Πρόσφατα όλοι πρέπει να έχουν ακούσει για τα δύο περιστατικά αστοχίας φρένων του Xiaomi SU7 στην πίστα, με κάποιους να λένε ότι το SU7 δεν είναι αγωνιστικό αυτοκίνητο, ποιος του επέτρεψε να τρέξει στην πίστα; Χρησιμοποιώντας το πρότυπο για αγωνιστικά αυτοκίνητα, δεν εκφοβίζετε απλώς το αυτοκίνητο. Άλλοι λένε ότι πολλά πολιτικά αυτοκίνητα τρέχουν σε πίστες αγώνων, αλλά δεν ανεβαίνουν όλα στον τοίχο.
Το ποιος φταίει για το περιστατικό της αναρρίχησης σε τοίχο δεν είναι αυτό που συζητάμε εδώ. Η επίσημη απάντηση της Xiaomi είναι ότι το περιστατικό αναρρίχησης στον τοίχο συνέβη λόγω θερμικής υποβάθμισης των φρένων και υπερβολικής φθοράς. Ας μιλήσουμε για το πώς έχει εξελιχθεί το σύστημα πέδησης του αυτοκινήτου όλα αυτά τα χρόνια.
Στην αρχαιότητα, όταν οι άνθρωποι οδηγούσαν άμαξα, η τροφοδοσία καυσίμου γινόταν βασικά με το τράβηγμα, το στρίψιμο γινόταν βασικά με το πιάσιμο, το κορνάρισμα γινόταν βασικά από το στόμα και το φρενάρισμα βασικά με το πόδι, φυσικά, το πόδι του αλόγου . Αργότερα, σε αμέτρητα μαθήματα αίματος και δακρύων, οι άνθρωποι συνειδητοποίησαν τελικά ότι αν κατέβαιναν την κατηφόρα μέχρι το τέλος, το να βασίζονται αποκλειστικά στο φρένο του ποδιού του αλόγου όχι μόνο θα ήταν σπατάλη της ενέργειας του αλόγου, αλλά το άτομο μπορεί επίσης να κινδυνεύσει.
Έτσι, γεννήθηκε το αρχαιότερο σύστημα πέδησης, όπου οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν ένα κομμάτι ξύλο ως επένδυση φρένων και το έτριβαν στον τροχό για να παρέχουν ισχύ ακινητοποίησης. Αν και μερικές φορές το ξύλο κάπνιζε όταν πατούσε το φρένο, ήταν ακόμα αρκετό για βαγόνια που κινούνταν πιο αργά. Στην πραγματικότητα, μια παρόμοια δομή χρησιμοποιείται ακόμα και σήμερα, όπως το φρένο ζάντας στα ποδήλατα, αν και η επιφάνεια τριβής έχει αλλάξει από το ελαστικό στη ζάντα, η αρχή είναι παρόμοια.
Από τότε που εμφανίστηκε η ατμομηχανή τον 18ο αιώνα, η ισχύς του οχήματος μεταβαλλόταν από τα ζώα σε μηχανές και η ταχύτητα γινόταν όλο και πιο γρήγορη, αλλά τα φρένα δεν άλλαζαν πολύ. Μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα, η αρχή του συστήματος πέδησης για τις άμαξες, τα τρένα και τα πρώιμα αυτοκίνητα εξακολουθούσε να είναι βασικά η ίδια με αυτή των άμαξων με άλογα. Ποιο ήταν το αποτέλεσμα; Ακόμα και το επίπεδο έδαφος έγινε δύσκολο στο χειρισμό! Ευτυχώς, μια ιδιοφυΐα εμφανίστηκε το 1900, ο William Maybach. Σχεδίασε το πρώτο τύμπανο φρένου αυτοκινήτου. Είστε εξοικειωμένοι με αυτό, σωστά; Μέχρι τώρα, ορισμένα φορτηγά και επιβατικά αυτοκίνητα χαμηλής ποιότητας εξακολουθούν να χρησιμοποιούν φρένα τυμπάνου.
Μόλις δύο χρόνια αργότερα, το 1902, μια άλλη ιδιοφυΐα, ο Frederick William Lanchester, σχεδίασε το παλαιότερο δισκόφρενο, το οποίο είναι η δομή του φρένου που χρησιμοποιείται από περισσότερο από το 80% των αυτοκινήτων σήμερα, συμπεριλαμβανομένου του Xiaomi SU7. Νομίζατε ότι το δισκόφρενο εμφανίστηκε δεκαετίες αργότερα από το ταμπούρο; Στην πραγματικότητα, δεν το έκανε. Επειδή το δισκόφρενο έχει υψηλότερες απαιτήσεις για το υλικό των τακακιών των φρένων, τα πρώιμα δισκόφρενα χρησιμοποιούσαν σιδερένια τακάκια και χάλκινα τακάκια και ο χαλκός φθείρεται πολύ γρήγορα. Φανταστείτε ότι ετοιμάζεστε με χαρά για ένα οικογενειακό οδικό ταξίδι, φέρνοντας ηλιόσπορους, μπύρα, τραπουλόχαρτα και τρία σετ τακάκια φρένων. Δεν θα ήταν λίγο απογοητευτικό; Έτσι, όσο το υλικό και η τεχνολογία κατασκευής δεν βελτιώθηκαν, το δισκόφρενο δεν θα μπορούσε να διαδοθεί.
Ωστόσο, το ταμπούρο φρένο δεν είναι χωρίς τα δικά του προβλήματα. Η κακή του ικανότητα διάχυσης θερμότητας και η τάση του να υποφέρει από αποσύνθεση θερμότητας είναι δομικά ελαττώματα που δεν μπορούν να αλλάξουν, και το ίδιο ισχύει για το τύμπανο φρένου σήμερα. Ως εκ τούτου, καθώς το υλικό και η τεχνολογία κατασκευής βελτιώθηκαν, οι άνθρωποι άρχισαν να εξετάζουν ξανά το δισκόφρενο. Το πρώιμο δημοφιλές υλικό τακακιών φρένων ήταν ο αμίαντος, αλλά αυτό το υλικό έχει ένα θανατηφόρο ελάττωμα: δεν είναι φιλικό προς το περιβάλλον. Οι λεπτές ίνες αμιάντου που φθείρονται μπορούν να εισπνευστούν στους πνεύμονες και να προκαλέσουν μη αναστρέψιμη βλάβη. Ως αποτέλεσμα, τα κεραμίδια οροφής από αμίαντο που ήταν πολύ συνηθισμένα όταν ήμουν νέος δεν είναι πλέον διαθέσιμα. Ταυτόχρονα, επειδή ο αμίαντος είναι μονωτικό υλικό, έχει κακή θερμική αγωγιμότητα και τα τακάκια των φρένων θερμαίνονται γρήγορα μετά την τριβή, με αποτέλεσμα να είναι δύσκολο να κρυώσει.
Αργότερα, εισήχθησαν ημιμεταλλικά τακάκια φρένων, τα οποία αντικατέστησαν τον αμίαντο στα αρχικά τακάκια με χαλύβδινο μαλλί για αύξηση της σκληρότητας. Ωστόσο, αυτή τη φορά η απαγωγή θερμότητας ήταν πολύ καλή και τα τακάκια των φρένων θα ζεσταίνονταν μετά από λίγα μόλις βήματα. Το σύστημα πέδησης βρισκόταν πάντα σε κατάσταση υψηλής θερμοκρασίας, προκαλώντας εξαιρετικά γρήγορη φθορά των ελαστικών στεγανοποιήσεων, των εύκαμπτων σωλήνων και άλλων εξαρτημάτων στις δαγκάνες.Επιπλέον, το νερό στο υγρό φρένων θα μετατρεπόταν σε αέριο σε υψηλές θερμοκρασίες, με αποτέλεσμα να μαλακώσουν τα φρένα. Επιπλέον, οι μεταλλικές ίνες στα τακάκια των φρένων τρίβονταν μεταξύ τους, δημιουργώντας θόρυβο σε χαμηλές ταχύτητες και προκαλώντας τη σκουριά των τακακιών εύκολα όταν έβρεχε.
Υπό το φως αυτών των ελαττωμάτων, εμφανίστηκε μια νέα γενιά προϊόντων, τακάκια φρένων με χαμηλό μέταλλο. Όπως υποδηλώνει το όνομα, περιέχουν λιγότερες μεταλλικές ίνες, επομένως η αντοχή τους στη φθορά δεν είναι τόσο καλή, αλλά η απόδοση πέδησης είναι καλύτερη από τα ημιμεταλλικά τακάκια φρένων και ο θόρυβος είναι χαμηλότερος. Συνήθως χρησιμοποιούνται σε αυτοκίνητα που δίνουν προτεραιότητα στην άνεση. Αργότερα, εισήχθησαν τακάκια φρένων με βάση τα κεραμικά, χρησιμοποιώντας κεραμικές ίνες ως ενισχυτικό υλικό. Αυτό είναι ένα τακάκι φρένων υψηλότερου επιπέδου, με καλή αντοχή στη θερμότητα, επομένως η σταθερότητα στην τριβή είναι καλή και ο θόρυβος είναι χαμηλός επειδή δεν υπάρχει μέταλλο. Η έλλειψη μετάλλου σημαίνει επίσης ότι δεν θα μείνει καθόλου μεταλλική σκόνη στην πλήμνη του τροχού, η οποία είναι δύσκολο να καθαριστεί. Το μειονέκτημα είναι προφανές - είναι ακριβό!
Ωστόσο, τα κεραμικά φρένα δεν είναι τα πιο ακριβά, υπάρχει ένας μεγαλύτερος αδερφός από πάνω: φρένα με βάση τον άνθρακα. Τα φρένα με βάση τον άνθρακα περιλαμβάνουν άνθρακα-κεραμικό και άνθρακα-άνθρακα, το ένα είναι ένα σύνθετο από ανθρακονήματα και κεραμικές ίνες και το άλλο είναι όλο άνθρακα. Αν και τα δύο έχουν ελαφρώς διαφορετικές ιδιότητες, και τα δύο δεν έχουν γενικά μειονεκτήματα: καλή θερμική αγωγιμότητα, αντίσταση σε υψηλές θερμοκρασίες, ισχυρή ισχύς πέδησης, ελαφρύτερα και πιο ανθεκτικά στη φθορά, επομένως τα φρένα με βάση τον άνθρακα είναι βασικά εξοπλισμένα σε αγωνιστικά αυτοκίνητα, υψηλής ποιότητας σπορ αυτοκίνητα ή αεροσκάφη. Για να είμαι ειλικρινής, ελάχιστη σχέση έχουν με τους απλούς ανθρώπους.
Εκτός από τα τακάκια των φρένων, οι μηχανικοί έχουν καταβάλει προσπάθεια και στους δίσκους φρένων του δισκόφρενου. Όσον αφορά τα υλικά, έχουν περάσει από χυτοσίδηρο, κράματα, οργανικά υλικά στα πιο προηγμένα υλικά από ανθρακονήματα, και όσον αφορά τη δομή, έχουν περάσει από τον αρχικό μεμονωμένο δίσκο σε μεταγενέστερα σχέδια με κανάλια αερισμού, τρυπημένες οπές και αυλακώσεις για γρήγορη απαγωγή θερμότητας και αφαίρεση της σκόνης των φρένων, βελτιώνοντας σταδιακά την απόδοση πέδησης.
Έχοντας μιλήσει τόσο πολύ για τα δισκόφρενα, φαίνεται ότι τα ταμπούρα δεν έχουν καμία πιθανότητα να επιστρέψουν. Και αυτό είναι αλήθεια... Χάνουν τη δομή τους. Είναι βαρύτερα, λιγότερο αποτελεσματικά στην ψύξη και δεν προσφέρουν την ίδια ευκολία στο γρήγορο, συνεχές φρενάρισμα με τα σχέδια δισκόφρενων. Επίσης, δεν είναι τόσο συμβατά με χαρακτηριστικά υψηλής τεχνολογίας όπως το ABS. Αλλά τα φρένα τυμπάνου έχουν τα πλεονεκτήματά τους. Πρώτον, έχουν ισχυρή δύναμη αναστολής. Δύο τακάκια, το ένα προς την κατεύθυνση του περιστρεφόμενου τυμπάνου και το άλλο προς το μέρος του, δημιουργούν ένα εφέ αυτοασφάλισης κατά το φρενάρισμα. Όσο περισσότερο φρενάρετε, τόσο πιο σφιχτά πιάνει το τακάκι το τύμπανο, όπου κερδίζουν με τη δική τους δομή. Επιπλέον, είναι φθηνότερα. Τα τελευταία χρόνια, δεν υπήρξαν πολλά μεγάλα έξοδα εκτός από κάποιες αλλαγές στο υλικό τριβής. Έτσι τα φρένα τυμπάνου είναι πολύ δημοφιλή σε αυτοκίνητα χαμηλού επιπέδου και φορτηγά βαρέως τύπου. Δεν τους πειράζει η κακή απόδοση ψύξης, καθώς μπορούν να ψεκάσουν νερό στα φρένα για φορτηγά βαρέως τύπου. Γεια, είπατε ότι θα φτιάξετε μια έκδοση Redmi με φρένα τυμπάνου και θα βάλετε το σύστημα ψεκασμού νερού για φορτηγά βαρέως τύπου. Αυτό θα ήταν γρήγορο στην πίστα!
