Бортжурнал
Главная
Откуда дисковые тормоза и при чём тут Ле-Ман
По легенде, на гонке «24 часа Ле-Мана» 1953 года судьи-техосмотрщики засомневались, есть ли у машины Jaguar тормоза вообще: они искали привычные барабаны и не находили их. Вместо барабанов стояли диски, и в тот год они принесли Jaguar победу.Патент, который убила грязьПервый дисковый тормоз клещевого типа для автомобиля запатентовал в 1902 году британский инженер Фредерик Ланчестер — он же начал ставить такие тормоза на передние колёса своих машин на фабрике в Бирмингеме.Диск прижимался с двух сторон, как в современных тормозах, но накладки были медными. На пыльных и грязных дорогах начала века медь стиралась быстро, и тормоз оказался почти бесполезным. До массового производства идея так и не дошла.Тормоза сначала научили летатьПо-настоящему надёжными дисковые тормоза сделала авиация — задолго до того, как ими занялись автомобилестроители. В 1930-х годах компания Dunlop разрабатывала тормозные системы для истребителей британских ВВС, включая Spitfire, а с началом Второй мировой войны переключилась на гидравлические дисковые тормоза клещевого типа для авиации.После победы, в 1946 году, Dunlop получила патент на усовершенствованную конструкцию, и компания занялась переносом технологии на автомобили.Ле-Ман, который решил всёК гонке 1953 года Jaguar подготовил свои C-Type с дисковыми тормозами разработки Dunlop — первый в истории Ле-Мана случай, когда на старт вышла машина без барабанов.Решала стойкость к перегреву: диски не «уставали», и C-Type раз за разом тормозили со скорости около полутора сотен миль в час в конце пятикилометровой прямой Мюльсанн, начиная тормозить позже соперников на барабанных тормозах.Три Jaguar C-Type в той гонке заняли первое, второе и четвёртое места, а победители впервые в истории Ле-Мана показали среднюю скорость больше ста миль в час.Первая массовая машина с дискамиГоночный успех быстро добрался до серийных машин. В 1955 году Citroën DS стал первым массовым автомобилем с дисковыми тормозами. Передние диски у DS расположили необычно — вплотную к коробке передач, внутри кузова.Сзади у него остались барабаны. За двадцать лет производства с той же тормозной схемой разошлось около полутора миллионов DS: дисковые тормоза за эти годы стали по-настоящему рабочим решением для массового рынка.Почему сзади до сих пор бывают барабаныДиски победили не везде и не сразу. Барабанный тормоз проще и дешевле — деталей в нём меньше, и комплект обходится заметно дешевле дискового.Барабан к тому же сам служит стояночным тормозом, а для диска нужен отдельный механизм парковки, что усложняет и удорожает конструкцию задней оси.При торможении вес машины переносится вперёд, и передняя ось делает основную работу, поэтому именно туда производители ставят более эффективные и дорогие диски.Закрытая конструкция барабана лучше держит грязь и влагу, а хуже отводит тепло — для задней оси, где нагрев меньше, это не проблема. Поэтому у многих недорогих машин сзади до сих пор стоят барабаны.Что в итогеДисковый тормоз почти полвека ждал своего часа: от патента Ланчестера до гоночной трассы Ле-Мана прошло больше пятидесяти лет, и довести технологию помогла авиация.Дорогу диску открыла гоночная трасса, где обычные барабаны переставали держать скорость раньше, чем заканчивалась дистанция. А что стоит сзади у вашей машины — диски или барабаны?
Почему кардан назван в честь математика Кардано
Карданный вал носит имя Джероламо Кардано — итальянского врача и математика XVI века, который опубликовал решение кубических уравнений и написал первую книгу о вероятностях на примере игры в кости. Сам шарнир он не изобретал.В 1550 году Кардано описал подвес из колец, и его фамилия со временем перешла на деталь, которая крутит задний мост.Кто такой КарданоДжероламо Кардано жил с 1501 по 1576 год, лечил, преподавал и составлял гороскопы. В 1545 году он выпустил «Великое искусство» — книгу, где впервые напечатаны способы решать уравнения третьей и четвёртой степени.Формулу для кубических уравнений до сих пор называют его именем. Он же первым в Европе систематически работал с отрицательными числами. В 1570 году его арестовала инквизиция, в том числе за астрологические сочинения.Что Кардано описал на самом делеВ трактате «О тонкости вещей» 1550 года Кардано рассказал о подвесе из колец, которые вращаются на осях под прямым углом друг к другу. Пример он привёл такой: кресло императора Карла V было подвешено так, что седок оставался ровно при любой тряске.На том же принципе держат компас на корабле и гироскоп. Такой подвес в Европе стали называть карданным, а потом имя перешло и на шарнир с крестовиной, который работает похоже.Где кардан стоит в машинеНа заднеприводной машине мотор и коробка спереди, а ведущий мост сзади. Между ними под днищем идёт карданный вал.Мост качается на подвеске, угол между ним и коробкой всё время меняется, поэтому на концах вала стоят шарниры с крестовинами. Одной из первых машин, где вместо цепи поставили карданный вал, был Renault 1898 года.Одинарный кардан под углом вращает неровно: ведущий вал крутится равномерно, а ведомый дважды за оборот то ускоряется, то отстаёт. При угле 30 градусов разница доходит почти до 15 процентов. Поэтому шарниров на валу два, их ставят с одинаковыми углами, и второй гасит неравномерность первого.Почему у переднеприводных кардана нетУ переднеприводной машины мотор и коробка стоят рядом с ведущими колёсами, длинный вал не нужен. Главное другое: передние колёса ещё и поворачиваются, излом в шарнире получается большим и всё время меняется, и кардан на таком угле бы трясло.К колёсам момент идёт через ШРУСы — шарниры равных угловых скоростей. Внутри шарики бегают в канавках, и колесо крутится с той же скоростью, что и вал, даже при изломе до 45 градусов. Шариковый ШРУС придумал в 1926 году Альфред Цеппа, инженер Ford.Почему у «Нивы» и УАЗа кардан есть«Нива» и УАЗ полноприводные, у них ведущие мосты спереди и сзади. От раздаточной коробки к каждому мосту идёт свой карданный вал.У «Нивы» привод постоянный, между мостами работает дифференциал, который можно заблокировать рычагом. А к передним колёсам, которые поворачиваются, момент передают те же ШРУСы: на «Ниве» — в приводах колёс, на УАЗе — в поворотных кулаках переднего моста. Так что в этих машинах есть и то, и другое.Главный поворот: Кардано ничего не изобреталПодвес из колец придумали задолго до Кардано. В III веке до нашей эры греческий инженер Филон Византийский описал чернильницу, из которой чернила не проливаются, какой гранью её ни поверни.В Китае такой подвес знали не позже II века до нашей эры. Сам Кардано авторства не заявлял.Шарнир с крестовиной описал англичанин Роберт Гук. В книге о гелиоскопах 1676 года он первым назвал его универсальным шарниром, изучил, почему он вращает неровно, а позже предложил ставить два шарнира подряд.Поэтому в английском это шарнир Гука, а в русском — кардан, по имени человека, который описал совсем другое устройство.Что на самом деле крутит колёсаКардан хорошо работает там, где угол небольшой, а к поворотным колёсам момент передают только ШРУСы. Резиновый пыльник на ШРУСе держит смазку и не пускает внутрь грязь, поэтому порванный чехол лучше заменить сразу: изношенный шариковый шарнир обычно не чинят, а меняют целиком.Фото: Acroterion, Викисклад (CC BY-SA 4.0).