Все статьи

2015-10-25 11:50:48

Для тех кто часто задает себе вопрос "Почему?", или "Хочу все знать"!

Тормозной суппорт от Brembo или от другой уважаемой компании всегда приятно подержать в руках, покрутить, рассмотреть все геометрические решения инженера проектировавшего сей продукт.
И тут возникает вопрос, почему на одних суппортах поршни одного диаметра, а на других разного диаметра?
Еще правда бывает случай с одинаковыми по диаметру поршнями, но с разным расстоянием до контактной поверхности?
Вопросов много, но ответ один!
Как всегда это сила трения!
Для поднятия настроения фото 4-ех поршневых суппортов:
В подписи к фото применение на авто и размер поршней в (мм)


Суппорт Brembo Audi RS3 Front_


Суппорт Brembo Audi RS3 Front 40 и 44 (мм)


Суппорт Brembo BMW M3 F80 Front_


Суппорт Brembo BMW M3 F80 Front 40 и 40 (мм)


Суппорт Brembo BMW M3 F80 Rear


Суппорт Brembo BMW M3 F80 Rear 34 и 34 (мм) смещение ~10 (мм)


Суппорт Brembo Porsche 911 Front


Суппорт Brembo Porsche 911 Front 40 и 44 (мм)


Суппорт Brembo Porsche Panamera rear


Суппорт Brembo Porsche Panamera rear 34 и 34 (мм)

Красавцы, 6-ти поршневые суппорты

Суппорт Brembo BMW M5 F10 Front_


Суппорт Brembo BMW M5 F10 Front 30-34-36 (мм)


Суппорт Brembo Nissan GTR Front


Суппорт Brembo Nissan GTR Front 30-34-36 (мм)


Суппорт Brembo Porsche Cayenne Turbo S 955 Front


Суппорт Brembo Porsche Cayenne Turbo S 955 Front 32-36-38 (мм)


Суппорт Brembo Cayenne 958 Turbo Front


Суппорт Brembo Cayenne 958 Turbo Front 36-36-36 (мм)

Насмотревшись картинок сам собой появляется вопрос, почему на некоторых суппортах торчат штифты, а на других нет?

Я очень долго думал какой пример привести для понимания загадки с "поршнями"
Все мы в своей жизни двигали шкафы, особенно этим "заболеванием" страдает прекрасная половина человечества, но двигать приходится нам!
Представьте стоит шкаф, в нем куча всякого "добра", вытаскивать его лень, так как подвинуть нужно совсем не далеко.
Допустим шкаф 2 метра высотой и вот вы упершись примерно в метре от пола начинаете прикладывать к нему одну человеческую силу.
Шкаф в сечении начинает менять свою форму, из прямоугольника превращается в ПАРАЛЛЕЛОГРА?ММ.
(стенка шкафа изнашивается на "конус")
Теперь представьте себе что ваша человеческая сила приложена не в метре от пола, а в одном сантиметре (практически возле пола)
Ваш шкаф начнет "скользить" по полу без какой либо деформации.
По большому счету похожий процесс происходит и с тормозной колодкой, если мысленно заменить силу тяжести (вес) шкафа на силу возникающую в паре трения колодка-тормозной диск.
Все эти ухищрения направлены на то чтобы удельное давление тормозной колодки на рабочую поверхность тормозного диска в каждой точке стремилось к константе, и тормозная колодка за время службы не изнашивалась на "конус".
Более тонкие процессы (образования газовой прослойки) я описывал раннее в блоге.

Схематично изобразил контур тормозной колодки, упорную поверхность, силы, направление вращения тормозного диска и поршни (схематично)
В такой конструкции "последний" поршень всегда большего диаметра!


Реакция опоры

Рассмотрим реакцию опоры в плоскости параллельной оси вращения тормозного диска


Суппорт Brembo BMW M5 F10 Front_реакция_сила трения

Синим цветом обозначена упорная площадка суппорта, красной стрелкой направление вращения тормозного диска, контур тормозной колодки.
Зеленым цветом силы развиваемые от поршней разного диаметра.
Совершенно очевидно, что в месте соприкосновения тормозной колодки и суппорта возникает сила трения.
Если поршни изготовить одинакового диаметра, то удельное давление рабочей поверхности тормозной колодки на тормозной диск будет разным.
Для снижения коэффициента трения в паре суппорт-тормозная колодка применяют смазку, в спортивных суппортах устанавливают пластины из стали с твердостью 40+ HRC (подкаленные)
Для упрощенного понимания, если из силы F1 вычесть силу трения (фиолетовая стрелка) они разнонаправлены, то тормозная колодка будет давить на тормозной диск в каждой точке с одинаковой силой.
Фиолетовым цветом сила трения возникающая в торце тормозной колодки.

Того же эффекта можно достичь используя поршни одинакового диаметра, но с смешением относительно плоскости симметрии.


смещение_дельта

С штифтами все интересней.
Первый вариант классический, например Суппорт Brembo Porsche Cayenne Turbo S 955 Front, в нем все тоже самое что и на картинке выше, только колодка опирается на штифт.

Вариант 2 придумал без сомнения гениальный человек.
Точнее человека заставили придумать решение по снижению себестоимости тормозной системы.
Суппорта обзавелись одинаковыми по размеру поршнями, на колодке появилось ухо.
Если внимательно присмотреться, то становится понятно почему.
Колодка "висит" на первом штифте по ходу движения.




реакция опоры

Таким образом колодка не "запирает" себя при движении к поверхности тормозного диска.

Возникает вопрос, зачем столько ухищрений?
Нельзя ли сделать все просто?
Можно!
Так поступила компания BMW с суппортами (передними) на автомобилях М4 (всякие М перформанц (F серия) и т.п), и на Х5М Е70 (перформанц для F15)


Тормозная колодка выполнена очень короткой и высокой, поршни одинакового диаметра.
Но в таком исполнении есть свои недостатки.
Высоту рабочей части тормозного диска приходится делать очень большой, распределение удельного давления на рабочую поверхность тормозного диска от колодки не оптимальное.