Як працюють гальма
Запитайте у свого приятеля фізика, і він відповість Вам, що гальма перетворять кінетичну енергію руху автомобіля на тепло. Перекладаємо на зручну мову: гальма служать для того, щоб зупинити автомашину. Або точніше, гальма зупиняють колеса. І в цьому полягає велика різниця, тому що навіть найпотужніші гальма у світі не зможуть зупинити Вашу автомашину в тому випадку, якщо є невелике або взагалі відсутнє зчеплення з поверхнею дороги. До упору вдавіть у підлогу педаль гальма, і напевно колеса перестануть крутитися, але машина буде весело продовжувати ковзати юзом. Вам, з іншого боку, буде зовсім не до веселощів. Багато водіїв вважають, що занесення автомобіля відбувається в результаті «відмови гальм». Хоча практично в цій ситуації була помилка водія, який не зрозумів умови зчеплення і не почав вести машину належним чином.
Типова гальмівна система "пасажир-автомобіль" є відносно простою. Коли Ви натискаєте ногою на педаль гальма, та сила, з якою Ви тиснете на педаль, передається на прилад, який називається головний гальмівний циліндр. Головний гальмівний циліндр має поршень, який чинить тиск на систему гідравлічних гальмівних трубок, які ведуть до кожного колеса автомобіля. На кожному колесі дана гальмівна рідина під тиском впливає на гальма, натискаючи на поршень, який впливає на гальмівні колодки, які охоплюють і стискають барабан або диск, що обертається. Тертя уповільнює обертання коліс, і, у свою чергу, всього автомобіля.
Коли гальмівні деталі (гальмівні колодки, і т.д.) майже стираються, металеві шайби сконструйовані таким чином, щоб створювати шум, що верещать при натисканні на гальмо і це (сподіваємося) змуситьнасторожитися водія та підкаже йому, що гальмівна колодка потребує заміни. Зверніть увагу на це попередження. Стерта гальмівна колодка має менший опір, ніж нова і це знижує ефективність роботи гальм. Плюс, у випадку, якщо Ви протягом досить тривалого часу ігноруватиме це попередження, Ви можете завдати серйозних пошкоджень роторам, барабанам та іншим частинам. І навіть якщо ви регулярно змінюєте гальмівні колодки, зазвичай потрібно невелике додаткове сервісне обслуговування після поїздок на довгі відстані. Поверхня барабанів та дисків стирається нерівномірно при нормальній експлуатації. Тому періодично потрібна їхня повторна машинна обробка, щоб вони продовжували нормально працювати.
Всі сучасні гальма набагато потужніші, ніж двигун автомобіля. Тому при повністю відкритому дроселі Ви можете легко зупинити навіть дуже потужний автомобіль, натиснувши на гальма. Всі гальма також мають гальмо стоянки (іноді його називають ручне гальмо). Він працює незалежно від основної гальмівної системи. Гальмо стоянки зазвичай впливає на задні колеса. Він приводиться в дію вручну на випадок, якщо відмовить гідравлічна гальмівна система.
Як краще гальмувати Багато інженерних знахідок протягом всієї історії автомобіля змогли суттєво покращити роботу та надійність гальмівної системи. Механічні гальма є стандартними майже на всіх сучасних пасажирських автомобілях. Вони використовують енергію двигуна посилення роботи гальм. Тому Вам не доводиться правою ногою виконувати всю роботу. Для того щоб уникнути можливість несподіваної і повної відмови гальм, сучасні автомобілі забезпечені двома паралельними гальмівними системами. Кожна системаконтролює два колеса автомобіля. Таким чином, якщо одна система повністю відмовиться, то інша гальмівна система все одно зможе зупинити автомобіль (хоча і зробить це менш ефективно).
Самі гальма з роками зазнали також суттєвих покращень. Декілька десятиліть тому широко використовувалися гальма барабанного типу, і вони досі використовуються на задніх колесах у багатьох автомобілів. Дані гальма використовують у роботі вузол у вигляді барабана, який обертається разом із колесом. Усередині барабана «черевики» разом із замінним фрикційним матеріалом притискаються з силою до барабана, коли Ви натискаєте на педаль гальма. Гальма барабанного типу працюють непогано. Однак при цьому утворюється сильне тепло, якого достатньо, щоб знизити ефективність гальмування, якщо Ви робите це дуже різко. Зниження ефективності гальм відбувається тоді, коли є різке перегрівання гальм. Потужність гальмування сильно падає, і гальмівні деталі та колодки можуть вийти з ладу.
Істотне поліпшення відбулося під час використання дискових гальм. В даний час вони використовуються на передніх колесах майже у всіх автомобілів. Дискова гальмівна система забезпечена металевим диском або ротором (або зробленим з іншого екзотичного матеріалу у деяких гоночних автомобілів). Він обертається разом із колесом. Також є стаціонарно встановлений «кронциркуль», який під час гальмування чинить тиск на диски із замінними фрикційними матеріалами. Так як ці диски обдуваються сильним потоком повітря, під час руху даний тип гальм менш схильний до перегріву і відмові в роботі.
Додатково часто відбувається внутрішня вентиляція дисків, що дозволяє збільшити повітряний потік. Повертаючись назад, коли відмовагальма були загальною проблемою під час довгих крутих гірських перегонів, водії перемикали трансмісію на нижчу швидкість, і здійснювали гальмування за допомогою двигуна, який забирав на себе частину навантаження, яке випадало на гальма. З сучасними гальмами цього більше не потрібно, окрім ситуації, коли Ви тягнете на буксирі важкий вантаж вниз схилом.
Антиблокувальна гальмівна система Автомобільні покришки дають максимальне гальмування, коли гальмівне зусилля передається на край колеса, але не більше. Коли гальма заблоковані і колеса йдуть юзом (ковзають), зменшується реальне гальмування і втрачається пряме кермо. Електронна антиблокувальна гальмівна система (АБС) дала великі переваги в керуванні автомобілем та скоротила гальмівний шлях у більшості ситуацій, зокрема під час дощу або при поворотах. В АБС використовується поєднання електронного та гідравлічного керування, що дозволяє виконувати нормальне гальмування аж до точки зупинки коліс. Потім система вступає у справу та скорочує тиск рідини на гальма, що дозволяє колесам гальмувати максимально далі у цих дорожніх умовах.
Стандартна система АБС має сенсори, встановлені швидкості на кожному колесі, вони забезпечують постійною інформацією центральний комп'ютер АБС. Комп'ютер використовує ці дані визначення загальної швидкості автомашини і моменту, коли починається блокування коліс. Так як кожне колесо контролюється незалежно (через чотириканальну систему АБС), гальмівний тиск обмежується автоматично або скорочується тільки щодо того колеса, яке може бути заблоковано.
Менш складною системою є триканальна АБС. Вона використовується на деяких автомобілях. Вона дозволяє здійснюватинезалежне керування кожним переднім колесом окремо, але має однаковий гальмівний вплив на обидва задні колеса. Вимірні відмінності у роботі між двома типами АБС дуже незначні. Обидва ці типи АБС мають суттєві переваги перед автомобілями, які не обладнані такими гальмами АБС. І коли колесо блокується у того автомобіля, який не має системи АБС, єдиним способом змусити його знову обертатися і повністю відновити контроль у русі полягає в тому, щоб водій послабив натискання на гальмівну педаль. Але це своє чергу послаблює гальмування відразу всіх чотирьох колесах. Система АБС може забезпечити більш короткий гальмівний шлях у важких дорожніх умовах, ніж звичайна гальмівна система, навіть якщо автомобілем керує водій високого класу.
Не потрібно ніякої спеціальної підготовки, щоб їздити автомобілем, забезпеченим системою АБС. Хоча, можливо, Вам доведеться переучуватися щодо техніки керування, яка була застосовна для автомобілів без АБС. При керуванні автомобілями зі застарілою гальмівною системою водіям, як правило, пояснювали, щоб вони "нагнітали" гальмування на помпу, коли розпочиналося блокування. Ця утрамбування призначалася для того, щоб допомогти звичайному водієві уникнути повного блокування гальм та ковзання вперед із втратою керування автомобілем. З системою АБС Вам потрібно буде просто натиснути на педаль гальма якомога сильніше для того, щоб зупинитися. Якщо є граничне зчеплення, Ви можете відчути поштовхи пульсуючі на педалі гальма, що буде цілком нормальним явищем. Протягом усього гальмівного шляху Ви можете контролювати керування і тому Ви можете ухилитися та звернути убік, щоб уникнути зіткнення зперешкодою.