Како су људи кочили пре хиљаду година? Еволуција кочионог система
Кажу да су пре хиљаду година, када су древни људи возили коњске запреге, за све се у суштини ослањали на ручни напор: пумпали су гориво да би напунили гориво, вукли да би се окренули, трубили устима и кочили ногама – па, коњске ноге. На крају, након безбројних лекција научених кроз крв и сузе, људи су схватили да при спуштању низбрдо ослањање искључиво на ноге коња не само да исцрпљује коња већ и угрожава возача.
Тако је рођен најранији кочиони систем. Људи су користили комад дрвета као кочиону плочицу да би створили трење са точком, обезбеђујући силу кочења. Иако су се дрва понекад димила при кочењу, то је било довољно за вагоне које су се споро кретале. У ствари, кочиони системи са сличним структурама могу се видети и данас. Кочнице на фелгама бицикла, на пример, еволуирале су од брушења површине гуме до брушења фелне, али принцип остаје сличан.
Откако се парна машина појавила у 18. веку, снага возила је прешла са људи и животиња на машину, а брзине су се повећале, али кочиони системи су видели мале промене. Почетком 20. века, било да се радило о коњској запрези, возу или раном аутомобилу, кочиони систем је радио слично онима који су коришћени са ранијим кочијама. Резултат? Чак и на равном терену, незгоде су се и даље дешавале. Срећом, 1900. године, геније по имену Вилхелм Мајбах дизајнирао је прву аутомобилску добош кочницу. Да ли то звучи познато? Чак и данас, неки камиони и нижи путнички аутомобили и даље користе добош кочнице.
Случајно, само две године касније, 1902. године, други геније, Фредерик Вилијам Ланчестер, дизајнирао је прву диск кочницу, што је систем кочења који се користи у више од 80% аутомобила данас, укључујући Ксиаоми СУ7. Можда мислите да су диск кочнице настале много касније од добош кочница, али то није случај. Диск кочнице имају веће захтеве за материјале кочионих плочица. Рани дискови су били од гвожђа, а јастучићи од бакра, који су се брзо истрошили. Замислите да кренете на породично путовање са грицкалицама, пивом, картама за играње и три сета кочионих плочица – разочаравајуће, зар не? Дакле, због ограничења у технологији материјала, диск кочнице нису постале популарне.
Међутим, бубањ кочнице такође имају својих проблема. Њихов дизајн инхерентно ограничава расипање топлоте, чинећи их склоним термичком распадању. Ово остаје тачно чак и за модерне добош кочнице. Али како се технологија материјала побољшавала, диск кочнице су поново почеле да привлаче пажњу. Ране кочионе плочице су биле направљене од азбеста, али азбест је имао фаталну ману: није био еколошки прихватљив. Азбестна влакна од хабања могу се удахнути и изазвати неповратна оштећења плућа, због чега се азбестни цреп, некада уобичајен у мом детињству, више не користи. Поред тога, азбест је лош проводник топлоте, тако да је било тешко да се охлади након трења од кочења.
Касније су развијене полуметалне кочионе плочице, које су замениле азбест челичном вуном како би се повећала тврдоћа. Али сада је проводљивост топлоте била превише добра. Температура је брзо расла, а кочиони систем је остао врућ, због чега су гумени делови, попут заптивки и црева, брже старили. Високе температуре такође испаравају воду у кочионој течности, чинећи кочнице меким. Поврх тога, трење метала о метал изазивало је буку при малим брзинама, а кочнице су лако зарђале када је падала киша.
Због ових недостатака развијена је нова генерација кочионих плочица: нискометални материјали. Као што име говори, ови јастучићи су имали мање метала. Иако нису биле толико издржљиве, њихове кочионе перформансе су биле боље од полуметалних плочица, и биле су тише, често се користе у аутомобилима којима је приоритет удобност. На крају су се појавиле кочионе плочице на бази керамике, које су користиле керамичка влакна за појачање. Ови врхунски јастучићи су отпорни на топлоту, нуде стабилно трење и смањену буку. Осим тога, пошто им недостаје метал, не остављају прашину од кочница која се тешко чисти на точковима. Лоша страна? Они су скупи.
Али керамичке кочнице нису ни најскупље. Постоји опција још вишег нивоа: кочнице на бази угљеника. Они долазе у две варијанте: угљеник-керамика и угљеник-угљеник. Један је композит од угљеничних и керамичких влакана, док је други у потпуности направљен од угљеника. Оба нуде одличну топлотну проводљивост, отпорност на високе температуре, јаку силу кочења и малу тежину, што их чини издржљивијим. Зато се кочнице на бази угљеника обично налазе на тркачким аутомобилима, врхунским спортским аутомобилима и авионима. За свакодневне возаче, међутим, нису баш релевантни због трошкова.
После све ове расправе о диск кочницама, можда ћете се запитати да ли бубањ кочнице још увек имају шансе да се врате. Одговор је не - они су једноставно надмашени. Бубањ кочнице су тешке, слабо одводе топлоту и мање су ефикасне у брзом, континуираном кочењу. Такође нису компатибилни са модерном технологијом као што је АБС. Ипак, добош кочнице имају своје предности. Једна од предности је њихова јака сила кочења. Од две кочионе папучице, једна прати ротацију кочионог бубња, док друга иде против њега. Приликом кочења, папуча која се креће против ротације ствара ефекат самокочења, затезајући кочницу док притискате јаче. Ово је структурна предност. Бубањ кочнице су такође исплативе, јер њихов дизајн није захтевао значајне промене последњих година. Осим ажурирања материјала за трење, остали су релативно јефтини за производњу.
