В обычном режиме работы у автомобиля температура тормозных механизмов редко, когда превышает 200 С. На гоночной трассе тормоза могут нагреваться до температур выше 500 С.
(среднестатистические данные, которые зависят от класса автомобиля и условий движения)
Так уже получилось в автопромышленности что воздушная система охлаждения уступила жидкостной в вопросе охлаждения двигателя. Высокая эффективность «водяного» охлаждения тут сыграла не последнюю роль.
Казалось бы, такой же процесс должен был произойти и с охлаждением тормозов? Тем более что речь тут шла о безопасности движения, что согласитесь имеет больше значение, чем возможность самого движения.
Но подобного преобразования в тормозной системе автомобиля не произошло. Точнее в массовом порядке жидкостное охлаждение тормозов не применялось, но были интересные конструкции.
Например, компания Brembo ставит на некоторые раллийные машины суппорты с жидкостным охлаждением.
Такие суппорта используют на этапах ралли по асфальту.
Условия движения по асфальту на гонках требуют безупречного вождения с минимальной коррекцией траектории движения. По сути получается, что на асфальтных этапах периоды «отдыха» тормозов сочетаются с резкими торможениями высокой интенсивности (с высоким тормозным моментом). Поэтому жидкостное охлаждение дает в этих условиях максимальный эффект – температура снижается на 80-100 градусов, что увеличивает тепловую эффективность на 45%, в сравнении с воздушными системами охлаждения.
Применением в спорте дело охлаждения жидкостью не было ограничено. По принципу жидкостного охлаждения была разработана и испытана концепция тормоза для грузовиков от профессора В. Селифонова и кандидата технических наук Н. Владимирова.
Известно, что чем больше масса машины с грузом, тем сложнее разработать для нее тормоза. Главная причина – большое количество тепла, которое надо рассеять, поэтому поверхность трения должна быть большой, но при этом помещаться в колесе. Тормозная поверхность дисковых тормозов всегда меньше барабанных аналогов. Условия работы так же принципиально разные. Большие температурные нагрузки вызывают деформацию и разрушение дисковых тормозных механизмов, в отличии от барабанных, и именно поэтому на грузовиках и автобусах редко, когда применяются дисковые тормоза.
Проблему адаптации дисковых тормозных механизмов к большегрузным машинам и автобусам попытались решить в Московской государственной академии автомобильного и тракторного машиностроения, на кафедре «Автомобили». Было найдено принципиально новое, нестандартное решение проблемы – дисковые тормоза с системой жидкостного охлаждения.
Суть конструкции в том, что фрикционный материал теперь находится не на колодке, а на диске. В колодке, сделанной из чугуна, выполнены каналы для жидкости, которые штуцерами соединены с системой охлаждения.
В обычном дисковом тормозе максимальная температура пары трения 600 – 800 С, а площадь соприкосновения деталей мала, поэтому требуются термостойкие и долговечные материалы.
У новой конструкции эта площадь больше, а температура не превышает 200-250 С. Требования к материалам снижаются, причем износ становится меньше.
Опытный образец прошел испытания в лаборатории академии и испытан на стенде НИИАТИ (Ярославль). Исследования подтвердили расчеты. Циклический режим торможений не вызвал каких-либо больших скачков температуры и подтвердил теорию.
Напоследок стоит еще упомянуть о патенте водяного охлаждения от Daimler.
Система работает как на нагрев, так и на охлаждение… шин автомобиля. Система состоит из воды в специальном резервуаре, датчиков, фиксирующих температуру резины, и трех форсунок. В зависимости от условий движения и прочих факторов распыление воды происходит как холодной, так и горячей водой (борьба с обледенением шин). Пополнение запаса воды возможно за счет сбора дождевой воды, попадающей на автомобиль.
Идея охлаждения распылением воды из форсунок, и использования воды из омывателя было так же и в патенте СССР.
Но на данный момент идея жидкостного охлаждения продвинулась не только на раллийных автомобилях, но и на спец. Транспорте, который, казалось бы, не отличается высокой скоростью передвижения.
Дисковые тормоза с функцией жидкостного охлаждения иногда используют сейчас на погрузчиках Yale с грузоподъемностью от 5 до 5.5 тонн.
P.S.: Установка системы жидкостного охлаждения тормозов на автомобиль может иметь еще ряд сопутствующих преимуществ на перспективу. В следующей статье я рассмотрю специфические, и возможно неожиданные варианты использования такого способа охлаждения на электромобилях и гибридах.
Комментарии (77)
melchermax
30.09.2018 15:11На самом деле, всё не так однозначно. Любое усложнение конструкции тормозного суппорта означает увеличение его веса и, соответственно, увеличивает неподрессоренные массы автомобиля. Это не так важно для грузовиков, но на легкоаых автомобилях ухудшает управляемость и комфорт. Общая масса автомобиля тоже увеличится, что опять же не способствует. Мне кажется, торможение генератором в рекуперативном цикле (эта фишка есть даже в моём дизельном Х1, про гибриды/электрокары и говорить нечего) — более логичное решение для облегчения теплового режима тормозной системы.
Th3CaT
01.10.2018 13:22Ваш х1 не «тормозит генератором». Он просто работает только на торможении, а на разгоне, так же как и компрессор кондиционера, отключается.
melchermax
01.10.2018 13:53Нет, именно что тормозит. Если просто убрать ногу с газа, автомат размыкает сцепление и авто идёт накатом, двигатель на холостых и с колёсами не связан. Только положишь ногу на педаль тормоза, автомат замыкает сцепление, и авто ощутимо так "упирается" с подъёмом оборотов двигателя.
lokkiuni
01.10.2018 14:26Это не генератором он тормозит, а двигателем.
melchermax
01.10.2018 18:19И тем, и другим. В документации указано, что при торможении испльзуется рекуперация энергии для заряда батареи, что как бы намекает. Учитывая, что на частые запуски двигателя при работе системы «старт-стоп» энергия батареи расходуется очень интенсивно, рекуперация экономит не только колодки, но и солярку.
NetBUG
01.10.2018 23:31Ёмкость батареи и мощность её зарядки мизерны, чтобы остановить машину весом под две тонны, это маркетинг. Скорее можно говорить о том, что при разгоне генератор отключается, что даёт пару лишних Н*м момента, когда они нужнее всего.
Th3CaT
01.10.2018 17:09Не сцепление размыкает, а выключает передачу.
melchermax
01.10.2018 18:26Не думаю. Отключить передачу затратнее и дольше, чем разомкнуть сцепление (в данном случае гидротрансформатор)
Th3CaT
01.10.2018 18:29Я очень рад, но гидротрансформатор не размыкается, нет такого понятия, у него есть лишь блокировка, которая увеличивает его КПД. Если разомкнуть фрикционы этой блокировки, то жидкость в ГДТ продолжит передавать момент на колеса. И потом, что значит дольше? Современная коробка может щелкать передачи примерно за 100 — 150 мс. Куда уж быстрее.
melchermax
01.10.2018 18:52Не совсем так. Когда включён режим движения вперёд (D) и нажат тормоз, то включена вторая передача и разомкнут гидротрансформатор. Гидротрансформатор — это такое продвинутое сцепление с изменяемым передаточным числом, по большому счёту. Фрикционы блоктровки замыкаются вообще только при достижении определённой скорости ии постоянной нагрузки на валах. Так вот, включение/выключение скоростей в автомате происходит только при разомкнутом гидротрансформаторе. А если нам его всё равно размыкать, зачем дополнительные затраты на включение/выключение передач?
MacIn
02.10.2018 00:28Так вот, включение/выключение скоростей в автомате происходит только при разомкнутом гидротрансформаторе. А если нам его всё равно размыкать, зачем дополнительные затраты на включение/выключение передач?
Мне кажется, вы не совсем верно понимаете, что такое «размыкание ГТ». Как верно указали выше, связь турбинного колеса с рабочим остается все равно, размыкай-не размыкай.
и нажат тормоз, то включена вторая передача и разомкнут гидротрансформатор
Ничего подобного. Просто колеса ГТ на малых оборотах проскальзывают друг относительно друга, нагреваясь при этом. Увеличьте оборты при нажатом тормозе и воткнутом драйве и услышите умирающую коробку передач.
Если просто убрать ногу с газа, автомат размыкает сцепление и авто идёт накатом, двигатель на холостых и с колёсами не связан.
Это зависит от конкретной коробки. У меня на старом ZFе никакого наката не было. Точнее, на четвертой передаче при отпускании газа эффект был слаб, но на второй или третьей торможение двигателем будь здоров.
Kazancev
30.09.2018 15:23>при чём износ становится меньше
Колодки теперь стоят настолько дорого, что выгоднее таскать на колёсах систему жидкостного охлаждения?
Теплоотдача при омывании детальки воздухом меньше чем при омывании водой из-за разной теплопроводности (в данном случае плотности среды, иначе говоря). Но минусов больше: жидкостное охлаждение сложнее реализовать (жидкость расширяется, возможен пробой резервуара), увеличивается количество отказов, увеличивается масса системы, увеличиваются общие расходы на эксплуатацию.
Если автор писал статью, оглядываясь на велики — так в них жидкость вместо тросов применяют в основном европейцы, японцы, и прочие приморские жители, т.к. тросовая система постоянно покрывается ржой на морском воздухе, и нет желания лишиться в один прекрасный момент тормозов и головы. На континенте всё проще, у нас тросики не ржавеют, поэтому лично я гоняю на вибрейках, т.к. дёшево, а разница с дисками не заметна.
GeorgKDeft Автор
30.09.2018 16:31Нет. Я писал статью с оглядкой на спортивные машины, где подобная система несмотря на возросший вес себя оправдала в 90-х.
В России насколько я знаю подобные самодельные системы так же ставили на гонках (там буквально из стандартных комплектующих собирали).
В следующей статье я раскрою более подробно причины «возрождения» данной системы охлаждения. На автомобилях с ДВС в легковом классе вполне могут работать и старые воздушные, хотя если учесть что с 90-х уже появились в широком доступе новые материалы (карбон, легкие сплавы для элементов подвески), то вполне можно устанавливать в качестве тюнинг-пакета, если ехать на гонки на выходные… так колодки, да и в целом тормозная система проживет дольше…
Думаю более спортивный тюнинг будет стоить дороже, да и в целом ездить в обычном режиме по городу с спортивной тормозной системой будет не очень удобно.amartology
01.10.2018 13:25Я писал статью с оглядкой на спортивные машины, где подобная система несмотря на возросший вес себя оправдала в 90-х.
В формуле-1 охлаждение воздушное.GeorgKDeft Автор
01.10.2018 19:10Вроде на Audi Quattro S1 (подготовленной для гонки PikesPeak в США) была такая система…
Хотя у автомобилей группы B тогда было столько дури, что я думаю если бы их не запретили, то охлаждать тормоза надо было бы чем то более «холодным».
foxdzr
30.09.2018 22:15+1ну как минимум разница гидравлики и тросовых тормозов в качестве модуляции тормозного усилия
Loki3000
01.10.2018 10:04Колодки теперь стоят настолько дорого, что выгоднее таскать на колёсах систему жидкостного охлаждения?
Колодки имеют свойство нагреваться. А при нагреве у них сильно падают фрикционные свойства. Если их хорошенько разогреть, то можно вообще без тормозов остаться — давишь на педаль, а машина даже не замедляется. Именно поэтому на затяжных спусках рекомендуют тормозить двигателем.bugdesigner
01.10.2018 10:50Если резко оттормрзиться со 100км/ч, особенно на тяжелом внедорлжнике, диски разогреваются до красна. После этого фрикционный на колодках материал начинает гореть и между диском и колодкой образуется прослойка газа, из-за которой тормрза и не работают. Для отвода этих газов на спортивных автомобилях применяют канавки в колодках и дисках, а также делают отверствия в дисках. Это помогает, но торможение всё же хуже. Диски также делают вентилируемыми для лучшего их охлаждения, но тем не менее при интенсивном использовании тормоза этого может оказаться недостаточно.
SergeyMax
01.10.2018 19:57Если резко оттормрзиться со 100км/ч, особенно на тяжелом внедорлжнике, диски разогреваются до красна
Даже близко красного цвета не будет, даже если с 250 оттормозиться, даже если три раза подряд с 250 оттормозиться.
lokkiuni
01.10.2018 11:38Значит, с нормальными дисковыми тормозами просто не ездили ;) Или покрышки 1.9 и меньше.
И да, даже ви-брейки с новыми троссиками и хорошими колодками большой площади ощутимо хуже тех же авидов 160мм даже в идеальных условиях — тепло, сухо и непыльно. С 180-203 роторами это вообще оущуается примерно как разница между u-brake на bmx и v-brake на горном — тормозов почти нет. Особенно это чувствуется на нормальной хотя бы кросс-кантрийной резине 2.2 и шире — ви-брейки даже переднее колесо заблокировать толком не могут, а уж держать его на грани блокировки — это вообще за гранью. Дисковая механика в этом плане получе, конечно, но тоже не фонтан и очень зависит от качества и чистоты троссиков. Я уж молчу, что ви-брейки перегреваются на ура, и в случае чего может рвануть колесо, на сколько понял — и чувствуется это уже после 20-30м перепада. В общем, спасибо, но нет. МБ в шоссе и туризме это отлично, но для горного велосипеда это вариант по принципу «дёшево и сердито» — из разряда эластомерной вилки.Vitalley
01.10.2018 15:22Может вы MTB с даунхилом попутали?
lokkiuni
01.10.2018 16:51Нет, не перепутал. Съезжание со склона это не мтб, как и катание по парковым дорожкам. Даже в 200м «горах» уже ви-брейки на каждом спуске просят пощады, даже при сбросе 20-30м высоты. Опять же, к слову, в даунхиле нагрузка меньше — там всё проходится на ходах без тормозов.
И покрышки уже 2.2 это не МТБ, и накачаные в дуб тоже. Потому что это банально медленно и жестко, если нет — то стоит пересесть на гибрид или шоссейник, он пободрее будет.
И да, я за больше 10 лет катания попробовал всё, кроме фрирайда, того, который 3м+ дропы ради дропов, хотя в начале были попытки, и последний год проникся КК (в Москве от езды вверх не особо каких-то ощущений, переехал в более богатый на рельеф регион — стало интересно).tuxx
01.10.2018 18:36даунхиле нагрузка меньше — там всё проходится на ходах без тормозов
Чтож тогда все на четырехпоршневые переходят, модуляцию ищут и стопкраны типа Hope боготворят? Даже шоссейники уже переходят на дисковые тормоза.lokkiuni
01.10.2018 18:50Вообще от этапа зависит, и очень часто там 2х-поршневые. Более того, в том же эндуро тоже уже массово 4-поршневые. Да и хоупы или что-то ещё — за такой вопрос можно оскорбление чувства верующих схлопотать)
Ещё раз, моя мысль, плохо её выразил — в дх торможения резкие и короткие, т.к. не надо в 0 оттормаживаться. Но даже в КК нынче трассы не сильно проще, и тормозить надо больше, т.к. подвеской всё не съешь и пролететь не пролетишь, про эндуро тем более молчу. Да и геометрия у современных велосипедов такая, что кантрийник едет вниз примерно как среднеход года так 2005, не уступая хардтейлу вверх. Так что идёт потихоньку унификация линейки — тормоза стали лёгкими и эффективными, поэтому подходят для всех. И мысль скорее не «в дх тормоза не нужны», а «тормоза нужны всем».
Да и в целом — это всё вопрос личных предпочтений, кому-то и демпфер компрессии из вилки удалить — выигрышь в весе)
NickyX3
02.10.2018 17:46Вы точно на нормальных v-brake похоже не ездили.
Magura HS33 тормозит всегда лучше. Только пачкается, а это минус конечноlokkiuni
02.10.2018 18:00Были. Только это немного не ви-брейки, и проблема отсутствия модуляции у них тоже есть. Но пробивку делать удобно, да ;)
И, повторюсь, дажа на небольших спусках они очень на ура разогреавются, резина начинает плыть, давление в покрышках повышаться и т.п. — гидравлика вместо троссика эту проблему не решает. Зато чистые обода после первого же спуска)))
А, ещё небольшой камешек или песчинка в колодке — и проточка в ободе, тоже не слишком приятное явление.
В общем, HS-33 это из разряда что бы не делать, лишь бы нормальные тормоза не ставить.
Igor_O
30.09.2018 17:26как на нагрев, так и на охлаждение… шин автомобиля.
Ээээ… Во-первых, какую пользу дают мокрые шины на сухом асфальте?
Во-вторых, нагреть колеса движущегося автомобиля поливая их водой — невозможно. Теплоемкость воды — 4 с мелочью кДж/кг*К. Теплота испарения — 2.2 МДж/кг.
Помните знаменитое видео с подбрасыванием в воздух кипящей воды на морозе? Подогретая вода просто быстрее испарится и быстрее снизит температуру колеса при попытке колесо таким методом нагреть.
Если мы будем поливать на колесо воду с температурой 90C при температуре за бортом -40C мы на каждый кг воды подадим на колесо в идеале около 540 кДж энергии на каждый кг вылитой воды. При этом испарение этой воды заберет у колеса 2200 кДж энергии на каждый кг воды. Почти ровно в пять раз больше.GeorgKDeft Автор
30.09.2018 19:26я думаю немцы планировали просто прогреть поверхность, попутно сбив струей налипший снег и грязь при начале движения… уже при наборе минимальной скорости все что налипло на шины отлетело бы мгновенно, но в начале трогания с места если есть налет из снега и льда колеса проскальзывают немного (это я из опыта вождения ледозаливочной машиной знаю… и там тоже есть система мойки колес горячей водой. Такая система правда там нужна в основном для смывки налипшей грязи и снега перед заездом на чистый лед, но и от проскальзывания на дороге я думаю спасает то же).
AlexTOPMAN
30.09.2018 20:27Что-то мне подсказывает, что общая надёжность и вес необходимой воды (даже для одного раллийного заезда) вместе со всей инженерной системой её хранения и транспорта, для регулярного применения вероятнее всего «убьёт» значительную часть от эффекта (если не весь), предоставляемого таким водяным охлаждением.
Igor_O
30.09.2018 23:04И откуда при «прогреве поверхности» возьмутся недостающие для обеспечения незамораживания поверхности 1700 кДж на кг?
Если бы там был перегретый пар, то было бы что пообсуждать, а с водой — вариантов нет. Сколько воды не вылей (в разумных пределах), независимо от температуры, поверхность колеса будет охлаждаться.
Ну и да, мойка колес в заявке на патент, кажется, не обсуждалась. Только охлаждение и обогрев.
но и от проскальзывания на дороге я думаю спасает то же
Просто «нет». Для максимизации сцепления со снегом, все ламели и канавки в резине должны быть заполнены снегом. Снег о снег — есть сцепление. Снег о резину — примерно нет. Сцепление со льдом — или шипы, или налипшие на резину песчинки. Производители рассказывают про ламели и углы на них, но эти углы стираются при первом же попадании на асфальт…GeorgKDeft Автор
01.10.2018 12:34Вы конечно можете не верить, но в определенных условиях работы на катке шины ледозаливочной машины очень хорошо прилипали к поверхности после мойки горячей водой (хотя возможно и холодная дала бы такой же эффект, просто смывать налипший снег удобнее горячей)… кстати прилипали не только шины, но и сапоги (причем чем тоньше подошва обуви, тем лучше липнет).
Igor_O
01.10.2018 13:16Вы конечно можете не верить
Почему вдруг не верить? В определенных условиях лед ко льду очень хорошо липнет. Тут только нужно, чтобы правильно совпала температура поверхности льда, температура шин/сапогов, количество воды, вылитой на шины или прилипшей на сапоги. Напомню, я же чуть выше писал про сцепление снега со снегом. Лед со льдом — более сложный процесс, но тоже может случиться.
В любом случае, это не отменяет факта, что полив колес автомобиля на дороге — занятие странное и не очень полезное.GeorgKDeft Автор
02.10.2018 13:10Возможно в чем то вы и правы… просто сомневаюсь что концерн Daimler стал бы патентовать откровенную чушь.
А насчет горячей воды я думаю есть еще одно возможное применение. Разогрев шин перед Драгом. По идее выглядеть будет эффектно — много не едкого дыма(пара), и шины разогреты перед стартом.
Igor_O
02.10.2018 15:28Еще раз скажу. Независимо от начальной температуры, наших желаний, и т.п. при нормальном атмосферном давлении теплота испарения 1 кг воды — около 2.2 МДж. Разница между поливанием водой с температурой 1 градус и водой с температурой 99 градусов — около 400 кДж. В 5.5 раз меньше, чем теплота испарения. Если мы при «прогреве шин» испарили 1 кг воды, мы отвели от шин от 2.2 до 2.6 МДж.
Т.е. нагрев получить можно только налив много горячей воды, но не дав ей испариться. Но чем выше температура воды, тем больше успеет испариться… В общем, сложно там все.GeorgKDeft Автор
02.10.2018 15:30т.е. если лить кипяток как из шланга на вращающейся колесо, которое будет отбрасывать эту воду, то шина все равно останется холодной?
Igor_O
02.10.2018 17:00Нужно тщательно и мучительно считать, сколько воды льется из шланга, сколько воды успеет слететь, сколько успеет испариться, сколько тепла успеет отдать вода колесу до того, как с него отлетит. Просто так сказать, что всегда колесо нагреется или всегда колесо охладится — не получится.
Moog_Prodigy
01.10.2018 19:49Тут пришла в голову идея… Что, если для зимних заездов не всякие форсунки с кипятком или перегретым паром, а песочницы, как на паровозах? Понятно, что не очень просто, но реально. Для разовых заездов может зайти. При торможении просто пускаем песок под колеса и всё + дозатор.
Igor_O
01.10.2018 21:34Идея интересная, но может не сработать… Там нужно не просто, чтобы песчинки под колесом были, а чтобы эти песчинки или с колесом, или со льдом, зацепились. Просто песок под колесами — очень часто очень скользко. Именно по этому, во времена, когда дороги зимой еще посыпали песком, обязательно была смесь песка и немного соли, чтобы песчинки вмерзали в дорогу.
При этом, современные шипы — стабильнее с точки зрения сцепных свойств на льду и, в большинстве ситуаций, дают лучшее сцепление. А уж ежики на гоночных шинах — там никакой песок такое сцепление не даст.
GeorgKDeft Автор
01.10.2018 22:17у меня эта идея частично сработала на Замбони… просто как то бак для снега не плотно закрыт был, и стружка снежная сыпалась впереди перед колесами))… сцепление было хорошим, но у Замбони скорость небольшая, поэтому насчет автомобилей с распылением песка сомневаюсь… много песка надо будет.
rPman
30.09.2018 19:21Тормозить рекруперацией не модно что ли и даже не рассматривается?
Понятно что речь должна идти о гибридах или чистых электромобилях, но согласитесь, глупо выкидывать драгоценную энергию в тепло и на ветер.GeorgKDeft Автор
30.09.2018 19:28Торможение рекуперацией не всегда возможно даже на существующих автомобилях… если бы было так просто то в автомобиле бы из классических тормозов остался бы только ручник ))
rPman
30.09.2018 20:31Это как? какие принципиальные преграды этому?
Классические тормоза остаются исключительно из-за их простоты и надежности, но никак не эффективности. Но если перебороть этот блок в головах, как это сделали с гидроусилителями руля и тормозов в большегрузых автомобилях и не только,… то все встанет на свои места.esc
30.09.2018 23:45Во-первых, очень высокая нагрузка на привода. И риск остаться без основных тормозов в случае их поломки.
Во-вторых, рекуперативные тормоза годятся только для небольших тормозных усилий. Для экстренного торможения нужно будет использовать режим электромагнитного тормоза, при чем с очень большой мощностью.
Рекуперация это хорошо, но только в дополнение к обычным колесным тормозам.fpir
01.10.2018 11:46Поискал минут 10, но увы, пруфов не дам.
Когда готовились ставить очередной рекорд скорости на соляном озере на автомобиле с двигателем от истребителя, столкнулись с проблемой торможения на скорости 1000 км/ч. Бла-бла-бла, колодки сгорают не оказав существенного влияние на скорость, воздушный тормоз на каком-то этапе не эффективен. Поставили систему электрических тормозов. Составной алюминиевый диск к которому механически прижимаются постоянные магниты. Бинго. То, что в механике выделяется теплом-выделяется вихревыми токами, которые стекают на баласт и там рассеиваются теплом. Побочным продуктом оказалась АБС. Система была использована непосредственно для заездов и показала себя настолько хорошо, что конструкторы обращали на её внимание всех, кто соглашался слушать.esc
01.10.2018 12:57+1Оставлю пока за скобками вопрос сравнения прототипов для рекордов скорости и реальные машины, которые должны ездить по дорогам.
Очень уж интересно почитать, зачем нужно прижимать магниты к алюминиевому диску.fpir
01.10.2018 13:28Эм? Что-бы создать эдс направленную против направления вращения и тем самым замедлить вращение.
esc
01.10.2018 13:33Тоже интересно почитать, как можно создать эдс прижимая магниты к алюминиевому диску. Поищите пожалуйста ссылку, это реально прорыв какой-то.
fpir
01.10.2018 13:39Если Вас интересует только принцип -ищется за минуту. А вот тот фильм про автомобиль-ищу, но пока безуспешно.
esc
01.10.2018 13:47Почитаю об этом больше. Но в любом случае, остается открытыми два вопроса:
1. На сколько точно можно дозировать тормозное усилие. Это именно вопрос, а не проблема, может быть и просто.
2. Сколько будет весить система, которая создаст замедление той же мощности, которое создают обычные колодки в пиковых режимах.
Со вторым вопросом, полагаю, как раз могут возникнуть сложности. С 1000км вполне могли обходиться и слабым, но длительным усилием (соляное озеро же, место есть), на дорогах это не прокатит.
И разместить иначе как в колесах тормоза тоже не выйдет из соображений безопасности.fpir
01.10.2018 13:561. дозировать усилия несложно-усилие обратно пропорционально квадрату расстояния, причём магнит не может коснуться диска, пока диск не остановится, т.е. ABS уже встроена.
2. На прототипе весила не много. Очевидно, что требовалась не очень эффективная система, на последнем этапе использовался парашют. Но прототип показал, что принцип рабочий, и как минимум, мог-бы использоваться в качестве горного тормоза для грузовиков. Но почему, даже слышали об этом очень немногие. Не хотелось-бы выступать сторонником теории заговора, но..)esc
01.10.2018 14:10Электромагнитные тормоза устанавливаются на многих грузовиках и микроавтобусах. Например, есть версии sprinter c такими тормозами (в Германии их используют как скорые для сложной местности).
Но это именно дополнительный механизм, чтобы при длительном, но не очень интенсивном торможении не перегревать колодки (при спуске с горы).
Устанавливается он не на колесах и об использовании его в качестве основного речи не идет. Весит прилично (достаточно, чтобы не думать об установке в колеса).fpir
01.10.2018 14:53Так и не нашёл тот фильм, вроде был от discоvery. Вообще, очень мало информации про такие тормоза в интернете. Хотя они довольно обширно применяются в технике под именем Eddy current brake, описываются весьма слабо. В статьях пишут, что их вытесняют рекупирационные тормоза и «The drawbacks of eddy current brakes are more to do with how little experience we have of using them in real-world settings.» Так-же существуют несколько патентов, и касательно легковых автомобилей тоже. Возможно поэтому, широкое их производство… развёрнуто в Китае. Кст, про вес: готовый серийный горный тормоз на автомобиль массой 5-7 тон и тормозным усилием в 600 Н*м весит 35кг.
esc
01.10.2018 15:11www.hwag.com/data/2015/Prospekt_Telma_AF_30-35.pdf
Вот такое применяется в Спринтере. Пиковая мощность у них в районе 240лс. При массе 60кг. Для сравнения, у современных тормозов пиковая мощность 1200лс. И они в колесах сразу, мало какие привода на легковушке выдержат 1200сил.
То, что рекуперативные тормоза такие системы вытесняют это вполне логично. Если есть куда запасать и использовать энергию, то это лучше и делать.
Но у таких систем эффективность ограничена несколькими режимами работы. Заменить обычные тормоза совсем они не могут.
lokkiuni
01.10.2018 13:48А асинхронный двигатель вас не удивляет?) Вихревые токи наводятся, только вместо вращения поля изменением тока вращается магнит (или болванка).
lain8dono
30.09.2018 20:17В автомобиле с ДВС это не имеет смысла. Электромоторы дороги и имеют большой вес в сравнении с классическими тормозами. Ещё и энергию некуда девать кроме как в тепло. И самое весёлое, что эта система будет дублироваться механическими тормозами из соображений безопасности.
engidleer
01.10.2018 18:55Рекуперация часто невозможна даже на электромобилях — например, когда батарея полностью заряжена. По статистике за счет рекуперации на автомобилях из-за кучи нюансов удается возвращать всего лишь 10% энергии. Поэтому необходимо будет как минимум ставить резисторы и все так же сбрасывать энергию на обогрев воздуха.
ToSHiC
30.09.2018 22:53Поливать покрышки водой — стрёмная затея, они же очень скользкими станут сразу. Не далее, как сегодня катался на Moscow raceway — если заехать на астротёрф после первого поворота, то следующий двойной левый очень тяжело ехать, т.к. колёса начинают сильно скользить.
В целом, если говорить именно про кольцо, то вот типичная картина у кузовных авто:
И основной путь борьбы с выделением большого количества тепла это использование высокотемпературных компонентов. А именно: толстые вентилируемые диски, причём двухсоставные, с плавающим ротором, чтобы избежать микротрещин в районе крепления ротора, гоночная тормозная жидкость с температурой кипения в 300+ градусов цельсия (у обычной dot4 — 230 градусов), высокотемпературные колодки (на этой фотке, судя по всему, стоят Endless CCRG), иногда — использование частиц меди в колодках, которые эффективно уносят тепло при торможении, и делают эффект бенгальских огней :) Ну и охлаждение роторов, на фото — оранжевая труба слева от тормозного диска. В неё подаётся воздух примерно из того места, где обычно противотуманки, а труба этот воздух подаёт в примерно центр ротора. Ротор вентилируемый, т.е. состоит из двух рабочих полотен, между которыми радиальные перемычки. При вращении перемычки работают как лопасти вентилятора, прокачивая прохладный воздух от центра ротора к краю.
В особых случаях, как например в формуле 1, есть существенные ограничения на диаметр тормозного диска — он, вместе с суппортом, должен помещаться в колёсный диск диаметром 13" (дада, диаметр как на жигулях!). Чтобы всё это работало, диск и колодки приходится делать из карбона.amartology
01.10.2018 14:13(дада, диаметр как на жигулях!)
еще два года буквально осталось потерпеть производителям тормозов для формулы-1
GeorgKDeft Автор
01.10.2018 19:05«Поливать покрышки водой — стрёмная затея, они же очень скользкими станут сразу.»… я тут как то подумал сразу о дрифте…
Мне то на льду легко дрифтовать было Zamboni (там даже была в этом иногда необходимость, так как без этого маневра «газ в пол — тормоз — резкий поворот» машина тупо не входила на нужный радиус полосы… ну иногда так же это меня спасало от удара по борту (так за всю карьеру не разбил не одного борта в хлам, хотя ездил очень не медленно).
SergeyMax
01.10.2018 20:05иногда — использование частиц меди в колодках
Медную (или скорее латунную) стружку добавляют в совершенно обычные гражданского типа колодки.
unabl4
01.10.2018 19:47Если смотреть на чисто спортивные легковые автомобили, то, по-моему, лучше обойтись карбоно-керамикой, а не заниматься overengineering-ом.
Допускаю, что охлаждение тормозной системы может быть более чем оправдано для грузовых транспортных средств, работающих в жёстких условиях эксплуатации (и приток воздуха может быть банально недостаточным).Igor_O
01.10.2018 22:39и приток воздуха может быть банально недостаточным
Зато недостаточный приток воздуха — идеальный вариант для торможения двигателем. Хотя, конечно, лучше работает вариант с притоком воздуха: двигатель или специальная шняга в КПП становятся компрессором, который просто выбрасывает сжатый воздух в атмосферу. Дешево, сердито, и при правильном выборе передачи хватает, чтобы не дать разогнаться 60 тоннам под горку. А еще, при наличии большого желания и бюджета, можно накачивать воздух в специальный баллон, которым потом раскручивать двигатель на разгоне. Это, кстати, в среднем эффективнее заряда аккумуляторов рекуперацией. Но на данный момент все еще слишком дорого и сложно, чтобы окупалось за срок службы двигателя.
cgnrat
01.10.2018 21:15Можно узнать в каких раллийных классах разрешено применение жидкостного охлаждения тормозов?
На омологированных классах (т.е. в подавляющем большинстве случаев) это едва ли возможно. Про wrc тоже не слышал. Вопрос про относительно новый класс прототипов, но тоже есть сомнения.
Можно пруфлинк так сказать?GeorgKDeft Автор
01.10.2018 22:27Учитывая как прописывают правила в официальных гонках сейчас, я думаю разрешения не дадут даже если это не будет противоречить правилам.
Я имел ввиду это как вариант для неофициальных гонок… сейчас уже не 80-е, когда существовал класс В, позволяющий практически все что только можно придумать.cgnrat
01.10.2018 22:53Ну про «неофициальные гонки» в отношении ралли можно говорить очень ограниченно — в смысле их почти не существует, а те, что существуют находятся не в тех бюджетных рамках, чтобы использовать такие технологические хитрости.
В общем я к тому, что нету такого нигде. :)GeorgKDeft Автор
02.10.2018 00:14Вообще меня тема жидкостного охлаждения заинтересовала после прочтения такого сообщения на форуме — «У нас супра в городе ездит, у неё сколхоженна водяная система охлаждения суппортов, представляет она из себя расплющенные медные трубки, припаенные к супортам, циркуляция за счет электро помпы, в роли радиатора, два радиотора печки 2109, расширительный бачок от е28/е30, но заправляет он эту систему какой то хренью с ооо „Азот“, поскольку такой нагрев заставляет испарится любой антифриз, посмотрим что с ним зимой будет»… так что по слухам получается как минимум один «гонщик» использует ))
cgnrat
02.10.2018 00:21Если супра ездит в городе, то к гонкам она уже отношения не имеет. :)
Просто имею некоторое отношение к автоспорту и немного резануло упоминание подобной технологии в ралли.
Супра же скорее всего городской проект, никаких объективных спортивных целей не преследующий — хобби так сказать. В этом сегменте встречается относительно много странных и иногда интересных решений, но занимаются ими не из-за эффективности решений, а от естественной тяги человека к творчеству. :)
Весь официальный автоспорт (а неофициальный очень мал) сильно зарегламентирован, но допускаю, что могу чего-то не знать.
А есть ссылка на жидкостный брембовский комплект на офф сайте?GeorgKDeft Автор
02.10.2018 12:51www.brembo.com/ru/company/news/rally ссылка за 2016 год
cgnrat
02.10.2018 13:31Спасибо за ссылку, любопытно.
Дальнейшее изучение вопроса выявило следующую информацию:
The idea of a liquid cooling system was discarded after a careful analysis of the pros and cons: the option would have added extra weight to the calipers and additional components and, above all, could be unsafe if the pump were to break.
Источник за 2018й год.
Т.е. отказались от этой идеи ввиду увеличения веса и снижения надежности.GeorgKDeft Автор
02.10.2018 15:38в той же ссылке, если переводчик правильно перевел есть это — «Идея системы жидкостного охлаждения была отброшена после тщательного анализа плюсов и минусов: этот вариант добавил бы дополнительный вес к суппортам и дополнительным компонентам и, прежде всего, мог бы быть небезопасным, если бы насос порвал. !!!
Честно говоря вот тут не понял совсем… шланг порвался это беда, утечка жидкости в магистрали то же… но вышедший из строя насос? что мешает им как нормальным людям повысить надежность системы дублированием? Вообщем как и подозревал до этого, наверно очередной „договорняк“, как с рядом технологий 90-х раньше было… дали обкатать систему пару сезонов — потом отмазка в стиле „цифр мы вам не скажем, но в целом все очень плохо“, и слив технологии. Такой же процесс был с давлением наддува, граунд-эффектом, шестиколесными F1 и т.д.cgnrat
02.10.2018 16:14Думаю вы ошибаетесь.
В ралли не повышают надежность дублированием. В ралли-рейдах бывает, но не в классическом ралли. Задачи другие.
Я думаю это просто баланс рисков и выгод. Преимущества жидкостного охлаждения не так велики, как риски от ряда дополнительных точек отказа в высоконагруженном элементе.
Обсуждать теории заговоров можно, но у меня лично нет для этого достаточных оснований, которые выглядели бы убедительно.GeorgKDeft Автор
02.10.2018 17:24«Я думаю это просто баланс рисков и выгод. Преимущества жидкостного охлаждения не так велики, как риски от ряда дополнительных точек отказа в высоконагруженном элементе.» — я не имею ввиду теорию заговоров, а сам факт повторного использования этой же системы спустя столько лет (ну если тогда это было очевидно всем, что изменилось за это время? По логике получается что она наоборот надежнее стала бы из за возможности применения новых материалов и более совершенной электроники).
Тут как с активными антикрыльями история — чем лучше материалы и электроника, тем лучше работает (кстати на ралли до сих пор, насколько я знаю «активную аэродинамику» не используют, в отличии уже даже от серийных спорткаров).
Просто есть регламент, который подгоняют под всех, чтобы команды не шли в «разнос» имея массу возможностей для бесконтрольного увеличения характеристик машин. Это не заговор, а логика спорта в какой то мере. Кому будет интересно смотреть гонку где пилот будет выигрывать за счет подавляющего преимущества его машины? Поэтому и меняют правила часто, чтобы команды не успевали его сильно обойти.
В итоге имеем спортивные технологии в гражданском исполнении более «развитые», чем в спорте сейчас…
AndrewRo
01.10.2018 23:06Суть конструкции в том, что фрикционный материал теперь находится не на колодке, а на диске
Я думал, он и там, и там находится.
Garrett
Насколько я понимаю, плюсом жидкостного охлаждения так же является увеличение теплоёмкости что позволяет более уравновешенный цикл охлаждения и нагрева, то есть система которая охлаждает жидкость может равномернее работать чем в сравнении с воздушной где при пиковой тормозной нагрузке нужно прикладывать максимальную нагрузку на систему охлаждения (если она активная) ну или из-за малой теплоёмкости период пиковой тормозной нагрузки сильно ограничен.
p.s. Можно даже наверное сравнить с жидкостным охлаждением процессоров, радиатор всё-равно нужно выбирать из расчётов на TDP, но можно сделать скидку если работа процессора не постоянно пиковая, а в основном периодически