Как работает двигатель при нажатии на тормоз
Что такое торможение двигателем и насколько оно безвредно
Торможение двигателем — это замедление автомобиля без нажатия на педаль тормоза. Одни автомобилисты используют метод в целях экономии топлива и ресурса колодок. Другие прибегают к нему, чтобы избежать заноса на скользкой дороге или при движении по горной местности. Третьи — когда есть проблемы с тормозами. Так или иначе, торможение двигателем имеет две стороны медали. В сегодняшнем материале расскажем о пользе и вреде этого метода.
Что значит тормозить двигателем
Под выражением подразумевается снижение скорости автотранспорта путем отпускания педали акселератора при включенной передаче. Другое название способа — «принудительный холостой ход». Чтобы понять, как это работает, приведем простой пример. Движущийся на скорости водитель, увидев на значительном расстоянии красный сигнал светофора, перестает газовать, в этот момент машина начинает двигаться по инерции, постепенно замедляясь, так что перед перекрестком остается лишь плавно нажать на тормоз. Как правило, процесс идет через последовательное понижение передачи и оборотов двигателя. Рассмотрим подробнее, что происходит в этот момент с автомобилем.
Механическое трение на самом деле не является главной причиной, из-за которой происходит замедление, как думают многие. Исключение составляют дизельные моторы, в которых нет дроссельной заслонки. В отличие от них, у бензиновых агрегатов перекрытие впуска в значительной мере способствует снижению скорости. Водитель отпускает газ — как следствие, топливо перестает поступать в мотор. С этого момента двигатель больше не передает энергию на коробку передач. Скорость замедляется вследствие сопротивления инерции, которая в свою очередь пытается нарастить вращения коленчатого вала. Обороты снижаются, и возникает прямо противоположный эффект — энергия поступает через вращающиеся колеса и трансмиссию в двигатель. Коленвал производит вынужденную работу, за счет механических потерь обороты карданной передачи снижаются, компрессионное сопротивление в цилиндрах растет, скорость снижается — то есть машина тормозит двигателем.
Теперь разберемся с тем, как работает коробка передач, — это даст нам понять, почему тормозить двигателем можно только с переходом на пониженные передачи. При разгоне автомобиля в стандартном режиме коробка дозирует энергию согласно выбранной передаче, если у вас механика. На машине с автоматической коробкой это происходит само собой. Например, если вы едете на пониженной передаче (1-3), то на колеса передается много силы, при этом достичь высокой скорости не получится. На повышенных передачах (4-7) передаваемая на колеса мощность меньше, машина может двигаться быстрее, однако динамика разгона значительно хуже. При движении в таком режиме сопротивление двигателя и коробки минимально, возрастает роль инерции. Отсюда вывод: быстрый разгон возможен только на низких передачах. Если в этот момент перестать давить акселератор, возникнет существенное сопротивление инерции и машина быстро замедлится. Если проделать то же самое на высоких передачах, сброс скорости произойдет менее интенсивно.
Плюсы и минусы метода
Торможение двигателем в значительной степени снижает вероятность заноса на скользкой дороге — в этом, пожалуй, его главная выгода. При таком способе замедления колеса не блокируются, в отличие от использования штатных тормозов, а значит, нет опасности потери управляемости. Даже в машинах с ABS полностью исключить заносы на скользком покрытии невозможно, хотя наличие электронных систем безопасности в значительной мере повышает устойчивость на дороге.
Также торможение двигателем часто используется в горной местности при движении по серпантину, — в основном по причине значительного перегрева колодок вследствие их интенсивного использования. При возникновении нештатной ситуации, требующей быстрого реагирования, все же лучше давить на тормоз, а не тратить время на торможение двигателем, которое точно не поможет быстро остановиться.
В городе двигателем тормозят чаще всего из-за экономии топлива. Автолюбителей привлекает тот факт, что машина движется при отсутствии подачи топлива. При этом не истираются покрышки колес и тормозные колодки. На деле экономия оказывается незначительной, а ошибка в последовательности действий может испортить двигатель.
Метод нередко применяется, если тормоза вышли из строя. Конечно, в этом случае мы рекомендуем обращаться в сервис. Но если транспортировать автомобиль с помощью эвакуатора невозможно, некоторые смельчаки практикуют перемещение машины с использованием данного метода. Скорость замедляется с помощью переключения на пониженные передачи, далее машина останавливается посредством стояночного тормоза (ручника).
Основной недостаток торможения двигателем заключается в том, что стоп-сигналы в момент замедления не зажигаются, значит, идущие сзади автомобили могут не сразу заметить, что ваша машина снижет скорость, повышается риск возникновения аварийной ситуации. Однако гораздо печальней, что злоупотребление способом не лучшим образом сказывается на состоянии механизмов.
Вообще обратные нагрузки плохо переносятся двигателем. Надо понимать, что поршни современных моторов размещены несимметрично и при замедлении с помощью двигателя растут боковые нагрузки. Также повышается разряжение (давление становится ниже атмосферного) во впускном коллекторе, соответственно, увеличивается нагрузка на вентиляционную систему и могут возникнуть утечки. Масло перетекает прямо с распредвала во впускной коллектор. Смазка сочится через поршни прямо в цилиндры, а если машина оснащена турбиной, то еще и через нее. Избыточное масло скорее всего приведет к нагару свечей и порче поршневых колец, не говоря уже о засорении катализатора. В целом скачки давления отрицательно влияют на состояние элементов впуска. Загрязнение впускного коллектора тоже происходит по причине злоупотребления торможением двигателем. Это особенно вредно, если катализатор находится близко к коллектору.
Алгоритм действий
Торможение двигателем на машине с коробкой-автомат обычно ограничивается снятием ноги с педали акселератора: далее «умная» система самостоятельно понижает передачи в нужной последовательности. Однако это возможно не на всех машинах. Подробности об алгоритме действий изложены в инструкции каждой конкретной модели. Так, встречаются АКПП, где сначала нужно включить режим овердрайв (который соответствует третьей передаче), далее по достижении определенной скорости (не более 92 км/ч) следует перейти поочередно сначала на D2, затем при снижении скорости до 54 км/ч и ниже включить L, что соответствует второй и первой передаче. Иногда достаточно включить ручной режим.
С машинами на механике все не так просто. Существует стандартный способ и с «прогазовкой». В первом случае водитель поступает следующим образом: отпускает педаль газа, нажимает сцепление, включает третью передачу, далее по мере падения скорости — вторую и первую. Если вы едете на высокой передаче, переход на пониженную следует делать только через третью передачу. Если сразу перейти на низкую, колеса могут заблокироваться и машину закрутит. Кроме того, излишняя нагрузка не лучшим образом скажется на двигателе и коробке.
Режим с «прогазовкой» считается более щадящим. Основное отличие в том, что перед переходом на пониженные передачи водитель выжимает сцепление, переводит коробку в нейтральное положение, немножко газует и только потом осуществляет переключение на пониженную передачу.
В любом случае, ни при каких условиях нельзя переходить с высокой передачи сразу на первую. Выжимать педаль сцепления следует максимально плавно и только тогда, когда обнаружится связь двигателя с трансмиссией.
Как работают тормоза в автомобиле: Объяснение
Что такое тормозная система в машине.
Наверное, многим водителям знакома ситуация, когда, например, на дорогу неожиданно выбегает собака, кошка или любое другое животное. Согласитесь очень неприятный момент. Ведь у нас есть всего доля секунды, чтобы отреагировать на ситуацию. В этот момент большинство из нас, наверное, нажмут педаль тормоза, и мы будем уверенные в том, что машина мгновенно начнет останавливаться. Но почему мы уверены в тормозах? Как работает тормозная система в автомобиле? Давайте узнаем, как тормоза, используя науку, останавливает тяжелую машину.
Наука останавливаться
Перед вами парашютный тормоз снижает скорость и кинетическую энергию, для того чтобы катапультировавшийся летчик благополучно приземлился на землю.
Все это конечно хорошо. Но что делать, если вам вдруг нужно остановиться? Как же перейти от быстрого движения к тому, чтобы не двигаться вообще. Для этого вам необходимо избавиться от своей кинетической энергии.
В результате парашют позволяет вам спокойно приземлиться на землю целым и невредимым.
Кстати, мощные драгстер автомобили, которые являются рекордсменами по разгону с места, а также спорткары умеющие разгонятся до рекордных скоростей, также используют для остановки парашюты. Но большинство обычных автомобилей, как вы знаете, используют для остановки и снижения скорости традиционную гидравлическую тормозную систему, которая была изобретена еще в начале 20 века.
Разные тормоза для различных видов транспорта
В автомобилях, грузовиках, самолетах и поездах тормоза в целом работают в принципе одинаково. Также в мире существует множество других видов транспорта, которые также имеют похожий принцип торможения. Тормоза даже есть в ветровых турбинах. Вот краткое сравнение некоторых распространенных тормозных систем.
Велосипед
Если вы катаетесь на велосипеде вы знаете, что, разогнавшись, вам нечего бояться, так как когда вы захотите остановиться, вы воспользуетесь тормозом, предусмотренном в любом велотранспорте. Обычно для этого вы зажимаете тормозной рычаг на руле и велосипед начинает снижать скорость за счет того, что металлический трос, идущий от тормозного рычага, тянет небольшие суппорты, расположенные на колесе, заставляя толстые резиновые блоки прижиматься к колесу. В этот момент создается трение между тормозными резиновыми блоками и металлическим ободом колеса. В результате трения создается тепло и уменьшается кинетическая энергия вашего велосипеда. В итоге вы безопасно останавливаетесь.
Паровоз
Тормоза на паровозе работают, так же как и в автомобиле. На фотографии вы можете видеть тормоз. Он зажимает ведущие колеса локомотива, чтобы замедлить их. Но как же поезд останавливается, если на колесах нет шин? Ведь для остановки необходимо трение, в том числе и дорожной поверхностью?
Все просто. Так как локомотив имеет огромную массу, а его колеса не имеют резины трение создается именно из-за огромного веса, который давит на колеса, прижатые к металлическим рельсам. В результате трения металлических колес с металлическими рельсами также образуется большое количество тепла, которое и снижает кинетическую энергию двоящегося локомотива.
Мотоцикл
Мотоциклы обычно имеют дисковые тормоза, которые содержат тормозные диски, суппорт и тормозные колодки. Тормозной диск, как правило, имеет отверстия (или пазы). Принцип работы тормозов в мотоцикле прост: тормозная колодка, зажимается с помощью тросика, который, как и в велосипеде, может идти на рулевое колесо или на ножную педаль. Как только мотоциклист зажимает педаль тормоза или тормозной рычаг тросик прижимает колодки к тормозному диску. Отверстия в тормозном диске помогают рассеивать выделяемое тепло при трении.
Самолет
Самолеты имеют тормоза внутри своих колес. Это помогает остановить самолет на взлетно-посадочной полосе. Также в авиатехнике могут использоваться воздушные тормоза, которые увеличивают сопротивление воздуха, что в итоге и замедляет самолет во время полета. В том числе самолет может тормозить и за счет обратной тяги двигателей, если пилот включит реверс.
Ветровая турбина
Как мы уже сказали ветровые турбины также имеют тормозную систему. Она необходима, чтобы предотвращать слишком быстрое вращение роторов (пропеллеров). У большинства ветровых турбин есть анемометр, который измеряет скорость ветра. Если скорость ветра поднимается выше безопасного уровня, автоматически активируется тормоз, который и приводит к замедлению вращения пропеллеров, либо к их полной остановке.
К сожалению, высокие скорости ветра означают, что можно было бы получить больше энергии. Но безопасность всегда главнее.
Более детальный взгляд на автомобильные тормозные системы
Ранние автомобильные тормоза были удивительно примитивны по сегодняшним меркам. Вот простая система с трением 1910 года, изобретенная американцем Джоном Ставарцем.
Когда вы нажимаете на рычаг тормоза (обозначен на картинке желтым цветом), под заднее колесо (обозначено коричневым цветом) заезжает огромная тормозная колодка (синего цвета).
По сути, автомобиль садится на колодку-башмак, зубья которого сцепляются с дорожной поверхностью, в результате чего машина начинает замедляться и в конечном итоге остановится.
Большинство автомобилей имеют два или три разных типа тормозных систем. Обратите внимание на передние колеса вашей машины. За колесным диском вы увидите тормозные диски. Когда водитель нажимает педаль тормоза, с двух сторон тормозного диска зажимаются тормозные колодки из износостойкого материала.
В результате трения колодок с тормозными дисками образуется тепло, также снижается кинетическая энергия автомобиля, который в итоге начинает замедление. Как видите, тот же принцип, как и в мотоциклах и даже в велосипедных тормозах.
У некоторых автомобилей дисковые тормоза есть и на задних колесах. Но у многих автомобилей до сих пор на задних колесах установлены барабанные тормоза, которые работают несколько иначе. Вместо диска в таких тормозах используется тормозной барабан, внутри которого в полой области установлены также тормозные колодки, которые с помощью пружин и тормозных цилиндров при нажатии водителем педали тормоза прижимаются к поверхности барабана.
Ручной тормоз автомобиля тормозит задние колеса. Ручной тормоз активируется с помощью ручника расположенного внутри машины. Правда, по сравнению с нажатием педали тормоза, ручной тормоз менее эффективный и менее сильный.
Естественно из-за сильного трения барабаны и тормозные диски могут нагреваться до 500 °C и более! Вот почему барабаны или диски должны быть сделаны из таких материалов, которые не будут плавиться при высоких температурах. Например,для изготовления тормозных дисков, барабанов и тормозных колодок идеально подходят дорогие сплавы металлов, композиты или керамика.
Как работают тормоза в автомобиле
Картинка описание: Когда ваша нога нажимает педаль тормоза, тормозная жидкость в тормозной системе выжимается из узкого цилиндра в более широкий цилиндр. Эта система известна как гидравлическая система. Это позволяет значительно увеличить силу тормозного вашего усилия.
Теория.
Представьте себе, сколько вам нужно сил, чтобы остановить быстроходную машину. Простое нажатие педали тормоза не создало бы достаточной силы, чтобы активировать все четыре тормоза так, чтобы быстро остановить ваш автомобиль. Вот почему тормоза используют гидравлику: систему заполненных тормозной жидкостью трубок, которые и увеличивают ваше тормозное усилие. Также благодаря гидравлике тормозные усилия могут передаваться легко из одного места в другое за короткий срок.
Когда вы нажимаете на педаль тормоза, ваша нога, по сути, перемещает рычаг, который заставляет сдвинуть поршень в длинном узком тормозном цилиндре (главный тормозной цилиндр), который в свою очередь начинает двигать гидравлическую жидкость (тормозная жидкость) в сторону узкой трубки расположенной на конце тормозного цилиндра.
К этой трубке, как правило, подключены такого же диаметра трубки, идущие на каждый тормоз автомобиля. Далее тормозная жидкость по узким трубкам попадает в более объемные цилиндры, расположенные на колесах.
Поскольку тормозные цилиндры, расположенные на каждом колесе, намного больше, чем цилиндр, расположенный в тормозной системе сразу после педали тормоза, сила, которую вы изначально применили к педали тормоза, значительно увеличивается. В результате эта сила и сжимает тормозные колодки в каждом тормозе колеса.
На практике.
Наш простой пример показывает основной принцип работы гидравлической тормозной системы; на практике все немного сложнее.
На самом деле педаль тормоза фактически управляет четырьмя отдельными гидравлическими тормозными линиями, идущие на все четыре колеса. В нашем же примере мы показываем принцип работы тормозов на одном колесе автомобиля.
Для безопасности, как правило, во всех автомобилях используется два отдельных контура гидравлических тормозов. Это необходимо на тот случай, если вдруг из-за каких-то неисправностей вышел из строя один тормозной контур. В этом случае второй контур всей тормозной системы будет по-прежнему функционировать.
Кто изобрел гидравлические тормоза?
Эта система использует импульс (движущую силу) транспортного средства, чтобы обеспечить необходимое тормозное усилие для остановки машины. Эта сила толкает гидравлический поршень в цилиндре. Это первый в мире тормоз с электроприводом. То есть при нажатии педали тормоза поршень в цилиндре двигался не только за счет силы нажатия педали, но и благодаря движущейся силе транспорта.
Лугхэд и его брат Аллан были пионерами в авиастроении. Они основали компанию «Лугхед», известную как авиационное производственное предприятие.
Что-то не так с тормозами: 10+ причин и советы экспертов
«Какое-то время может казаться, что машина без тормозов выигрывает гонку…»
Из Интернета
Тормозная система
Если воздух попал в систему, то на первое нажатие педали машина порой вообще не реагирует. И только после нескольких качков тормоза срабатывают. Воздух обычно попадает через негерметичные манжетные уплотнения цилиндров — рабочих и главного. Либо вследствие недобросовестного ремонта, когда пузырьки воздуха не были удалены после замены элементов. Неисправность лечится прокачиванием системы и, возможно, заменой ее негерметичных узлов.
Педаль проваливается, и машина почти не тормозит? Возможно, закипела тормозная жидкость. Такое на практике случается только с откровенно «левой» или очень старой «тормозухой». Помните: жидкость нужно регулярно обновлять. Производители рекомендуют это делать не реже чем раз в три года.
Некондиционные тормозные шланги разбухают или даже рвутся — остерегайтесь подделок! Если машина старше 10 лет, шланги надо осматривать при каждой возможности. Резина стареет, появляются трещины, и шланг может порваться под большой нагрузкой. Например, при экстренном торможении, когда от тормозов зависит жизнь.
При неисправном вакуумном усилителе тормоза продолжают работать, однако для эффективного торможения водитель должен прикладывать к педали куда большее усилие, чем обычно. А он в опасной ситуации к этому может оказаться не готов. Кстати, исправный вакуумник может не усиливать, если порвался шланг, подводящий разрежение.
Плохо тормозить автомобиль может из-за некондиционных либо полностью стертых колодок. В последнем случае стальное основание колодки начинает при каждом нажатии на педаль продирать тормозной диск. Что касается некондиции, то она себя ведет непредсказуемо. Фрикционные накладки таких колодок могут подгорать, плавиться и даже полностью отваливаться от основания. От негодных колодок обычно страдают и тормозные диски.
Ржавые и неравномерно изношенные тормозные диски — еще одна возможная причина плохого торможения. После замены дисков порой появляются рывки при торможении — виноват, как правило, неаккуратный монтаж. Если, например, между привалочными поверхностями ступицы и диска попадет стружка или грязь, то диск будет иметь осевое биение. Чем оно опасно? Диск при осевом биении разводит тормозные колодки, значительно увеличивая свободный ход педали тормоза и замедляя скорость срабатывания тормозной системы. Барабанные тормозные механизмы могут также вызывать рывки при торможении из-за овальности барабанов.
Иногда биение дисков появляется, когда на раскаленный металл попадает вода из лужи — как говорят, диск «повело». Такой диск проще всего заменить, не связываясь с проточкой. Дело в том, что если диск имеет плохую термостабильность, то при следующем попадании в лужу его поведет опять. Протачивать диски есть смысл только после задира изношенными колодками или при глубокой коррозии.
Редко, но все-таки случается, когда плохое торможение вызвано замасливанием колодок, дисков, барабанов. В этом может быть повинна, к примеру, смазка, вытекающая из ступичного подшипника. Куда чаще на тормозные механизмы попадает вода — после мойки или в сильный дождь. В этом случае восстановить эффективность тормозов довольно просто — путем недолгого прогревочного торможения на свободном участке дороги. Поэтому некоторые системы ESP имеют функцию просушки колодок: в дождь электроника прихватывает диски тормозными механизмами с ювелирно выверенным усилием, чтобы сбить воду, а водитель при этом ничего не замечает.
Могут заклинить поршень в тормозном цилиндре, колодки в скобе, направляющие суппорты — колесо, как положено, тормозить не будет. Поэтому необходимо восстановить подвижность механизма: разобрать, почистить, смазать или заменить.
Если вы почувствовали, что с тормозами «что-то не так», то ни в коем случае не тяните с диагностикой и ремонтом
Когда барахлит один из элементов АБС, отключается вся система (на приборной панели загорается соответствующий индикатор неисправности). Эффективность тормозов при рабочем торможении не пострадает, но при резком торможении из-за блокировки колес машину может «закрутить». Так что с визитом на сервис тянуть не стоит.
Многие владельцы даже бравируют тем, что не пользуются стояночным тормозом. А зря. Во‑первых, он может быть последней надеждой остановить автомобиль при отказе рабочей тормозной системы. Во‑вторых, при парковке на уклоне не безопасно нагружать фиксатор паркинга автоматической коробки или вариатора. И даже с механической коробкой передач оставленные на передаче силовые агрегаты порой страдают от перескока цепи ГРМ.
Внимание, дорога!
Большое влияние на тормозной путь оказывает дорожное покрытие — как его тип, так и состояние. На новеньком, гладком, еще отпотевающем битумом асфальте машина обычно тормозит хуже, чем на том, который уже изрядно «обрезинен» тысячами проехавших по нему шин. Однако если асфальт совсем старый и утратил связующие компоненты, он может просто начать крошиться под колесами. А каждая крошка — это маленький шарик, по которому шина покатится, как кольцо в шарикоподшипнике. По этой же причине будьте осторожны при торможении и маневрировании на пыльных дорогах.
Еще хуже сцепление на мокром, заснеженном или обледенелом покрытии — тормозной путь может увеличиться в несколько раз. Более того, на эффективность замедления влияет и температура асфальта. Наши испытания неоднократно доказывали, что у большинства шин есть температурная точка оптимального сцепления с дорогой, при отклонении от которой тормозной путь значительно увеличивается.
Впрочем, куда важнее состояние шин. Очевидно, что изношенный протектор не сможет обеспечить нормального сцепления с дорогой, особенно на скользком покрытии. Очень важно следить за давлением во всех шинах. Помните: спустившее до 1 бара колесо цепляется за асфальт хуже, чем зимние шины летом.
Свою лепту могут вносить изношенные детали подвески: шаровые опоры, рулевые наконечники, амортизаторы, ступичные подшипники. Подвеска даже на небольших неровностях начинает работать неоптимально — сцепление шин с дорогой уменьшается и, как следствие, увеличивается тормозной путь. В некоторых ситуациях колесо и вовсе может кратковременно зависнуть в воздухе, из-за чего система АБС будет работать некорректно. Навредить может и неграмотный тюнинг — например, высоко задранная корма нарушает тормозной баланс по осям, что, безусловно, скажется на эффективности торможения.
Кроме того, на торможении сказывается и неравномерная загрузка автомобиля: как по длине, так и по ширине. А также перегруз, ведь чем больше кинетическая энергия движущегося объекта, тем труднее его остановить.
Тормозим правильно
Если требуется остановиться максимально быстро, на автомобилях без АБС нужно стараться тормозить на грани блокировки колес. Как только шины начали скользить по асфальту, эффективность падает. На скользкой дороге следует применять прерывистое торможение — это позволяет не только быстрее остановиться, но и избежать заноса.
На автомобилях, оснащенных АБС, большую часть этой работы берет на себя электроника: водителю лишь нужно нажать на педаль с достаточным усилием. Кстати, если хотите выжать из тормозов максимум, давите на тормоз со всей силы, даже когда почувствовали, что АБС начала работать — метр-другой тормозного пути выиграете.
Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!