Зачем перфорация на тормозных дисках?

Перфорация тормозных дисков

Далеко не всегда изготовители автомобилей «радуют» покупателей качеством сборки, подбором материалов. Иногда владельцы вынуждены самостоятельно дорабатывать узлы, агрегаты, чтобы повысить эффективность их работы.

Так званую группу риска составляют:

  • Топливная аппаратура;
  • Система электрического питания;
  • Тормозной контур, в частности диски и колодки.

В первых двух случаях, возможно, понадобится замена узлов целиком, а в последнем допустима модернизация штатного оборудования. Как уже догадались, речь пойдет о перфорации и слотировании.

Что такое слотирование и перфорация дисков

Под слотированием подразумевают нанесение (гравировку) эксцентрических канавок по периметру основы. Перфорированный тормозной диск — сверление сквозных отверстий в теле диска. «Дырочки» располагаются в определенной последовательности по отношению к основанию.

Слотирование и перфорация наносятся специальной фрезой, с определенным диаметром. В мастерских для этих целей используют станки.

Зачем нужно слотирование и перфорация

Ряд автопроизводителей бюджетных авто все еще выпускают серийные марки со стоковыми дисками без насечек и перфорации.

Как утверждают специалисты профильных СТО, при условии ежедневной эксплуатации машины в режиме «на работу – с работы» достаточно обычных дисков.

Если владелец практикует агрессивный стиль вождения, участвует в раллийных гонках, дрифтует, пересекает болотистые местности, то стоковые диски будут малоэффективные. В процессе активного, частого торможения выделяется огромное количество тепловой энергии, что приводит к перегреву контура. Чем дольше задерживается избыток «тепла» на суппорте, тем больше шансов на то, что детали деформируются под негативным воздействием градуса.

С целью предотвращения закипания, продления ресурса эксплуатации механизма, на автомобили устанавливают тормозные диски с насечками и перфорацией. При активном использовании тормоза колодки разогреваются до 250 – 350°. А при езде на раллийном авто градус достигает отметки в 500 – 600°.

Очевидно, что при таком нагреве деформации подвержены колодки, рабочий цилиндр, диск, трубопровод, манжета. Кроме того, находящаяся на поверхности влага, конденсат превращаются в пар, образуя плотную воздушную прослойку в суппорте. Плотность прилегания колодки снижена, она не сжимает, а скользит по поверхности диска. Это первая причина, по которой необходимо делать перфорацию.

Слотирование дополняет перфорацию. Получается некий срез с поверхности колодки. При прохождении удаляется снег, влага, налет, абразивная стружка. Тормозная колодка всегда чистая, правильной формы, работает на «полную мощность».

Материал изготовления дисковых тормозов. Плюсы и минусы перфорации, слотирования

Большинство автопроизводителей активно используют чугун для изготовления комплектующих к тормозной системе машины. Простым языком чугун охарактеризуем как сталь с большим содержанием углерода. Дешевизна при изготовлении, низкий коэффициент температурного расширения. В процессе повышения рабочей температуры диски не раскаляются, а работают в штатном режиме.

Вместе с тем, чугун хрупкий материал, при «удобном» моменте всегда дает трещину, скол. Чаще всего, это происходит в ходе самодельной перфорации, слотирования. А также, чрезмерного количества отверстий на поверхности диска.

Решение проблемы следующее: добавление легирующих порошков типа молибден. Это поможет повысить прочность материала, придать ему эластичности. С другой стороны, пропорционально повышается стоимость готового изделия. Уже не каждый автолюбитель будет готов выложить круглую сумму средств на покупку.

Как сделать перфорацию и слотирование своими руками

  • Изначально машину устанавливаем в периметр ремонтно зоны. Вывешиваем домкратом, гидравлическим подъемником, снимаем колесо;
  • Демонтируем тормозной суппорт, диск, колодки (фрикционные накладки);
  • Прочно фиксируем диск на верстаке, зажимаем;
  • Условно делим площадь на 2 – 3 части, можно больше;
  • В станок устанавливаем шаровую фрезу. Она имеет на конце закругленный профиль лезвия;
  • Выставляем глубину резца. Глубина канавки не должна превышать 2 – 3 мм., в зависимости от толщины диска;
  • Фрезеруем основу с каждой стороны, продуваем сжатым воздухом для удаления стружки, пыли, продуктов отработки.

Водителю на заметку. Направление фрезеровки должно быть от внутреннего радиуса к внешнему по направлению вращения колеса. В противном случае эффективность от перфорации будет незначительной.

Перфорацию проводим по аналогичной схеме. По завершении, правильно ставим элементы тормозной системы на штатное место, просверливаем отверстия на втором диске.

Нет времени на самостоятельную доработку — воспользуйтесь услугами СТО, купите новые, готовые диски.

Перфорированные тормозные диски – что это, какие есть преимущества

Коли уж начали говорить о тормозных дисках, здесь можете прочитать про вентилируемые варианты, а также об износе и минимальной толщине. Стоит упомянуть о так называемых перфорированных вариантах, наверное многие видели что поверхность некоторых дисков иссверлена сквозными отверстиями, а также продольными канавками. Для чего это вообще нужно? И какую практическую пользу это несет …

ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ

Впервые перфорация – сквозные отверстия и канавки, появились на гоночных автомобилях, сверлились вентилируемые варианты, так как охлаждение у них лучше, и таким образом старались улучшить торможение.

Стоит отметить — торможение действительно улучшается, тормозной путь сокращается от 5 до 10 процентов, что действительно впечатляет.

После этого перфорация стала распространяться и на обычные машины, однако все же это осталось элементом тюнинга, а не стандартной опцией производителей. Все потому что такие диски стоят дороже, металл и технологии производства там другие, что значительно увеличивает стоимость производства. Однако многие гаражные «Кулибины» сверлят отверстия у себя в гаражах, не всегда это правильно, но все по порядку.

Для чего нужна перфорация

Отверстия и канавки, которые сверлятся и наносятся на поверхность, нужны для лучшего охлаждения. Принцип такой — сверлятся от 30 до 50 равномерно расположенных отверстий которые насквозь проходят тормозной диск, это увеличивает «продуваемость» всей конструкции (особенно если она вентилируемая), что однозначно хорошо сказывается на охлаждении. Износ тормозных колодок снижается примерно на 10 процентов.

Однако помимо охлаждения, отверстия эффективно отводят газы, образующиеся при соприкосновении тормозной колодки и металлической поверхности. Такие газы возникают при перегреве самой тормозной колодки, образуется, так называемый – «граничный слой» между колодками и диском (что-то похожее происходит с шайбой в «Аэрохоккеи», когда она с легкостью скользит по поверхности), в нашем случае это скольжение тормозной колодки по металлической поверхности, который препятствует эффективному сцеплению именно в экстремальные моменты.

Так вот перфорация эффективно отводит эти газы, увеличивая сцепление поверхностей.

Также на поверхность может быть нанесены продольные не глубокие канавки (глубиной до 2 мм), обычно они «косые», направлены в сторону вращения колеса.

Они также отводят газы, хотя не так эффективно, а основное их назначение это борьба с загрязнением колодок, то есть если образуется пыль или грязь они очень быстро ее убирают, очищая плоскость.

Покупать или сделать самому?

Вот мы и подошли к «гаражным Кулибиным», многие водители своими руками делают такой тюнинг, то есть сверлятся отверстия собственноручно, а не покупаются новые специальные диски! Правильно ли это? Скорее всего нет — в интернете ходит много фотографий по различным форумам с потрескавшейся плоскостью, вот несколько посмотрите.

Конечно, купить новые специальные, не всегда позволительно, ведь их производят именитые фирмы, которые «заточены» на прокачке автомобилей, да и строение и материал, там совершенно другие. Поэтому цены выше в 3 – 4 раза штатных образцов. Например, на Приору перфорация может стоять от 7000 рублей за пару, тогда как обычные просто вентилируемые, можно купить за 2000 рублей – пара.

Вот и экспериментируют наши «самоделкины» у себя в гаражах, уж коли задумались о таком тюнинге дам несколько советов:

1) Не нужно сверлить уже походивший комплект, ведь его скоро нужно будет менять, да и поверхность может быть уже не ровной, так что продольные канавки сделать не получится.

2) Не сверлите дрелью, отверстия получатся плохого качества (косые), все работы нужно делать на специальных сверлильных станках, коих и в гаражах можно найти предостаточно.

3) После перфорирования, нужно на каждом отверстии снять фаску, иначе будут задираться колодки, что придаст им дополнительный износ, а не продлит их жизнь.

4) Делайте отверстий не 50 как на профессиональных вариантах, это снизит стойкость металла. Достаточно будет 20 – 30.

5) Заранее планируйте перфорацию, отверстия не должны быть рядом, расстояние должно быть достаточным, также они не должны проходить в «ребрах» диска, иначе есть вероятность разрушения конструкции.

Видео инструкция производства

Сейчас небольшие видео ролики, где подробно описывается сам процесс, для тех кто делает своими руками очень полезные видео, смотрим.

Часть 1

Часть 2

На этом буду заканчивать, читайте наш АВТОСАЙТ.

(7 голосов, средний: 4,71 из 5)

Чем перфорированные тормозные диски отличаются от обычных

Есть ли вообще смысл ставить на свой автомобиль перфорированные диски? Они служат дольше, чем обычные? Эффективнее тормозят? Давайте постараемся ответить на эти вопросы.

Читайте также  Нужно ли доливать тормозную жидкость?

Вообще, любые изменения в конструкции автомобильных компонентов преследуют две цели. Это либо улучшение эксплуатационных характеристик, либо снижение себестоимости или расходов автовладельца (последние два фактора не исключают друг друга — экономия может быть как у производителя, так и у покупателя). Исходя из этого, попробуем посмотреть на перфорированные диски под обоими ракурсами.

Трение в тормозной системе

На самом фундаментальном уровне трение — это проявление электромагнитного взаимодействия частиц вещества трущихся поверхностей. Сила трения зависит от множества факторов:

— свойств материалов, из которых состоят трущиеся тела;
— температуры;
— шероховатости (гладкости) поверхностей;
— скорости относительного движения;
— давления в трущейся паре, прижимающего поверхности друг к другу;
— наличия других частиц или веществ между трущимися поверхностями.

Трение в технике часто рассматривают в связке с другим явлением — износом. В разных ситуациях они сочетаются между собой по-разному. Например, когда мы пишем карандашом на бумаге, износ грифеля высокий, а трение при его скольжении по бумаге мало́. В подшипниках и трение, и износ минимальны. А вот в тормозной системе трение диска о колодки должно быть большим, но одновременно желательно максимально уменьшить износ.

Разрабатывая конкретный механизм или устройство, инженеры стараются найти оптимальный баланс всех факторов. Так, тормоза должны обеспечивать эффективное и предсказуемое торможение вне зависимости от скорости, загрузки машины или дорожной ситуации.

Во время торможения кинетическая энергия движущегося автомобиля превращается тормозами в тепловую и рассеивается в окружающую среду — машина замедляется. При интенсивном торможении колодки и диски нагреваются быстрее и сильнее, чем при плавном. Это логично: при резком торможении выделяющееся тепло необходимо сбросить в окружающую среду быстрее, а чем больше разница температур, тем выше скорость теплообмена и интенсивнее рассеивается тепло.

Проблема в том, что коэффициент трения в паре «колодка — диск» при повышении температуры меняется. Причем то, как именно он будет меняться, зависит от фрикционного материала.

В случае с ретинаксом, как только температура достигает 300°С, коэффициент трения резко уменьшается — примерно в два раза.

При торможении со скорости 80 км/час диск нагревается до 100°С. Если скорость выше, или если несколько энергичных торможений следуют подряд друг за другом, температура дисков может вырасти до 300°С и более. Коэффициент трения при этом также меняется — как в примере выше. Водитель вдруг замечает, что машина стала хуже тормозить.

Как перфорированные диски влияют на торможение

Решение напрашивается само собой: конструкция тормозов должна помогать быстро охлаждать диски. Для этого тормозные диски стали изготавливать вначале вентилируемыми, а затем и перфорированными. Отверстия увеличивают количество циркулирующего через них воздуха и помогают охлаждать деталь. Интересно, что перфорированные диски начали использовать именно на спортивных автомобилях.

Кроме этого, перфорации помогают газоотводу: когда колодки нагреваются, образуется газ, и эта газовая прослойка между колодкой и диском снижает эффективность торможения. Вода, которая попадает на диски при движении по мокрой дороге, тоже удаляется лучше.

Улучшение торможения связано с еще одним неочевидным свойством перфорированных тормозных дисков. У колодок постоянно обновляется рабочий слой. Поверхность колодок не стекленеет, и они постоянно работают как новые, но уже обкатанные.

Вывод: охлаждаемые диски уменьшают тормозной путь при торможении с большой скорости.

Еще одно отличие перфорированных дисков от обычных в том, что они легче. С одной стороны, это плюс — неподрессоренная масса и инерция уменьшаются. С другой — меньшая масса это значит меньшая теплоемкость. Следовательно, диск нагревается быстрее. Поэтому для разгона и управляемости снижение массы это преимущество, а вот для торможения все не так однозначно.

Есть ли экономия для покупателя?

В большинстве случаев перфорированные диски ускоряют износ колодок. Это хорошо с точки зрения постоянного обновления рабочего слоя колодок, но плохо для кошелька.

Однако тут есть и фактор, который несколько снижает темп износа колодок. Поскольку перегрев — одна из причин быстрого износа, а перфорация диска способствует охлаждению, то колодки эксплуатируются при более щадящей температуре.

В любом случае экономия ресурса колодок (если она и будет) не перекрывает более высокую стоимость перфорированных дисков по сравнению с обычными.

Вывод: использование перфорированных дисков обходится дороже.

Эстетическая составляющая

Перфорированные диски круто выглядят. Для многих автовладельцев это главный и единственный аргумент в их пользу. Но стоит помнить, что для демонстрации внешнего вида тормозных дисков и колеса должны быть соответствующие.

Недостатки перфорированных дисков

За плюсы надо платить. Причем не только деньгами. Список недостатков перфорированных дисков нельзя назвать коротким:

— в среднем более быстрый износ колодок;
— шумность (их ругают и за это тоже);
— пониженная прочность — диски более склонны к растрескиванию;
— маленький ассортимент — выбор обычных дисков гораздо шире.

Кроме этого, есть мнение, что при движении по глубокой грязи отверстия дисков забиваются, отчего ухудшается эффективность тормозов. Для машин со спортивными дисками такая ситуация редка. В любом случае временное ухудшение теплоотвода не является сильным аргументом против.

А что, если просверлить обычные диски в гараже?

Заманчивые преимущества перфорированных дисков наталкиваются на их цену. Из этого столкновения появляется на первый взгляд вполне рабочая идея: сделать перфорированные диски из обычных самостоятельно. Ведь разница «всего лишь» в отверстиях — прямые руки, хорошая дрель и успех гарантирован.

На практике есть нюансы. Тормозной диск — один из тех компонентов, от которых зависит безопасность на дороге, жизни сидящих в машине и пешеходов. Перфорирование фирменных дисков производится в соответствии со специальным техпроцессом, а их конструкция отвечает требованиям конкретного автомобиля. Безопасность и эффективность таких дисков подтверждены испытаниями. А штучное изделие «хорошего мастера» никаких предварительных тестов не проходит. Испытания проводит владелец автомобиля уже на дороге.

Вот несколько причин, которые не позволяют нам рекомендовать самостоятельно сверлить тормозные диски:

Во-первых, перфорированный диск — это не «просто дырки», а нередко и другая марка чугуна, и конфигурация вентиляционных каналов.

Во-вторых, в процессе сверления происходит локальный нагрев небольшого участка тормозного диска. При неправильном его охлаждении возможно местное изменение свойств чугуна, изменение твердости и прочности, деформация плоскости. Как такой «пятнистый» диск поведет себя при нагреве и нагрузке во время торможения?

Сверлить придется много и долго. В идеале понадобится сверлильный станок и специальные сверла для чугуна.

Когда имеет смысл поставить перфорированные диски вместо штатных

Прежде всего, если вы любите динамичную езду с интенсивными торможениями на большой скорости. Перфорированный диск снижает тормозной путь в среднем на 5–10%. Но обратите внимание — «в среднем». То есть в вашем конкретном случае заметного изменения может не произойти совсем, ведь, как мы выяснили, на силы трения в тормозной системе влияют очень многие факторы. В вялом городском потоке разницы между перфорированными и обычными дисками скорее всего заметно не будет. Только ускорится износ колодок.

Помните также, что спортивный стиль вождения и специальные диски предъявляют особые требования и к колодкам. Поэтому к их выбору тоже следует подойти вдумчиво.

Перфорированные тормозные диски Textar

Компания Textar изготавливает различные тормозные диски, в том числе и перфорированные. Все диски мы делаем в соответствии со спецификациями оригинальных деталей. Поэтому, к сожалению (или к счастью), в нашем ассортименте вы не найдете необычных дисков для украшения автомобиля, а будут только те, конструкция которых была одобрена непосредственно автопроизводителем.

Чтобы найти перфорированные диски в каталоге на сайте brakebook.com, перейдите на вкладку «Расширенный поиск», нажмите на пиктограмму с изображением диска, а затем в выпадающем списке «Тип тормозного диска» выберите один из вариантов исполнения «с отверстиями».

Система отфильтрует результаты поиска по заданным условиям — чтобы их посмотреть, нажмите на ссылку «N ПРОДУКТОВ НАЙДЕНО».

Чтобы посмотреть подробную информацию по каждому артикулу, нажмите на строку «БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ». На соответствующих вкладках вы можете узнать:

— «Показатели» — технические параметры диска (тип, геометрические размеры, вид обработки поверхности, массу, габариты в упаковке и т.д.);
— «Легковой автомобиль» — список моделей автомобилей, на которых этот диск применяется;
— «Ссылки по ОЕ» — артикул детали в каталоге оригинального оборудования (OE— Original Equipment, англ.);
— «Изображения» — чертеж детали с указанием размеров.

Если у вас возникли вопросы по тормозным дискам, вы можете задать их через форму на сайте Textar или в комментариях к этой статье.

Читайте также  Что держит тормозные колодки?

Тормозные диски с насечками и перфорированные

Тормозные диски с насечками и перфорированные

Без сомнений, тормоза – наиболее значимая часть вашего автомобиля. Не важно, сколько именно у вас лошадиных сил – все они бесполезны, если вы не можете уверенно сбросить скорость перед впередиидущей машиной. Заводские тормоза обеспечивают достаточное торможение для непринужденной ежедневной поездки и даже для непредвиденной панической остановки, но для тех, кто желает большего – модернизированный набор перфорированных дисков или дисков с насечками будет хорошим выбором. Так в чем же разница между тормозными дисками с насечками и перфорированными дисками? Ниже мы рассмотрим их преимущества и недостатки, чтобы Вы могли сделать обоснованный выбор.

Стандартные тормозные диски

Качественный комплект стандартных гладких дисков обеспечивает даже больше тормозной мощности, чем необходимо при нормальных условиях вождения – вот почему 99,9% выходящих с заводов автомобилей все еще оснащается ими. У таких дисков наибольшая площадь поверхности по сравнению с перфорированными или дисками с насечками, поэтому они очень эффективны в качестве «радиатора» – именно для этого тормозные диски и были созданы.

Они не так склонны трескаться при экстремальном использовании, как перфорированные диски. Отсутствие прорезей или отверстий позволяет этим дискам сохранять максимальную структурную целостность, что делает их подходящими для средней дороги – при сочетании с рабочими тормозными колодками и тормозной жидкостью с высокой температурой кипения. Доступны различные варианты, от самых обычных до высококачественных дисков с цинковым покрытием, не допускающим ржавчины и поддерживающим внешний вид дисков километры и километры.

Диски с насечками

Диски с насечками, как следует из названия, снабжены «канавками» на поверхности диска, где он взаимодействует с колодкой. Они сделаны, чтобы при многократном тяжелом торможении, по мере повышения температуры тормозной системы, предоставить путь для выхода газов и пыли, возникших между колодкой и диском в результате трения. Это позволяет колодке взаимодействовать с диском на большей площади и в результате приводит к ее лучшему сцеплению с диском и более уверенной остановке. Кроме того, увеличение поверхности контакта приводит к более высокому коэффициенту трения, так что Вы фактически используете меньше энергии, чтобы замедлить Ваш автомобиль.

Вентиляция, которую обеспечивают диски с насечками – один из основных способов борьбы с падением производительности тормозов и поддержания постоянной тормозной силы, круг за кругом. Однако, имейте ввиду, что некоторые специальные «гоночные» диски на самом деле снабжены острыми краями на насечках, чтобы немного врезаться в тормозную колодку и тем самым обеспечивать лучшее сцепление – но это же может привести к быстрому износу тормозов.

Перфорированные диски

Перфорированные диски прекрасно смотрятся в наборе эффектных колес, и также прекрасно охлаждают Ваши тормоза. На заре гонок перфорированные диски были действенным способом выведения того слоя газа и пыли, который неизбежно появляется между асбестовыми тормозными колодками и диском при многократном жестком торможении. Но с прогрессом в области материалов и технологий изготовления тормозных колодок дегазация стала гораздо меньшей проблемой. Сегодня такие диски по-прежнему отлично смотрятся и исправно работают, но перфорация служит скорее эстетическим целям. Диски с насечками теперь чаще используются для гоночного вождения, так как перфорированные диски больше подвержены растрескиванию под нагрузкой при экстремальном использовании. Просто взгляните на колеса любого современного гоночного автомобиля – перфорированных дисков Вы там не увидите. Но на городских улицах температура, с которой сталкиваются Ваши тормоза, и близко не приближается к тому уровню, которого достигает на гоночной трассе. Таким образом, вентилирующие свойства перфорированных дисков обеспечивают дополнительные преимущества поддержания температуры при нормальном движении, продлевая срок службы колодок. Также такие диски неплохо показывают себя во время влажной погоды, позволяя воде покидать поверхность диска и увеличивая сцепление.

Перфорированные диски с насечками

Перфорированные диски с насечками объединяют внешний вид и функциональность обоих видов. Для сверхсильных нагрузок они не идеальны – могут повредиться на гоночной трассе (отверстия все также подвержены растрескиванию при чрезмерных нагрузках), но где они действительно показывают себя, так это будучи установленными на тяжелый автомобиль, везущий тяжелые грузы. Чем тяжелее транспортное средство, тем больше энергии требуется для его надежной и безопасной остановки. Тормоза превращают кинетическую энергию (движение) в тепловую, а более тяжелые транспортные средства неизменно образуют больше тепла в своих тормозных системах. Таким образом, диск, который лучше охлаждается (перфорированный) объединенный с тем, который поддерживает чистую контактную поверхность между собой и тормозной колодкой (диск с насечками), в случае, если температура не превышает предельную для него, обеспечивает дополнительную защиту и долговечность.

Помните, суть в том, чтобы поддерживать постоянную тормозную силу при каждом нажатии на тормоза. Если Вы когда-либо буксировали загруженный трейлер вниз по горному склону – Вы знаете это пугающее ощущение подводящих Вас тормозов. Набор перфорированных дисков с насечками может обеспечить Вам дополнительное спокойствие, поддерживая температуру диска невысокой, а поверхность – чистой. Не забывайте укомплектовать Ваши перфорированные диски с насечками с комплектом высококачественных тормозных колодок, предназначенных для Вашего автомобиля, а также свежей DOT-3 или DOT-4 тормозной жидкостью для получения наилучшего результата.

Выбор правильного тормозного диска

Есть несколько моментов, которые следует учитывать при выборе тормозных дисков перфорированных или с насечками. Для городских транспортных средств оба вида одинаково хорошо работают и не страдают от каких-либо негативных побочных эффектов. Выбор сводится к тому, какой стиль предпочитаете лично Вы. Но диски не уменьшают изначальный тормозной путь Вашего автомобиля. Они предназначены для того, чтобы рассеивать тепло и газ, обеспечивая стабильность работы тормозов и твердую остановку после чрезмерных нагрузок.

Чтобы значительно сократить Ваш тормозной путь – можно порекомендовать комплект хороших шин и специальные высокопроизводительные тормозные колодки. Для гонок диски с насечками предпочтительнее, так как их способность выпускать газы не ослабляет их структуру. Эффектные, высококачественные перфорированные диски, с насечками или без, обязательно привлекут внимание. Для ежедневного вождения любой из вышеперечисленных дисков обеспечит более чем достаточную тормозную мощность.

Зачем перфорация на тормозных дисках?

в тормозных дисках автомобилей МБ?
Очень нужен «официальный» ответ, разжеванный по возможности.

Буду очень признателен

Конструкция 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.

Читайте также  Какое давление в тормозной системе легкового автомобиля?

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.
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 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».
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.

Если Вы- владелец подобного автомобиля, карбон и керамика- для Вас!