Презентация "Не жми на тормоз, спускаясь с Этны, или Сицилийские впечатления о ретардере"


 

Геннадий НИКИН

Сицилия – Москва

 

Ретардеры – отнюдь не новинка на российском рынке (впрочем, как и на украинском и белорусском). Они установлены на базовых версиях практически всех грузовиков и автобусов европейского производства и могут быть установлены на некоторые модели междугородних и туристических автобусов стран СНГ. Но парадокс заключается в том, что наши водители практически не пользуются этими устройствами даже тогда, когда ими оснащены транспортные средства.

Несколько лет назад мне довелось видеть то, что осталось от автопоезда, у которого загорелись тормозные колодки (можно себе представить, какова была температура), а потушить вспыхнувший полуприцеп с грузом посреди ночной польской дороги было уже невозможно. При этом тягач был оснащён и горным тормозом, и ретардером. Водителю же в поездке через Карпаты на гружёном автопоезде показалось достаточно одной лишь педали тормоза.

 

На краю кратера

Этот сгоревший полуприцеп пришёл мне на память, когда компания «Voith Turbo» собрала нас на краю кратера дремлющего вулкана Этна. «Нас» – это около ста пятидесяти журналистов, дилеров, перевозчиков, автомобилестроителей со всех уголков планеты. Презентация Voith не была приурочена к выпуску некоей новой модели ретардера – она просто в очередной раз собрала заинтересованных специалистов для того, чтобы ещё раз поговорить о безопасности и экономике транспортной работы (а грамотное применение ретардера имеет к этому самое прямое отношение). Место сбора организаторы выбрали весьма символичное. И вот почему. Извергающуюся лаву нам, по счастью, видеть не довелось, однако по цвету и температуре она весьма схожа с нещадно эксплуатируемыми тормозными дисками и барабанами.

Впрочем, сравнивайте сами. Предупрежу сразу: экстремального спуска с вершины вулкана по высокогорному сицилийскому серпантину при перепаде высот 650 м на спуске длиной 10 км не было. Тем не менее тест-драйв даже на тех относительно «лояльных» участках дороги, которые нам доверили под контролем опытных инструкторов-водителей компании, на полностью загруженных автопоездах (масса груза в каждом составляла 40 т), оказался весьма серьёзным испытанием. Трудно было не поверить, что во время спуска по горной дороге температура тормозных колодок достигает 700 ºС. Вот и весьма уместное сравнение: температура лавы в момент извержения составляет 1200 градусов. Разница – согласитесь – не такая уж и большая.

Здесь напрашивается и ещё одно сравнение: количество вулканического пепла в атмосфере планеты сопоставимо с количеством пудры, образующейся в результате стирания тормозных колодок…

Можно себе представить степень износа колодок и барабанов, не говоря уже об эффективности торможения (а значит – и безопасности) при 700 ºС! Это несложно объяснить: при такой температуре ферродо фактически вскипает, поверхность колодки становится скользкой, как стекло. А тормозить стеклом о гладкий металл… Было такое ощущение, что многотонный автопоезд приходилось останавливать не педалью тормоза, а собственными ногами. В общем, мы могли наглядно сравнить торможение при разной оснащённости. На машинах, оснащённых ретардерами Voith Turbo, езда оказалась принципиально иной – и по ощущениям, и по эффективности управления. Правы были древние мыслители: всё познаётся в сравнении. Горный спуск с ретардером не представлял никакой трудности. Скажу больше: педалью тормоза приходилось пользоваться не так уж и часто, поскольку основную работу по сдерживанию автопоезда с 40-тонным грузом взял на себя ретардер. Температура тормозных колодок при таких условиях не превышает 150 ºС. Отсюда и результат – каждое нажатие педали тормоза давало именно тот результат, которого ты ждал.

 

Ретроспектива

Компания «Voith Turbo» конструирует и строит гидроагрегаты уже без малого полтора века – с 1867 г. Основным заказчиком компании – с самого её основания – всегда были электростанции. Вершина Voith Turbo в этой отрасли – оснащение гидромашинами самой крупной в мире гидроэлектростанции в Итайпу мощностью 13,2 тыс. МВт. Как ни странно, компания развивалась не по принципу «от малого к большому», а наоборот – «от большого к малому». Достигнув изрядного совершенства и накопив огромный опыт в создании гидротрансформаторов и гидромуфт, специалисты фирмы уже в 20-е годы ХХ века попытались применить их на железнодорожном и автомобильном транспорте.

В конце 1950-х годов компания «Krauss-Maffei» попросила Voith оснастить гидравлическими замедлителями железнодорожные локомотивы мощностью до 4 тыс. л. с. Заказ был, как сейчас модно говорить, эксклюзивным, поскольку уникальной была нагрузка на локомотивы: по замыслу заказчиков, они должны были ехать «тройками» и тянуть за собой грузовой железнодорожный состав полной массой более 10 тыс. т. Штатные тормозные системы по определению не могли справиться с такой нагрузкой – их износ должен был превысить любые мыслимые и немыслимые нормативы. Используя уже хорошо освоенный и отработанный принцип гидромуфты, конструкторы Voith создали свой первый ретардер (тормоз-замедлитель), который позволил сократить износ тормозных колодок этих локомотивов на 30 %. Заказ был успешно выполнен. Он открыл своим создателям новую стезю деятельности благодаря уникальной способности этого тормоза работать в течение неограниченного времени без потери эффективности.

Первый агрегат увидел свет в 1961 г., и тогда же, учитывая перспективность нового направления в развитии тормозных систем, в фирме «отпочковалось» специализированное отделение Voith Turbo Retarder (сегодня это уже признанный лидер на рынке производства тормозов-замедлителей для тяжёлых магистральных грузовиков и автобусов).

В 1968 г. Voith Retarder выпустила на рынок первую серию ретардеров для автобусов Voith В180/В190. Первым, кто по-настоящему заинтересовался новыми устройствами для повышения безопасности своей продукции, был основатель Setra Отто Кэссборер. В 1978 г. было изготовлено 1200 ретардеров для колёсных транспортных средств. С 1987 г. эти устройства начали устанавливать по заказу и на среднетоннажные грузовики, а спустя два года компания выпустила первый ретардер, встроенный непосредственно в КПП грузовика.

Тем временем рос интерес к ретардерам как самих перевозчиков, так и производителей коммерческой автомобильной техники, и уже в 1994 г. компания выпустила стотысячный агрегат, а спустя всего три года – 150-тысячный. А далее скорость выпуска меняется, как в счётчике таксометра: 1999 г. – 200 тыс., 2003 г. – 300 тыс., в 2007 г. будет отгружен уже 500-тысячный). Сегодня продукцию фирмы, система управления качеством на которой имеет сертификат DIN ISO 9001, можно встретить на грузовиках IVECO, Mercedes-Benz, Volvo, Renault V.I., MAN, Scania, Praha, Hino, DAF, ERF, International, МАЗ, КАМАЗ и др. Среди автобусных компаний потребителями ретардеров Voith являются Neoplan, Van Hool, Bova, Jonckheere, Karosa, Ikarus, МАЗ, и др. Тысячи ретардеров марки Voith работают в России.

 

Как? Зачем? И – почему?

Сегодня, кроме традиционной тормозной системы, грузовые автомобили и автобусы оснащаются несколькими типами вспомогательных тормозных систем (в России и других странах СНГ это делается по усмотрению производителя или по желанию заказчика, в странах Европы – по требованию законодателей). Речь идёт о моторном тормозе в комбинации с гидравлическим или электромагнитным замедлителем.

Наиболее распространены гидравлические ретардеры (Voith Turbo добилась наибольших успехов именно на этом поприще). Принцип их действия заключается в превращении кинетической энергии в тепловую без механического трения. В качестве рабочей жидкости обычно используется масло, а в последних моделях — вода (Aquatarder®). При включении ретардера открывается клапан, через который сжатый воздух поступает в расширительный бак, и рабочая жидкость начинает поступать внутрь турбины. Ротор, приводимый в движение карданным валом, разгоняет масло, которое затем замедляется статором. Две турбины – статор и ротор – располагаются (как правило, соосно) в общей ёмкости, заполненной маслом, в непосредственной близости друг от друга. Ротор кинематически связан с ведущими элементами трансмиссии, в то время как статор жёстко соединён с корпусом. Лопатки вращающегося ротора заставляют масло двигаться вместе с ними, однако такому движению препятствуют неподвижные лопатки статора. За счёт завихрения масла ротор (а вместе с ним и транспортное средство) затормаживается. Масло передаёт всё тепло через теплообменник в систему охлаждения двигателя.

Самый наглядный и эффективный способ убедиться в действенности торможения при помощи ретардера – переход на явно заниженные передачи, чтобы добиться высоких оборотов двигателя в режиме принудительного холостого хода. При этом достигается максимальная производительность насоса, максимальные обороты вентилятора радиатора – и никакого перерасхода топлива.

Ретардеры Voith Turbo приводятся в действие при помощи рычага, который расположен на рулевой колонке и переключает ступени торможения, им же включается и функция постоянной скорости на затяжных спусках, чтобы водитель мог управлять вспомогательным тормозом, не отрываясь от управления автомобилем. В современных грузовиках и автобусов ретардер обычно интегрируется в единую систему управления торможением, и здесь управление переносится на педаль тормоза. А в самых последних моделях управление ретардером отдано на откуп электронике: он активируется бортовым компьютером в зависимости от дорожной ситуации.

Ретардеры, содержащие внутри корпуса гидромуфту, способны развить тормозной момент от 2 до 4 тыс. Н·м при собственной массе от 65 до 83 кг. В них кинетическая энергия автопоезда достаточно быстро преобразуется в тепловую и рассеивается в окружающую среду через охлаждающую жидкость. Благодаря ретардеру износ тормозных накладок замедляется. Как показала практика, наиболее эффективно одновременное включение моторного тормоза дизеля (заслонка на выпускном тракте) и ретардера. С точки зрения безопасности особенно важно, что работа ретардера совершенно не зависит от работы механизма сцепления и коробки передач. То есть в случае выхода любой из этих систем у водителя остаётся возможность остановить машину. Тормозной момент ретардера в два-три раза превышает возможности двигателя, так что он способен справиться даже с длительным движением под уклон. При этом рабочие тормоза машины «отдыхают» и всегда готовы прийти на помощь.

Чаще всего ретардеры можно встретить на грузовиках средней и большой грузоподъёмности, а также на автобусах большого класса (от городских до международных). Реже – на средних и лёгких развозных грузовиках. На более лёгких машинах вполне хватает моторного тормоза, который намного проще и дешевле. Ретардер устанавливают непосредственно в коробку передач, чем достигается экономия в весе, или позади КПП. Так и трансмиссия не подвергается излишним перегревам, и обслуживание проще. Кстати, Voith Turbo – единственный из производителей ­– предлагает решения в линии и вне линии привода. В первом случае ретардер монтируется непосредственно на КПП, при этом карданный вал не изменяется, остаётся свободным доступ к валу отбора мощности. При установке в линии компания применяет две схемы: ретардер монтируется на КПП, но карданный вал подключается к коробке передач через ретардер; или на шасси, «врезаясь» в карданный вал, оставляет свободным доступ к КПП. Во всех случаях обеспечивается независимое маслопитание.

Что это даёт?

Кинетическая энергия автопоезда, двигающегося со скоростью 80 км/ч, в четыре раза больше кинетической энергии автопоезда, перемещающегося со скоростью 40 км/ч. И речь идёт об абсолютно реальных цифрах: если сорок лет назад среднестатистический автопоезд имел полную массу 38 т и тягач мощностью 240 л. с., он развивал среднюю скорость 40 – 45 км/ч, то уже в 1996 г. 44-тонный среднестатистический автопоезд имел на европейских магистралях среднюю скорость более 60 км/ч, и на его тягаче стоял дизель мощностью до 500 л. с.

Штатные тормозные механизмы быстро изнашиваются, заставляют водителей снижать скорость движения и, наконец, прекращать движение, чтобы дать остыть тормозам. Применение ретардеров увеличивает среднюю скорость движения автопоездов, повышает эффективность их работы и увеличивает долговечность тормозных накладок. Интервалы между техническим обслуживанием тормозной системы возрастают в восемь раз.

Одна из последних разработок немецкой компании «Voith Turbo» – акватардер (Aquatarder®), где вода является и рабочей, и теплопроводящей средой – без теплообменника. Он устанавливается прямо перед двигателем, что даёт возможность сэкономить на трубопроводе системы охлаждения. Его мощность меньше масляных аналогов – порядка 1450 Н·м, но, за счёт повышающей передачи в паре с моторным тормозом, эффективность не ниже. Таким образом, малый собственный вес акватардера (всего 32 кг) и отличные эксплуатационные характеристики позволят завоевать популярность не меньшую, чем у предшественников. Управление – электронное, он подключается к бортовому компьютеру через CAN-интерфейс.

Важно, что применение ретардеров Voith эффективно не только на горных дорогах, подобных серпантину, по которому мы спускались с дремлющего вулкана, но и на обычных магистралях. Кроме того, использование этих устройств на автобусах значительно увеличивает уровень комфорта для водителя и пассажиров и уменьшает износ тормозных колодок. В результате уменьшаются эксплуатационные расходы.