Плавающий тормозной диск
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Плавающий тормозной диск

Технологии и практика использования составных дисков

Итак, для затравки, стоит начать с привычных нам цельных (односоставных) дисков. Все они изготавливаются из чугуна. Не из стали, не из других волшебных сплавов – именно из чугуна. Для того, чтобы понять природу поведения дисков – необходимо понять природу этого материала. Чугун – это сплав железа и углерода: в стали его содержится до 2%, в чугуне же доля от 2% до 6%. Кроме того, углерод в чугунном сплаве присутствует в виде графита, что делает материал весьма эластичным, пригодным для выплавки разных форм и шаблонов. Поэтому чугун, на сегодня, признан лучшим продуктов для отливки болванок тормозных дисков. Ну и, разумеется, не забываем о высокой степени теплопроводности – что важно в условиях температурных нагрузок.

В контексте же производства и эксплуатации тормозов – основные плюсы выглядят так:

– легкоплавкий состав, позволяющий инженерам фантазировать на тему формы вентиляционных каналов, крепления ступичной части к полотну и т.д.

– повышенная износостойкость в сравнении со сталью

– дешевизна в производстве

Отрицательные стороны сплава:

– чугун не любит резких перепадов температур. Температура плавления чугуна 1100 градусов, и нагревом в дорожных условиях до 300-400 С сплав не испугать.

– при локальных перепадах температур в разных точках изделия – временно деформируется. После охлаждения он вновь возвращается к первоначальной форме.

А теперь рассмотрим эти свойства на практике. Колебания температур в коридоре до 400 градусов не смогут изменить структуру болванки, и вызвать сколь-нибудь значимую деформацию. В случае спокойной и средне активной езды на автомобиле диски редко выходят за пределы этих самых 400 C, и все возможные деформации будут иметь временный и обратимый эффект. В частности, диск нагревается неравномерно: температура рабочего полотна (зоны трения диск-колодка) может доходить до 500 градусов, в то время как ступичная часть болванки не превысит и 150. Все это влияет на геометрию диска в момент нагрева.

Так родилась инженерная мысль – плавающие двусоставные тормозные диски. Суть – крепление рабочего полотна к «шляпе» имеет не круглое, а овальное отверстие, в которое вкручиваются болты. Таким образом, крепящие болты имеют некоторую степень свободы, позволяя диску смещаться при тепловом расширении, и потом также возвращаться с исходную точку.

Есть и более интересный вариант – крепление полотна и ступичной части через специальные штифты. Вместо параллельной схемы там используют радиальные крепления. Из ступичной части компонента радиально торчат штифты, с противоположной стороны к которым и крепится чугунное полотно. Так, при тепловом расширении, рабочая часть как бы расползается по штифтам наружу. Такие решение штатно использует BMW, Audi.

Преимущества плавающих двухсоставных тормозных дисков.

– Практические исключение фактора деформации вследствие перегрева

– Снижение веса, а следовательно – неподрессоренных масс

– Улучшенная теплоотдача за счет направленных лопастей внутренней вентиляции

Отдельно стоит сказать о внутренней вентиляции таких компонентов. Качественный продукт обязательно будет иметь разнонаправленные вентиляционные лопасти. Здесь важно помнить, что задача этих лопаток – разгонять и выталкивать наружу горячий воздух, направляя его от ступицы к внешнему радиусу – не наоборот! Поэтому, если вы хотите получить эффективно охлаждаемый диск – стоит запомнить, что болванки будут разные для левой стороны и для правой. Соответственно, направление внутренний лопастей тоже будет зеркальным.

Если говорить о качестве самого чугуна таких дисков, то здесь все достаточно прозаично: серый чугун, хорошо известный по классическим тормозам. Качество отливки и последующей балансировки – это уже вопрос каждого производителя.

Ну и о больном вопросе. Является ли двухсоставной плавающий диск гарантией того, что его не «поведет»? А вот тут нужно разобраться – кому шашечки, а кому ехать. Говоря о тормозах – нас, по сути, беспокоит их полноценная работоспособность и комфорт управления. Поэтому деформированы диски или нет – нас волнует лишь когда мы ощущаем биение в руле. В том смысле, если диски и будут иметь фактическое отклонение, например, в 0,07, но вибраций ощущаться не будет, то – проблема ли это?

В связи с этим, говоря о тормозных дисках – стоит разделять причины вибраций. А их, собственно две: искривление тормозного диска и изменение его толщины, из-за наслоения подгоревших остатков колодки. Плавающие тормозные диски позволяют избежать только первой причины. Вибрации, причиной которых становится изменение толщины – могут появиться с той же вероятностью, что и на цельных дисках. Правда, с оговоркой: плавающие диски способны гасить большее отклонение в осевом биении, нежели монолитные – до 0,1 мм. Иллюстрация очень красочно отображает ситуацию с нагретыми тормозными дисками и процессом передачи частиц верхнего слоя колодки на поверхность диска. В самых жарких точках диска температура около 500 С. В случае резкого охлаждения – эти фрагменты колодки останутся на поверхности в спеченном виде, и в дальнейшем, в таком же режиме перегрева образуют островки цементита.

Тем не менее, двухсоставные плавающие диски – прекрасное решение для любителей острой езды и трековых нагрузок.

Диаметр, вентиляция и композиты: эволюция дисковых тормозов

Дисковые тормоза давно вытеснили все остальные варианты тормозных механизмов, и только редкие барабанные еще пытаются что-то им противопоставить на бюджетных легковушках и тяжелой технике. Но со временем сами дисковые тормоза стали разнообразнее: менялись материалы и устройство дисков и суппортов, равно как и размеры. Что же, попробуем разобраться в их эволюции. И в ее смысле.

Коротко о плюсах дисков

Своим успехом дисковые тормозные механизмы обязаны двум факторам. Во-первых, простоте создания большого усилия – сжимать чугунный диск можно очень сильно, и он не согнется, не сломается и не потеряет своих характеристик. А раз усилие сжатия велико, то и тормозная мощность будет ограничена только прочностью суппорта и тепловой нагрузкой на сам диск.

Во-вторых, собственно, хорошей способностью к восприятию этой самой тепловой нагрузки, или, другими словами, хорошими способностями к охлаждению. Пока диск вращается, он создает непрерывный поток воздуха на своей поверхности, эффективно удаляющий тепло и продукты износа.

Помимо двух этих основных факторов, нашлось и множество второстепенных вроде простоты создания авторегулировки тормозов, точности и «прозрачности» усилий, малой массы тормозного механизма, удобства компоновки со ступицей, простоты обслуживания и прочих. Хотя без первых двух они были бы не столь важны.

А первые два фактора можно охарактеризовать в сумме одним словом – это «мощность». Именно мощность тормозных механизмов при малой массе стала тем, что сделало их успешными. Это способствовало созданию все более и более мощных тормозов, способных без ухудшения характеристик переносить многочисленные торможения с большой скорости.

Зачем нужно усложнять диск?

На первом этапе усовершенствования дисковых тормозов постарались улучшить в первую очередь именно способность к охлаждению, чтобы дополнительно снизить риск перегрева при затяжных или частых торможениях. В дальнейшем именно желание увеличить тепловую мощность тормозов будет толкать конструкторов все к новым и новым решениям.

Диск нельзя нагревать бесконечно – материалы банально теряют прочность, колодки «горят», уплотнения суппорта разрушаются, в общем, греть диски ради большей теплоотдачи нельзя, нужно «держать» температуру и охлаждать.

Вентиляция

Обеспечить лучшее охлаждение диску можно двумя путями: либо увеличивая его площадь (об этом чуть позже), либо введя вентиляцию. За счет создания внутренних радиальных каналов внутри диска площадь охлаждения увеличилась в пять-шесть раз, и во столько же раз увеличилась мощность.

Еще немного увеличить площадь охлаждения позволяет перфорация, и она же чуть улучшает очистку диска при прижатии колодок. К сожалению, усложнение конструкции диска дальше маловероятно и ограничено теплопроводностью чугуна. По сути, почти все современные тормозные механизмы выполнены именно по этой схеме: передние – практически всегда вентилируемые, но без перфорации – она ослабляет диск, снижает его ресурс и применяется нечасто.

Увеличение диаметра

Теперь вернемся к размерам. Увеличивая диаметр диска, мы решаем две проблемы. Во-первых, при этом возрастает площадь охлаждения, а во-вторых – тормозной момент и одновременно скорость вращения диска в зоне трения колодок. Тормозная мощность «размазывается» по площади, уменьшается нагрев. Появляется возможность уменьшить давление прижатия колодок, а значит, снижаются требования к фрикционным материалам и повышается удобство пользования тормозами.

Путь увеличения площади хороший, если бы не одна проблема: внешний диаметр диска всегда ограничен размером колеса. Примерно до 19 дюймов увеличение диаметра колесного диска еще может быть оправдано улучшением управляемости, но дальше гигантомания идет во вред. Прежде всего – из-за того, что критически вырастает неподрессоренная масса, страдает комфорт и, как ни странно, управляемость автомобиля. Да и слишком большой диск быстрее коробится. Эту проблему можно было бы решить утолщением диска, но тогда вырастет масса, а она, как мы поняли, и так уже велика. Но конструкторская мысль нашла выход из положения.

Составные диски

По сути, рабочей зоной тормозных колодок является только внешний край тормозного диска. Использовать всю его площадь просто не нужно – тормозное усилие зависит не от площади контакта колодок. При увеличении площади улучшается модуляция и уменьшается износ накладок, но площадь можно сохранить, увеличив только «длину» колодки, а не ее «высоту». Это значит, что вместо большого и тяжелого сплошного диска можно использовать лишь сравнительно тонкое кольцо максимального диаметра.

Читать еще:  Совместимость тосола и антифриза

Конструктивно проблему можно было решить двумя способами. Традиционный заключается в том, что можно выполнить центральную часть тормозного диска из легкого сплава и прикрепить к ней чугунное кольцо, по которому будут работать колодки.

Второй вариант – прикрепить чугунное кольцо к легкосплавному колесному центру изнутри. Соответственно, и тормозной суппорт тогда будет охватывать тормозное кольцо изнутри, а не снаружи. Второе решение не очень-то прижилось, разве что владельцы ЗАЗ Таврия помнят сей конструктив, да знатоки железнодорожной техники вспомнят локомотивы с подобными тормозными механизмами.

А вот более классическая конструкция диска с легкосплавным центром завоевала мир гоночных и спортивных автомобилей. Составные тормозные диски позволяют экономить по несколько килограмм массы на каждом колесе и к тому же дешевле в эксплуатации – внутренняя сложная легкосплавная часть зачастую не требует замены, меняется лишь простое по конфигурации наружное кольцо из чугуна или другого материала с похожими свойствами.

Плавающие диски

Следующим логичным шагом по пути улучшения стало создание «плавающих» тормозных дисков. Не бойтесь, ни о каком водяном охлаждении речи не пойдет, впрыск воды остается для дисковых тормозов крайне экзотической технологией. Суть куда проще: крепление центральной части такого составного тормозного диска позволяет внешней чугунной части при расширении немного сдвигаться. Тем самым уменьшаются нагрузки, которые возникают из-за разницы в коэффициенте расширения у разных металлов и разнице температур между центральной частью и тормозным кольцом.

А раз нет риска коробления, то можно допустить прогрев диска до большей температуры без риска критического перегрева. Кроме того, улучшаются условия прилегания колодок, и тормоза заработают в полную силу при большей нагрузке. Такой диск может иметь мощность на все 20–30% выше, чем у «жесткой» конструкции, при незначительном, в общем-то, усложнении.

Композитные материалы

При создании составных дисков открылось еще одно направление в развитии тормозных механизмов. Увеличить теплоотдачу можно еще и повышением температуры тормозов, но тогда придется заменить на что-то, умеющее работать при температурах под тысячу градусов. Кандидаты нашлись быстро: в первую очередь это биметаллические диски, металлокерамика и углеволокно.

Биметаллические диски позволяли получить выигрыш в массе, но по совокупности характеристик не получили выигрыша в сравнении с поверхностно упрочненным чугуном, так что эта тюнинговая экзотика почти не встречается. А вот материалы на основе углерод-углеродной, керамической и метал-керамической матрицы прижились, несмотря на очень высокую цену относительно чугуна.

Причин сразу несколько. Во-первых, по сравнению с чугуном композитные материалы имеют в несколько раз меньшую плотность, а значит, на 50-75 % снижается масса диска. Рабочая температура выше 1 100 градусов для них не является проблемой, причем температура поверхности может доходить до 1 400 градусов, поэтому теплоотдача вырастает примерно в полтора-два раза в сравнении с чугуном.

Во-вторых, волокнистые композиты на основе SiC-матрицы обладают очень высокой износостойкостью – такие диски практически «вечные», даже если учитывать особенности эксплуатации в гоночных автомобилях. Чаще всего они выходят из строя не из-за износа поверхности, а из-за разрушения точек крепления и расслоений, свойственных композитам.

В-третьих, у композитных дисков полностью отсутствуют «прихватывания» – точки локального изменения поверхности диска под воздействием высокой температуры и материала колодок.

Именно такие диски можно сделать наибольшего размера, к тому же вдвое увеличив мощность тормозных механизмов. Так почему же композитные материалы до сих пор не вытеснили чугун? Минусы проявились тоже достаточно быстро. Высокая стоимость является очевидным недостатком, но по сути сильно зависит от технологии производства, при появлении массового спроса в автомобилестроении шансы на ее снижение довольно велики. Сами материалы, на самом деле, не столь дороги.

Мото клуб.: Тормозные диски мото – Мото клуб.

  • Мото клуб.
  • >Технический раздел
  • >МотоЛикбез
  • Просмотр новых публикаций

Тормозные диски мото Все о тормозных дисках мотоциклов

#1 Гость_Андрей_*

  • Группа: Гости

Типы тормозных дисков мотоциклов

Наиболее распространены два типа дисков. С плавающим ротором и жестко закрепленным. Большинство современных дорожных мотоциклов, оборудованы дисками с плавающим ротором. Эти диски состоят из двух частей – ротора (части непосредственно трущейся о колодку) и ступицы. Впервые диски, состоящие из двух частей, были предложены Brembo: в них ступица крепилась к ротору с помощью заклепок. Они назывались “полуплавающими” дисками, так как ротор был приклепан к коронке. В настоящее время полуплавающие тормозные диски мото ушли в прошлое, на смену им пришли плавающие диски, характерной чертой которых является ротор, свободно закрепленный со ступицей через специальные пистоны. Такой подход позволяет роторам “самопозиционироваться” и быть ещё более устойчивым к воздействию температуры.

Преимущества плавающего ротора над монолитным:
– устойчивость к температурам, связанная с низкой теплопроводностью, (тепло от ротора передается на коронку через пистоны)
– устойчивость коронки к ведению под действием температуры.
– низкая масса. Обычно, для облегчения коронку делают из более легкого материала, такого как алюминий.

Недостатки:
– высокая стоимость
– из-за передачи момента через пистоны тормоз теряет в начальной хватке
– расположенность к механическому износу пистонов

Предназначение отверстий в роторе:
– вентиляция ротора. Чем ниже температура ротора, тем меньше греется колодка, тем больше тормоз устойчив к перегреву, тем быстрее колодка восстанавливается. Эффективная вентиляция, как средство понижения температуры тормозной системы – одна из основных причин сложной геометрии отверстий в роторе.
– вентиляция суппорта и непосредственно тормозной колодки во время бездействия – отвод газов, образующихся во фрикционной пленке при экстремальном торможении. Как следствие – уменьшение эффекта увядания.
– служат абразивом для колодки. После торможения, колодка покрывается глянцевым слоем – окалиной. Этот слой должен удаляться. Отверстия в роторе выполняют роль абразива, удаляя глянец.

Чугунные диски (диски из серого чугуна)

Одни из наиболее широко распространенных роторов (90% стоковых роторов мотоциклов года выпуска ранее 2002г.) сделаны из серого чугуна различных сплавов. Трудность подбора колодки на этот ротор объясняется ещ╦ и разнообразием сплавов, используемых производителями мотоциклов. Типичные сплавы, используемые для изготовления роторов из серого чугуна, представлены в таблице:

Плотности сплавов варьируются от 7.15-7.2 гр/см 3 , температура плавления от 1150 до 1142 о С. Максимальная, безопасная рабочая температура ротора из серого чугуна: 800-900 о С (зависит от качества сплава, наличия дефектов в металле).

На практике, сплав ротора у каждого производителя – свой, кроме того, возможны вариации сплава не только от мотоцикла к мотоциклу, но и от года к году.

Роторы из серого чугуна работают на органических или полуметаллических колодках. Из-за недостатка прочности, роторы не рекомендуется использовать на жестких металлических колодках Sintered из-за чрезмерно износа.

Из сильных сторон – серый чугун обладает не только высокой теплоемкостью в сравнении с диском из нержавейки, но и втрое лучшей теплопроводностью. Эти качества обеспечивают ротору линейность и устойчивую работу на высоких температурах, благодаря быстрому равномерному разогреву ротора во всех точках. Один из ведущих производителей высококачественных чугунных роторов – Beringer.

Тормозные диски из ковкого железа

Менее распространенный тип дисков, выпускается компаниями BrakeTech, Spiegler, EBC (Pro), к сожалению, информация о точном составе железного ротора EBC Pro неизвестна, поэтому сюда он относится условно. Считается, что технологично выточенные диски из ковкого железа, прочнее литых роторов из серого чугуна, обладая схожими термическими характеристиками. На этих роторах могут использоваться как мягкие органические колодки, так и более жесткие – полуметаллические. Производители утверждают, что ковкое железо поглощает и рассеивает выделяемое тепло лучше, чем диски из нержавейки и серого чугуна, придавая тормозам линейность и устойчивость к увяданию. По словам гонщиков, использующих этот тип диска с металлизированными (Sintered) колодками – диски из ковкого железа обладают высокой устойчивостью к поводке и линейны, но колодки их быстро изнашивают. Тем ни менее, с точки зрения производительности, использование комбинации ковкое железо/ металлизированная колодка является одним из самых эффективных решений на сегодняшний день.

Тормозные диски из нержавеющей стали

Большинство дисков сделаны из аустенитовой нержавеющей стали.

Несмотря на меньшую теплоемкость стали, её плотность достигает – 7.93 гр/см 3 , а безопасная рабочая температура – 120 о С. Типичная жесткость аустенитовой нержавейки по бринеллу – 217.

Как правило, именно эти диски, рекомендуются производителями для колодок Sintered, т.к. только некоторые сплавы серого чугуна обладают той же износоустойчивостью, что и аустенитовая нержавейка.

Характерной особенностью стальных дисков является сильная начальная хватка на холодную, затем, в виду свойств материала (плохой теплопроводностью и теплоемкостью) диск сильно разогревается и наступает увядание.

Читать еще:  Предохранитель бензонасоса ваз 2109 инжектор где находится

Основные проблемы стального диска, напрямую, зависят от термических свойств нержавеющей стали. Высокая температура на его поверхности, ведущая к увяданию колодки и неравномерный прогрев ротора, ведущий к образованию неровностей на поверхности диска и как следствие – появление разрушающих вибрации. Из вышесказанного напрашивается жизненно важное условие для данного типа дисков – эффективное охлаждение ротора. А именно сохранение момента, свойственного первоначальной хватке на стальном роторе как можно дольше. В этом направлении и движутся производители.

Лепестковый тормозной диск мото из нержавеющей стали.

Тема вынесена в отдельный пункт, в связи с большим интересом со стороны мотолюбителей.

Диск, по большей степени, предназначен для работы со спеченной металлизированной колодкой. Необычная форма – не прихоть конструктора, а жизненная необходимость.

Основное преимущество лепестка перед обычным ротором – это лучшее охлаждение. Металлизированная колодка на стальном диске разогревается сильнее, чем серый чугун или ковкое железо.

Причина этому – низкая теплоемкость и теплопроводность. При всей прочности стального ротора – он имеет недостаток – более высокая рабочая температура на всех типах колодок, в особенности на спеченной колодке, на которой он и должен работать по замыслу. Поиски эффективного охлаждение стального ротора, напрямую ведущие к увеличению его прочности (устойчивости к ведению), эффективности торможения (сопротивление увяданию), привели к созданию лепесткового ротора. Кроме снижения рабочей температуры, лепестковый ротор ещё и легче обыкновенного, а лепестковая структура и прорези в роторе положительно сказываются на поведении колодки в момент её увядания.

Для ротора из серого чугуна – проблема с перегревом и последующим, неравномерным распределение тепла – отсутствует, поэтому мы вряд ли когда-нибудь увидим лепестковые роторы из серого чугуна.

Виды, устройство и принцип работы дисковых тормозов

Дисковые гидравлические тормоза являются одной из разновидностей тормозных механизмов фрикционного типа. Их вращающаяся часть представлена тормозным диском, а неподвижная – суппортом с тормозными колодками. Несмотря на достаточно распространенное применение тормозов барабанного типа, дисковые тормоза все же приобрели наибольшую популярность. Разберемся в устройстве дискового тормоза, а также узнаем отличия между двумя тормозными механизмами.

Устройство дисковых тормозов

Конструкция дискового тормоза следующая:

  • суппорт (скоба);
  • рабочий тормозной цилиндр;
  • тормозные колодки;
  • тормозной диск.

Конструкция дискового тормоза

Суппорт, представляющий собой чугунный или алюминиевый корпус (в виде скобы), закреплен на поворотном кулаке. Конструкция суппорта позволяет ему перемещаться по направляющим в горизонтальной плоскости относительно тормозного диска (в случае механизма с плавающей скобой). В корпусе суппорта размещены поршни, которые при торможении прижимают тормозные колодки к диску.

Рабочий тормозной цилиндр выполнен непосредственно в корпусе суппорта, внутри него находится поршень с уплотнительной манжетой. Для удаления скопившегося воздуха при прокачке тормозов на корпусе установлен штуцер.

Тормозные колодки, представляющие собой металлические пластины с закрепленными фрикционными накладками, устанавливаются в корпус суппорта по обеим сторонам тормозного диска.

Вращающийся тормозной диск устанавливается на ступицу колеса. Крепление тормозного диска к ступице осуществляется при помощи болтов.

Виды дисковых тормозных механизмов

Дисковые тормоза делятся на две большие группы по типу применяемого суппорта (скобы):

  • механизмы с фиксированной скобой;
  • механизмы с плавающей скобой.

Механизм с фиксированной скобой

В первом варианте скоба имеет возможность перемещаться по направляющим и имеет один поршень. Во втором случае скоба фиксирована и содержит два поршня, установленные по разные стороны от тормозного диска. Тормозные механизмы с фиксированной скобой способны создавать большее усилие прижатия колодки к диску и, соответственно, большую тормозную силу. Однако и стоимость их выше, чем у тормозов с плавающей скобой. Поэтому данные тормозные механизмы применяются, в основном, на мощных автомобилях, (с использованием нескольких пар поршней).

Принцип работы дисковых тормозов

Дисковый тормозной механизм, как и любой другой тормоз, предназначен для изменения скорости движения автомобиля.

Пошаговая схема работы дисковых тормозов:

  1. При нажатии водителем на педаль тормоза, ГТЦ создает давление в тормозных трубках.
  2. Для механизма с фиксированной скобой: давление жидкости воздействует на поршни рабочих тормозных цилиндров с обоих сторон тормозного диска, которые, в свою очередь, прижимают к нему колодки. Для механизма с плавающей скобой: давление жидкости воздействует на поршень и корпус суппорта одновременно, заставляя последний перемещаться и прижимать колодку к диску с другой стороны.
  3. Диск, зажатый между двумя колодками, уменьшает скорость за счет силы трения. А это, в свою очередь, приводит к торможению автомобиля.
  4. После того, как водитель отпустит педаль тормоза, давление пропадает. Поршень возвращается в исходное положение за счет упругих свойств уплотнительной манжеты, а колодки отводятся с помощью небольшой вибрации диска в процессе движения.

Виды тормозных дисков

По материалу изготовления тормозные диски подразделяются на:

  1. Чугунные;
  2. Диски из нержавейки;
  3. Карбоновые;
  4. Керамические.

Керамический диск

Чаще всего тормозные диски изготовлены из чугуна, который имеет хорошие фрикционные свойства и невысокую стоимость производства. Износ тормозных дисков из чугуна не велик. С другой стороны, при регулярном интенсивном торможении, вызывающем повышение температуры, возможно коробление чугунного диска, а при попадании на него воды — покрытие трещинами. Помимо этого, чугун достаточно тяжелый материал, а после длительной стоянки может покрываться ржавчиной.

Известны диски и из нержавейки, которая не так чувствительна к перепадам температур, но обладает более слабыми фрикционными свойствами, чем чугун.

Перфорированный вентилируемый диск

Карбоновые диски отличаются меньшим весом, по сравнению с чугунными. Также они имеют более высокий коэффициент трения и рабочий диапазон. Однако по своей стоимости такие диски могут конкурировать со стоимостью автомобиля малого класса. Да и для нормальной работы необходим их предварительный прогрев.

Керамические тормоза не могут сравниться с карбоном по показателю коэффициента трения, но имеют ряд своих преимуществ:

  • устойчивость к высокой температуре;
  • стойкость к износу и коррозии;
  • высокая прочность;
  • небольшая удельная масса;
  • долговечность.

Есть у керамики и свои минусы:

  • плохая работа керамики при низких температурах;
  • скрип при работе;
  • высокая стоимость.

Тормозные диски можно подразделить и на:

Первые состоят из двух пластин с полостями между ними. Это сделано для лучшего отвода тепла от дисков, средняя рабочая температура которых составляет 200-300 градусов. Вторые имеют перфорацию/насечки по поверхности диска. Перфорация или насечки предназначены для отвода продуктов износа тормозных колодок и обеспечения постоянного коэффициента трения.

Виды тормозных колодок

Тормозные колодки, в зависимости от материала фрикционных накладок, подразделяются на следующие виды:

Первые очень вредны для организма, поэтому чтобы поменять такие колодки, нужно соблюдать все меры безопасности.

В безасбестовых колодках роль армирующего компонента могут выполнять стальная вата, медная стружка и другие элементы. Стоимость и качество колодок будут зависеть от их составляющих элементов.

Наилучшими тормозными свойствами обладают колодки, сделанные на основе органических волокон, но и стоимость их будет высока.

Обслуживание тормозных дисков и колодок

Износ и замена дисков

Износ тормозных дисков напрямую связан со стилем вождения автомобилиста. Степень износа определяется не только километражем, но и ездой по плохим дорогам. Также на степень износа тормозных дисков влияет их качество.

Минимально допустимая толщина тормозного диска зависит от марки и модели транспортного средства.

Среднее значение минимально допустимой толщины диска передних тормозов – 22-25 мм, задних – 7-10 мм. Это зависит от веса и мощности автомобиля.

Основными факторами, указывающими на то, что передние или задние тормозные диски необходимо менять, являются:

  • биение дисков при торможении;
  • механические повреждения;
  • увеличение тормозного пути;
  • снижение уровня рабочей жидкости.

Износ и замена колодок

Износ тормозных колодок, прежде всего, зависит от качества фрикционного материала. Немаловажную роль играет и стиль вождения. Чем интенсивнее будет торможение, тем сильнее износ.

Передние колодки изнашиваются быстрее задних за счет того, что при торможении они испытывают основную нагрузку. При замене колодок лучше менять их одновременно на обоих колесах, будь-то задние или передние.

Неравномерно могут изнашиваться и колодки, установленные на одну ось. Это зависит от исправности рабочих цилиндров. Если последние неисправны, то они сдавливают колодки неравномерно. Разница в толщине накладок в 1,5-2 мм может говорить о неравномерном износе колодок.

Существует несколько способов, позволяющих понять, нужно ли менять тормозные колодки:

  1. Визуальный, основанный на проверке толщины фрикционной накладки. На износ указывает толщина накладки в 2-3 мм.
  2. Механический, при котором колодки оснащаются специальными металлическими пластинками. Последние по мере истирания накладок начинают соприкасаться с тормозными дисками, из-за чего скрипят дисковые тормоза. Причиной скрипа тормозов является истирание накладки до 2-2,5 мм.
  3. Электронный, при котором используются колодки с датчиком износа. Как только фрикционная накладка сотрется до датчика, его сердечник соприкоснется с тормозным диском, электрическая цепь замкнется и загорится индикатор на приборной панели.

Плюсы и минусы дисковых тормозов в сравнении с барабанными

Дисковые тормоза имеют ряд преимуществ перед барабанными. Их плюсы заключаются в следующем:

  • стабильная работа при попадании воды и загрязнении;
  • стабильная работа при повышении температуры;
  • эффективное охлаждение;
  • малые размеры и вес;
  • простота обслуживания.
Читать еще:  Из чего состоит грм

К основным недостаткам дисковых тормозов в сравнении с барабанными можно отнести:

  • высокая стоимость;
  • меньшая эффективность торможения.

Технологии и практика использования составных дисков

Итак, для затравки, стоит начать с привычных нам цельных (односоставных) дисков. Все они изготавливаются из чугуна. Не из стали, не из других волшебных сплавов – именно из чугуна. Для того, чтобы понять природу поведения дисков – необходимо понять природу этого материала. Чугун – это сплав железа и углерода: в стали его содержится до 2%, в чугуне же доля от 2% до 6%. Кроме того, углерод в чугунном сплаве присутствует в виде графита, что делает материал весьма эластичным, пригодным для выплавки разных форм и шаблонов. Поэтому чугун, на сегодня, признан лучшим продуктов для отливки болванок тормозных дисков. Ну и, разумеется, не забываем о высокой степени теплопроводности – что важно в условиях температурных нагрузок.

В контексте же производства и эксплуатации тормозов – основные плюсы выглядят так:

– легкоплавкий состав, позволяющий инженерам фантазировать на тему формы вентиляционных каналов, крепления ступичной части к полотну и т.д.

– повышенная износостойкость в сравнении со сталью

– дешевизна в производстве

Отрицательные стороны сплава:

– чугун не любит резких перепадов температур. Температура плавления чугуна 1100 градусов, и нагревом в дорожных условиях до 300-400 С сплав не испугать.

– при локальных перепадах температур в разных точках изделия – временно деформируется. После охлаждения он вновь возвращается к первоначальной форме.

А теперь рассмотрим эти свойства на практике. Колебания температур в коридоре до 400 градусов не смогут изменить структуру болванки, и вызвать сколь-нибудь значимую деформацию. В случае спокойной и средне активной езды на автомобиле диски редко выходят за пределы этих самых 400 C, и все возможные деформации будут иметь временный и обратимый эффект. В частности, диск нагревается неравномерно: температура рабочего полотна (зоны трения диск-колодка) может доходить до 500 градусов, в то время как ступичная часть болванки не превысит и 150. Все это влияет на геометрию диска в момент нагрева.

Так родилась инженерная мысль – плавающие двусоставные тормозные диски. Суть – крепление рабочего полотна к «шляпе» имеет не круглое, а овальное отверстие, в которое вкручиваются болты. Таким образом, крепящие болты имеют некоторую степень свободы, позволяя диску смещаться при тепловом расширении, и потом также возвращаться с исходную точку.

Есть и более интересный вариант – крепление полотна и ступичной части через специальные штифты. Вместо параллельной схемы там используют радиальные крепления. Из ступичной части компонента радиально торчат штифты, с противоположной стороны к которым и крепится чугунное полотно. Так, при тепловом расширении, рабочая часть как бы расползается по штифтам наружу. Такие решение штатно использует BMW, Audi.

Преимущества плавающих двухсоставных тормозных дисков.

– Практические исключение фактора деформации вследствие перегрева

– Снижение веса, а следовательно – неподрессоренных масс

– Улучшенная теплоотдача за счет направленных лопастей внутренней вентиляции

Отдельно стоит сказать о внутренней вентиляции таких компонентов. Качественный продукт обязательно будет иметь разнонаправленные вентиляционные лопасти. Здесь важно помнить, что задача этих лопаток – разгонять и выталкивать наружу горячий воздух, направляя его от ступицы к внешнему радиусу – не наоборот! Поэтому, если вы хотите получить эффективно охлаждаемый диск – стоит запомнить, что болванки будут разные для левой стороны и для правой. Соответственно, направление внутренний лопастей тоже будет зеркальным.

Если говорить о качестве самого чугуна таких дисков, то здесь все достаточно прозаично: серый чугун, хорошо известный по классическим тормозам. Качество отливки и последующей балансировки – это уже вопрос каждого производителя.

Ну и о больном вопросе. Является ли двухсоставной плавающий диск гарантией того, что его не «поведет»? А вот тут нужно разобраться – кому шашечки, а кому ехать. Говоря о тормозах – нас, по сути, беспокоит их полноценная работоспособность и комфорт управления. Поэтому деформированы диски или нет – нас волнует лишь когда мы ощущаем биение в руле. В том смысле, если диски и будут иметь фактическое отклонение, например, в 0,07, но вибраций ощущаться не будет, то – проблема ли это?

В связи с этим, говоря о тормозных дисках – стоит разделять причины вибраций. А их, собственно две: искривление тормозного диска и изменение его толщины, из-за наслоения подгоревших остатков колодки. Плавающие тормозные диски позволяют избежать только первой причины. Вибрации, причиной которых становится изменение толщины – могут появиться с той же вероятностью, что и на цельных дисках. Правда, с оговоркой: плавающие диски способны гасить большее отклонение в осевом биении, нежели монолитные – до 0,1 мм. Иллюстрация очень красочно отображает ситуацию с нагретыми тормозными дисками и процессом передачи частиц верхнего слоя колодки на поверхность диска. В самых жарких точках диска температура около 500 С. В случае резкого охлаждения – эти фрагменты колодки останутся на поверхности в спеченном виде, и в дальнейшем, в таком же режиме перегрева образуют островки цементита.

Тем не менее, двухсоставные плавающие диски – прекрасное решение для любителей острой езды и трековых нагрузок.

GALFER – тормозные колодки для мотоциклов, тормозные лепестковые диски для мотоциклов – ГАЛФЕР

Чем отличаются тормозные диски

Передние тормозные диски большинства современных мотоциклов оборудованы плавающими двухкомпонентными дисками – алюминиевая или стальная ступица крепится с помощью клепок к стальному (а в прошлом – чугунному) ротору. Остановимся на основных характеристиках тормозного диска.

1. Прочность

Во время торможения энергия движения преобразуется в тепло. Главным рассеивателем тепла является тормозной диск.
Материалы, используемые в изготовлении ступицы, тормозного ротора и клепок, с помощью которых плавающий ротор крепится к ступице, непосредственно влияют на устойчивость диска к температурам. Тормозные роторы, выпускаемые нами – выполнены из нержавеющей стали с высоким содержанием углерода. Помимо использования качественных материалов роторы проходят процедуру цементирования. После лазерной резки ротор помещается в специальный пресс, который сдавливает ротор с двух сторон под высоким давлением. В результате получается сверх-прочный ротор, способный выдерживать нагрузки на высоких температурах. Ротор так же приобретает устойчивость к истиранию, позволяющую использовать жесткие составы колодок без видимого износа.
Ступица ротора выполнена из сверхпрочного алюминия – который, в совокупности с конструкцией клепок, способен выдерживать сверхвысокие нагрузки.
Мы гарантируем прочность наших дисков, они созданы, чтобы служить долго.

2. Очистка колодки

При агрессивном торможении поверхность колодки подгорает. Образующаяся глазурь обладает низкими фрикционными качествами. Для снятия глазури, как нельзя лучше, подходит лепестковая форма ротора. Вместе с продольными пропилами, лепестковый ротор отлично справляется с очисткой колодок и отводом образующихся на её поверхности газов. Некоторые колодки, даже при городской езде – покрываются глазурью. Глазурь это участки колодок ярко сверкающие на солнце, похожие на зеркало. Если вам интересно – заглазурилась ли ваша колодка – обращайте внимание на её поверхность при смене.

Во время экстремальных торможений на треке, даже гоночные колодки с составами, специально оптимизированными для работы на сверх-высоких температурах и не содержащих элементов, приводящих к заглазуриванию – могут покрываться пленкой. На сегодняшний день решения проблемы не существует, кроме как очистки колодок с помощью специальных проточек/канавок на тормозных дисках. Канавки срезают пленку, таким образом очищая колодку от шлаков. Использование гоночных составов вместе с гоночными дисками сводят вероятность образования глазури к нулю. Вы всегда чувствуете “свежесть” во время торможения. На фотографии выше приведена колодка с глазурью, образовавшейся во время перегрева тормозной системы.

3. Масса

Вращающийся тормозной диск обладает гироскопическим эффектом. Чем больше масса ротора, тем больше эффект гироскопа. Лепестковый ротор, не смотря на свою прочность, имеет пониженную, относительно заводского, массу. Уменьшение массы ротора приводит к уменьшению эффекта гироскопа и повышению управляемости.

4. Охлаждение

Лепестки диска, во время вращения, создают дополнительный воздушный поток через суппорт, охлаждая колодки и тормозную жидкость в суппорте. Кроме того, пропилы в совокупности с лепестками повышают эффективность охлаждения ротора.

5. Подделки

Подделка лепесткового диска отличается используемыми материалами, тормозной ротор не проходит цементирование а в ступице используется сталь или дешевые сплавы алюминия. Визуально, поддельные роторы отличаются формой лепестка и толщиной ротора. Если присмотреться, то можно увидеть, что внутренняя окружность ротора – круглая и не имеет лепестковой формы и только внешняя часть диска имеет форму лепестка. На фотографии выше – имитация лепесткового диска. Как вы видите – полотно ротора лишь напоминает форму лепестка.

6. Соревнования

Для соревнований мы выпускаем особые гоночные лепестковые диски, отличающиеся от базовых версий узким (но не тонким) полотном ротора. На гоночное полотно, лазером наносятся специальные фрикционные проточки, отводящие газ и очищающие поверхность колодки. Изменения в спортивном диске направлены на снижение массы и борьбы с образованием глазури на колодке во время экстремальных торможений.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector