rss

Главный томозной цилиндр (теория)

24.11.2011 16:36:46
Захотелось сделать зимой небольшой апгрейд тормозной системы - поставить радиальный мастер цилиндр Брембо RCS 19. Зачем? Это модно и круто! Шучу… Попробуем разобраться, какие преимущества можно получить, потратив некоторую сумму денег. Радиальная конструкция главного тормозного цилиндра подразумевает, что он расположен по касательной к окружности, которую можно провести из точки крепления тормозного рычага. Т.е. в отличие от классического крепления, где главный тормозной цилиндр закреплен параллельно клипону (рукоятке руля), радиальный мастер цилиндр крепится перпендикулярно клипону. Обычно радиальные тормозные цилиндры маркируются как-то вроде 19×20, 19×18, 16×18 и т.д. Первая цифра указывает на диаметр поршня главного тормозного цилиндра, а вторая – расстояние между осью крепления рычага и точкой крепления цилиндра (fulcrum-to-piston distance, lever ratio). Рассмотрим, как эти цифры влияют на поведение тормозной системы.

Радиальная конструкция дает возможность лучше контролировать усилие на рычаге тормоза, кроме того такая конструкция позволяет намного проще делать более жесткие и короткоходные тормозные рычаги. Это ошибочно воспринимается многими так, как будто тормоза становятся более мощными, но это не так – на самом деле повышается чуствительность тормозов (feel, feedback), а усилие на ручке тормоза возрастает. Иными словами, тормозную машинку 19х20 нужно давить сильнее, чем 19х16, чтобы получить одинаковое тормозное усилие. Это легко доказать математически: при одинаковом диаметре поршней и точке хватания за рычаг в 10 см от оси крепления, усилие на поршне мастер цилиндра будет следующее, если сдавить рычаг с силой 5 кгс (про измерение силы в ньютонах знаю, но для наглядности пусть единица измерения будет килограмм силы)
19х16: коэффициент усилия = 100/16 = 6.25, итого F = 5 * 6.25 = 31.25 кгс
19×20: коэффициент усилия = 100/20 = 5, итого F = 5 * 5 = 25 кгс
Потому что «Усилие на плечах рычага обратно пропорционально длине его плечей» (с) какой-то там класс начальной школы. Если давить на рычаг тормоза ближе к его краю, то коэффициент усилия возрастает, именно поэтому на гоночные мотоциклы редко устанавливают укороченные тормозные рычаги, хотя они и меньше ломаются при падениях.

Но почему мотоциклы с гоночными тормозными тормозами пытаются выбросить через руль тех, кто не привык к таким тормозам? Все очень просто – кроме главного тормозного цилиндра в тормозной системе присутствуют тормозные шланги, тормозная жидкость, тормозные колодки и суппорты (калиперы). Качество исполнения главных тормозных цилиндров убирает потери усилия на ручке, армированные тормозные шланги не подвержены раздуванию под давлением, тормозная жидкость более текучая, поршни в тормозных суппортах выдвигаются легче, колодки прилегают к дискам лучше и материал тормозных колодок имеет более хороший коэффициент трения. Кроме того, эффективный ход радиального главного тормозного цилиндра в условиях езды по треку как правило больше (можно легко регулировать позицию тормозного рычага прямо на ходу), что позволяет качать в тормозную систему больше жидкости - это тоже позитивно влияет на субъективную оценку работы тормозов.

Разберемся, что происходит дальше. Гидравлика усиливает тормозное усилие, которое приложено к мастер цилиндру и передает его на поршни тормозных супортов. Это усилие обратно пропорционально отношению общей площади поршней в тормозных супортах к площади главного тормозного цилиндра. Таким образом, для двухдискового переднего тормоза с четырехпоршневыми суппортами, общая площадь поршней будет равняться площади одного поршня умноженной на восемь. Способ установки тормозных шлангов ( два отдельных от мастер-цилиндра или одиночный с последующим разветвлением) не имеет никакого значения - давление в системе в обоих случаях одинаковое, просто вариант с двойными шлангами более предпочтителен в плане прокачки и самопрокачки в случае закипания тормозной жидкости, так как пузырькам воздуха почти ничего не препятствует подниматься вверх в расширительный бачок. Короче, смотрим какое гидравлическое усиление у стоковой тормозной системы, прикидывая отношение суммы квадратов диаметров поршней к квадрату диаметра главного тормозного цилиндра.

Коэффициент усилия = 2 * ( 2 * ( 27 * 27 + 32 * 32 ) ) / 14 * 14 = 7012 / 196 = 35.8 - значение просто "зверское", если учесть что для нормального контролируемого торможения отношения 1 : 27 вполне достаточно. Кстати, при написании этого текста возникли проблемы с цифрами - нигде не мог найти в интернете диаметры тормозных поршней и мастер-цилиндра для GSX-R 1000 K4. Пришлось найти маркировку диаметра на тормозной ручке ( 14 мм ) и замерить отпечатки на старых тормозных колодках ( 27 и 32 мм ). Смотрим что получится, если поставить 19 мм главный тормозной цилиндр:

Коэффициент усилия = 2 * ( 2 * ( 27 * 27 + 32 * 32 ) ) / 19 * 19 = 7012 / 361 = 19.4 - получается фигня, так как при отношении меньше 1 : 23 ручка становится достаточно деревянной и на сильных торможениях не может идти никакой речи о ее чувствительности.

А как же быть с тем фактом, что следующая модель GSX-R 1000 K5 оборудована радиальным главным тормозным цилиндром Nissin 19 мм? А все просто, там диаметры тормозных поршней 30 и 34 мм. Считаем

Коэффициент усилия = 2 * ( 2 * ( 30 * 30 + 34 * 34 ) ) / 19 * 19 = 8224 / 361 = 22.7 - как видим, ручка получается жесткая, но вполне годная к использованию.

Можно ли совместить удобство контролируемой короткоходной ручки с сильным тормозным усилием на колодках? Конечно, тормоза Дукати 1098 тому подтверждение! Brembo Monoblock с поршнями 32/36 мм - всего то прийдется заплатить что-то около 2000 долларов, если заказывать в США (в Европе дороже). Считаем:

Коэффициент усилия = 2 * ( 2 * ( 32 * 32 + 36 * 36 ) ) / 19 * 19 = 9280 / 361 = 25.7 - прямо то, что нужно для трека. Справедливости ради, нужно сказать, что такую конфигурацию многие неподготовленные мотоциклисты будут просто бояться - для очень сурового торможения достаточно слегка надавить одним пальцем.

В общем, выяснили, что счастья за 400 долларов (стоимость тормозной машинки) не добиться. Прийдется готовить около 2000-2500. Это дорого и особо не нужно. С оригинальными тормозами проблема ведь не в останавливающей силе, а в том, что ход ручки достаточно большой и временами неудобно выжимать ручку, практически прицемляя пальцы, крутящие рукоятку газа. Попробую просто наклеить на регулировочный винт ручки тормоза металлическую пластину, чтобы еще дальше отодвинуть ее от рукоятки газа. Таким образом, при небольшом ее провале на разогретых тормозах, как раз будет удобно ее использовать.

Грубо говоря, ситуация такая же как с тормозами велосипеда: велосипед отказался делать стоппи, пришлось подтянуть тросс переднего тормоза. Вроде бы ничего не поменялось, за исключением того, что теперь ход ручки тормоза ограничен не пальцами, а только силой, с которой есть возможность на него надавить. Положительный эффект есть - по ощущениям тормозит значительно лучше. :)
ALX, moto.swissblog.ru

статьи по теме