Kā cilvēki bremzēja pirms tūkstoš gadiem? Bremžu sistēmas attīstība
Ir teikts, ka pirms tūkstoš gadiem, kad senie ļaudis brauca ar zirgu pajūgiem, viņi visumā paļāvās uz roku piepūli: viņi sūknēja, lai uzpildītu degvielu, vilka griezties, dunēja ar muti un bremzēja ar kājām. zirga kājas. Galu galā, pēc neskaitāmām mācībām, kas gūtas caur asinīm un asarām, cilvēki saprata, ka, braucot lejup, paļaušanās tikai uz zirga kājām ne tikai nogurdināja zirgu, bet arī apdraud vadītāju.
Tādējādi radās agrākā bremžu sistēma. Cilvēki izmantoja koka gabalu kā bremžu kluču, lai radītu berzi ar riteni, nodrošinot bremzēšanas spēku. Lai gan malka dažkārt kūpēja, bremzējot, lēnām braucošajiem ratiem ar to pietika. Faktiski līdzīgas struktūras bremžu sistēmas var redzēt arī šodien. Piemēram, velosipēdu loka bremzes ir attīstījušās no riepas virsmas slīpēšanas līdz riteņa loka slīpēšanai, taču princips paliek līdzīgs.
Kopš tvaika dzinēja parādīšanās 18. gadsimtā, transportlīdzekļa jauda no cilvēka un dzīvnieka uz mašīnu, un ātrums palielinājās, bet bremžu sistēmas mainījās maz. Līdz 20. gadsimta sākumam neatkarīgi no tā, vai tas bija zirgu pajūgs, vilciens vai agrīna automašīna, bremžu sistēma darbojās līdzīgi kā agrākos vagonos. Rezultāts? Pat uz līdzenas zemes joprojām notika negadījumi. Par laimi, 1900. gadā ģēnijs Vilhelms Meibahs izstrādāja pirmās automašīnas trumuļa bremzes. Vai tas izklausās pazīstami? Pat šodien daži kravas automobiļi un zemas klases vieglās automašīnas joprojām izmanto trumuļa bremzes.
Nejauši, tikai divus gadus vēlāk 1902. gadā cits ģēnijs Frederiks Viljams Lančesters izstrādāja pirmo disku bremzi, kas ir bremžu sistēma, ko mūsdienās izmanto vairāk nekā 80% automašīnu, tostarp Xiaomi SU7. Varētu domāt, ka disku bremzes parādījās daudz vēlāk nekā trumuļa bremzes, taču tas tā nav. Disku bremzēm ir augstākas prasības bremžu kluču materiāliem. Agrīnie diski tika izgatavoti no dzelzs un spilventiņi no vara, kas ātri nolietojās. Iedomājieties, ka dodaties ģimenes ceļojumā ar uzkodām, alu, spēļu kārtīm un trim bremžu kluču komplektiem, vai ne? Tāpēc materiālu tehnoloģiju ierobežojumu dēļ disku bremzes nekļuva populāras.
Tomēr ar trumuļa bremzēm ir arī savas problēmas. To dizains pēc būtības ierobežo siltuma izkliedi, padarot tos pakļautus termiskai sabrukšanai. Tas joprojām attiecas uz mūsdienu trumuļa bremzēm. Taču, uzlabojoties materiālu tehnoloģijai, disku bremzes atkal sāka pievērst uzmanību. Agrīnie bremžu kluči bija izgatavoti no azbesta, taču azbestam bija liktenīgs trūkums: tas nebija videi draudzīgs. Nodiluma azbesta šķiedras var tikt ieelpotas un izraisīt neatgriezeniskus plaušu bojājumus, tāpēc manā bērnībā kādreiz ierastie azbesta jumta dakstiņi vairs netiek izmantoti. Turklāt azbests slikti vada siltumu, tāpēc pēc bremzēšanas radītās berzes bija grūti atdzist.
Vēlāk tika izstrādāti pusmetāla bremžu kluči, aizstājot azbestu ar tērauda vati, lai palielinātu cietību. Bet tagad siltuma vadītspēja bija pārāk laba. Temperatūra strauji paaugstinājās, un bremžu sistēma palika karsta, kā rezultātā gumijas daļas, piemēram, blīves un šļūtenes, novecoja ātrāk. Augsta temperatūra arī iztvaikoja ūdeni bremžu šķidrumā, padarot bremzes mīkstas. Turklāt metāla-metāla berze radīja troksni pie maziem ātrumiem, un lietus laikā bremzes viegli sarūsēja.
Šo trūkumu dēļ tika izstrādāta jauna bremžu kluču paaudze: materiāli ar zemu metālu saturu. Kā norāda nosaukums, šajos paliktņos bija mazāks metāla saturs. Lai gan tie nebija tik izturīgi, to bremzēšanas veiktspēja bija labāka nekā pusmetāla kluči, turklāt tie bija klusāki, un tos bieži izmanto automašīnās, kurām prioritāte ir komfortam. Galu galā parādījās keramikas bremžu kluči, kuru pastiprināšanai izmantoja keramikas šķiedras. Šie augstākās klases spilventiņi ir karstumizturīgi, nodrošinot stabilu berzi un samazinātu troksni. Turklāt, tā kā tiem trūkst metāla, tie neatstāj grūti notīrāmus bremžu putekļus uz riteņiem. Negatīvā puse? Tie ir dārgi.
Bet keramikas bremzes nav pat tās dārgākās. Ir vēl augstāka līmeņa iespēja: oglekļa bāzes bremzes. Tie ir divu veidu: oglekļa-keramikas un oglekļa-oglekļa. Viens ir oglekļa un keramikas šķiedru kompozīts, bet otrs ir pilnībā izgatavots no oglekļa. Abi piedāvā izcilu siltumvadītspēju, augstas temperatūras pretestību, spēcīgu bremzēšanas spēku un vieglu svaru, padarot tos izturīgākus. Tāpēc bremzes uz oglekļa bāzes parasti ir atrodamas sacīkšu automašīnās, augstākās klases sporta automašīnās un lidmašīnās. Tomēr ikdienas vadītājiem tie nav īsti svarīgi izmaksu dēļ.
Pēc visām diskusijām par disku bremzēm jūs varētu domāt, vai trumuļa bremzēm joprojām ir iespēja atgriezties. Atbilde ir nē – viņi vienkārši ir pārāki. Trumuļa bremzes ir smagas, tām ir vāja siltuma izkliede, un tās ir mazāk efektīvas, nodrošinot ātru, nepārtrauktu bremzēšanu. Tie nav saderīgi arī ar modernām tehnoloģijām, piemēram, ABS. Tas nozīmē, ka trumuļa bremzēm ir savas stiprās puses. Viena no priekšrocībām ir to spēcīgais bremzēšanas spēks. No diviem bremžu lokiem viens seko bremžu trumuļa rotācijai, bet otrs iet pret to. Bremzējot, bremze, kas kustas pret griešanos, rada pašbremzēšanas efektu, pievelkot bremzi, spiežot spēcīgāk. Tā ir strukturāla priekšrocība. Arī trumuļu bremzes ir ekonomiski izdevīgas, jo to dizains pēdējos gados nav prasījis būtiskas izmaiņas. Izņemot berzes materiālu atjauninājumus, to ražošana ir palikusi salīdzinoši lēta.
