Brake fading – test różnych klas.

Ciepło produkowane w trakcie hamowania, wykonywanego przy spokojnej, „normalnej” jeździe nie powinno nikogo niepokoić, ale wystarczy tylko wcisnąć mocniej pedał gazu i gwałtownie zahamować, a nasz pojazd zamieni się w wulkan energii cieplnej. Jako dowód niech posłuży tutaj przykład dużego SUVA, który podczas jednego tylko hamowania z prędkości 100km/h wytwarza taką ilość energii, która wystarczyłaby do zasilania przez 1,5 godziny 100-watowej lampy!

Bardzo ciekawą kwestią jest to, jak z tymi ekstremalnie wysokimi temperaturami radzą sobie systemy hamulcowe poszczególnych samochodów. Zbadali to eksperci amerykańskiego popularnego magazynu motoryzacyjnego Car and Driver. Przeprowadzony przez nich test, w którym porównali oni efektywność działania układów hamulcowych (w warunkach maksymalnego obciążenia) różnych klas aut, dostarczył niezwykle interesujących wyników. Zanim jednak je umówimy dla porządku wyjaśnijmy, na czym właściwie polega zjawisko brake fadingu.

Na czym polega brake fading?

Samo pojęcie fadingu (przegrzewania) może dotyczyć różnych części samochodowych, np. okładzin ciernych sprzęgła, natomiast brake fading – jak sama nazwa sugeruje – jest zjawiskiem odnoszącym się bezpośrednio do hamulców.

Brake fading – czyli zanik siły hamowania – polega na spadku współczynnika tarcia i wydłużeniu drogi hamowania. Powstaje on wskutek znacznego wzrostu temperatury elementów ciernych układu hamulcowego, do którego dochodzi podczas agresywnej jazdy, po serii kilku mocnych hamowań.

Jak to traktuje Wiki - Fading

Skąd się bierze zjawisko brake fadingu?

Powody dla których dochodzi do zaniku siły hamowania znane są już od dawna. Gdy temperatura klocków hamulcowych sięga 400 C, pomiędzy klockami a tarczami zaczyna się tworzyć poduszka rozgrzanych gazów, które utrudniają efektywną współpracę tych elementów. Doprecyzowując – pojawiające się tutaj pęcherzyki gorących gazów uniemożliwiają powstanie na tyle wysokiego ciśnienia, by klocki mogły swobodnie dociskać się do tarcz.

Dobrze jest wiedzieć, że w skrajnych wypadkach, takie nadmierne rozgrzanie całego układu może przyczynić się nawet do zagotowania płynu hamulcowego.

Czy zanik siły hamowania jest nieunikniony?

Na zanik siły hamowania narażone są przede wszystkim systemy hamulcowe montowane w seryjnie produkowanych autach, ponieważ ze względu na wysokie koszty nie stosuje się w nich specjalnych, odpornych na działanie tego zjawiska, tarcz hamulcowych. Wynika z tego zarazem, że występowanie brake fadingu wcale nie jest nieuniknione – potrzebne są tylko rozwiązania konstrukcyjne, dzięki którym podzespoły układu hamulcowego będą mogły się odpowiednio szybko schładzać.

Ryzyko pojawienia się zaniku siły hamowania prawie do zera eliminują specjalne tarcze, posiadające odpowiednio przygotowane nacięcia i otwory, przez które na bieżąco odprowadzane jest ciepło. Dlaczego akurat tarcze hamulcowe mogę rozwiązać ten problem? Bo to właśnie one przyjmują największe ilości ciepła i to ich zadaniem jest odprowadzić to ciepło na zewnątrz.

Czy brake fading jest często występującym zjawiskiem?

W praktyce, hamulce mimo wszystko trudno jest przegrzać – oczywiście mowa tutaj o codziennej, niezbyt aktywnej jeździe. Do brake fadingu dochodzi zwykle dopiero podczas cyklu minimum 3-5 mocnych zahamowań z ok. 80km/h do zera i następujących po nich dynamicznych przyspieszeniach.

Trzeba jednak podkreślić, że zjawisko to może wystąpić już przy jednym hamowaniu z dużej prędkości. Zdarza się, że przy gwałtownym zwalnianiu ze 160-180 km/h, ostatnie 20-30 km/h auto pokonuje przy obniżonej skuteczności hamulców.

Test magazynu car and driver – założenia i organizacja

Zgodnie z obietnicą przejdźmy teraz do testu magazynu Car and Driver.

By dokładnie zbadać, jak hamulce montowane w modelach różnych klasach samochodów radzą sobie z ekstremalnie wysokimi temperaturami, organizatorzy testu podzieli jego uczestników na trzy grupy pojazdów:

· wysokiej klasy SUV-y (Cadillac SRX, Infiniti FX50, Porsche Cayenne S),

· auta miejskie (VW Passat B6, Honda Accord, Chevrolet Malibu),

· samochody sportowe (BMW E90 335i, Corvette Z51, Nissan Nismo 350Z, Porsche 911 z tradycyjnymi hamulcami i Porsche 911 z węglowo-ceramicznym systemem PCCB).

W każdej z tych grup znalazły się zatem modele z trzech najważniejszych rynków samochodowych – amerykańskiego, europejskiego oraz japońskiego.

Wszystkie testowane pojazdy zaliczyły cykl 5 następujących po sobie zahamowań z prędkości 160 km/h. Aby urealnić wyniki eksperymentu przyjęto, że odstęp czasowy pomiędzy kolejnymi zahamowaniami będzie stały i wyniesie 20 sekund (wliczając w to czas rozpędu). Oczywiście każde badane auto miało zamontowane oryginalne komponenty układu hamulcowego.

Parametry będące przedmiotem badania zmierzono za pomocą urządzenia Racelogic VBOX III GPS, natomiast siłę nacisku na pedał hamulcowy kontrolował czujnik Futek.

Wyniki SUV-ów

Ponieważ im większa jest masa samochodu, tym więcej ciepła musi „przetrawić” układ hamulcowy, można było się spodziewać, że w teście najlepiej wypadnie najlżejszy z badanych SUV-ów, czyli Infiniti FX50 (masa 2100 kg). Tymczasem wbrew oczekiwaniom, zdecydowanie najkorzystniejsze rezultaty uzyskało najcięższe auto, Porsche Cayenne S (masa 2400 kg). W środku stawki uplasował się zaś Cadillac SRX.

Po przeprowadzeniu całego cyklu pięciu zahamowań, droga hamowania Porsche Cayenne wydłużyła się zaledwie o 6 metrów! – to naprawdę świetny wynik. SRX, z drogą hamowania wydłużoną o 36 metrów zaprezentował się znacznie gorzej niż Porsche, ale mimo wszystko wynik ten należy uznać za w pełni satysfakcjonujący. Crossover Infiniti kompletnie rozczarował, bo już w trakcie trzeciej próby zatrzymał się aż o 60 metrów dalej, niż w pierwszej. I co więcej, po ukończeniu testu zaobserwowano, że na powierzchni roboczej jego – oryginalnych! – tarcz hamulcowych powstały rowki.

Wyniki aut miejskich

Także i w rywalizacji aut miejskich bezsprzecznym zwycięzcą okazał się europejczyk, VW Passat B6. Co ważne, długość jego drogi hamowania pozostawała praktycznie bez zmian na każdym etapie cyklu, a podczas ostatniej próby – pomiary wskazały, że w porównaniu z pierwszą wręcz skróciła się o 1,5 metra! W praktyce jednak, należy potraktować to raczej jedynie jako ciekawostkę, gdyż taka różnica mieści się w granicach błędu pomiarowego.

Pozostałe testowane samochody – Chevrolet Malibu i Honda Accord – uzyskały znacznie gorsze wyniki. Droga hamowania tego pierwszego wydłużyła się ostatecznie o 36 metrów, natomiast Japończyka – o 30 metrów. Niemniej jednak, należy uznać, że każde z tych aut miejskich osiągnęło zadowalający rezultat. Zamontowane w nich hamulce bez trudu poradzą sobie z wyzwaniami, stawianymi przez typową, miejską jazdę.

Wyniki samochodów sportowych

Samochody sportowe stanowią chyba najciekawszą z badanych klas, ponieważ zaliczane do nich modele z założenia muszą posiadać wysokiej jakości, zdolne do poradzenia sobie w najbardziej ekstremalnych warunkach, systemy hamulcowe.

Żeby lepiej wychwycić różnice skuteczności działania hamulców poszczególnych modeli tej grupy, liczbę zahamowań testowych zwiększono z 5 do 35, pozostawiając przy tym 20 sekundowy interwał czasowy.

W teście najlepiej wypadły obydwa modele Porsche 911 (z żeliwnymi tarczami i tarczami węglowo-ceramicznymi) oraz Corvette Z51. Podczas każdej próby długość drogi hamowania Porsche mieściła się w przedziale 90-100 metrów, natomiast auta amerykańskiego – nie przekraczała 120 metrów. Nieco gorzej zaprezentowało się BMW 335i, którego droga hamowania wprawdzie w siódmej próbie wydłużyła się o ponad 10 metrów w stosunku do pierwszej, ale w kolejnych próbach cyklu efektywność działania jego hamulców była już na zbliżonym poziomie. Zdecydowanie najmniej korzystnie wypadł zaś Nissan 350Z, który już przy czwartym zahamowaniu zatrzymał się aż o 30 metrów dalej niż na początku testu – a dalej było już tylko gorzej.

Podsumowanie wyników testu

Wyniki testu idealnie obrazują podejście poszczególnych rynków – europejskiego, amerykańskiego i japońskiego – do kwestii projektowania samochodów i systemów hamulcowych. Europejscy producenci przywiązują dużą uwagę do trwałości hamulców i ich zmagań ze zjawiskiem fadingu; amerykańscy – już w mniejszym stopniu – ale jednak uwzględniają potrzeby amatorów dynamicznej jazdy; natomiast japońscy – zdecydowanie zaniedbują miłośników sportowej jazdy.

Układy hamulcowe Infiniti i Nissana nie są wystarczająco odporne na działanie wysokich temperatur, tymczasem, jak już wcześniej wspomnieliśmy, istnieją sprawdzone sposoby na poradzenie sobie z nadmierną ilością ciepła. I to właśnie z tych sposobów korzystają europejscy i amerykańscy producenci.

Kopiowanie materiałów jest możliwe wyłącznie na warunkach umieszczenia linku do źródła Brakestock.PL.