Тормозные системы - Основные понятия. Англо-русский толковый словарь.

[Grizzly]

Краткий ликбез по основным понятиям, встречающимся в темах о тормозах, а также русское толкование некоторых аглицких терминов

Стилистические и другие правки и дополнения приветствуются - пишите в теме или в личку.

Источник: http://www.stoptech.com/tech_info/glossary.shtml

Abrasive Friction – абразивное трение

Механическое трение материала тормозной колодки (накладки) непосредственно о поверхность тормозного диска (далее по тексту – ротора), приводящее к механическому износу, как колодки, так и ротора

ABS – сокращение от Anti-Lock Brake System (см.)

Adherent Friction – липкое (вязкое) трение

Перенос тонкого слоя материала тормозной колодки, который приклеивается (налипает) к поверхности ротора. После того как слой материала колодки равномерно нанесен на поверхность ротора, именно он трется о поверхность колодки. Формирующиеся внутренние связи между двумя слоями однородного материала разрушаются, переводя кинетическую энергию в тепловую, формируются и разрушаются, снова и снова.

Aluminium Beryllium – Алюминий-Бериллиевые сплавы

Композитный материал, отличающийся исключительным соотношением жесткость/вес. Использовался для изготовления тормозных суппортов в Формуле 1 (а также блоков цилиндров двигателей Ilmor/Mercedes) в конце 90-х годов. В настоящее время за-прещен по эколого-медицинским соображениям.

Aluminium Lithium – Алюминий-Литиевые сплавы

Композитный материал, отличающийся исключительным соотношением жесткость/вес. Используется для изготовления тормозных суппортов в Формуле 1 в настоящее время.

Anti-Lock Brake System – Антиблокировочная тормозная система (АБС)

АБС отслеживает скорость вращения и скорость замедления независимо для каждого из колес автомобиля и, используя микропроцессорную систему управления, предотвращает блокировку колес под действием тормозных сил модулируя давление в тормозной магистрали колеса приближающегося к блокировке. Большинство современных легковых автомобилей оснащаются АБС.

Anti-squeal plates – противоскрипные накладки

Тонкие пластины из жесткого металла или композитных материалов, иногда с покрытием из высокотемпературной твердой смазки, располагаемые между подложкой (Backing Plate – см.) тормозной колодки и поршнем тормозного суппорта для уменьшения или устранения скрипа тормозов.

Asbestos – Асбест

Силикат магния с примесями, отличающийся крайне низкой теплопроводностью. Использовался как изоляционный материал и один из компонентов материалов тормозных накладок. В настоящее время запрещен по эколого-медицинским соображениям.

Backing Plate – подложка (тормозной колодки)

Стальная часть тормозной колодки дискового тормоза, которая взаимодействует с поршн(ем/ями) тормозного суппорта и к которой прикреплена фрикционная накладка. Подложка обеспечивает необходимые жесткость и прочность колодки. Ее размеры, плоскостность и состояние поверхности должны тщательно контролироваться. Чем длиннее колодка, тем толще должна быть подложка. Подложки толщиной менее 3мм должны вызывать подозрение, если только речь не идет об очень короткой колодке.

Bedding in/Bed in (также может называться breaking in/break-in) – Обкатка, прикатывание, врабатывание. Далее по тексту – прикатывание.

По отношению к тормозным системам можно выделить два типа прикатывания:
1. Прикатывание фрикционного материала: Все фрикционные материалы содержат летучие вещества, используемые, как связующее. В начале эксплуатации, при тепловых нагрузках на колодку, эти вещества выпариваются из фрикционного материала, формируя газовую подушку между материалом колодки и поверхностью ротора. Прикатанную колодку можно определить по обесцвеченному слою фрикционного материала толщиной 1.5-3.0 мм.
2. Прикатывание ротора: Перед тем, как использовать новый ротор, с его поверхности необходимо удалить остатки машинного масла и консервантов, действуя в соответствии с инструкциями производителя. Обычно это включает мойку мыльными растворами или использование специальных составов для чистки/мойки тормозов. После этого ротор монтируется на место и проверяется на биение. Ротор должен быть прикатан серией умеренных торможений, перемежающихся паузами, достаточными для охлаждения, с постепенным увеличением интенсивности торможений до тех пор, пока вся поверхность ротора не будет равномерно обесцвечена (окрашена в цвета побежалости). Такой подход предотвращает тепловой шок, перекашивание и образование «горячих точек» (точечных отложений материала колодок, приводящее к остаточным изменениям чугуна ротора под ними) и обеспечивает максимальный срок эксплуатации ротора.

Bite – прикусывание, прихват

Скорость с которой фрикционный материал достигает максимального коэффициента трения при начале торможения. Величина прихвата всегда компромисс. Слишком быстрый прихват усложняет дозирование замедления на начальном этапе торможения. Слишком медленный – ведет к задержкам в торможении. Предпочтения гонщиков по уровню прихвата колодок разнятся и индивидуальны.

Bleeding – прокачка

Процесс удаления из гидравлической системы имеющейся жидкости с одновременной заменой ее на свежую. Прокачка, обычно, применяется для смены перегретой жидкости и/или удаления пузырьков воздуха из контур(а/ов) гидравлической системы после интенсивного использования, но должна также проводиться и регулярно в связи с гигроскопичностью тормозной жидкости (склонностью к насыщению водой с течением времени).

Bluing – посинение (окрашивание в цвета побежалости)

Обесцвечивание (окрашивание в цвета побежалости) чугунных роторов под действием температуры. Хотя окрашивание в цвета побежалости является свидетельством серьезной тепловой нагрузки, ведущей к уменьшению срока службы ротора, его проявление нормально при цикличных интенсивных торможениях и не может служить поводом для беспокойства.

Brake bias – распределение (смещение) тормозных усилий

Термин, используемый для обозначения соотношения между тормозным моментом, прилагаемым к передним тормозам, по сравнению с таковым же, прилагаемым к задним. Обычно выражается в процентах от общего тормозного момента. Например – «60% перед»

Brake booster – усилитель тормозов

Вакуумное вспомогательное устройство, увеличивающее силу, прикладываемую к педали тормоза. В ряде случаев данное усиление сопровождается увеличением хода педали и снижением ее жесткости. Тем не менее, в связи с компактностью и эффективностью, используется практически на всех легковых автомобилях.

Braking efficiency – эффективность торможения

Соотношение реального замедления, достигаемого на конкретной поверхности, к теоретическому максимуму.

Brake line pressure – давление в тормозной магистрали

Моментальное гидравлическое давление в тормозной магистрали. Вычисляется как произведение силы, приложенной к педали тормоза, на соотношение плеч педали (плюс любое ее увеличение усилителем тормозов, где применимо) деленное на площадь поршня главного тормозного цилиндра. При равном усилии на педали, чем меньше площадь поршня ГТЦ и/или больше соотношение плеч педали, и/или помощь усилителя, тем выше давление в тормозной магистрали и больше ход педали тормоза.

Braking torque – тормозной момент

Тормозной момент для конкретного колеса это произведение эффективного радиуса ротора на сжимающую силу и на коэффициент трения между колодкой и ротором. Тормозной момент и есть та сила, которая замедляет колесо и покрышку. Для увеличения тормозного момента необходимо увеличивать давление в системе и площадь поршн(я/ей) (влияют на сжимающую силу), коэффициент трения и/или эффективный радиус ротора. Увеличение площади тормозной колодки не приводит к увеличению тормозного момента.

Caliper – тормозной суппорт. Далее по тексту – суппорт.

Часть дисковой тормозной системы – «гидравлический зажим». Изготовленный из стали или цветных металлов и жестко закрепленный на поворотном кулаке, суппорт удерживает на месте колодки и прижимает их к вращающейся поверхности ротора силой поршней, приводимых в действие главным тормозным цилиндром, при нажатии на педаль тормоза.

1. Фиксированный суппорт (Fixed caliper): Тормозной суппорт в котором два или более поршней расположены с каждой из сторон жесткого корпуса с диском между ними. Благодаря присущей ему жесткости, фиксированный суппорт является единственно подходящей конструкцией для использования в гоночных сериях и предпочитаемой при создании автомобилей с высокими характеристиками. Тем не менее, соразмерно более высокие стоимость, размеры и вес, присущие этой конструкции, препятствуют массовому использованию фиксированных суппортов на легковых автомобилях.
2. Плавающий суппорт (Floating caliper): Конструкция, в которой одинарный или двойной поршни расположены с внутренней стороны тормозного диска, а наружная часть суппорта скользит по соответствующим направляющим, под действием давления на поршень. Поршень прижимает внутреннюю колодку к диску. В это же время скользящая наружная часть суппорта зажимает внешнюю колодку по отношению к диску. Неотъемлемой особенностью такой конструкции является значительно меньшая, по сравнению с фиксированным суппортом, прочность. В сочетании с трением, неизбежно возникающим при перемещении наружной части суппорта по направляющим, данная особенность делает плавающие суппорта малопригодными для использования в гонках и на мощных автомобилях. Конструкция хорошо приспособлена к использованию на переднеприводных автомобилях, так как отсутствие внешних поршней позволяет использовать колеса с большим отрицательным вылетом. Для всех применений данный тип суппорта проще в производстве и дает разработчикам подвески более гибкие варианты компоновки для достижения нулевого или даже отрицательного плеча обкатки. Иногда используется на задней оси автомобилей, использующих фиксированные суппорта спереди.
3. Открытый суппорт (Open caliper): Вариант конструкции фиксированного суппорта в котором «окно», служащее для установки колодок, остается структурно открытым. Такая конструкция, хотя и более дешевая в производстве, значительно снижает прочность и жесткость суппорта.
4. Закрытый суппорт (Closed caliper): Вариант конструкции фиксированного суппорта в котором «окно», служащее для установки колодок, усилено мостом.
5. Мост суппорта (Caliper bridge): Структурный элемент, усиливающий суппорт в районе «окна». Для обеспечения эффективности мост должен быть прочно закреплен с использованием высокопрочных болтов.

Поршни (Caliper pistons): гидравлические плунжеры, передающие давление на колодки для обеспечения зажима вращающегося диска. Изготавливаются из алюминия, стали или титана и уплотняются по контуру в цилиндрах. Дизайн поршня критически важен. Трение колодок о диск стремится перекосить поршень в цилиндре и для обеспечения нормальной работы тормоза жизненно важно правильно рассчитать зазор между поршнем и цилиндром, учесть коэффициенты температурного расширения, подобрать материал и расположение уплотнений. К использованию поршней и уплотнений, отличающихся от рекомендованных производителем тормозной системы, надо подходить очень аккуратно.

Carbon/Carbon brake – Карбон и карбоновые тормоза

Тормозные системы, в которых и ротор и колодки изготовлены из карбона. Применяются во всех гоночных сериях, где они не запрещены. Обеспечивают значительное снижение вращающихся масс и момента инерции ротора наряду со значительно более высокой теплоемкостью и стабильностью геометрических параметров в процессе использования. Недостатками указанных систем являются: более высокая стоимость, меньшая эффективность торможения до прогрева (особенно при влажной погоде), а также низкая информативность и, как следствие, – сложности в дозировании тормозных усилий. Несмотря на распространенное заблуждение, коэффициент трения у карбоновых тормозных пар ничуть не лучше, чем качественных металлокерамических колодок по чугунному ротору. Важным преимуществом для скоростных мотогонок является снижение гироскопической прецессии при входе в поворот.

Carbon metallic – Металлокерамика (общепринятое)

Торговая марка, принадлежащая Performance Friction Corporation. Как таковая обозначает фрикционные составы, содержащие высокий процент чистого карбона наряду с различными металлическими элементами. Впервые представленные Performance Friction Corporation, эти составы отличаются высокой стабильностью коэффициентов трения вне зависимости от температуры и повышенной теплоемкостью. Недостатком является то, что поскольку данные составы эффективно работают при более высоких температурах и прогреваются до этих температур быстрее, чем обычные составы, они усиливают тепловой шок ротора и повышают отвод тепла в поршни и тормозную жидкость. В силу этих причин использование перфорированных дисков с металлокерамическими колодками крайне не рекомендовано.

[Grizzly]

Cast iron – литейный чугун

Сплав железа, содержащий от 2% до 4.5% растворенного углерода (в отличие от стали, содержащей менее 2%). В силу низкой стоимости, относительной простоты обработки и тепловой стабильности литейный чугун (иногда также именуемый «серый чугун» из-за характерного цвета) является наиболее распространенным материалом для производства автомобильных тормозных дисков. Для обеспечения высоких эксплуатационных свойств, производство заготовок тормозных дисков должно тщательно контролироваться по химическому составу и режимам охлаждения, обеспечивая равномерную кристаллизацию избыточного углерода. Это позволяет снизить погрешности механической обработки, обеспечить износостойкость, снизить вибрации и предотвратить растрескивание в процессе использования.

Ceramic buttons – керамические накладки

Теплоизолирующие накладки, вставлявшиеся в наружную поверхность поршней гоночных суппортов, для снижения отвода тепла в тормозную жидкость. В настоящее время не используются, так как титановые накладки показали себя более эффективными.

Ceramic coatings – керамические покрытия

Некоторые гоночные суппорта используют на внутренних поверхностях напыляемые керамические покрытия, как изолирующий барьер для снижения передачи тепла излучением от диска и колодок на суппорт и тормозную жидкость.

Clamping force – сжимающая сила

Сжимающая сила суппорта определяется как произведение давления в тормозной магистрали на общую площадь поршней (для фиксированного суппорта) или удвоенную общую площадь поршней (для плавающего суппорта). Для увеличения сжимающей силы необходимо либо увеличить давление в магистрали, либо площадь поршней. Увеличение площади колодок или коэффициента трения к увеличению сжимающей силы не приводит.

Coefficient of friction - коэффициент трения

Безразмерный коэффициент, характеризующий качество взаимодействия при трении одного материала о другой. Коэффициент 1.0 эквивалентен 1g. Чем выше коэффициент, тем сильнее трение. Стандартные тормозные колодки легковых автомобилей имеют КТ в районе 0.3-0.4. Гоночные колодки – 0.5-0.6. Для большинства колодок КТ сильно зависит от температуры, поэтому характеристики, не указывающие при какой температуре проводилось измерение, достойны подозрения. Оптимально подбирать для ожидаемого рабочего диапазона температур колодки с практически постоянным, но уменьшающимся с ростом температуры, коэффициентом трения. Как результат – колодки, не требующие длительного прогрева перед нормальным прихватом и не теряющие эффективности от перегрева и, следовательно, простота в дозировании тормозного усилия (см. также Plot shape – форма графика тормозного усилия)

Compressibility – сжимаемость

Все материалы сжимаемы. При достаточном давлении даже гранит слегка сожмется. Важно, чтобы фрикционный материал колодок при расчетной сжимающей силе не деформировался сильно. Если это происходит, то износ колодок будет неравномерным и эффективность торможения заметно снизится. Сжимаемость редко упоминается в рекламных проспектах. Хотя и должна бы. Сжимаемость конкретного материала и его износостойкость – вот два основных фактора, принимаемых во внимание при определении размера колодок для конкретного приложения.

Conduction – проводимость (в данном контексте – теплопроводность)

Один из трех механизмов теплопередачи. Два других – конвекция и излучение. Теплопроводность – это теплопередача при физическом контакте. Например, часть тепла, образующегося при торможении, передается поршням и через них тормозной жидкости путем теплопроводности. Часть его передается на ступицу, подшипники поворотного кулака и колесо тем же самым способом. Составные (или же плавающие) роторы снижают передачу тепла на ступицу и другие части благодаря тому, что колокол (или шляпа – центральная часть составного ротора) работает как теплоизолятор. Во всех конструкциях теп-лопроводность используется как способ отвода тепла от места взаимодействия диск/колодки к лопастям (перегородкам в вентилируемых полостях диска). В некоторых конструкциях теплопроводность используется для поглощения начального импульса энергии, генерируемой в начале цикла торможения. Использование теплопроводности в качестве главной стратегии теплообмена ведет к жертвам в виде увеличения веса и ухудшения инерционных характеристик вращающихся частей.

Convection – конвекция

Один из трех механизмов теплопередачи. Два других – теплопроводность и излучение. Конвекция – это теплопередача потоком жидкости или газа. Воздух может рассматриваться в качестве такового в тепловой модели тормозной системы, если он движется и находится в контакте с нагретыми поверхностями диска или барабана. В случае сплошного диска, поток воздуха движущийся вдоль поверхности диска будет турбулентен и будет иметь случайный характер, но, тем не менее, обеспечит некоторое охлаждение. В случае вентилируемого диска, наддув через воздуховоды или же центробежные силы, действующие на воздух, уже находящийся в полостях вращающегося диска, проталкивают воздух через вентиляционные полости диска, насыщая его тепловой энергией. Таким образом, тепло, выделенное тормозной системой автомобиля, передается потоку воздуха и отводится от тормозного диска.

Cracking – растрескивание

Растрескивание возникает вследствие циклических тепловых нагрузок, ослабляющих чугунный диск. Единого мнения о деталях механизма возникновения этого явления на сегодняшний день нет. При застывании чугунной отливки избыточный углерод кристаллизуется в виде хлопьев и пластинок, распределенных в железной матрице. Предполагается, что когда диск разогрет до температур около 500 град. С, углерод становится более пластичным или «жидким», частично, благодаря тепловому расширению, окружающей его железной матрицы. Позже, когда диск относительно быстро охлаждается до температур ниже 500 град. С, углерод оказывается заперт в изменившейся, более неправильной «полости», чем он был при первичной отливке. Это создает в материале детали внутренние напряжения, которые сбрасываются растрескиванием. Между хлопьями углерода начинают возникать микротрещины. Ковкий чугун лучше сопротивляется растрескиванию, чем серый, в силу того, что излишки углерода в нем кристаллизованы в виде микросфер, но, также как и другие альтернативные материалы, он не обладает механическими свойствами, нужными для идеального функционирования в роли материала тормозного диска. В дисках, отлитых с контролем химического состава и режима кристаллизации, растрескивание все равно происходит, но значительно медленнее и принимает формы тепловых отметин на поверхности. В некоторых случаях трещины начинаются у внешнего края диска и распространяются к центру. В этой ситуации распространение может быть приостановлено сверлением небольших отверстий в районе конца трещины (засверливание трещин) Тем не менее, мы не рекомендуем этого, поскольку, если развитие трещины продолжится незамеченным, это может привести к катастрофическим последствиям. Заменяйте диск при первых признаках появления трещин любого размера на внешнем крае. Примечание: исторически, первым предназначением использования изогнутых или же наклонных внут-ренних лопастей (перегородок) в вентилируемых дисках, было предотвращение распространения трещин путем расположения массивной перегородки на пути трещины. Охлаждение было лишь вторичной задачей такой конструкции.

Cryogenic treatment – криогенная обработка

Термический процесс, при котором металлические компоненты медленно охлаждаются до температуры близкой к абсолютному нолю и потом также медленно возвращаются к комнатной температуре. Приверженцы данной технологии заявляют, что процесс улучшает микроструктуру металла. Существуют серьезные сомнения в эффективности данного процесса. Свидетельства в большинстве случаев анекдотичны и на сегодняшний день не опубликовано никаких научных или инженерных исследований с конкретными измеряемыми результатами.

Differential bores – поршни разных диаметров

Передняя кромка тормозной колодки изнашивается быстрее, чем задняя. Происходит это вследствие того, что содранные трением и раскаленные добела пылеобразные частицы материала колодки протягиваются в направлении задней кромки. Фактически задняя кромка колодки двигается по слою раскаленной пыли. Для усиления прижима задней части колодки к диску и обеспечения равномерности износа колодки диаметр поршней увеличивается в направлении от передней к задней кромке.

Disc – диск, ротор

Вращающаяся часть дисковой тормозной системы. Механически закрепленный на оси и, соответственно, вращающийся вместе с колесом и покрышкой, диск представляет собой движущуюся поверхность трения, в то время как колодки представляют собой неподвижную поверхность трения. За исключением применения в гоночных автомобилях, диски обычно изготавливаются из определенных марок литейного чугуна. Некоторые Европейские переднеприводные автомобили, задние тормоза которых нагружены по минимуму, используют в качестве материала задних тормозных дисков алюминиевые сплавы для экономии веса. Большинство профессиональных спортивных автомобилей используют карбоновые диски и колодки.

1. Цельный диск (One-piece disc): Диск, отлитый зацело с центральной частью. Наиболее дешевый способ производства диска и полностью адекватен при нормальном использовании. Для уменьшения коробления используются некоторые технологические хитрости.
2. Плавающий диск (Floating disc): Являющийся нормой для спортивных автомобилей, плавающий или же составной диск состоит из фрикционного диска механически соединенного с центральной частью при помощи зажимов либо болтами. При правильной конструкции такая система позволяет диску расширяться в радиальном направлении под действием тепла без коробления и обеспечивает небольшой люфт относительно оси вращения, значительно снижающий сопротивление.
3. Сплошной диск (Solid disc): Диск, отлитый без внутренних полостей. Подходит для легких автомобилей, не требующих интенсивного торможения.
4. Вентилируемый диск (Ventilated disc): Диск, отлитый с внутренними полостями, обеспечивающими охлаждение. Норма для спортивных, мощных и тяжелых автомобилей.

Drilled/Cross-drilled rotors – Перфорированные роторы

Диски, имеющие перфорацию в виде нескольких непересекающихся цепочек сквозных отверстий. Целями такой модификации является создание дополнительных путей отвода для избавления от пограничного слоя, состоящего из раскаленных пылеобразных частиц фрикционного материала и выпаренных из него летучих составляющих, а также улучшение «прихвата» за счет увеличения количества кромок, взаимодействующих с материалом колодки. Пришествие металлокерамических фрикционных материалов с их более высокими рабочими температурами и более резким тепловым шоком поставило крест на использовании перфорированных роторов в профессиональных гонках. Такие диски по прежнему можно встретить (по большому счету, как элемент стайлинга) на мотоциклах и некоторых приспортивленных автомобилях. Обычно, для случаев использования в заводской комплектации, отверстия в таких дисках формируются еще на этапе отливки, а затем подвергаются механической обработке, для улучшения стойкости к растрескиванию. Но в итоге они все равно подвержены растрескиванию при соответствующих условиях, описанных в другом разделе (см. Cracking – растрескивание). Правильно спроектированные перфорированные диски обычно имеют более низкую температуру, чем неперфорированные вентилируемые диски аналогичной конструкции. Происходит это за счет того, что дополнительные воздухозаборники в виде перфорации обеспечивают более интенсивную продувку через охлаждающие полости диска, а также увеличивают омываемую воздухом поверхность (за счет дополнительной поверхности стенок отверстий). Поток входит снаружи через перфорационное отверстие и далее по вентиляционной полости диска проходит к его наружному краю. Если уж диски и сверлить, то наружная сторона отверстий должна раззенковываться (а еще лучше скругляться) и наклепываться.

Продолжение следует...

[Valek]

Дополнительные материалы по тормозным системам от споттех: http://www.stoptech.com/tech_info/te...e_papers.shtml

И великолепнейший ликбез по физике тормозных систем от стоптех: http://www.stoptech.com/tech_info/Th...%20Systems.pdf Щас перевожу. Как переведу выложу.

Пока все на английском.

Отличный сайт по автомобилям и в частности статья про тормоза (очень подробная). http://www.carbibles.com/brake_bible.html