Автомобильный тормоз

С древности до девятнадцатого века — С древнейших времен до второй половины девятнадцатого века была известна простая тормозная система, которая, несмотря на существование множества вариантов и разновидностей, основывалась в основном на одном и том же принципе — с помощью рычага, тормозная колодка прижималась к движущейся поверхности, например к колесам повозки, что замедляло движение по принципу трения.

1895 Немец Хьюго Майер патентует гидравлические тормоза. Его новаторская идея заключалась в том, чтобы заменить старые и все менее и менее эффективные механизмы в будущем, в ситуации, когда мощность машин и их движение быстро росли.

1897 Английский купец Герберт Фруд начинает эксперименты в собственном садовом сарае, благодаря чему становится пионером в тормозной индустрии. Исходным материалом служил хлопчатобумажный материал, используемый для производства ремней, который быстро изнашивался и подвергался износу. Поэтому Фруд попытался найти химическое соединение, которое могло бы связать волокна хлопка вместе и создать твердую, труднопротираемую поверхность. После многих испытаний ему удалось разработать подходящий материал, который можно было использовать в качестве тормозных колодок в транспортных средствах. Изначально это были хлопковые волокна, пропитанные натуральной смолой, которую позже заменили синтетической фенолформальдегидной смолой.

1898 Элмер Амброуз Сперри из Кливленда разрабатывает электромобиль с дисковыми тормозами на передних колесах. Тормозной суппорт приводился в действие электромагнитами. Меньший щит прижался к большему. Давление сбрасывалось при отключении питания, и пружина отталкивала диски назад 1899 г. — Готлиб Даймлер дает первое исторически известное описание принципа действия барабанного тормоза, основанного на принципе сервопривода.

1900 Первое практическое применение барабанного тормоза в автомобиле — одной из ранних моделей Maybach. Вильгельм Майбах разработал внутренний тормоз, управляемый педалью. Он действовал по принципу давления, оказываемого на внутреннюю часть колеса или оси. Большинство тормозных систем основывались на этой идее и принципе конструкции до появления дисковых тормозов во второй половине XNUMX века.

1902 Луи Рено патентует барабанный тормоз, основанный на тех же принципах, по которым работал тормоз Maybach.1902 — Британец Фредерик Уильям Ланчестер получает патент на дисковый тормоз. Хотя конструкции, основанные на этом принципе, создавались и ранее (примером является рассмотренная выше конструкция Sperry), официальным изобретателем этого типа тормоза считается владелец патента, то есть Lanchester. Британцы также разработали, среди прочего поршневой двигатель на газовом топливе, а в годы

1907-1908 опубликовал работы в области аэродинамики. В 1916 году он опубликовал книгу об использовании авиации в вооруженных силах, содержащую дифференциальные уравнения для оценки вооруженных сил, известные как законы Ланчестера.

1907 Уже упомянутый Герберт Фруд решает проблему шума, создаваемого трением тормозных колодок о движущиеся поверхности. Это достигается за счет использования асбеста. Новые асбестовые блоки были намного прочнее медных, которые также использовались в те времена. Они увеличили пройденное расстояние без замены блоков до 15 1910. км. Конечно, вредность асбеста в то время еще не осознавалась. XNUMX — Автомобильные заводы начинают серийное производство тормозной системы на все колеса. Первыми производителями автомобилей с четырехколесными тормозами были Issota Fraschini, Tatra и Arrol-Johnston. Однако потребовалось много лет, чтобы это решение стало общепринятым.

1919 Важной вехой является первое использование гидравлических барабанных тормозов Lockheed. Гидравлические тормоза были запатентованы в 1917 году Малкольмом Лугхедом (позже известным под измененным названием Lockheed). Основным и исторически важным изменением стало использование жидкости в качестве промежуточной среды вместо механической системы передачи усилия от педали тормоза к тормозным колодкам. Четырехколесная гидравлическая тормозная система впервые была использована на автомобиле Duesenberg, а затем быстро прижилась и на других моделях.

1920 Начало антиблокировочной тормозной системы. Эти первые плоды АБС изначально применялись в авиации и были известны в основном в этой отрасли — антиблокировочные системы проектировались авиаконструкторами в своих машинах. В 30-х годах Bosch экспериментировал с прототипами ABS в автомобилях Mercedes-Benz. Однако авиационные применения преобладали до 50-х годов, когда в мотоциклах начали использовать антиблокировочные тормозные системы.

1928 Автомобиль марки Pierce-Arrow был первой моделью автомобиля с вакуумным тормозом. Устройство, для которого было принято название «усилитель тормозов», начинает работать, как только нажимается педаль тормоза. Это давление оказывает давление на главный цилиндр, открывая клапан, который позволяет вакууму из коллектора воздействовать на диафрагму внутри сервопривода. Разница давлений между одной стороной диафрагмы (отрицательное давление) и другой стороной (атмосферное давление) создает силу, которая затем передается от диафрагмы к поршню насоса. Благодаря клапану сила, действующая на диафрагму, прямо пропорциональна давлению на педаль тормоза, благодаря чему становится возможным регулировать тормозное усилие водителем. В противном случае даже плавное нажатие на тормоз приведет к почти максимальной мощности торможения. 40-е годы — начало расширения систем поддержки тормозов. Есть такие решения, как Hydrovac (предполагающее использование гидравлической системы для увеличения тормозного усилия), Hydroboost или Treadle-Vac (позже известное как Easamatic) — их начинают устанавливать в автомобили на заводе.

1950 Хотя Tucker Torpedo с четырьмя дисковыми тормозами появился в 1948 году, модель Crosley Hot Shot считается первым серийным автомобилем, оснащенным дисковыми тормозами. Автомобиль с этим типом тормоза, тогда еще инновационным, разработанным Goodyear, выпускался полгода. Затем Кросли вернулся к дизайну барабанов. Причина заключалась в том числе быстрая коррозия дисков — особенно на посыпанных солью дорогах зимой — и прилипание колодок к дискам.

1953 Jaguar XK стартует в гонке «24 часа Ле-Мана», оснащенный гидравлическими дисковыми тормозами Dunlop — решением, объединяющим две технологии торможения. Хотя подобная конструкция использовалась в 40-х годах в американском высокопроизводительном автомобиле Miller, только версия для Jaguar связана с настоящим успехом, т.е. с победой этой машины в Ле-Мане…

1958 Керамометаллические тормозные колодки, изначально предназначенные для использования в высокопроизводительных автомобилях, появляются впервые. 60-е – производители автомобилей начинают серьезно экспериментировать с системами ABS. Ford Zodiac считается первым успешным прототипом в этом отношении. Однако, с точки зрения производителей, эти решения все равно были слишком дорогими, поэтому после нескольких лет попыток они отказались от этих проектов. К счастью, сама идея никуда не делась, и с 1970 года Cadillac начал предлагать ABS в качестве премиальной опции на некоторых своих заднеприводных моделях. Тем не менее, это все еще было редкостью на автомобильном рынке.

1961 С этого года началась установка дисковых тормозов на обе оси (Фиат, Лянча, Мерседес). Они стали популярны в 60-х годах, их главное преимущество по сравнению с барабанными конструкциями — большая устойчивость к тепловым нагрузкам. В результате они менее чувствительны к явлению выцветания, т.е. потери эффективности после длительного использования (например, длительного спуска с крутого склона). Они также более стабильны в работе. Однако они не проявляют черты самоутверждения, характерной для их предшественников. Они испытывают более высокое поверхностное давление, потому что активная поверхность блоков меньше, чем у челюстей, а рабочий радиус короче. Поэтому дисковые тормоза требуют использования вспомогательных вакуумных устройств.

1966 Британская компания Jensen начинает производство Jensen FF, стандартно оснащенного системой ABS Maxaret от Dunlop, действующей на заднюю ось.

1978 Bosch представляет систему ABS, которая сначала использовалась в автомобилях Mercedes-Benz S-класса, а затем и в BMW. Начинается настоящая массовая карьера этого решения, стремительно распространяющегося в транспортных средствах. В 2003 году 69% новых моделей автомобилей, произведенных во всем мире, в стандартной комплектации оснащались АБС. Согласно регламенту, с 1 мая 2004 года новые конструкции легковых автомобилей, допущенные к движению в ЕС, должны иметь АБС.

1979 Производители выводят на рынок полуметаллические тормозные колодки. Изготавливаются из органических смесей с примесью металлов. Они изнашиваются быстрее, чем металлические, хуже отводят тепло, но их можно использовать во всех типах дисковых тормозов.

1988 На рынке появляются тормозные колодки без добавления асбеста. Вместо этого вредного соединения начинают использовать производные кевлара.

1996 Mercedes-Benz S-класса и SL-класса появляются с системой помощи при торможении, сокращенно BAS (также называемой системой помощи при торможении, BA или AFU во Франции). Это система экстренного торможения. Он работает совместно с ABS и определяет ситуации, в которых водитель хочет быстро затормозить. Затем он увеличивает давление в тормозной системе до максимума, чтобы получить максимально возможное тормозное усилие. Некоторые автомобили также включают сигнальные лампы экстренного торможения, когда работает система BAS. Вскоре после Mercedes подобные решения появляются в Volvo и BMW.

2001 Изобретатели Норберт Эмер, Томас Прогер и Маркус Зенцен из Continental Teves патентуют Electronic Brakeforce Distribution (сокращенно EBD) — электронное распределение тормозного усилия. Чтобы максимально сократить тормозной путь, система EBD автоматически регулирует тормозное усилие передних и задних, правых и левых колес. Это значительно сокращает тормозной путь, сохраняя при этом устойчивость даже в случае резкого торможения или торможения на повороте.

2009 и последующие годы С появлением современных моделей электромобилей, особенно Tesla, все большую популярность приобретают системы рекуперативного торможения. Такой механизм основан на преобразовании кинетической энергии движения в другую форму энергии, которая может быть использована немедленно или сохранена до тех пор, пока она не понадобится. Это полностью отличается от традиционных тормозных механизмов, в которых выделяемая энергия при торможении преобразуется в тепло и теряется. Регенеративные системы уже давно используются в железнодорожных электровозах и трамваях.

2014 В Формуле 1 представлена ​​электронная система управления задним тормозом, которую обычно называют тормозом по проводам. Используя тормоз по проводам, электронная система измеряет усилие, с которым водитель нажимает на педаль тормоза, а затем, принимая во внимание дополнительную информацию от системы рекуперации энергии, за доли секунды определяет, какое давление должно быть подано на систему суппорта. Эта система призвана стабилизировать процесс торможения, и в то же время обеспечить максимально возможную эффективность рекуперации кинетической энергии и зарядки аккумулятора генератором. И поскольку автомобильные гонки часто были испытательным полигоном для решений, представленных позже в обычных рыночных автомобилях, можно ожидать, что через несколько или дюжину лет производные этой технологии будут широко использоваться в наших автомобилях.