Из архива: Отличие хорошего комплекта тормозов от некачественного может заключаться в устойчивости к выцветанию. Мы проводим комплексные испытания тормозов на популярных седанах, роскошных внедорожниках и спортивных автомобилях.
Из августовского номера журнала 2008 г. Автомобиль и водитель.
Все из нас, кто изучал внешний вид высокопроизводительного автомобиля, знают, сколько уверенности дает отличная тормозная система. Но что именно делает тормозную систему великолепной?
Новый тест тормозов и автомобили с самой короткой остановкой, которые мы когда-либо тестировали
Чувство тормоза важно для требовательного водителя. Автомобиль, который замедляется способом, который тесно связан с тем, как сильно и насколько сильно водитель нажимает на педаль тормоза, позволяет водителю управлять торможением с большой точностью. Хотя тормозные системы с годами стали более линейными и предсказуемыми, между автомобилями все еще есть заметные различия в ощущении торможения.
Другим ключевым фактором является короткий тормозной путь — длина дороги, необходимая для замедления автомобиля. Вот почему мы измеряем скорость разгона до нуля на всех автомобилях, которые тестируем. Но тормоза каждой машины достаточно сильны, чтобы антиблокировочная система удержала шины на грани блокировки хотя бы на одну остановку. Таким образом, когда тормоза автомобиля холодные, тормозной путь больше зависит от сцепления шин, чем от мощности тормозов.
«Хоккейная шайба» — это датчик усилия на педали Futek, а желтый спусковой крючок тормоза фиксирует именно то, когда мы нажимаем на педаль.
Таким образом, стойкость к затуханию остается самым большим отличием современных тормозных систем, и поэтому она находится в центре внимания данного теста. И хотя почти каждый автомобиль имеет одну хорошую остановку, только лучшие автомобили могут поддерживать эффективность торможения во время горячих кругов на гоночной трассе или на вашей любимой горной дороге. Педаль, которая становится мягкой после пятого крутого поворота, напугает даже самого опытного водителя.
Затухание тормозов происходит, когда система становится настолько перегретой, что тормоза больше не могут эффективно замедлять автомобиль. Водитель чувствует затухание педали тормоза, которую нужно нажимать дальше и сильнее, чтобы добиться такого же замедления, как когда тормоза были холодными. Если затухание усилится, даже нажатие на педаль всеми мышцами тела не приведет к резкой остановке.
Тормозные системы работают, преобразовывая движение автомобиля в тепло. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, кинетическая энергия движущегося автомобиля превращается в трение между тормозными колодками и дисками (при скорости 60 миль в час в автомобиле весом 3500 фунтов достаточно энергии, чтобы 100-ваттная лампочка зажглась в течение целого дня). полтора часа).
Хотя все компоненты тормозной системы на колесах — суппорты, колодки, диски — нагреваются, большая часть тепла остается на дисках. Затем роторы рассеивают тепло в атмосферу за счет конвекционного охлаждения (вентиляционные отверстия в роторах помогают процессу охлаждения). Но тормозам требуется время, чтобы остыть, и если вы продолжаете усердно работать с ними, они, как правило, становятся все более горячими. Если они становятся достаточно горячими, колодки превышают максимальную рабочую температуру, что приводит к потере трения о роторы. Чтобы преодолеть эту потерю трения, водитель должен сильнее нажимать на педаль. А если суппорты сильно нагреваются, тормозная жидкость начинает кипеть, что приводит к попаданию пузырьков пара в гидравлический контур. Когда это происходит, педаль тормоза выходит из строя и падает на пол, потому что давление на педаль просто сжимает пузырьки, а не прижимает колодки к роторам.
Чтобы выяснить, как разные тормоза сравниваются по своей способности выдерживать многократные остановки, мы решили измерить затухание тормозов 11 автомобилей, от тяжелых внедорожников до спортивных автомобилей. Мы разделили автомобили на три категории: обычные седаны, роскошные внедорожники и автомобили с высокими характеристиками. В каждой категории мы выбрали репрезентативные автомобили от автопроизводителей из Германии, Японии и США, чтобы увидеть, влияют ли региональные принципы дизайна на устойчивость к выцветанию при торможении. Например, действительно ли автомобили из Германии, где скоростная езда по автобану является данностью, имеют более мощные тормоза?
Основными седанами были четырехцилиндровые версии Chevrolet Malibu, Honda Accord и Volkswagen Passat. Внедорожники состояли из Cadillac SRX, Infiniti FX50S и Porsche Cayenne S. В качестве автомобилей с высокими характеристиками мы выбрали BMW 335i, Chevy Corvette Z51, Nissan NISMO Z — 350Z, усиленный спортивным пакетом NISMO — и две модели Porsche 911 Carrera S, одна из которых оснащена керамическими композитными тормозами Porsche (PCCB). В этих тормозах используются более легкие керамические роторы вместо обычных чугунных, и они стоят примерно на 10 тысяч больше.
Повседневная езда не приводит к затуханию тормозов, поэтому нам пришлось придумать серьезное испытание, чтобы создать хоть что-то. Мы использовали серию пятиступенчатых циклов. Каждая остановка производилась со скорости 100 миль в час, а первая заключалась в торможении достаточно сильно, чтобы автомобиль замедлился со скоростью 0.50 g (примерно половина максимальной мощности торможения). Мы использовали наш регистратор данных Racelogic VBOX III на основе GPS, чтобы убедиться, что мы останавливаемся со скоростью 0.50 g. Во время остановок с перегрузкой 0.50 g мы использовали датчик Futek для измерения усилия на педали тормоза и струнный потенциометр для измерения хода педали. Затем мы снова разогнались до 100 миль в час и совершили паническую остановку, нажав на педаль тормоза достаточно сильно, чтобы сработала антиблокировочная система. Мы повторили аварийную остановку еще три раза, всего четыре раза, чтобы тщательно проработать тормоза. Эти пять остановок завершили один тестовый цикл, и мы повторяли этот цикл до тех пор, пока не определили — по увеличению усилия на педали, хода педали или тормозного пути — что тормоза сильно затухают.
Важнейшим компонентом теста было время, отведенное между каждой остановкой, чтобы дать тормозам остыть и восстановиться. Мы хотели, чтобы этот временной отрезок был одинаковым для всех автомобилей — около 90 секунд (включая время разгона), — но обнаружили, что разрыв слишком мал для автомобилей с высокими характеристиками. Для этой категории мы сократили время между остановками до 20 секунд.
После двух дней испытаний на испытательном треке Chrysler Whitman, штат Аризона, мы совершили более 300 остановок, получили одну очень больную правую ногу и собрали достаточно данных, чтобы забить суперкомпьютер. Несмотря на наши усилия, тормоза на всех машинах восстановились после того, как им дали время остыть.
Вот что мы узнали.
Основные седаны
Среди этих трех автомобилей Passat был явным победителем. После пяти тестовых циклов — 25 остановок — педаль Passat оставалась относительно стабильной, с увеличением хода всего на полдюйма. Удивительно, но для 25-й остановки на скорости 100 миль в час — полной остановки в панике — потребовалось 375 футов, что на 12 футов лучше, чем при первой остановке в панике.
Этот график показывает, как далеко и как сильно нам пришлось нажимать на педаль тормоза, чтобы замедлить скорость автомобиля со 100 миль в час до состояния покоя при 0.50 g. По мере того, как мы выполняли наши тестовые циклы, тормоза становились все более горячими, и нам приходилось нажимать на педаль сильнее и сильнее, чтобы добиться такого же замедления.
Accord совершил свою первую остановку в панике на высоте 370 футов. Тормоза какое-то время срабатывали, но девятый аварийный стоп растянулся до 460 футов. Ход педали также резко увеличился в ходе теста, увеличиваясь до тех пор, пока педаль почти не коснулась противопожарной стены на 12-й остановке паники.
Ход педали Malibu также увеличился по ходу теста, но тормозной путь остался более стабильным, чем у Accord. Десятая остановка паники была в пределах девяти футов от первой (10 против 374). Следующие пять растянулись на высоту от 365 до 405 футов, а затем, по необъяснимым причинам, тормоза восстановились, и для последней остановки потребовалось всего 469 футов.
Торможение от 100 до 0 миль в час осуществлялось за счет включения антиблокировочной тормозной системы. Passat оставался впечатляюще стабильным на протяжении 20 жестких остановок.
Одно интересное наблюдение: исчезновение стало более очевидным из-за увеличения хода педали, чем из-за увеличения усилия на педали. Passat пострадал меньше всего, за ним следуют Malibu и Accord, у которых усилие на педали почти удвоилось. Тем не менее, эти повседневные автомобили иллюстрируют, насколько надежны современные тормозные системы. Все три седана пережили рабочий цикл даже более жестокий, чем мы могли бы выдержать в реальном мире, и было много предупреждений, прежде чем что-то пошло наперекосяк.
Роскошные внедорожники
Количество тепла, которое тормоза должны рассеять, напрямую связано с весом автомобиля, поэтому перед тормозами, установленными на этих тяжеловесных конях, стоит непростая задача. FX50S был самым легким с весом 4643 фунта, SRX занял второе место с весом 4762 фунта, а Cayenne S был тяжеловесом, показав убийственные для тормозов 5476 фунтов.
Сила нажатия на педаль и ход педали Cayenne почти не изменились, в то время как производительность SRX постепенно падала. Однако тормоза FX50S отключались менее чем за 10 остановок, с огромными скачками расстояния, хода педали и усилия на педали.
Тормоза Porsche, однако, сбрасывали 2.75 тонны без особого эффекта. После 25 остановок мы просто сдались, потому что ощущение педали изменилось мало (оно выросло всего на дюйм), а последняя остановка на высоте 356 футов была всего на 20 футов длиннее первой. Ясно, что 90-секундного перерыва между заездами было достаточно, чтобы тормоза Cayenne не перегревались.
SRX зарекомендовал себя довольно хорошо, учитывая, что он не так ориентирован на производительность, как два других внедорожника. Хотя расстояния для первых девяти остановок паники были разумными, от 367 до 430 футов, дальше дела пошли под откос. После 15-й панической остановки расстояние увеличилось до 485 футов, педаль потеряла свою жесткость, поэтому мы припарковали машину.
FX50S показал себя еще хуже. Мало того, что его тормоза отказали намного раньше, чем у двух других внедорожников, они сделали это без особого предупреждения. Все было хорошо после первых шести остановок паники, когда расстояние колебалось около 340 футов. На седьмой остановке (во втором испытательном цикле) ход педали заметно увеличился, а расстояние увеличилось до 432 футов. На восьмой педаль ушла в пол. Мы держали его там, и Infiniti постепенно остановился в 473 футах. Мы попробовали еще несколько раз, но машина тормозила только с половиной максимальной мощности, хотя мы нажимали на педаль с усилием более 100 фунтов. Позже мы обнаружили, что роторы тоже были с глубокими канавками. Мы связались с Infiniti, и компания говорит, что изучает проблему.
Спортивные автомобили
Неудивительно, что Corvette и два Porsche 911 очень хорошо показали себя в этом тесте. Мы устали, пытаясь заставить их тормоза исчезнуть. Все три автомобиля выдержали более 35 последовательных остановок со скорости 100 миль в час без снижения производительности. Этот подвиг еще более удивителен, если учесть относительно короткий 20-секундный интервал между остановками.
Модель 911 с системой PCCB работала примерно так же, как другие модели 911 и Vette. Средние тормозные пути двух 911-х были в пределах одного фута друг от друга (305 футов), что неудивительно, поскольку на обеих машинах были установлены одинаковые шины. Корвет в среднем составлял 326 футов. Вывод: покупатели PCCB наслаждаются снижением веса на 37 фунтов, но не обязательно более надежными тормозами.
NISMO Z поставляется с набором больших тормозов Brembo, но мы не обнаружили, что эти тормоза соответствуют уровню других автомобилей с высокими характеристиками. Как и в случае с FX50S, мы увидели большие изменения в характеристиках тормозов NISMO Z. 15-я остановка при панике была более или менее такой же, как и первая, с постоянным тормозным путем в диапазоне 320 футов и увеличением хода педали менее чем на дюйм. Но на 16-й остановке педаль провалилась, расстояние увеличилось на 38 процентов (до 448 футов), и после этого стало только хуже. Это внезапное увеличение хода педали предполагает, что тормозная жидкость просто стала слишком горячей, поэтому мы подозреваем, что переход на жидкость с более высокой температурой значительно улучшит эффективность торможения.
Современные спортивные автомобили высшего класса имеют фантастически мощные тормоза, о чем свидетельствует стабильная работа моделей Vette и 911. BMW был весьма хорош для спортивного седана. NISMO Z какое-то время был в порядке, затем, как и Infiniti FX50S, резко упал.
BMW 335i не такой явно спортивный, как другие, но у него есть уникальная система, называемая компенсацией затухания тормозов, которая автоматически увеличивает гидравлическое давление, когда тормоза нагреваются. Тормоза BMW работали очень хорошо; мы выполнили семь полных тестовых циклов, пока не замигала сигнальная лампа тормоза, побуждающая нас остановиться. За это время ход педали увеличился на 1.8 дюйма, а усилие, необходимое для остановки с 0.50 г, увеличилось примерно на 30 процентов. К сожалению, мы не смогли количественно оценить преимущества компенсации затухания торможения, потому что не могли выключить систему.
Об этой пыли
Контакт между тормозными колодками и дисками аналогичен трению наждачной бумаги о дерево: в результате остается пыль. Пыльный черный осадок собирается на колесах, к большому неудовольствию привередливых автовладельцев. Тормозная пыль стала горячей темой среди автопроизводителей с тех пор, как JD Power and Associates, компания, которая опрашивает владельцев автомобилей и публикует влиятельное начальное исследование качества (IQS), начала задаваться вопросом, производят ли автомобили чрезмерное количество тормозной пыли. Ответ «да» увеличивает количество проблем, проверенных в рейтинге IQS.
Количество образующейся пыли и вероятность того, что она в конечном итоге загрязнит колеса, зависит от многих переменных, включая химический состав тормозных колодок, конкретный сплав дисков, воздушный поток вокруг тормозов и даже конструкцию колеса. сам.
Свойства, которые делают тормозную систему устойчивой к выцветанию, также обычно являются теми же характеристиками, которые производят больше пыли на колесах. Например, сплошные дисковые колеса предотвратят скопление пыли на внешней стороне колеса, но эти колеса будут ограничивать поток воздуха. Колодки, которые сохраняют свои фрикционные характеристики при повышении температуры выше 1000 градусов, производят больше пыли при обычном вождении, чем колодки, которые сильно выцветают в горячем состоянии.
Некоторые компании, например Porsche, считают, что опрос IQS несправедливо наказывает производителей высокопроизводительных тормозов. Донатус Нойдек, менеджер по развитию тормозных систем Porsche, говорит: «Наши автомобили могут без колебаний отправиться с улицы на гоночную трассу. Мы могли бы изменить материал колодок, чтобы решить проблему с пылью, но мы бы никогда этого не сделали. У нас может быть больше пыли на колесе, но мы обеспечиваем наших клиентов лучшими тормозными характеристиками».
Пока кто-нибудь не изобретет волшебную колодку, которая выдерживает высокие температуры, но производит меньше пыли, энтузиастам, возможно, придется полагаться на простое решение: садовый шланг и щетку — после того, как тормоза остынут, конечно.
Этот контент импортируется из OpenWeb. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.
