МАГНИТНАЯ СТИХИЯ
По статистике доля рынка электромагнитных ретардеров, поступающих на первичную комплектацию, меньше чем гидродинамических. Однако это отнюдь не означает, что спрос на «электрику» ограничен. Многие перевозчики ценят электромагнитный ретардер (или просто электроретардер) за простоту конструкции, неприхотливость в обслуживании, а главное — возможность установки на находящиеся в эксплуатации автомобили.
По сути, электроретардер — это генератор переменного тока, в котором статор состоит из набора симметрично расположенных электромагнитных катушек, а ротор представляет собой пару массивных чугунных дисков (связанных с карданным валом). Ребристая поверхность ротора способствует лучшему рассеянию выделяемого тепла. Чтобы затормозить автомобиль к обмоткам катушек прикладывается напряжение (от бортовой сети), а возникающее при этом магнитное поле наводит во вращающихся роторах вихревые токи. В отличие от электрического тока, в проводах текущего точно по определенным путям, вихревые токи замыкаются непосредственно в проводящей массе. При этом внешнее поле направлено так, чтобы противодействовать изменению магнитного потока. Получаемый в результате тормозной момент зависит от степени возбуждения ротора, а значит, подключая к работе разное число катушек, можно ступенчато изменять тормозное усилие. Предусмотрено два способа управления ретардером — многопозиционным рычагом или переключателем, интегрированным непосредственно в тормозную педаль.
В противоположность гидродинамическим замедлителям (см «Автотрак» № 3/2012) электроретардеры создают сравнительно высокие значения тормозных моментов на низкой частоте вращения карданного вала (читай на малых скоростях). Однако высокое тепловыделение (ротор разогревается до 600°С) вынуждает конструкторов применять специальные меры защиты, которые в определенных режимах снижают эффективность устройства при длительной работе. Например, при повышении температуры статора до 250 градусов автоматика ограничивает подачу тока к половине из используемых катушек с соответствующим снижением мощности. Другой существенный недостаток электроретардеров — излишний вес. Например, при отдаче 2600 Нм масса агрегата может составлять до 240 кг. Это чуть ли не вдвое больше, чем у «масляного» конкурента. Впрочем, забегая вперед, отметим, что конструкторы уже нашли способы решения этой проблемы.
Несколько слов о компоновке электроредардеров. По типу размещения на шасси автомобиля электроретардеры можно разделить на две основные группы: карданные и трансмиссионные. В первом случае замедлитель устанавливается между коробкой передач и ведущим мостом и по совместительству служит промежуточной опорой карданной передачи — статор фиксируется на поперечинах рамы, а ротор соединяется с фланцами валов. При таком способе установки и трансмиссия не подвергается излишним перегревам, да и обслуживание узла не вызывает никаких затруднений.
Второй способ установки — трансмиссионный, с размещением статора непосредственно на КПП. Этот способ применяется в случае, если компоновка силовой линии не позволяет разместить дополнительный узел в карданной передаче (характерно для автобусов с задним расположением двигателя и седельных тягачей). В данном случае электроретардер, как правило, комплектуется термозащитным кожухом, исключающим тепловую эмиссию, а, следовательно, и повышенный нагрев КП.
Наконец, третий способ установки электроретардера — на ведущем мосту, его также принято называть осевым. Конструктивное исполнение и технические характеристики осевых электроретардеров не отличаются от «коробочных», но перенос массивного узла с КПП на главную передачу упрощает замену сцепления и позволяет исключить влияние тормозного момента на карданную передачу. Обратная сторона медали — значительное увеличение неподрессоренной массы.
Производство электродинамических замедлителей — бизнес востребованный и достаточно широко освоенный. Занимается им солидная группа компаний, таких как Valeo Telma (Франция), Frenelsa (Италия), Voith (Германия). К слову, в сферу деятельности некоторых из перечисленных брендов помимо автокомпонентного направления входят сопутствующие виды бизнеса, например разработка и производство силовых элементов тормозных стендов.
Семейство электрозамедлителей Telma включает три модели «карданного» исполнения — Axial AC (тормозной момент 2700-3300 Нм), AD (600-2000 Нм), AE (350 Нм) и две модели трансмиссионного исполнения — Focal FL и FN (850-3300 Нм). Широкая гамма стандартных и специальных исполнений позволяет использовать электроретардеры Telma в грузовиках и автобусах полной массой от 3,5 до 40 т. Владельцев малотоннажного транспорта наверняка заинтересует сравнительно новая модель Axial AE, предназначенная для фургонов и автобусов полной массой до 6 т. Шестидесятикилограммовый агрегат размещается на штатном месте подвесного подшипника и выдает тормозной момент до 400 Нм. Интеграция со штатными средствами активной безопасности (ABS, ESP) позволяет автоматически регулировать тормозной момент (изменяя количество подключаемых катушек). Ретардер Telma AE обычно заказывается под конкретную модель автомобиля и поставляется в комплекте с кронштейнами и адаптированным по длине карданным валом. Стоимость такого агрегата немалая, порядка 3 тыс. евро, но затраты достаточно быстро отбиваются сокращением затрат на обслуживание автомобиля. В качестве подтверждения обратимся к опыту Автоколонны 1417 (Коломна). Этот известный автоперевозчик оснастил несколько маршрутных автобусов Mercedes-Benz Sprinter 413D. Результат не заставил себя долго ждать. Режим магнитного торможения оказался востребованным в условиях городского движения, а износ тормозных колодок сократился почти в три раза.
Компания Frenelsa выпускает три разновидности электроретардеров: «карданный» F16 (тормозной момент 4003500 Нм), трансмиссионный FF 16 (900-3300) и осевой FT. Последний представляет особый интерес. Он разработан специально для полуприцепов и выглядит как модернизированный ведущий мост грузовика. Фактически, конструкторы взяли главную передачу с проходным ведущим валом (в точности такую, как на среднем мосту грузовика с колесной формулой 6х4), закрепили на концах этого вала роторы, а на корпусе моста — электромагниты. В итоге вышла оригинальная конструкция автономного тормоза. Заменив таким чудо-мостом одну из штатных осей полуприцепа, можно получить эффективный «парашют». Действительно, создаваемый замедлителем тормозной момент не только придержит сцепку на спуске, но и предотвратит складывание автопоезда на скользкой дороге.
Если говорить о последних новациях в области электроретардеров, следует упомянуть трансмиссионный замедлитель Voith Magneterder, разработанный компанией Voith Turbo совместно с японской корпорацией Sumitomo Metal Industries. Тормозное усилие в Voith Magnetarder создается при помощи постоянных магнитов, закрепленных внутри вращающегося барабана-ротора. К слову, конструкция узла условно напоминает трансмиссионный «ручник» — тот, что до сих пор встречается на УАЗиках. Между магнитами и ротором расположена подвижная штора, управляемая пневматикой. В исходном положении магниты «зашторены», а при включении тормоза «раскрыты» так, что все магнитные силовые линии замыкаются в роторе. Образующийся при этом вихревой поток собственно и создает необходимый тормозной момент.
Не нуждающийся в электропитании Voith Magnetarder при массе около 40 кг способен развивать тормозной момент до 650 Нм. Замедлитель легко монтируется на шасси, а небольшой продольный габарит не требует укорачивания штатного карданного вала. Другим важным плюсом «легковеса» считается умеренная теплоотдача. Это свойство может стать определяющим при выборе Voith Magnetarder в качестве штатного оборудования для грузовиков, работающих на газовом топливе. По данным производителя, использование магнитного замедлителя Voith на среднетоннажнике Iveco EuroCargo, оснащенном газобаллонным оборудованием, позволяет уменьшить износ тормозных колодок и дисков более чем на 60%. Таким образом, компания Voith, давно известная как разработчик и производитель гидрозамедлителей, идет по пути расширения своей продуктовой гаммы для грузовиков и автобусов массой от 7,5 до 15 т. Уже в ближайшей перспективе модель Voith Magnetarder будет доступна и в России.
Подводя итог, отметим, что всем вышеперечисленным мир ретардеров не ограничивается, а приведенные примеры подтверждают дальнейшее совершенствование характеристик вспомогательных тормозных устройств и расширение сферы их применения. Однако окончательный выбор с учетом окупаемости затрат, как и прежде, остается за перевозчиком.
