Технология тормозов прошла долгий путь с тех пор, как первые автомобильные инженеры обернули кожаный ремень вокруг стального барабана и затянули его, чтобы замедлить автомобиль. Спустя столетие у нас есть тормозные колодки из спеченной бронзы, жидкость из жидкого силикона и роторы из всего, от чугуна до синтетического алмаза. Где-то посередине находятся алюминиевые роторы, которые лучше, чем железные роторы во всех, кроме одной, несколько важной области.
Содержание
Основы торможения
Дисковые тормоза работают путем преобразования кинетической энергии – движения – в тепловую энергию. Они делают это, сжимая вращающийся металлический тормозной диск между парой неподвижных фрикционных колодок. Но эта тепловая энергия не просто уходит – она впитывается в ротор и соседние компоненты и в конечном итоге рассеивается в воздушном потоке. Быстрое рассеивание является обязательным, поскольку тормоза могут легко взлететь до 1000 с лишним градусов по Фаренгейту в уличных приложениях и вдвое больше, чем в гоночных приложениях.
Вес неподрессоренной
Алюминий имеет несколько вещей, но особенно вес. Алюминий весит около трети того, что делает чугун, что особенно полезно, когда вы смотрите на неподрессоренный вес. «Подрессоренный вес» относится к собственному весу, сидящему прямо на шинах, в отличие от веса, не контролируемого подвеской. Более низкий неподрессоренный вес означает меньшую нагрузку на пружины и амортизаторы; меньшая нагрузка на подвеску означает, что вы можете использовать более мягкие пружины и амортизаторы, что, в свою очередь, означает, что вам не нужно жертвовать комфортом при езде для достижения мастерства.
Вращательная инерция
Есть и другая сторона важности тормозного ротора с точки зрения веса, и эта часть связана с инерцией вращения. Ротор тормоза действует как маховик, накапливая механическую энергию. Маховик всегда старается поддерживать скорость, сопротивляясь как ускорению, так и замедлению. Более легкие алюминиевые роторы уменьшают этот эффект маховика, который помогает повысить производительность как с точки зрения ускорения, так и торможения. Вращающийся ротор также действует как гироскопический стабилизатор, а это означает, что более тяжелый железный усилитель увеличит усилие рулевого управления при ослаблении обратной связи рулевого управления. Более легкий алюминиевый ротор уменьшает усилие при одновременном повышении обратной связи и точности рулевого управления.
Рассеивание тепла
Тепловыделение и электропроводность являются очень тесно связанными понятиями, достаточно того, что они почти взаимозаменяемы в инженерном плане. Серебро – один из лучших электрических и тепловых проводников, известных человеку, за которым следуют медь, золото и алюминий. Теплопроводность чугуна сравнительно мрачна; примерно в 3,5 раза ниже, чем у алюминия. Это означает, что железо медленнее впитывает тепло и дольше висит на нем, что позволяет теплу переноситься в тормозные колодки и тормозную жидкость вместо того, чтобы излучаться в воздух, где оно находится.
Эффективность торможения
Алюминий и чугун работают одинаково с точки зрения коэффициента трения или способности захватывать и удерживать тормозные колодки. В зависимости от используемого сплава алюминий может легко превзойти коэффициент трения в стали, особенно в сочетании с другими металлами, специально разработанными для повышения этого коэффициента. Чугун также может содержать легирующие элементы, так что эта часть в значительной степени моется. Но сниженная инерция алюминия помогает ему выиграть с точки зрения производительности, поскольку чистый эффект является положительным с точки зрения производительности.
Тепло и долговечность
Вы можете быть удивлены, почему, если алюминий так прекрасен, мы используем что-то кроме переработанных банок для тормозных роторов. Дело в том, что алюминий возвращается в жидкое состояние при температуре около 660 градусов по Фаренгейту, что значительно ниже температур, возникающих во время активного вождения. Исторически сложилось так, что дебаты по алюминию и железу носили довольно академический характер, поскольку даже низкосортный чугун может выдержать более 2100 градусов. Стальные роторы могут выдерживать даже более высокие температуры – до 3000 градусов, в зависимости от сплава. Это само по себе делает более дешевыми, но менее идеальными чугунные роторы, предпочтительными для большинства применений или тяжелых автомобилей.
Решения и разработки
Производители работали над тем, чтобы заставить алюминий работать, настраивая сплавы и соединяя алюминиевые сердечники со стальными внешними дисками, пытаясь удержать роторы вместе. Были достигнуты некоторые существенные улучшения в области тормозов, благодаря которым они стали универсально работоспособными для применений, не связанных с мотоциклами, но другие материалы также завоевывают популярность. Углерод-керамические и углерод-углеродные тормозные роторы обеспечивают экономию веса и преимущества алюминия, но могут выдерживать более высокие температуры, чем сталь. Разумеется, эти материалы также стоят в 10 раз дороже, поэтому алюминий может иметь серьезное будущее в автомобильной промышленности и в тяжелой технике.
Написать комментарий