Из каких элементов состоят гидравлические тормоза?

Гидравлические тормоза позволяют нам ездить быстрее и останавливаться эффективнее. Так что же такого в гидравлических тормозах, которые делают их предпочтительными для профессионалов и гонщиков?

Принцип, лежащий в основе любой гидравлической системы, прост: силы, приложенные в одной точке, передаются в другую точку посредством несжимаемой жидкости. В тормозах мы называем эту жидкость тормозной.

В гидравлике, начальное усилие, которое прикладывается, чтобы управлять системой тормозов, умножается в процессе. При этом уровень усиления можно вычислить, сравнив размеры поршней на обоих концах. Например, в тормозных системах поршень, приводящий жидкость в движение, меньше, чем поршни, приводящие в действие тормозные колодки, поэтому сила тормозов увеличивается, помогая вам тормозить более эффективно.

Еще одна удобная характеристика гидравлики состоит в том, что трубы, содержащие жидкость, могут иметь любой размер, длину или форму, позволяя подводить трубопроводы практически в любом месте. Они также могут быть разделены, чтобы один главный цилиндр мог работать с двумя или более рабочими цилиндрами, если это необходимо.

Компоненты гидравлических тормозов

Теперь, когда мы понимаем, как работает гидравлика, можно рассмотреть различные части, из которых состоит гидравлический тормоз. Вся система может быть разбита на следующие части:

• Главный цилиндр (рычаг).
• Рабочий цилиндр (суппорт).
• Подушечки.

Главный цилиндр

Главный цилиндр, установленный на руле, имеет тормозной рычаг, и вместе они создают усилие на входе, необходимое для выталкивания гидравлической тормозной жидкости в рабочий цилиндр (или суппорт) и приводят к тому, что тормозные колодки зажимают ротор.

Ход рычага можно разделить на 3 категории:

1. Мертвый ход - это начальная часть хода рычага, когда первичное уплотнение выталкивает жидкость к бачку, прежде чем оно продолжит проталкивать жидкость в суппорт через тормозные магистрали.
2. Ход зазора колодки - это часть между суппортом, начинающим выталкивать поршни из их корпусов, и прокладками, контактирующими с диском (поскольку мертвое пространство между колодками и ротором занято).
3. Контакт и модуляция - колодки теперь зажимают ротор, и при дальнейшем нажатии на рычаг генерируется дополнительная тормозная мощность. Модуляция контролируется водителем и не обязательно является характеристикой тормозной системы, однако некоторые тормоза могут позволить водителю лучше модулировать или контролировать тормозные силы, чем другие.

Системы главных цилиндров можно разделить на две группы - открытые и закрытые.

Открытая система включает в себя резервуар и емкость, которые позволяют автоматически добавлять или удалять жидкость из тормозной системы во время использования. Резервуары нужны для переполненной жидкости, которая расширилась из-за тепла, выделяемого при торможении. При этом емкость обладает способностью расширяться и сжиматься, поэтому при расширении жидкости емкость будет компенсировать без каких-либо отрицательных воздействий на «ощущение» тормоза. Резервуары также обеспечивают дополнительную жидкость, необходимую, когда прокладки начинают изнашиваться, что приводит к необходимости того, чтобы поршни продолжают выступать, чтобы компенсировать уменьшенный материал прокладки.

Также закрытая система использует резервуар с тормозной жидкостью, однако отсутствие внутренней камеры для компенсации расширения тормозной жидкости, и для компенсации износа колодок означает, что любые корректировки уровней тормозной жидкости в рабочей системе должны быть сделаны вручную.

Тормозные линии

Гидравлические тормозные магистрали или шланги играют важную роль в соединении двух основных рабочих частей тормоза, то есть главного цилиндра и рабочего цилиндра. Мы уже упоминали, что гидравлические системы могут быть очень универсальными в том смысле, что их линии или шланги можно прокладывать практически в любом месте, поэтому давайте рассмотрим подробнее.

Конструкция шланга

Гидравлические шланги имеют многослойную конструкцию и обычно состоят из 3 слоев:

1. Внутренняя труба - этот слой трубы предназначен для удержания жидкости. Тефлон обычно является предпочтительным материалом, так как он не реагирует и не разъедает тормозную жидкость.
2. Арамидный (кевларовый) слой - обеспечивает прочность и структуру шланга. Этот тканый слой является гибким и эффективно справляется с высокими давлениями гидравлической системы, так что он не должен расширяться. Кевлар также очень легок, что желательно для любого компонента цикла, а также его можно легко разрезать и собирать с использованием стандартных фитингов для шлангов.
3. Внешний корпус - служит защитным слоем как для кевларового слоя, так и для рамы велосипеда, чтобы уменьшить ссадины.

Конструкция гидравлической магистрали

1. Слои, из которых состоит средняя гидравлическая тормозная магистраль.
2. Стальные плетеные тормозные магистрали.
3. Стальные оплетенные шланги могут обеспечить некоторые преимущества по сравнению со стандартными гидравлическими шлангами.

Такое устройство является преимуществом, потому что, когда нажимается тормозной рычаг, мы хотим, чтобы вся сила, которую мы прикладываем, передавалась на суппорт, чтобы вызвать торможение. При этом любое расширение гидравлической линии из-за давления внутри будет означать, что часть этого давления не будет перенесена на суппорт. Это будет напрасной тратой усилий и потребует от рычага дополнительного ввода рычага для компенсации.

Тормозная жидкость

В гидравлических тормозных системах обычно используется один из двух типов тормозной жидкости - жидкость DOT или минеральное масло. Учтите, что эти две жидкости никогда не следует смешивать. Они состоят из совершенно разных химикатов, а уплотнения в тормозной системе подходят для любой жидкости, а не для обеих; поэтому смешивание или замена одной жидкости на другую может привести к коррозии внутренних частей вашего тормоза.

С другой стороны, смешивание жидкости из того же семейства разрешено, но не рекомендуется. Например, вы можете смешивать жидкость DOT 4 с DOT 5.1, не нанося вреда вашей тормозной системе.

Тормозные смеси DOT

Тормозная жидкость DOT одобрена и должна соответствовать определенным критериям эффективности для использования в тормозных системах и классифицируется по своим рабочим характеристикам - главным образом, по точкам кипения. Их изготавливают на основе гликолевого эфира и состоит из различных растворителей и химикатов. Гликолево-эфирные тормозные жидкости гигроскопичны, что означает, что они поглощают воду из окружающей среды даже при нормальных уровнях атмосферного давления. Типичная скорость поглощения составляет около 3% в год. Это содержание воды в тормозной жидкости будет влиять на производительность, снижая температуру кипения. Именно поэтому рекомендуется менять тормозную жидкость не чаще, чем через 1-2 года.

DOT 5 тормозная жидкость

DOT 5 (не путать с DOT 5.1) сильно отличается от других жидкостей DOT, поскольку она основана на силиконе, а не на основе гликолевого эфира. Эта силиконовая тормозная жидкость гидрофобна (не впитывает воду) и никогда не должна смешиваться с любой другой тормозной жидкостью DOT.

Эта жидкость может поддерживать приемлемую температуру кипения в течение всего срока службы, хотя способ, которым она отталкивает воду, может привести к тому, что любое содержание воды будет скапливаться и замерзать в системе с течением времени - основная причина того, что гигроскопические жидкости используются чаще.

Ведомый цилиндр

Тормозные суппорты находятся у каждого колеса и реагируют на рычажный ввод, генерируемый пользователем. Этот вход рычага преобразуется в усилие зажима, когда поршни перемещают тормозные колодки для контакта с ротором. Штангенциркули могут быть закреплены жестким креплением к раме или плавающим. Неподвижные суппорты сочетаются с неподвижным ротором, который предлагает единственный способ достижения нулевого сопротивления при свободном движении, один недостаток этой конструкции заключается в том, что она гораздо менее терпима к дефектам ротора. Плавающие супорты скользят в осевом направлении и самоцентрируются при каждом торможении.

Поршни

Поршни представляют собой цилиндрические элементы, размещенные внутри корпуса суппорта. При вводе рычага они выступают, нажимая на тормозные колодки, которые соприкасаются с ротором. При этом количество поршней внутри суппорта или тормоза может отличаться. Учитывайте, что многие гидравлические тормоза для горных велосипедов имеют 2 поршневых суппорта, некоторые могут иметь 4 поршня. В то время как некоторые автомобильные тормозные суппорты имеют 6 или даже 8 поршней.

Важно отметить, что мощность тормоза не определяется количеством поршней. Более надежным показателем будет общая площадь контакта поршня, например, 4 меньших поршня могут быть такими же мощными, как 2 больших поршня.

Поршни могут быть либо противоположными, либо односторонними. Противоположные поршни выступают вместе с рычагом, чтобы толкать тормозные колодки в равных количествах, чтобы встретить ротор с обеих сторон. Принимая во внимание, что односторонние поршни суппорта перемещаются с одной стороны и перемещают ротор к противоположной площадке.

Тормозные колодки

Выбор правильных тормозных колодок означает разницу между хорошо и плохо работающим тормозом. С огромным разнообразием материалов для тормозных колодок очень легко ошибиться, когда придет время их заменить.