Из какой стали делают тормозные диски
Тормозной диск — основной элемент дисковой тормозной системы. Предоставляет фрикционную поверхность для тормозных колодок. При торможении колодки прижимаются к диску и за счёт силы трения останавливают его вращение. По принципу сохранения энергии, согласно которому энергия видоизменяется, а не исчезает бесследно, кинетическая энергия вращающегося диска переходит в тепловую энергию, и тормозной диск нагревается.
Содержание
Конструкция тормозного диска [ править | править код ]
Тормозной диск состоит из двух основных частей — центральной части диска и ротора.
Ротор [ править | править код ]
Ротор — кольцеобразная поверхность, с которой контактируют тормозные колодки в момент торможения. Это самая большая и тяжёлая деталь дискового тормоза. Обычно изготавливаются из чугуна из-за высоких показателей трения и низкого износа материала.
Чтобы улучшить охлаждение, диски делают вентилируемыми. Вентилируемые диски между двумя поверхностями ротора содержат радиальные полости, по которым циркулируют потоки воздуха от центра к краям.
Центральная часть диска [ править | править код ]
Ротор крепится на центральную часть диска, которая, в свою очередь, крепится на ступицу колеса. Центральная часть ротора препятствует передаче тепла от тормозящей поверхности до колесных подшипников, благодаря чему подшипники не нагреваются.
Центральная часть диска делается из чугуна или более лёгких материалов, например, из алюминия.
Бывают двух видов: спаянные с ротором и в виде отдельных частей. В автомобилях массового производства центральные части обычно изготовлены из чугуна и составляют с ротором одно целое. В большинстве гоночных автомобилей центральная часть диска — отдельная деталь и сделана из алюминиевых и титановых сплавов, композитных материалов или керамики. [1]
Рабочие характеристики [ править | править код ]
К рабочим характеристикам тормозных дисков можно отнести
- износ диска;
- температурный режим;
- геометрические размеры.
Износ [ править | править код ]
Диски работают 100—150 тысяч километров при спокойном вождении. При резком и агрессивном вождении срок сокращается до 30-40 тысяч. Минимальная толщина тормозных дисков указывается на тормозном диске. Износ проверяют штангенциркулем. Максимальный износ составляет 2-3 мм от начальной толщины диска. Ширина трещин и сколов — не больше 0, 01 мм. Если ширина трещин и сколов больше, диски следует заменить.
Температурный режим [ править | править код ]
Во время торможения кинетическая энергия переходит в тепло посредством трения. Тепло производится на контактной поверхности между тормозными колодками и диском. В теории различают идеальный и неидеальный контакт диска и колодок [ источник не указан 747 дней ] . Идеальный контакт подразумевает, что температура поверхностей диска и колодки одинаковые. При неидеальном контакте температура разная.
Торможение — краткий по времени и быстро изменяющийся процесс. Поэтому часто невозможно достичь идеального контакта. Для моделирования и изучения процессов торможения пользуются неидеальной моделью. [2]
По этой модели, между диском и колодками находятся посторонние частицы. Фрикционный материал тормозной колодки принимает на себя кинетическую энергию крутящегося тормозного диска и истирается. Кинетическая энергия переходит в тепловую и передаётся диску через посторонние частицы. Это приводит к разнице температур между поверхностями диска и колодок. Поэтому более холодный диск может принимать образуемое в колодках тепло.
Конечным реципиентом тепловой энергии является суппорт. Он хорошо рассеивает тепло, которое получает одновременно от тормозной колодки и диска [ источник не указан 747 дней ] .
Количество тепла, вырабатываемого в колодках, зависит от скорости движения и веса автомобиля, и от силы нажатия на педаль. Обычная остановка пассажирского автомобиля с 60 км/ч нагревает диск до 150 ºC. Резкие торможения гоночного автомобиля повышают температуру диска до 800 ºC за доли секунды. [3] Кремниевая лава, которая течёт из вулканов Тихоокеанского огненного кольца, имеет такую же температуру.
Температурный режим тормозных дисков:
- для города — 100—270 ºC;
- для трека — 177—900 ºC.
Геометрические параметры [ править | править код ]
Диаметр ротора измеряется по внешнему диаметру, а ширина — по общей толщине между контактными поверхностями. Размер контактирующей с колодками поверхности ротора зависит от диаметра диска. Производители стремятся сделать диски как можно более лёгкими и маленькими, увеличивая тормозную мощность за счёт улучшения тормозных характеристик. Вентилируемый ротор всегда шире, чем сплошной.
На первый взгляд тормозной диск представляет из себя подготовленный и хорошо обработанный кусок металла. Но это не так.
В действительности тормозные диски изготавливают из чугуна. А что такое чугун?
Чугун — это уже не просто металл, а определенный сплав металлов. Основа представляет собой сплав железа с углеродом, который добавляется в виде цементита и графита. Углерод необходим для придания твердости, хотя и снижает пластичность. Добавляют кремний, марганец, серу и фосфор.
Тут необходимо понимать основную задачу тормозных дисков и принцип их работы.
Тормозные колодки зажимают диск с двух сторон и тормозят движение. Визуально просто, но с точки зрения взаимодействия элементов тормозной системы дело обстоит сложнее. Принцип их действия — усилие сжатия и трение.
Там, где усиливается трение увеличивается температура, а температура увеличивается не только в паре колодка-диск, но и ситема — тормозная жидкость и далее.
Если мы посмотрим на конструкцию тормозного диска, то увидим, что он чем-то напоминает летающую тарелку. Перегрев или резкое охлаждение приводит к тому, что края этой "тарелки" то приподнимаются вверх, то опускаются вниз.
То есть рабочая поверхность деформируется и коробится.Снижается эффективность торможения и возникают различные биения, которые (в случае, если деформация все-таки происходит) мы обычно ощущаем на руле или педали тормоза.
Поэтому основная задача чугунного сплава из которого сотоит тормозной диск — это способность выдерживать высокие температуры и резкое охлаждение. Обладать твердостью и пластичностью.
Конечно, конструкция тормозного диска и всей системы в целом направлена на максимальный отвод тепла, как одной из главных проблем. Но это уже вопрос отдельного разговора и следующей статьи.
В дополнение прмерная структура тормозного диска в цифрах:
Для Чугуна с индексом G3000
Тип материала: НТ230
Усилие на разрыв: ob 230N/mm2
Твердость: HB187-241
Фосфидно евдектический сплав и цементит не более 3%
Структура: тонко слоистая со стальным отливом
С — 3.10-3.50
Si — 1.60-2.10
Mn — 0.60-1.00
P — 5 лет Метки: состав тормозного диска
- Тормозные диски: виды, материалы и предназначение
- Для чего нужны диски
- Как подобрать диски на автомобиль
На данный момент дисковые тормоза являются самыми эффективными. На обычные городские авто ставятся тормозные диски из чугуна. Это довольно прочный материал, который подходит на эту роль куда лучше стали. Диски из него обладают лучшим соотношением цена-качество, чем спортивные керамические. Так как на переднюю ось автомобиля приходится большая часть нагрузки при торможении, на ней используются вентилируемые диски. Суть их заключается в том, что для отвода тепла в диске имеются направляющие, которые постоянно пропускают через полости большой объём воздуха, отводя тепло. Это простое решение значительно продлевает время работы тормозной системы при активной поездке с частыми торможениями.
Хотя ресурс чугунных дисков достаточно велик, он не вечен. И когда они сильно стачиваются или повреждаются из-за активного торможения в лужах, автовладельцы сталкиваются с проблемой выбора при покупке. Как ни странно, на рынке очень большой привлекательностью пользуются облегчённые перфорированные диски с явно спортивным характером. Однако за ярким фасадом скрывается уменьшенный ресурс и меньшая надёжность. Лишние отверстия не идут на пользу прочности этому материалу. К тому же, покупатели часто забывают тот факт, что не оригинальные диски от известных производителей показывают лучшую эффективность лишь в паре с тормозными колодками того же производителя. Так как в ходе тестов подбирается наиболее эффективный состав для колодок. Именно поэтому для любителей быстро ездить специалисты советуют выбирать продукцию одного из известных брендов. Для тех же, кто больше хочет сэкономить, рекомендуются диски без перфорации. Они имеют большую площадь контакта с колодками и большую прочность. Что в повседневной езде по городу имеет большее значение.
Для приверженцев автоспорта остались на десерт керамические диски. Несмотря на то, что сами материалы, из которых их производят, относительно недороги, технология производства очень затратная. Это сказывается на конечной цене. В итоге, обладатель машины может получить практически идеальное решение для своей тормозной системы. Такие диски очень стойки к перегреву. Не теряют своих свойств в долгих сериях торможений. И конечно, как всегда, работают только с оригинальным комплектом колодок под данный диск. Им не страшна перфорация, так как запас по физической прочности очень высок. Такие диски частое явление на спортивных машинах и практически бесполезны на обычных авто. Это происходит из-за негативного влияния на тормозные поверхности обычной дорожной грязи и слякоти, которых нет на гоночных треках.
Как видно, правила при выборе дисков очень просты. И главный показатель, на который следует ориентироваться — безопасность при торможении.
Тормозной диск
Тормозной диск – наверное, наиболее термически нагруженная деталь в авто (при агрессивном использовании в отдельной части тормозного диска температура может доходить до более чем 500C). И в то же время одна из критически важных для безопасности. Таким образом получается что у тормозного диска есть две первичные характеристики – он должен быть крепким (не деформироваться при многократном нагреве и охлаждении, не трескаться) и хорошо охлаждаться (вентилироваться, для чего внутри тормозного диска есть вентиляционные каналы). Вторичными, но также важными, качествами хорошего тормозного диска являются вес (тормозные диски являются частью неподрессоренных масс, уменьшение которых положительно влияет на динамику, работу подвески, топливную экономичность и т.д.) и дополнительные особенности для улучшения эффективности работы диска в сочетании с тормозными колодками (насечки для отвода отработанного материала с колодок, тип диска для достижения равномерного контакта с внутренними и внешними тормозными колодками).
Собственно сами диски делятся на разные виды. Основные категории следующие:
1) Вентилируемые и не вентилируемые – первые состоят из двух «пластин», между которыми есть полости, идущие из центра диска в направлении наружной стороны, вторые являют собой просто одну «пластину». Практически во всех современных авто используются вентилируемые тормозные диски. Иногда встречаются не вентилируемые задние тормозные диски, но это в большей мере относится к совсем гражданским авто и к данной теме относится слабо.
2) Цельные и составные тормозные диски – первые сделаны из цельного куска материала (чугун), обработанного в соответствующую форму. Вторые состоят из двух частей (ступичная и кольцо), сделанных из разного материала (ступичная из алюминия, кольцо из чугуна) и соединенных маленькими болтами.
Для наших целей интерес есть только к цельным вентилируемым и составным вентилируемым тормозным дискам. Если кратко – второй вариант значительно технологичнее и эффективнее, но в то же время дороже. Основные преимущества составных над цельными следующие:
1) Учитывая более высокий ценовой диапазон у них у всех уделено должно внимание вентиляции и вентиляционные каналы сделаны направленными (используется эффект центрифуги для отвода воздуха из центра тормозного диска наружу), что используется не во всех цельных тормозных дисках
2) Лучшие термические характеристики алюминиевой ступичной части также улучшают охлаждение всего тормозного диска – тепло не настолько аккумулируется в центре, как у цельного тормозного диска с тяжелой серединой
3) Плавающая система крепления кольца к ступичной части диска позволяет им двигаться относительно друг друга, что дает возможность достичь равномерного прижимного усилия со стороны обеих колодок (болты, которыми крепится одна часть к другой сильно затягивать не надо, они должны быть затянуты ровно настолько, насколько рекомендует производитель, при этом в них есть ощутимый люфт – динамометрический ключ в помощь установщикам)
4) Также плавающая система крепления позволяет уменьшить риск деформации диска из-за разного теплового расширения ступичной части и кольца, за счет наличия места для расширения материала без влияния на соседние части
5) Вес. Составные тормозные диски легче цельных на 1.5-2кг каждый. Все четыре диска легче стоковых на 6-7кг, что очень ощутимо при езде (на примере EvoIX)
6) Конструкция составных тормозных дисков позволяет менять по мере износа только кольца, что приводит стоимость последующих замен к уровню стоимости цельных тормозных дисков.
Недостаток фактически только один – первичная стоимость при покупке, в общем комплект составных тормозных дисков приблизительно в два раза дороже стоимости комплекта хороших цельных тормозных дисков (приблизительно 400-800усд является справедливой стоимостью полного комплекта цельных тормозных дисков, в то время как справедливая стоимость полного комплекта составных тормозных дисков составляет приблизительно 1,300-1,800усд – на примере EvoIX, в других вариантах цифры будут отличаться, но общее соотношение существенно не поменяется). При этом ценовой особенностью составных дисков является то, что задние диски обычно дороже передних, по причине того, что форма ступичной части более сложная. Кроме того не все производители делают задние составные диски, но необходимость в них не столь существенна, т.к. в стоковом варианте тормоза настроены таким образом, что принципиально большая часть нагрузки приходится на переднюю ось. Соответственно на задней оси нет таких температурных режимов, и замена тормозных дисков на составные без изменения принципов работы тормозной системы скорее обуславливается эстетическими соображениями и желанием уменьшить неподрессоренные массы.
Также имеет смысл рассмотреть отдельные части и/или особенности тормозных дисков.
Насечки – сделаны для того, чтобы отводить из пятна контакта тормозных колодок и диска лишние вещества. Это могут быть обгоревшие отложения тормозных колодок, влага, пыль и т.д. При торможении колодка прижимается к тормозному диску с достаточно большим усилием и все вещества, которые отличаются по плотности от материала колодки и находятся в пятне контакта, грубо говоря, срезаются краями насечек. Колодка проходит дальше, а лишний материал благополучно выпадает наружу. Уменьшают срок службы колодок, но не слишком значительно.
Выемки – отдельный вариант насечек, просто отличающийся по форме. К ним применимо практически все то же, что и к насечкам.
Перфорация – сделана, грубо говоря, для красоты и «форсу бандитского». Общепринятое убеждение о том, что красивые дырки в тормозном диске помогают вентиляции тормозного диска, никакую критику выдерживать не может и никакими нормальными аргументами не подкреплено. Причина этого простая – вентилируемый тормозной диск охлаждается воздухом, который проходит из центра диска наружу через полости между полотнами тормозного диска. Направление движения обуславливается большим давлением в центре тормозного диска (потому что там выше температура) и во многих случаях формой вентиляционных каналов. Заставить воздух двигаться через перфорацию внутрь или наружу диска не представляется возможным никаким образом. Кроме того, площадь этих насечек ничтожна относительно площади вентиляционных отверстий внутри диска. Вывод относительно перфорации номер один – никакого отношения к вентиляции и охлаждению тормозного диска она не имеет. Более того, из-за изменения плотности материала в местах перфорации, при многократном сильном нагреве и охлаждении вокруг отверстий могут появляться микротрещины, что в конечном итоге может привести к разрушению тормозного диска. Последствия такого события при агрессивном торможении со скорости даже 150кмч можете себе представить сами. Вывод относительно перфорации номер два — если хотите чтобы выглядело красиво (если вы считаете что это красиво, я, например, так не считаю), но не предназначалось для реального использования – покупайте перфорированные тормозные диски; если хотите чтобы конструкция работала и была максимально надежной – перфорация ни к чему. Единственным теоретическим улучшением от наличия перфорации можно считать дополнительное уменьшение веса. Но эффект совершенно несущественный, а риски, с ним связанные, очень ощутимые. Соответственно, с моей точки зрения это никаким образом не меняет ситуацию.
Сквозные насечки – встречаются очень нечасто (я видел только на дисках одного производителя). Идея в попытке совместить уменьшение веса и работу насечек. С моей точки зрения также могут быть излишне подвержены трещинам.
Как уже было сказано выше, тормозные диски вентилируются и охлаждаются за счет прохождения воздуха через вентиляционные каналы из центра диска наружу. Естественно, есть не один вариант формы вентиляционных каналов. Ниже описаны некоторые наиболее часто используемые:
Прямые радиальные – используются в основном на менее дорогих решениях и являют собой каналы, идущие от центра диска к наружной части по наиболее прямому пути. Они дешевле в изготовлении, и при небольших нагрузках вполне справляются со своей задачей. Но на высокой скорости центробежной силы не хватает для обеспечения достаточного воздушного потока и эффективность охлаждения снижается.
Направленные радиальные – более эффективный метод вентиляции, который позволяет увеличить скорость воздушного потока с ростом скорости вращения тормозного диска (в противоположность прямым каналам). Каналы закручиваются от центра в направлении задней части авто, что создает эффект центрифуги при вращении. Также подобная форма вентиляционных каналов позволяет уменьшить толщину их стенок и, соответственно, уменьшить вес диска.
Другие варианты – к примеру, «след кенгуру», используемый DBA. Между плоскостями диска находится много соединительных перепонок. Они создают большую поверхность для охлаждения и таким образом, вентиляция улучшается относительно прямых радиальных вентиляционных каналов. Также они теоретически уменьшают вероятность деформации полотна диска по толщине.
Относительно составных тормозных дисков зачастую есть непонимание того, как соединены между собой две части тормозного диска и за счет чего крепление является «плавающим». В любом случае части составного тормозного диска соединяются между собой болтами. Отличие плавающей системы от фиксированной состоит в том, что у последней части составного диска соединены между собой болтами таким образом, что движение одной части относительно другой является невозможным, что по существу является эквивалентом цельного тормозного диска в этом отношении. При плавающей системе крепления, болты затягиваются и устанавливаются таким образом, что кольцо диска может передвигаться относительно ступичной части (в поперечном направлении). Для обеспечения надежности конструкции используются болты и гайки из очень прочных материалов, с конструкцией, которая делает невозможным раскручивание гайки без целенаправленного усилия. Для того чтобы незатянутые болты не издавали лишних звуков, между гайкой и частями диска устанавливаются изогнутые шайбы, которые прижимают болты с небольшим усилием. Благодаря этому незатянутые болты не издают лишних звуков, но при этом кольцо диска может двигаться между тормозными колодками, обеспечивая равномерное прижимное усилие с двух сторон, а также расширяться при нагреве независимо от ступичной части тормозного диска. Разные производители используют разные болты, гайки и шайбы, но общий принцип работы от этого совершенно не меняется.
На этом по существу большинство теоретических особенностей и характеристик тормозных дисков можно считать раскрытыми. В дополнение можно упомянуть основные варианты разных типов дисков, с краткими комментариями относительно их особенностей. Достойными внимания составными тормозными дисками являются следующие варианты (естественно, список не всеобъемлющий, и, вполне вероятно, включает не все существующие и достойные опции):
Girodisc – сделаны из высококачественного материала, с плавающей системой крепления и направленными вентиляционными каналами, одни из наиболее легких, есть много вариантов (гладкие, с насечками, с перфорацией, с перфорацией и насечками, возможно выбрать разные цвета ступичной части, возможность выгравировать на ступичной части надпись), получить консультации производителя очень легко. Очень много позитивных отзывов, в том числе как минимум три от людей, которые ездят с ними на Evo по Украине. Недостаток, в принципе, один – относительно дорогие. Бывают составные и передние, и задние.
Performance Friction – сделаны из высококачественного материала, с плавающей системой крепления, направленными вентиляционными каналами, достаточно легкие, есть только вариант с выемками, доступ к производителю ограничен. Достаточно много позитивных отзывов у россиян, знаю один позитивный отзыв от пользователя в Украине. Тоже достаточно дорогие. Составные есть только передние.
DBA 5000 Series – сделаны из высококачественного материала, с плавающей системой крепления и вентиляционными каналами в форме «следа кенгуру» (запатентованная технология DBA), имеют цветные полоски, реагирующие на температуру и позволяющие по ним понять до какой температуры нагрелся тормозной диск, есть варианты с насечками и с перфорацией (достаточно небольшие отверстия, которые уменьшают вероятность разрушения диска), доступ к производителю ограничен. Составные есть только передние.
Baer Eradispeed – сделаны из обычного материала, с направленными вентиляционными каналами, изготовляются с насечками и перфорацией (один вариант), очень легкие (насколько мне известно, самые легкие), доступ к производителю ограничен. Составные есть и передние, и задние. Цена относительно невысокая.
Racing Brake – сделаны из обычного материала, с плавающей системой крепления и направленными вентиляционными каналами, есть варианты с насечками, с насечками и перфорацией и со сквозными насечками, получить консультации производителя несложно. Составные есть и передние, и задние. Цена относительно невысокая. С моей точки зрения – одно из самых здравых предложений, если взвешивать на стоимость.
Endless – сделаны из высококачественного материала, с плавающей системой крепления и направленными вентиляционными каналами. Производятся только с насечками и составные только передние. Доступ к производителю ограничен. Россияне отзываются положительно.
Prodject Mu – сделаны из обычного материала, с направленными вентиляционными каналами, есть только с насечками. Составные есть и передние, и задние.
Из цельных дисков распространенными вариантами являются следующие (некоторые особенности, как к примеру контакт с производителем, для цельных дисков не актуальны – они являются продуктами одноразового использования и не требуют какой-либо поддержки после продажи, в то время как для составных дисков важными являются вопросы дальнейшей покупки колец и болтов крепления):
Brembo – оригинальные тормозные диски, гладкие, вполне качественные, достаточно тяжелые, но при этом надежные. Недостаток относительно остальных цельных дисков один – стоят дорого.
Girodisc – есть совсем обычные цельные диски, сделанные из обычного материала с простейшими технологиями. Кроме того, есть улучшенные диски с насечками, из высококачественного материала, с направленными вентиляционными каналами и, соответственно, улучшенным охлаждением и уменьшенным весом. Первые совсем недорогие и вполне могут рассматриваться как вариант для случаев, когда тормоза существенно не нагружаются, вторые – ощутимое улучшении относительно стандартных дисков, но при этом стоят относительно дорого, могут рассматриваться как промежуточное решение между цельными и составными тормозными дисками.
DBA – есть совсем обычные цельные диски (Street, три варианта — гладкие, с насечками или с насечками и перфорацией), из обычного материала с простейшими технологиями. Кроме того есть улучшенные цельные диски (4000 Series, три варианта — гладкие, с насечками или с насечками и перфорацией) с насечками и вентиляционными каналами в форме «следа кенгуру», а также цветовыми индикаторами нагрева диска. Первые недорогие и позиционируются как замена стоковым, вторые – улучшение относительно стока, промежуточный вариант между цельными и составными дисками.
Racing Brake – цельные тормозные диски с насечками и направленными вентиляционными каналами, вполне могут рассматриваться как улучшение относительно стоковых тормозных дисков и как промежуточный вариант между цельными и составными дисками.
Tarox – есть разные варианты, но на них было достаточно существенное количество нареканий от пользователей в Украине и России, потому даже писАть о них не буду.
Rotora – к ним относится все то же, что и к Tarox.
Endless – есть три варианта, один – гладкие цельные диски начального уровня (Basic, как равноценная замена стоку), и два – цельные диски с насечками (Curved Slit/E-Slit, как переходной вариант между цельными и составными дисками). Все три изготавливаются из обычного материала.
Project Mu – есть два варианта, первый – цельные тормозные диски с насечками и прямыми вентиляционными каналами (SCR Pure Plus6, равнозначная замена стоку), второй – цельные тормозные диски с насечками и направленными вентиляционными каналами (серия SCR, переходной вариант между цельными и составными дисками).
PowerSlot – производятся компанией Stoptech, цельные тормозные диски с прямыми вентиляционными каналами, бывают с насечками или перфорацией. Могут рассматриваться как равноценная замена стоковым тормозным дискам.
Centric Premium – позиционируются как самая что ни на есть прямая замена стоковым тормозным дискам, только по намного более адекватной цене. Есть очень большое количество позитивных отзывов от пользователей в США.
EBC — есть и гладкие, и с насечками, и с перфорацией. Все варианты могут рассматриваться как равноценная замена стоковым тормозным дискам.
fritz – по уверениям поставщика (Женя fritz) это «диски итальянского производства, стыренные с фабрики». С насечками и перфорацией, стоят небольших денег, в связи с чем (ну как минимум по этой причине) пользуются популярностью. Отзывы вполне положительные. По понятным причинам предлагаются только на территории Украины и Молдавии.
Исходя из вышеперечисленного можно сделать вывод почему казалось бы очень похожие изделия зачастую отличаются в цене. Здесь именно тот случай, когда разница в деталях – используемые материалы (качество металла, используемого для полотна диска), методы обработки (дополнительное покрытие от ржавчины), наличие поддержки (наличие контакта с производителем и возможность быстро получить внятную консультацию), технологичность деталей (болты крепления ступичной части и кольца), само собой маркетинг (куда без этого).
При выборе тормозных дисков также можно и нужно учитывать варианты перехода со стокового размера на больший. У такого решения есть как позитивные стороны, так и отрицательные. Очевидными позитивными является увеличение площади, на которую оказывают давление тормозные колодки и соответствующее уменьшение термической нагрузки. Но нельзя забывать о недостатках – увеличение веса (неподрессоренные массы), вероятность необходимости перехода на увеличенный размер колесных дисков (что приводит к ухудшению динамики, и опять же дополнительному увеличению веса). При принятии решения о переходе на увеличенный размер тормозных дисков надо четко понимать все последствия этого события (и положительные, и отрицательные) и быть четко уверенным в том, что более однозначного решения улучшения тормозов в текущий момент нет. Основными альтернативами являются – переход на более эффективные тормозные колодки, использование более высокотемпературной тормозной жидкости, применение составных тормозных дисков и армированных тормозных шлангов.
Некоторые толковые рекомендации относительно использования и обслуживания тормозных дисков (частично упоминались по ходу повествования):
1) При установке составных тормозных дисков с плавающей системой крепления наши мастера могут попытаться затянуть болты крепления посильнее, под предлогом того, что иначе они будут издавать звуки и могут отвалиться. Этого не надо делать – болты должны быть затянуты ровно с тем усилием, с которым их рекомендует затянуть производитель. При излишней затяжке болтов плавающая система крепления перестает работать, и ваши новые дорогие тормозные диски могут просто сломаться достаточно быстро
2) При замене колодок не лишней процедурой будет обработать наждачной бумагой тормозные диски – таким образом снимаются отложения, оставленные старыми тормозными колодками и улучшается эффективность работы нового сочетания диск-колодка
3) Недопустимо тонкие тормозные диски больше подвержены трещинам и перегреву – меньшее количество материала означает большую термическую загруженность, в связи с чем увеличивается вероятность перегрева и разрушения. Тормозные диски при активном использовании надо менять вовремя
4) Протачивать диски имеет смысл только в том случае, если на них есть ощутимые неровности – это позволяет сделать поверхность диска ровной и улучшить эффективность взаимодействия пары диск-колодка. Если неровностей нет, протачивать диск не имеет смысла – это только уменьшит его толщину. Кроме того проточка не является эффективным методом устранения биения поведенных дисков. Эффективным методом устранения биения поведенных дисков является поиск ближайшего мусорника, выбрасывание поведенных дисков в этот мусорник и дальнейшая покупка новых хороших тормозных дисков
5) При перегреве некачественные диски ведет – это происходит по причине использования некачественных материалов и убогости технического исполнения, которые при существенной термической нагрузке приводят к неравномерному тепловому расширению разных частей диска и последующей деформации. В лучшем случае ведет, в худшем он просто разрушается. Такое может произойти и с вполне качественными дисками при использовании их в условиях, для которых они не предназначены (к примеру, использование городских дисков начального уровня на кольце в паре с агрессивными трековыми колодками)
6) Если после отжига остановиться – вероятно колодки начнут гореть, это связано с тем, что при вращении тормозной диск вентилируется, что снижает его температуру и, соответственно, температуру колодки. После остановки воздух вокруг тормозного диска перестает двигаться и он передает значительную часть накопленной температуры колодке. В связи с этим колодка может подгорать после заезда, даже при том, что она справлялась со своими задачами во время заезда. Для избегания подобных ситуаций рекомендуется после оказания существенной нагрузки на тормоза некоторое время продолжать ездить с ровной скоростью без торможений
7) Малейшие трещины на тормозном диске могут привести к его разрушению – мелкие трещины являются местами, которые усиленно подвержены быстрому разрушению при нагреве и последующем охлаждении. В результате даже небольшая трещина может достаточно быстро привести к разрушению тормозного диска при оказании на тормоза достаточно существенной нагрузки.
Хоть написанное самым прямым образом относится к Evo, значительная часть абсолютно прямо применима в отношении тормозных дисков в общем. Так что надеюсь, что клавиатура амортизировалась не зря, и хотя бы некоторому количеству людей мой труд будет полезен.
Тормозные диски: виды и описание
Ни один автомобиль в мире не производится без тормозной системы . В каждом транспортном средстве , даже у велосипеда есть тормоза .
Тормозная система – одна из важных составляющих частей любого автомобиля , будь то легковой автомобиль или спортивный , гоночный болид или пассажирский автобус , или даже детский самокат .
Тормоза представляют собой целую систему блоков и частей , которые взаимосвязаны между собой , дополняют друг друга и обеспечивают слаженную работу для своевременной и эффективной остановки автомобиля . Каждый водитель , прежде чем приступить к управлению транспортным средством должен убедиться в исправности тормозной системы .
Виды тормозных дисков
Существуют два вида тормозных дисков — барабанные и дисковые тормоза . Барабанные появились намного раньше , но они проигрывают в сравнении с дисковыми тормозами из — за большого размера и веса , сильного перегрева в условиях чрезмерно больших нагрузок . В наше время предпочтение отводится дисковым системам тормозов .
Тормозной диск , образно говоря , представляет собой гидравлический тормозной узел , который крутится вместе с вращающимся колесом .
Диску отведена важная роль в остановке автомобиля , поэтому очень важно знать – какой материал лучше использовать при производстве и для каких видов транспортных средств он подходит . Когда водитель нажимает на педаль тормоза — происходят следующие действия – за счет прижатия к диску тормозных колодок и за счет силы трения диск останавливается – а затем уже и колесо , к которому присоединен диск . При трении колодок о диск – происходит сильный нагрев этого диска , потому что энергии движения преобразуется в энергию тепла .
На ось транспортного средства устанавливается система , состоящая из диска , ротора , суппорта . Суппорт – это две тормозные колодки . Ротор крепится к центральной части диска , затем он последовательно крепится к колесной ступице , а затем эта часть с ротором устанавливается на ту же колесную ступицу . Также эта часть не дает теплу распространяться от поверхности тормозов до колесных подшипников , за счет чего они не нагреваются и не заклинивают .
Основная часть производится из чугунных материалов .
Она представлена 2 видов : либо из отдельных частей , либо одним целым с основанием ( ротором ).
Но обычно в тормозной системе автомобиля центральные части изготавливаются из чугунного металла — одним целым .
Материалы тормозных дисков
Материальный состав дисков бывает различным . В наше время они производятся из различных сортов чугунных металлов , предназначенных для производства деталей автомобилей . Чугун – тяжелый и крепкий металл , части — произведенные из него , служат длительный срок .
Диски изготавливают из чугунного металла , потому что он обладает отличными смазывающими свойствами . Это свойство масел — оно способно делать меньшим трение и за счет этого продлевается срок службы частей системы , что позволяет реже их менять . Чем такое свойство выше , тем более долгий срок будет механизм работать . Чугунные диски недорогие в производстве , минус — их нельзя устанавливать в тормозной системе спортивных автомобилей и в грузовых транспортных средств . Данный материал начинает плавиться , когда достигает температуры четыреста градусов и выше , это приводит к изменению формы дисков . Нагретый диск , наезжая на ледяную лужу может растрескаться и автомобиль с такими дисками уже нельзя эксплуатировать . Чугунные диски во время использования покрываются ржавчиной , имеют тяжелый вес .
Есть и другой материал для изготовления тормозных дисков . Это керамика . Они меньше нагреваются , не деформируются от высоких температур . Тормозной путь с такими деталями намного короче . Огромным минусом будет цена – производство обходится очень дорого . Обычно керамические тормозные диски изготавливаются на заводах специально для грузовиков и спортивных автомобилей .
Также для изготовления дисков используют карбон . Они имеют небольшой вес , способны сохранять коэффициент трения при температурах до 900 градусов . Их используют в основном для спортивных автомобилей . Но так же , как и керамические – такие диски очень дорогие .
Теория работы тормозного диска
Управляя транспортом в состоянии , при котором отсутствуют резкие торможения , диски могут отработать сто тысяч км . Управляя транспортным средством c использованием резкого торможения , диски проработают тридцать – сорок тысяч км . Штангенциркулем измеряется на сколько диски износились . Их нужно заменить в том случае , если диски износились на три мм от первоначального размера при установке и если размер сколов и трещин превысил одну сотую доли мм .
В момент остановки транспорта энергия движения преобразуется в тепло . Тепло , выработанное в колодках , зависит от таких параметров как скорость и вес вашего автомобиля . При торможении транспортного средства с шестидесяти километров в час — диск нагревается до ста пятидесяти градусов . При резкой остановке гоночного транспорта диск нагревается до восьмисот градусов за половину секунды .
Размер поверхности ротора , контактирующей с тормозными колодками , зависит от размера диаметра тормозного диска . Производители стараются сделать диски маленькими и легкими , путем увеличения мощности тормозной системы за счет улучшения характеристик тормозной системы .
Диски имеют очень большой вес и при движении автомобиля они нагреваются , скапливается грязь , пыль , мелкие частички . Для того чтобы избежать проблем с перегревом диски производят с вентилируемыми отверстиями , просверленные , с прорезями .
Вентилируемые диски изготавливают таким образом , что среди двух поверхностей ротора находится полость , по которым циркулируют воздушные потоки от центра к краю . Такой ротор будет больше чем сплошной и меньше весом . Диски с перфорацией ( отверстия для вентиляции ) устанавливаются на спортивных автомобилях , так как такая конструкция предоставляет максимальное охлаждение и надежность при работе .
Когда диски используются при очень большой нагрузке , из — за нагрева начинают образовываться газы и разлетаться частички , которые оседают на поверхности ротора диска . В результате налипает тонкий слой , способный ухудшить сцепление колодки с диском , из — за этого эффективность торможения автомобиля падает .
Для выхода газов и пыли своевременно сверлятся специальные отверстия . Это позволяет производить диски с меньшим весом , но при этом ухудшается прочность .
Другой способ решить задачу для отведения газов и пыли – это диски с прорезями . Такие пазы и шлицы на тормозных дисках дают возможность пыли с газами вывестись вовремя , не образовывай слой на поверхности . При движении углубления скребут по поверхности колодок , за счет этого грязь очищается , так же увеличивается зацепление при соприкосновении с краями борозд . Диски с прорезями имеют минус – это то , что колодки быстро износятся , и их придется чаще менять .
Очень важно учитывать все нюансы при выборе тормозных дисков . Условия , в которых вы будете ездить , какой вид управления автомобилем вы предпочитаете – будет ли это спокойная езда по ровной дороге или это будет агрессивная – с резкими торможением , заносами . Безопасность водителя во многом зависит от состояния тормозов . Бережное отношение , регулярный осмотр продлит срок службы ваших тормозов и автомобиля .