Из чего делают тормозные диски на автомобили?

Обзор товарной группы: Тормозные диски

Тормозной диск — основной элемент тормозной системы. При торможении колодки прижимаются к диску и за счёт силы трения останавливают его вращение. При этом кинетическая энергия вращающегося диска переходит в тепловую, и диск нагревается.

Тормозная система автомобиля снижает скорость движения автомобиля и предотвращает его движение во время стоянки.

Конструкция

Диск состоит из двух основных частей — ротора и центральной части.

Ротор — кольцеобразная часть диска, к которой прижимаются колодки во время торможения. Занимает большую часть поверхности диска.

Центральная часть диска. Выполняет 3 функции: на нее крепится ротор, прикрепляет диск к ступице колеса и препятствует передаче тепла от ротора к колесным подшипникам.

Типы дисков

— по материалу: чугунные, из алюминиевых композитных материалов, сплавов титана, карбон-керамическими;

— наличию вентиляции: вентилируемые и невентилируемые;

— дизайну ротора: со сплошным, перфорированным или слотированным ротором;

— и по конструкции на цельные и составные.

Для большинства обычных автомобилей диски изготавливают из чугуна или алюминия.

Чугун — сплав железа и углерода с примесями и легирующими элементами из кремния, марганца, фосфора и серы, марганца, хрома, молибдена и ванадия. Легирующие элементы повышают прочность при растяжении, механической прочности и ударной вязкости, увеличивают стойкость к коррозии и истиранию, снижают ползучесть металла. Чугунные диски медленно изнашиваются, имеют высокие тормозные свойства, высокую теплоемкость, они прочные и их недорого производить. К недостаткам относят вес. Чугунные диски тяжелые, и аналоги из алюминия весят на треть меньше, а из карбон-керамики — меньше в половину.

Сплавы алюминия базируются на металлических матричных композитах с керамическим армированием частиц. Сплавы алюминия — перспективный материал, потому что имеет меньшую плотность и повышенную теплопроводность, в сравнении с обычным серым чугуном. Алюминиевые диски прочные, обладают хорошей теплопроводностью, легкие и износостойкие. Но у них меньше коэффициент трения, чем у чугунных дисков.

Сплавы титана используются в дисках для гоночных автомобилей. Титан — легкий прочный металл. Титановые диски более устойчивы к коррозии и высоким температурам и весят на треть меньше чугунных дисков тех же геометрических размеров. Титановые диски не поддаются коррозии и легкие. Из недостатков отмечают быстрый износ.

Диски из композитных материалов также устанавливают на гоночные автомобили высокого класса. Композиты — материалы, в котором два или нескольких компонента соединяются на микроскопическом уровне, но сохраняют характерные индивидуальные свойства, которые потерялись бы в сплаве. К ним относятся карбон-керамические диски. Они легкие, не пылят, а потому меньше изнашиваются, обладают высоким коэффициентом трения и выдерживают высокие температуры. Недостаток — дорогие.

Вентиляция
Диски бывают вентилируемыми и невентилируемыми. Вентиляция помогает диску быстрее охлаждаться. В вентилируемом диске между двух поверхностей диска располагаются полости от центра диска к краям ротора. По ним проходят потоки воздуха, забирают тепло от нагретого ротора и уносят в окружающую среду. Вентилируемые диски ставят на автомобили повышенной мощности и в которых тормозная система терпит высокие нагрузки. При вождении в городе диски нагреваются до 300°С, а на треке – до 1000°С. Вентиляция бывает с прямыми лопастями, изогнутыми и с патентованной технологией австралийской компании DBA — лапкой кенгуру.


Пример вентиляции дисков. Слева направо – с изогнутыми лопастями, прямыми и лапкой кенгуру.

Дизайн ротора

Роторы бывают сплошные, перфорированные и слотированные. Перфорация и слоты увеличивают коэффициент трения диска и отводят от ротора грязь, влагу и продукты трения колодки.

В сплошных дисках ротор — цельная металлическая поверхность. В перфорированных дисках в роторе просверливают отверстия. Перфорация бывает сквозной, когда отверстие проходит ротор насквозь, и заглубленной, когда отверстия имеют выход лишь с одной стороны. Сквозная перфорация делает диск более хрупким, что повышает риск появлений трещин, но эффективно охлаждает ротор. Углубленная перфорация не ослабляет ротор, но отводит тепло не так быстро.

В слотированных дисках на поверхности ротора делают пазы, которые также удаляют рабочие газы, грязь и влагу. Но не уменьшают прочность, так как слоты нанесены лишь на поверхность ротора.

Примеры перфорации и слотирования тормозных дисков.

Спаянный и разборный диск

Центральная часть может быть спаяна с ротором или быть отдельной частью. В гоночных автомобилях диск спаян и сделан из алюминия, титана, композитных материалов или керамики. В обычных автомобилях диск спаянный и изготавливается из алюминия или чугуна.

Когда менять тормозные диски?

Диски рекомендуется менять каждые 100-150 тысяч км, а проверять 10 000 км. При осмотре следует убедиться, что на диске нет ржавчины, выбоин, канав и вмятин, диск не треснул, нет горячих точек и глазирования. В противном случае диск следует очистить, проточить или заменить на новый.

Вы можете выбрать новые тормозные диски в каталоге AUTO3N. Поиск ведется по марке, модели и модификации автомобиля и товарной группе.

Это ознакомительная статья по тормозным дискам. Специалисты AUTO3N написали курс по тормозным дискам, где описали деталь по все фронтам: от истории, особенностях материала и принципа действия до причин поломок и распространенных проблемах. В курсе 50 страниц и он доступен по подписке на сайте Учебного центра AUTO3N.

Конструкция и виды тормозных дисков

Самые распространенные на сегодняшний день автомобильные тормозные системы – дисковые тормоза. Из этого следует, что главным элементом тормоза такого типа является тормозной диск, к которому прикладывается усилие исполнительного механизма. Поскольку существующие автомобильные тормоза используют трение в качестве основного принципа действия, между диском и тормозным механизмом находится колодка, покрытая слоем фрикционного материала.

Как известно, росту эффективности любых тормозов препятствует температура в паре трения. Чем интенсивнее автомобиль тормозит, тем больше выделяется тепла и тем больше нагреваются детали тормозного механизма. Для обычной тормозной колодки это приводит к потере фрикционных свойств за счет снижения коэффициента трения. Можно пойти дальше и обнаружить, что тепло от колодки передается не только воздуху, но и собственно исполнительному тормозному механизму – скобе (суппорту), нагретые поршни которой бывают способны довести тормозную жидкость до кипения. Это может привести к образованию пузырьков воздуха в жидкости и, как следствие, потере ею упругих свойств и «провалу» тормозной педали. Естественно, ни о какой эффективности не может быть и речи, остановиться бы, перевести дух и подумать, что можно сделать. Самым логичным будет повысить температуру кипения тормозной жидкости и сделать колодки, способные не снижать коэффициент трения с ростом температуры. Именно так и поступили конструкторы тормозных систем, и сейчас есть колодки, работающие в диапазоне от 200 градусов и выше. Однако тема колодок и жидкостей еще дождется своего часа, а что же происходит с дисками?

Диск также нагревается, что приводит к нарушению формы его рабочей поверхности, ее короблению, следствием чего становится осевое биение диска, передаваемое на руль и тормозную педаль. Для начала рассмотрим причину деформации диска под действием температуры. Как правило, обычный тормозной диск представляет собой обод, выполненный в одно целое со ступицей П-образного сечения. При нагреве диск, напоминающий в разрезе шляпу, условно стремится вывернуться «наизнанку» за счет разницы длин наружного и внутреннего контуров. У внутреннего она больше, следовательно, и линейное тепловое расширение также больше. Это приводит к тому, что у «шляпы» приподнимаются поля. Именно череда таких подъемов и опусканий при остывании и приводит к деформации диска. Чтобы уменьшить такой эффект, у дисков в местах соединений обода со ступицей с наружной стороны делаются галтели или проводятся другие мероприятия, увеличивающие длину наружного контура. А что, если сделать диск более массивным, тогда он уж точно не покоробится. Хорошая идея, только вообразите, какая будет неподрессоренная масса у такого автомобиля, а наличие дополнительного маховика на каждом колесе сделает торможение проблематичным, добавив еще необходимость «гасить» их инерцию. К тому же проблема рассеивания тепла осталась. Так на сцену вышел диск с внутренней вентиляцией или просто вентилируемый. Он сразу позволил повысить эффективность торможения за счет более благоприятных температурных режимов паре трения. У вентилируемого диска существенно увеличена поверхность, с которой он отдает тепло окружающей среде. А если подвести дополнительный охлаждающий воздух к тормозному диску, то о перегреве тормозов можно даже забыть. Вентилируемый тормозной диск также уменьшает температурную нагрузку на ступичный подшипник.

Конструкция тормозных дисков

Увеличению поверхности рассеивания тепла способствует и перфорация дисков, при которой обод насчитывает не один десяток сквозных отверстий с зенковкой. Проделанные по всей рабочей плоскости диска сквозные отверстия снижают вес диска, способствуют более эффективному снижению его температуры при работе (что снижает риск коробления), удаляют газы, образующиеся при трении колодок о диск. Также перфорация не допускает «всплытия» тормозной колодки при попадании воды на рабочую поверхность диска в дождь или при проезде через лужи. Оказавшаяся на пути колодки вода выдавливается внутрь диска, откуда она выбрасывается наружу под действием центробежной силы. Вот здесь и кроется опасность для перфорированных дисков. Попавшая вода на раскаленный иногда тормозной диск может вызвать катастрофические последствия для его целостности, он может потрескаться и даже лопнуть. Отверстия станут дополнительными концентраторами напряжений и начальными точками этих самых трещин. Поэтому заявления о повышенной эффективности перфорированных дисков часто следует рассматривать как рекламный ход.

Однако встречаются серийные автомобили, у которых такие диски стоят и хорошо себя чувствуют за все время эксплуатации, подвергаясь замене только по причине износа. Такую картину можно наблюдать, в частности, на автомобилях Ferrari и Porsche. Все дело в том, что диаметр отверстий не велик, их расположение сочетается с конфигурацией внутренних лопаток диска, а сам диск, как правило толстостенный и большого диаметра. Это снижает риск образования трещин, однако более правильным решением являются канавки на рабочей поверхности диска. Кроме воды, канавки отводят газообразные продукты “жизнедеятельности” колодки и продукты износа. Канавки бывают направленными в зависимости от вращения диска или симметричными, что позволяет ставить диск на левую и правую стороны автомобиля. Это относится и к лопаткам внутри диска. Обычный вентилируемый диск имеет радиально расположенные лопатки, что делает левый и правый тормозные диски одинаковыми, но существуют диски с наклоненными лопатками для лучшего удаления разогретого воздуха. При этом левый диск является зеркальной копией правого и наоборот.

Указав все эти достоинства канавок, нельзя не сказать и о том, зачем они изначально были разработаны. Опять же, автоспорт с его повышенными нагрузками на тормоза потребовал эффективной очистки тормозных колодок. Дело в том, что при работе на больших нагрузках тормозные колодки очень быстро покрываются тонким слоем нагара – выгоревшего и отработанного фрикционного материала. Если его не снять принудительно, колодка превращается в скользкую лыжу. Канавки, шлицы практически срезают этот отработанный слой, обновляя колодку. Это позволяет поддерживать работоспособность колодок на протяжении всей гонки. Учитывая все вышесказанное, можно считать, что для обычных городских автомобилей тормозные диски со шлицами, конечно, являются предметом гордости владельца, но одновременно причиной более частой смены тормозных колодок.

Читайте также  Очиститель тормозных дисков и суппортов

Перфорированные тормозные диски

Теперь мы добрались до высшей лиги тормозных дисков – вентилируемых сборных. Конечно, бывают и цельные диски с направленными лопатками, но их не так много. Это объясняется необходимостью иметь сложные оснастки для левого и правого диска, на что не каждый производитель может пойти. В результате диск с одной стороны выбрасывает воздух наружу, а с другой – захватывает его и пытается выдавить из центра внутрь колесной арки. Разборные диски изначально делятся на левые и правые и имеют крепежный фланец для ступицы, которая делается, как правило, из высококачественного авиационного алюминия. Такая конструкция позволяет еще больше рассеивать тепла, что благоприятно сказывается на эффективности тормозов и теплонагруженности подшипников ступицы. Понятно, что такой диск более легкий, чем его цельный аналог. Здесь тоже присутствуют подводные камни. Самый опасный – разница коэффициентов термической деформации материалов диска и ступицы. Для решения этой проблемы делают прорези на ступице, но самым эффективным способом борьбы с этим явлением можно назвать так называемые плавающие диски. Их суть – отсутствие жесткой связи между диском и ступицей, при этом диск может двигаться относительно ступицы обычно в осевом направлении в пределах нескольких десятых долей миллиметра. Плавающие диски обладают существенным недостатком – они боятся грязи, которая может лишить их подвижности, поэтому они главным образом применяются в кольцевом автоспорте.

Материал тормозных дисков

Чаще всего тормозные диски изготовляют из чугуна. Популярность этого материала объясняется хорошими фрикционными свойствами и невысокой стоимостью производства. Наряду с этими преимуществами, чугун имеет ряд существенных недостатков, которые ограничивают его использование в некоторых типах транспортных средств – спортивных машинах и мотоциклах. При регулярных интенсивных торможениях, вызывающих значительное повышение температуры (400 С и выше), возможно коробление диска, а если на его перегретую в таких режимах поверхность попадает вода, например, из лужи, чугунный диск покрывается сетью трещин и иногда даже рассыпается. Кроме того, такие диски очень тяжелые, и после длительных стоянок их рабочая поверхность покрывается коркой ржавчины. Чтобы избежать этих недостатков, диски, в большей степени мотоциклетные и значительно реже автомобильные, начали делать из «нержавейки». Более слабые фрикционные свойства этого материала компенсировали увеличением диаметра дисков и их рабочей поверхности. Для изготовления этой ответственной детали тормозной системы используют и обычную сталь, которая, как и «нержавейка», не столь чувствительна к перепадам температур и обладает несколько худшими фрикционными свойствами, чем чугун.

В 70-е годы на спортивные машины начали устанавливать тормозные диски из углепластика – карбоновые. Преодолев период роста, карбоновые тормоза оставили своих металлических коллег далеко позади. Посудите сами: вес тормозного диска из карбона на порядок меньше металлического, коэффициент трения на порядок выше, а рабочий диапазон, ограничивающийся на обычных тормозах 500-600 С, здесь простирается далеко за отметку в 1000 С. Карбоновые диски не коробятся, а снижение неподрессоренных и вращающихся масс положительно сказывается на ходовых качествах автомобиля. Тем не менее путь к обычным дорожным автомобилям таким тормозам пока заказан. Стоимость комплекта карбоновых тормозов может достигать стоимости нового автомобиля малого класса, а нормально работать они начинают только после хорошего прогрева: до этого коэффициент трения тормозов даже ниже обычных! Нельзя забывать и об удобстве управления замедлением: если с традиционными тормозами все просто и понятно, то здесь контролировать замедление сверхсложно. Фактически в обычных условиях карбоновые тормоза будут аналогом переключателя «ехать/стоять».

Керамические тормозные диски

Более радужные перспективы в автомобилестроении имеют керамические тормоза. Они не имеют такого ошеломляющего коэффициента трения, как карбоновые, но обладают целым рядом преимуществ. У керамики гораздо больше возможностей, чем у металла или различных композитов. Этот материал отличается отличной устойчивостью к высоким температурам, высокой стойкостью к коррозии и износу, небольшой удельной массой и высокой прочностью. Но это еще не все. Керамические тормозные диски, в сравнению аналогичным деталями из серого чугуна легче на 50%. Вес, например, керамического тормозного диска PORSCHE 911 в два раза легче обычного, значит, меньше и неподрессоренные массы, а следовательно, и нагрузка на подвеску. Уменьшается и так называемый гироскопический эффект, когда вращающееся с большой скоростью тело сопротивляется смене направления вращения. Кроме того, применение керамики позволяет увеличить на 25% коэффициент трения, а заодно резко повысить эффективность торможения в горячем состоянии. Еще одно преимущество – невероятная долговечность. Керамические диски обычно не требуют замены на протяжении 300 000 км. К сожалению, есть и недостатки. Во-первых, холодные керамические диски хуже останавливают машину, чем холодные тормозные диски из металла. Во-вторых, керамика плохо работает при очень низких температурах. В третьих, такие диски при работе неприятно скрипят. И, наконец, в четвертых, цена у них ну просто непомерная.

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.

Читайте также  Скрипят тормоза при торможении на машине причина

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.

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 .

Читайте также  При нажатии на педаль тормоза слышно шипение

Тормозные диски: описание,виды,ремонт,выбор,замена,фото,видео.

Тормозной диск — это главный элемент тормоза, к которому прилагаются усилие дополнительных механизмов. Так как автомобильные тормоза используют трение в качестве принципа действия, с диском взаимодействует колодка, покрытая фрикционным материалом. Во время работы диск нагревается, что может привести к его деформации, нарушению рабочей поверхности, следствием чего становится биение диска, передаваемое тормозную педаль. Обычный тормозной диск выполнен в единое целое со ступицей П-образного сечения. При торможение диск, стремится вывернуться за счет разницы наружного и внутреннего контуров. Это приводит к тому, что у диска приподнимаются края и он теряет рабочую силу.

Когда меняют тормозные диски

Какого-то определенного времени эксплуатации или установленного пробега машины на случай замены ТД не существует. И, тем не менее, с этой проблемой сталкиваются многие автолюбители. Признаки неисправности тормозной системы определяются достаточно просто:

  • скрип в районе колес при нажатии на тормоз;
  • увеличенный ход тормозной педали, так называемое проваливание;
  • значительное снижение уровня жидкости в главном тормозном бачке;
  • при нажатии тормозов машину уводит в сторону или ощущается биение.

Что послужило появлению таких признаков неисправности в ТС, определяется визуальным осмотром состояния механизмов, в частности определяется степень износа тормозных дисков и колодок на всех колесах. По его результатам принимается решение — нужно ли поменять тормозные колодки или требуется замена тормозных дисков.

Подготовка к замене ТД

Определив неисправность ТД, надо подготовиться к тому, чтобы самому их поменять. Для этого в первую очередь требуется купить новую запчасть в автомобильном магазине. Выбирая тормозные диски для своей машины, автовладелец должен учитывать стиль своего вождения. Любит ли резко разгоняться и активно маневрировать. Как часто использует тормоза. Ездит много по городу или преобладают междугородние поездки по трассе. От этих факторов зависит запчасть какого производителя требуется покупать. Диски могут быть штатными и спортивными.

  • Штатный ТД — изготавливается из чугуна, отливка обрабатывается на фрезерном станке. Они бывают вентилируемые и невентилируемые. Без вентиляции — это одинарный диск, который обжимается с двух сторон тормозными колодками. Диск с вентиляцией отличить просто — это два диска соединенных между собой переборками. Вентиляция происходит во время движения за счет попадания воздуха между этими блинами. Одни из уважаемых производителей этой продукции — Bosh, Zimmerman, ATE.
  • Спортивный ТД — делается из прочного и сверхпрочного серого чугуна, а также из аустенитовой нержавейки. Считается, что это более прочная продукция, которая может прослужить значительно дольше и при более агрессивной езде. Такие диски производят — EBC, DBA, Brembo.

Водитель должен помнить, когда производится замена передних тормозных дисков, их надо менять парно, даже если один из них по всем параметрам подходит для дальнейшей эксплуатации. Такое же правило действует и для задних тормозных механизмов.

Объясняется такое правило тем, что неодинаковый вес однотипной запчасти на колесах одной оси приведет к потере курсовой устойчивости. Таким образом, для ремонта покупается два или четыре ТД, но ни в коем случае один или три.В гараже или на специальной технической площадке заранее готовится инструмент и материалы необходимые при ремонте.

  1. Домкрат и баллонный ключ.
  2. Ключи на «13» и «17».
  3. Ключ гаечный с трещоткой.
  4. Большая плоская отвертка.
  5. Тонкая плоская отвертка.
  6. Струбцина.
  7. Кусок проволоки, чтобы зафиксировать ступор.
  8. Молоток.
  9. Жидкость WD, для того чтобы открутить прикипевший крепеж.
  10. Тормозная жидкость, на случай прокачки тормозов.
  11. Ветошь.

Машину установить на яму или на подготовленной ровной площадке. Заранее определиться, нужна ли замена задних тормозных дисков или меняются только передние. От этого зависит, каким образом поднимать машину домкратом. Приподнимать весь борт или только передние колеса. Подняв машину домкратом, с помощью «баллонника» снять колесо. Освободившийся механизм тормозов и поверхность ступицы очистить от грязи и масла с помощью щетки и ветоши.

Почему тормозные диски выходят из строя?

На тормозные диски приходится серьезная нагрузка: при торможении они подвергаются настоящей термической атаке! Отсюда риск перегрева, деформации и поломки, которые неизменно приводят к сокращению срока службы и необходимости преждевременной замены. Поэтому к качеству и материалам предъявляются повышенные требования. Хотя, по сути, все они укладываются в два важнейших критерия: прочность и охлаждаемость – диск должен выдерживать многократные и резкие перепады температур и хорошо вентилироваться.

Помимо повышенных нагрузок, тормозные диски могут ускоренно изнашиваться из-за неаккуратной или неграмотной эксплуатации. Агрессивное вождение, некачественное дорожное покрытие, стремление сэкономить на обслуживании – все это «играет» против автомобилиста. Ограничившись заменой одних лишь дисков и оставив уверенно «состарившиеся» колодки, Вы рискуете уже в скором времени получить стремительный износ и все ту же потребность замены. Вот почему так важно оценивать состояние всех элементов тормозной системы и проводить их своевременное обновление – колодки и диски работают в паре, и их симбиоз невозможен при ненадлежащем качестве одного из «участников».

Виды тормозных дисков?

Итак, настало время замены. Что выбрать из представленного многообразия?

В первую очередь, нужно рассмотреть особенности конструкции: есть ли вентиляционные отверстия, предусмотрена ли перфорация, выполнен диск из одного металла или составлен из разных…

Сегодня практически все тормозные диски являются вентилируемыми и в отличие от невентилируемых состоят из двух пластин, полость между которыми обеспечивает дополнительное охлаждение. Независимо от количества пластин, диски могут иметь нанесенную перфорацию или быть без нее. При этом выделяют перфорацию сквозную и заглубленную (не насквозь). Первая хорошо охлаждает и отводит рабочие газы, однако может негативно сказаться на надежности диска. Вторая тоже эффективно справляется с отведением продуктов выгорания и вместе с тем способствует сохранению прочностных свойств.

Также диски классифицируются на цельные (выполненные из единого куска металла) и составные: алюминиевая ступица и чугунное кольцо скрепляются болтами, что исключает самопроизвольное раскручивание. Составные диски обладают высокими термическими и вентиляционными характеристиками (благодаря использованию алюминиевого сплава), стойкостью к деформации, меньшим весом и возможностью частичной замены (например, только кольца).

Возможен ли ремонт дисков?

До недавнего времени ремонт тормозных дисков был невозможен и о нем никто не говорил, более того производитель ТД четко указывает на то, что тормозные диски не подлежат ремонту. Однако сегодня восстановление тормозных дисков — это реально. Специальное оборудование позволяет устранить дефекты диска путем протачивания рабочей поверхности. Скажу больше, для этой процедуры иногда даже не требуется демонтаж тормозных дисков, хотя все индивидуально в зависимости от степени повреждения.

Ремонт или полная замена тормозных дисков производится если:

  • Возникает деформация диска, которая проявляется в виде вибрации и неэффективном торможении;
  • По всему тормозному диску образуются глубокие борты и борозды;
  • Толщина диска достигает критической отметки 1-3 мм (измерение делается штангенциркулем, замеряется именно рабочая зона, а не наружный борт);
  • Существуют другие повреждения, не позволяющие эффективно выполнять торможение.
  • Трещина тормозного диска.
  • Образование «буртика».
  • Неравномерный износ, появление борозд, ям и углблений на поверхности диска.

Как продлить срок службы ТД?

  • Стиль вождения — это тот фактор, который больше остальных влияет на срок службы тормозных дисков. Если вы любите агрессивный стиль езды с резким ускорением и такими же торможениями, вам следует быть готовыми к тому, что срок службы ваших дисков будет гораздо меньше обычного.
  • Также следует учитывать качество колодок, которые также могут стереть диск в случае несовместимости.
  • Езда по грязи и лужам на больших скоростях тоже не сулит ничего хорошего, не перегревайте тормозные колодки если на улице дождливо или есть большие лужи.
  • Покупайте только качественные тормозные диски и колодки и следуйте вышеизложенным рекомендациям, только в таком случае вы сможете избежать преждевременного или неравномерного износа тормозных дисков и колодок.

У меня все, если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете задать их, используя форму для комментариев. Также напоминаю, что лучшая благодарность автору — это репост данной статьи в соц. сети. Будем признательны если вы расскажете друзьям о нашем сайте, используя соответсвующие кнопки расположенные внизу.

Как выбрать тормозной диск и не нарваться на подделку?

На сегодняшний день вещи стали до такой степени подделывать, что практически и не понятно будет, где находится оригинальная деталь а где подделка, поэтому запомните одно простое правило, запчасти нужно всегда приобретать в автомагазинах (Не в каких то кооперативах, где обычные люди торгуют, а именно в спец. автомагазина) и чем больше он, тем лучше, даже если вы переплатите немного по деньгам, но вы всё равно купите хорошую оригинальную вещь, потому что специализированные автомагазины в основном не занимаются продажей поддельных товаров и обязательно узнавайте у продавца, есть ли гарантия на приобретённый товар, без гарантии даже и брать ну нужно, по сути это как просто рекомендация Вам от нас, потому что как мы уже сказали ранее, в последнее время подделки стали до такой степени хорошо делать, что уже не отличить, где оригинал а где подделка, ну возьмите себе за привычку, не покупайте никогда запчасти без коробок (Они все упакованы должны быть, а в коробке должен сертификат производителя находиться или что то в этом роде).

Тормозные диски ВАЗ

На большинстве переднеприводных автомобилей ВАЗ задние тормоза являются барабанными. К сожалению, они не такие эффективные, как дисковые. Поэтому некоторые владельцы предпочитают заменить барабанные тормоза на дисковые. Сейчас это не представляет особого труда. Преимущества дисковых тормозов в том, что они, помимо более высокой эффективности, просты в замене, за их износом можно наблюдать визуально, не снимая колес. Можно использовать передние тормозные диски моделей ВАЗ 2110, ВАЗ 2108 (13 дюймов) и ВАЗ 2112 (14 дюймов). Эти диски являются вентилируемые и подойдут на заднюю ось. Стоит уточнить, что передние диски должны быть на 1-2 дюйма больше задних во избежание «перетормаживания» задней оси.

Тормозные диски ATE

Каждый автовладелец должен заботиться о безопасности своей и окружающих. Для этого он должен устанавливать на свой автомобиль качественные детали. Так, тормозные диски компании Continental представляют собой качественные детали из высокоуглеродистой стали. Материал имеет высокий ресурс, склонен к меньшему истиранию и шумности тормозов. ATE предлагает свою продукцию как автопроизводителям, так и магазинам запчастей. Продукция отличается высоким качеством, поэтому популярна.