусть и архаичную конструкцию. Ведь стоимость конструктивных изменений непременно отразится на итоговой стоимости «бюджетника», что, в свою очередь, сократит продажи.
Что касается представителей малого класса автомобилей, вроде Daewoo Matiz, Peugeot 107, Citroёn C1, Kia Picanto, FAW V2, Lifan Smily, Chevrolet Spark и Smart, то при небольшой массе высокоэффективные тормоза им попросту не нужны. А раз так, то зачем ставить на заднюю ось дисковые тормоза и обязывать их владельцев чаще менять колодки, даже если речь идет о совсем недешевой машине Smart?
