Серию публикаций про тормозные системы мы начали неделю назад, рассказав о самых ранних конструкциях и дойдя до предвоенных лет. Начало тридцатых годов для тормозных механизмов оказалось порой бурного развития. Как я уже писал, к этому моменту в основном сформировался дизайн дисковых и барабанных тормозов. Но дальнейшее развитие системы остановки машины оказалось тесно связано с их приводом. Замена механического привода на альтернативные варианты позволила улучшить многие характеристики разом.
Тяги, тросы, воздух и масло
Традиционно усилие на тормозные механизмы передавалось с педали или рычага с помощью механических тяг. Со временем тяги были заменены тросовым механическим приводом, который обеспечивал меньшие зазоры, более точное управление торможением и более синхронное срабатывание тормозных механизмов и придавал педали тормоза немного информативности. Применялась такая система и на легковых машинах, и на грузовиках. Но со временем ее позиции заметно потеснили пневматическая, а затем и гидравлическая система привода. Сейчас простые тросовые тормоза можно встретить разве что в качестве стояночной тормозной системы или на мопедах и велосипедах.
Впрочем, с самого начала развития автомобилей иногда на грузовиках применяли и более сложную систему, пневматическую. Как и многие другие системы, на машины она попала с железнодорожного транспорта. Первые пневматические тормоза запатентовали в 1869 году, а уже в 1872 Вестингауз запатентовал более продвинутую их версию. На автомобилях же появление пневматических тормозов связано с выпуском машины Тинчера в 1903 году.
Сколь-нибудь массовой такая конструкция стать не могла – пневматика оказалась слишком сложной и крайне дорогой. Так что, как и пневмоусилители рулевого управления, она оставалась лишь редкой экзотикой на грузовых машинах до пятидесятых годов. В сравнении с механическим приводом пневматика позволяла легко затормозить не две, а шесть и более осей, что оказалось востребовано на тяжелых грузовиках и особенно на машинах с прицепами. К тридцатым годам уже существовали системы регулирования усилия для пневматических тормозов – осталось лишь адаптировать их к применению на автомобильном транспорте, что вскоре и произошло. Сложная система с усилением оказалась не нужна на легковых машинах, зато очень пригодилась, когда снаряженная масса грузовиков перевалила за 10 тонн, дизели на грузовых машинах вытеснили бензиновые моторы, а полуприцепы «подвинули» бортовые грузовики по объемам перевозимого груза.
Настоящим прорывом стала гидравлическая система привода тормозов. Появилась она позже других, в 1917 году, когда патент взял Малкольм Локхид. Кстати, фамилия его изначально писалась вовсе не так, как мы привыкли видеть ее сейчас, не «Lockheed», а «Lougheеd». Он взял 7 патентов на идеи гидравлической системы привода тормозов между декабрем 1917 года и июлем 1923, и уже в 1921 году первый великолепный Duesenberg Model A оснащался такими тормозами серийно.
Кстати, первый блин был не то чтобы совсем комом, но изрядно подвел создателей. В приводе гидравлики использовали кожаные уплотнения, которые часто текли. Проблему решили представители компании Maxwell Motor Corporation, генеральным директором которой, кстати, был небезызвестный Уолтер Крайслер. Они предложили использовать резиновые уплотнения, и в таком виде усовершенствованная система была установлена на машину Maxwell-Chalmer в 1923 году.
Отказаться полностью от механического привода тормозов не решились, гидравлика предлагалась как опция ценой 75 долларов, что составило порядка 15% цены машины. В таком виде гидравлический привод оказался куда более конкурентоспособным, уже в 1924 году модели Chrysler Six Phaeton и Triumph 13/35 оснащались передовой системой.
Вслед за британцами и американцами подтянулись и немецкие фирмы. Люксовый Adler Standard оснастили новинкой в 1926, причем поставщиком была компания ATE-Lougheed, а Stutz использовали систему собственной разработки. Кстати, Штутц уже через год отказался от собственной системы и стал устанавливать только тормоза ATE-Lougheed, а для машин выпуска 1926 года выпустил комплекты по переделке.
На фото: Adler Standard
К 1930 году гидравлические тормоза с приводом на все четыре колеса устанавливались на абсолютное большинство автомобилей. Триумф «гидравлики» свершился, с тех самых пор встретить легковую машину, оснащенную какой-либо другой системой привода тормозов, практически невозможно. Гидравлический привод позволил массово внедрить такие опции, как раздельные приводы тормозов и системы регулирования усилия в зависимости от нагрузки, и, конечно же, позволил упростить и сделать массовыми системы усиления тормозов, оснастить тормозными механизмами легкие прицепы.
Тормозное усилие
Первым тормозным механизмам на легковых машинах хватало усилий одного человека на рычаге. С внедрением ленточных тормозов проблема не стала острой, ведь тормозам такого типа не нужно большое усилие привода – хватает внутреннего усиления. Барабанные тормозные механизмы тоже обладают этим эффектом, но в меньшей степени. Однако с ростом скорости машин и их массы появилась необходимость в усилении привода тормозных механизмов. К тому же массовая автомобилизация диктовала свои условия, как и в случае с усилителем рулевого управления, нужно было приспособить машину для эксплуатации любым человеком. Приходилось делать ее удобной не только для бугая-профессионального водителя, но и для офисного планктона тех времен, и женщин, и стариков. Пневматический сервопривод тормозов был слишком дорог и слишком сложен для легковых машин, да и для грузовиков он еще лет двадцать-тридцать будет оставаться избыточно сложным. Требовалось более простое решение – нужна была система, «помогающая» водителю нажимать на педаль тормоза.
Первая попытка облегчить торможение была предпринята на модели Hispano-Suiza H6 в 1919 году. Этот шикарный фаэтон оснастили уникальной механической следящей системой усиления с приводом от коробки передач. О надежности и ремонтопригодности такой системы известно мало, но если бы и то, и другое было высоким, то Испано-Сюизой дело наверняка не ограничилось бы. К счастью, более удобное решение уже было на подходе.
На фото: Hispano-Suiza H6
В 1920 году Джон Томас предложил свою систему вакуумного привода усилителя тормозов. А в 1923 году он запатентовал ее в Великобритании. Уже в 1926 году Дженерал Моторс приобрела патент, а к 1936 году система использовалась на топовых моделях целого ряда фирм: Hispano-Suiza T6ORL, Chrysler Airflow, Mercedes 500K, LaSalle Series 50, Cadillac Twelve и Hotchkiss 486. Кстати, не всегда усилителями оборудовали именно гидравлические тормоза, например, на Lincoln KB 1933 года усилителем были оборудованы тросовые тормозные механизмы Bendix-Servo.
Впрочем, многие разрабатывали системы самостоятельно, так, Westinghouse разработала систему вакуумного усилителя для машин American Chandler, а тормоза разработки DeWander под торговой маркой Dewandre устанавливали на Bean – английские спортивные машины – и ряд других континентальных марок вроде бельгийской Minerva с 1928 года. В США на люксовых Pierce-Arrow испытывались тормозные механизмы Bragg-Kliesrath. Пусть вас не пугает незнакомая марка, она тоже достаточно известна в США, основанa Vistor William Kliesrath и Caleb Smith Bragg и вскоре была продана компании Bendix Corporation, в которой Уильям был вице-президентом. А тормозные системы Bendix широко известны и поныне.
Развитие вакуумных усилителей сняло ограничение на массу легковых автомобилей и наряду с массовым внедрением гидроусилителей в пятидесятые годы стало предпосылкой для неограниченного роста мощности легковых машин.
Точность настройки
Изначально тормозные механизмы требовали постоянной регулировки по мере износа колодок. Для обеспечения одновременного срабатывания и равномерного усилия тормозов на всех колесах требовались многочисленные процедуры обслуживания и настройки. Но конструкторы не оставляли попыток внедрения систем, не требующих обслуживания.
Первыми получили автоматическую регулировку дисковые тормоза на модели Cole Series 890 в 1925 году (сама модель выпускалась с 1923 года). Машина была запредельно модной и дорогой, цена 890 Aero Eight составляла все 3 385 долларов, что было приговором в момент рецессии – не спасли ее ни кузов с закрытыми колесами, ни дисковые тормоза с усилителем, ни спицованные колеса, ни неплохие динамические характеристики. Ничуть не более удачной оказалась судьба другого производителя, в том же 1925 году представившего систему автоматической регулировки тормозов на моделях Touring и Brougham, где использовали уже барабанные тормоза. Этот английский производитель протянул лишь до 1955 года, но тоже вписал в славную историю автомобилестроения пару строк.
На фото: Cole Series 890
Куда более известный Studebaker тоже не существует сейчас, но он оказался первым массовым производителем, внедрившим тормоза с автоматической регулировкой как стандартное оснащение, начиная с 1947 года на всех легковых моделях устанавливали тормозные механизмы производства Wagner Electric Co, не требующие настройки.
Последние системы с ручной регулировкой зазора колодок в барабанных тормозах выпускали еще в 80-е, а дисковые тормоза в силу особенностей конструкции имели автоматическую регулировку с самого начала, и конструкции с ручной настройкой являются большой редкостью.
Диск вместо барабана
Кто впервые применил дисковые тормоза – неизвестно, но уже упомянутый Cole Series 890 определенно был одним из первых. В те годы не было необходимости применения именно дисковых тормозных механизмов на легковых машинах. Они начали появляться на самолетах и на поездах, но на машинах встречались редко. В отличие от барабанных тормозов дисковые открыты для дорожной грязи и воды, зато у них куда больше площадь охлаждения, а тормозное усилие ограничено лишь прочностью тормозных колодок, и потому они меньше подходят для грязных дорог и больше для быстрых и мощных авто.
В 1949 году дисковые тормоза пытались применять Crosley Motors, автомобиль которых часто называют первой американской машиной с дисковыми тормозами. Но это определенно не так, да и производились эти машины с дисковыми тормозами всего год. Зато с того же 1949 Chrysler предлагал опциональные дисковые тормоза на модели Imperial, хотя опция также особого распространения не получила.
Куда лучше шли дела у дисковых тормозов в Европе, которая увлекалась мощными и быстрыми машинами. Первой гоночной машиной с дисками определенно является Jaguar C-Type (Jaguar XK120-C) – его первые версии 1953 года получили на гоночных трассах хорошие результаты.
Британцы искали способ побить Mercedes 300SL, который в 1952 году выиграл «24 часа Ле-Мана», и нашли его. Филип Портер, который вел одну из машин в победной гонке 1953 года, позже вспоминал: «Вес был уменьшен благодаря использованию резинового топливного бака, более легкого электрооборудования, более легких труб рамы. Но самым значительным изменением в авто был переход на дисковые тормоза...»
На фото: Jaguar C-Type
Именно триумфальное выступление Ягуара послужило толчком к массовому внедрению дисковых тормозов на европейских спортивных и гоночных машинах в последующие годы.
Austin Healey 100S в 1954, Citroen DS в 1955, Triumph TR3 в 1956 году и все Ferrari между 1955 и 1956. Первым серийным автомобилем c дисковыми тормозами в Германии стал Mercedes 220SE, в Швеции – Volvo 144, в Японии – Datsun Silvia.
С 70-х по 90-е годы развитие тормозных механизмов проходило по пути улучшения гидравлической части, внедрения систем регулировки, установки вакуумных усилителей тормозов и регуляторов тормозного усилия. Но настоящий прорыв был еще впереди, ведь в 1978 году компания Bosch представила первую в мире электронную антиблокировочную систему тормозов. Но это тема уже для третьей статьи нашего «тормозного» сериала.
Для комментирования вам необходимо авторизоваться