Вентилируемые тормозные диски: передние и задние, устройство и принцип работы

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.

1. Устройство дисковых тормозов
2. Виды дисковых тормозных механизмов
3. Принцип работы дисковых тормозов
4. Виды тормозных дисков
5. Виды тормозных колодок
6. Обслуживание тормозных дисков и колодок
7. Износ и замена дисков
8. Износ и замена колодок
9. Плюсы и минусы дисковых тормозов в сравнении с барабанными

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:

1. Вентилируемые;
2. Перфорированные.

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:

• асбестовые;
• безасбестовые;
• органические.

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.

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

• высокая стоимость;
• меньшая эффективность торможения.

Как работают вентилируемые тормозные диски

Для чего простые тормозные диски сделали вдруг вентилируемыми? Наверное, мало кто задавался таким вопросом. Многие пользуются или видели вентилируемые тормозные диски, но, в чем польза от проделанной вентиляции, знают не все. Попробуем устранить этот «пробел» в ваших знаниях.

Немного истории.

Примерно в 50-х годах прошлого столетия произошел прорыв в мире автомобильной техники и на свет появились тормозные диски. До этого применялись только барабанные тормоза, которые используют до сих пор, но уже в меньшем количестве. Разработали их для спортивных скоростных автомобилей и для самолетов.

Диски стали быстро набирать популярность, так как они оказались намного лучше барабанов: новые тормоза обходятся дешевле в производстве, они меньше по размеру и проще по конструкции (тормозной диск прижимается двумя тормозными колодками по бокам). Поэтому производители стали ставить деталь на передние колеса (задняя ось комплектовалась барабанными тормозами). Такая схема тормозной системы используется некоторыми автопроизводителями до сих пор.

Сами же диски, когда только появились выглядели как простой литой диск, который при интенсивном движении и очень жаркой погоде имел свойство перегреваться, в следствие чего эффект торможения снижался. Для устранения данного недочета производители внесли изменения в конструкцию данных деталей и сделали их вентилируемыми.

В чем разница между вентилируемыми и простыми дисками?

Простой диск выглядит как литой жесткий диск диаметром не более 10-20 миллиметров. В вентилируемом диске конструкция уже сложнее: две тонких болванки диметром не более 5 миллиметров, соединенные посередине специальным слоем с отверстиями для вентиляции. Эти отверстия помогают свободно циркулировать воздуху от ступицы к дискам и охлаждать их, что предотвращает перегревание тормозных дисков, тем самым повышая эффективность торможения.

Достоинства вентилируемых дисковых тормозов.

1. Сокращают тормозной путь на 15 %.
2. Повышают срок службы тормозных колодок.
3. Такие диски не перегреваются.
4. Просты в установке, читаем статью: замена тормозных дисков.

По отзывам потребителей можно также сделать вывод, что вентилируемые тормозные диски помогают сделать поездки на машине более комфортными, за счет исключения неприятного скрипа колодок летом и улучшенного торможения вне зависимости от погоды.

Многие отечественные машины в стандартной комплектации обладают низкими техническими показателями. Эти машины имеют низкую мощность двигателя, устаревший внешний вид, и многие механизмы работают плохо. Владельцы таких автомобилей, а особенно это касается продукции автоВАЗа прошлых лет, стремятся к преображению свой машины, путем добавления мощности двигателю. При тюнинге двигателя полностью переделываются многие элементы и системы. Однако следствием роста скорости является увеличение длины тормозного пути, поэтому все работы должны проводиться комплексно. Самым простым и наиболее эффективным способом уменьшения длины тормозного пути является установка вентилируемых тормозных дисков, как минимум, на передние колеса. Вентилируемые тормозные диски работают также, как простые, и благодаря трению колодок о диск, происходит уменьшение скорости движения машины.

Вентилируемыми дисками обеспечивается лучшая эффективность торможения. Этот тип диска также отличается своим внешним видом: он состоит из двух половинок, между которыми имеются лопасти, благодаря которым улучшается охлаждение системы, продлевается срок службы колодок и обеспечивается оптимальный режим температуры. На некоторых машинах устанавливаются перфорированный диск, на всей плоскости которого имеются отверстия. Однако эта доработка не уменьшает тормозной путь и не улучшает охлаждение. Зато во время эксплуатации дисков, через эти отверстия с них уходит вода и грязь. Поэтому поверхность прилегания колодки всегда идеально чистая, хотя площадь соприкосновения уменьшается. Передние и задние тормоза различаются между собой. Диаметр переднего и заднего тормозного диска примерно одинаковы, однако плотность задних колодок меньше, чем у передних, нагрузка на заднюю часть машины тоже меньше, поэтому для торможения задних колес требуются меньшие усилия. На задние диски устанавливаются суппорты другого типа, позволяющие использовать стояночный тормоз.

Плюсы и минусы тормозных вентилируемых дисков

Среди плюсов можно отметить:

• Повышенная безопасность;
• Уменьшение длины тормозного пути;
• Высока стабильность работы;
• Возможность регулировки;
• Высокая скорость срабатывания;
• Быстрое очищение диска от загрязнений;
• Снижение температуры поверхности диска.

Среди минусов, присущих вентилируемым дискам, надо отметить:

• Частая замена тормозных колодок;
• Высокое давление в тормозной системе;
• Необходимость использования качественной тормозной жидкости;
• Незащищенность диска от попадания загрязнений, вызывающих образование канавок;
• Проблемы с установкой ручного тормоза.

Тормозной диск является одной из основных деталей конструкции тормозной системы автомобиля дискового типа. Представляет собой круглую металлическую деталь, которая крепиться на ступицу колеса. При торможении автомобиля диск, с двух сторон, зажимается специальными колодками, тем самым блокируя колесо, и снижая скорость транспортного средства.

Диски бывают двух типов — вентилируемые и невентилируемые. Отличие между ними, прежде всего, заключается в конструкции самой детали. Невентилируемый диск изготовлен из цельного монолитного материала, и не имеет специальных воздушных каналов для отвода тепла и пропуска воздушных потоков. Вентилируемый диск имеет между рабочими поверхностями полую область, которая предназначена для прохождения потоков воздуха и быстрого охлаждения детали. Внутри области расположены специальные металлические цельнолитые перемычки, которые выполняют как роль связки, так и используются в качестве крыльчатки для захвата воздуха при движении.

Вентилируемые тормозные диски

Преимущества и недостатки невентилируемых дисков

Диски такой конструкции имеют более долгий ресурс эксплуатации. Материал дисков более толстый, не имеющий полостей, меньше подвергается износу. Недостаток их в том, что при движение автомобиля диски подвергаются сильному нагреву, что приводит к некорректной работе тормозной системы — металл под воздействием высоких температур расширяется и начинает задевать тормозные колодки, из — за этого колеса проворачивается с трудом, и тоже нагреваются. К тому же нагрев передается на суппорт автомобиля, вследствие чего, поршень суппорта начинает «заклинивать». Еще, при остановке, после интенсивного торможения, температура диска повышается, из — за отсутствия естественного притока воздуха, это приводит к перегреву металла и потере рабочих свойств.

На дисках и на колесных ободах автомобиля, в результате работы тормозного механизма появляется черный налет от фрикционного материала колодок.

Плюсы и минусы вентилируемых дисков

Детали этой конструкции меньше подвержены нагреву при работе тормозного механизма, во время движения транспортного средства они не нагреваются до очень высокой температуры, как невентилируемые, и соответственно при остановке автомобиля не имеют свойства набирать температуру. При попадании колеса в воду, вентилируемый диск не дает деформаций и трещин, благодаря своевременному охлаждению.

Вентилируемые диски с перфорацией рабочей поверхности имеют большую эффективность работы, прижимная поверхность таких дисков не загрязняется и не покрывается нагаром от фрикционного материала тормозных колодок.

Диски с перфорированной поверхностью, из — за своей рельефной поверхности подвергают более быстрому износу тормозные колодки автомобиля, срок эксплуатации которых снижается.

Минусом использования таких дисков становиться менее долгий срок эксплуатации, так как изготовлены они из более тонкого слоя металла. Перфорированная поверхность этих деталей сильнее подвержена механическому износу, от повышенной силы трения и соответственного рельефа.

Если человек передвигается на автомобиле в интенсивном городском цикле движения, где необходимо часто применять торможение, то лучше воспользоваться вентилируемым вариантом. Для частых загородных поездок, вполне подойдет невентилируемый вариант деталей.

Принцип работы дисковых тормозов

Устройство тормозной системы, неисправности, ремонт

Тормозная система предназначена для управляемого изменения скорости автомобиля, его остановки, а также удержания на месте длительное время за счет использования тормозной силы между колесами и дорогой.

Виды тормозных систем

Рабочая тормозная система обеспечивает управляемое уменьшение скорости и остановку автомобиля.

Запасная тормозная система используется при отказе и неисправности рабочей системы и может быть реализована в виде специальной автономной системы или части рабочей тормозной системы (один из контуров тормозного привода).

Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля на месте длительное время.

Устройство тормозной системы

Тормозной механизм предназначен для создания тормозного момента, необходимого для замедления и остановки автомобиля.

На автомобилях устанавливаются фрикционные тормозные механизмы, работа которых основана на использовании сил трения.

Тормозные механизмы рабочей системы устанавливаются непосредственно в колесе.

Тормозной механизм стояночной системы может располагаться за коробкой передач или раздаточной коробкой.

В зависмости от конструкции фрикционной части различают:

барабанные тормозные механизмы;

дисковые тормозные механизмы.

В качестве вращающейся части барабанного механизма используется тормозной барабан, неподвижной части –тормозные колодки или ленты.

Вращающаяся часть дискового механизма представлена тормозным диском, неподвижная – тормозными колодками.

Дисковый тормозной механизм состоит из вращающегося тормозного диска, двух неподвижных колодок, установленных внутри суппорта с обеих сторон.

Тормозной диск при томожении сильно нагреваются. Охлаждение тормозного диска осуществляется потоком воздуха. Для лучшего отвода тепла на поверхности диска выполняются отверстия. Такой диск называется вентилируемым. Для повышения эффективности торможения и обеспечения стойкости к перегреву на спортивных автомобилях применяются керамические тормозные диски.

Тормозные колодки прижимаются к суппорту пружинными элементами. К колодкам прикреплены фрикционные накладки. На современных автомобилях тормозные колодки оснащаютсядатчиком износа.

Тормозной привод обеспечивает управление тормозными механизмами.

Типы тормозных приводов

Механический привод используется в стояночной тормозной системе и представляет собой систему тяг, рычагов и тросов, соединяющую рычаг стояночного тормоза с тормозными механизмами задних колес.

Гидравлический привод является основным типом привода в рабочей тормозной системе.

Конструкция гидравлического привода включает:

главный тормозной цилиндр;

шланги и трубопроводы.

Гидравлический тормозной привод включает в свой состав различные электронные компоненты:

антиблокировочная система тормозов,

усилитель экстренного торможения,

система распределения тормозных усилий,

электронная блокировка дифференциалов,

Пневматический привод используется в тормозной системе грузовых автомобилей.

Комбинированный тормозной привод представляет собой комбинацию нескольких типов привода.

Дисковый тормоз

По конструктивному исполнению дисковых тормозных механизмов их подразделяют на открытые и закрытые, одно- и многодисковые, а в зависимости от конструкции диска различают механизмы со сплошным и вентилируемым, металлическим и биметаллическим дисками.

Самый простой, сплошной диск применяется в тех случаях, когда возможно активное охлаждение дискового тормоза. Вентилируемый диск выполняется в виде крыльчатки-турбины.

По способу крепления скобы различают дисковые тормозные механизмы с фиксированной и плавающей скобой.

Рис. Дисковый тормоз: а — общий вид; б — поперечный разрез; 1 — тормозной диск; 2 — кожух; 3 — тормозные колодки; 4 — суппорт; 5 — трубка; 6 — клапан удаления воздуха; 7 — рабочий тормозной цилиндр; 8 — подвижные поршни; 9 — уплотнительное кольцо; 10 — резиновая манжета; 11 — фрикционные накладки

Дисковый тормоз с фиксированной скобой обеспечивает большое приводное усилие и повышенную жесткость механизма. В дисковом тормозе вращающейся деталью является тормозной диск 7, изготовленный, как правило, из чугуна и жестко прикрепленный к ступице колеса. К диску с двух сторон прижимаются тормозные колодки 3 с фрикционными накладками 11, установленные в защитном суппорте 4, прикрепленном к неподвижной стойке подвески. Внутри суппорта в специальные пазы установлены цилиндры 7 с поршнями, прижимающие тормозные колодки к диску в момент торможения. Под действием сил трения вращение диска прекращается, колеса автомобиля останавливаются. Снаружи тормозной диск закрыт диском колеса, а изнутри — защитным штампованным кожухом 2.

Дисковые тормоза устанавливают на некоторых моделях грузовых автомобилей на передних колесах. Для управления такими тормозами применяется в основном гидравлический привод. Тормозная жидкость подается в полость тормозного цилиндра по трубкам от главного тормозного цилиндра. Для соединения тормозных цилиндров, расположенных по обе стороны диска, и выравнивания давления тормозной жидкости служит трубка 5. Тормозные колодки перемещаются в осевом направлении на специальных пальцах, служащих направляющими.

Дисковые тормоза, работающие в масле, широко используются в трансмиссиях современных гусеничных машин.

Неисправности дисковых торомозов

Внешние

• Наличие странных посторонних шумов, когда автомобиль тормозит.
• Присутствие отклонений при прямолинейном движении.
• Необходимость повышенных усилий на педаль.
• Увеличение хода педали.
• Необходимость уменьшения усилий на педаль (причем педаль порою даже проваливается).
• Наличие вибрации.
• Дефекты механического характера.

Внутренние

• Проблемы с тормозным механизмом;
• Дефекты привода;
• Дефекты тормозного усилителя.

Когда говорят о возможных проблемах, случающихся с тормозной механикой, это могут быть изношенные или поврежденные тормозные колодки, а также диски и деформированный суппорт.

Причины поломок

• Несоблюдение эксплуатационных правил при торможении;
• Воздействие внешних факторов;
• Комплектующие плохого качества и так далее.

Для их предотвращения необходима еженедельная проверка тормозной системы. Внутри бачка должна быть тормозная жидкость в определенном количестве, на колесах и комплектующих не должно быть никаких подтеков.

Советы автовладельцу по эксплуатации тормозной системы

• Раз в три года менять жидкость;
• Раз в неделю проверять уровень жидкости;
• Проверять и доливать жидкость для торможения после прокачки;
• Контролировать наличие подтеков внутри системы, ответственной за торможение;
• Измерять размеры дисков и накладок;
• Контролировать герметичность трубопроводов и соединений;
• Регулировать при необходимости показатели хода педали;
• Проверять наличие воздуха внутри системы.

Дисковые тормоза

У дисковых тормозов суппорт может быть неподвижным и подвижным. Подвижный суппорт имеет конструкцию, исключающую неравномерное стирание тормозных колодок.

Дисковые тормоза являются более эффективными, способными работать при высоких температурах. Также используются диски с вентиляцией. Увеличение толщины дает возможность установить несколько ребер жесткости. Они могут обеспечить приток воздуха к металлу. Причем во время вращения колеса центробежная сила всасывает воздух и распределяет его равномерно от центра к краям. Именно за счет этого происходит охлаждение металла.

Дисковый тормозной механизм

Рис. 1 Схема работы дискового тормозного механизма с неподвижным суппортом.

1 – наружный рабочий цилиндр (левого) тормоза; 2 – поршень; 3 – соединительная трубка; 4 – тормозной диск переднего (левого) колеса; 5 – тормозные колодки с фрикционными накладками; 6 – поршень; 7 – внутренний рабочий цилиндр переднего (левого) тормоза.

Дисковый тормозной механизм (рис.1) состоит из:

— одного, двух или четырех тормозных цилиндров,

— двух тормозных колодок,

Конструкция дискового тормозного механизма на рисунке 1 называется тормозным механизмом с неподвижным суппортом, который жестко закреплен на поворотном кулаке переднего колеса автомобиля.

Механизм состоит из тормозного диска, колодок с накладками, неподвижной скобы и двух гидроцилиндров. Чугунный тормозной диск жестко закреплен на ступице и вращается вместе с колесом.

Колодки с накладками и гидроцилиндры размещены в неподвижной скобе суппорта. Причем колодки свободно установлены на двух направляющих пальцах и прижимаются к ним фигурными пружинами. Гидроцилиндры соединены между собой гидравлической трубкой. Через штуцер по гибкому трубопроводу (тормозной шланг) в гидроцилиндры подводится тормозная жид­кость. В гидроцилиндре установлен клапан прокачки (системы крана Маевского) предназначенный для удаления воздуха из цилиндра при заправке системы тормозной жидкостью или ее разгерметизацией при ремонте.

Автоматическая регулировка зазора между колодками и диском осуществляется с помощью резиновых уплотнительных колец. При нажатии водителем на педаль тормоза, избыточное давление тормозной жидкости из главного тормозного цилиндра, через рабочий контур (тормозной трубопроводы), подается в рабочие тормозные цилиндры, и тормозное усилие прикладывается к их поршням, а через них к тормозным колодкам, в результате тормозные колодки прижимаются к диску. При торможении уплотнительные кольца деформируются в направлении движения поршня.

После прекращения торможения поршни отводятся в исходное положение за счет падения давления тормозной жидкости, легкого биения тормозного диска и упругости резиновых колец, в свою очередь тормоз­ные колодки отходят от диска и между ними устанавливается требуемый зазор. По мере износа фрикционных накладок зазор между ними и диском регу­лируются автоматически, так как резиновые уплотнительные кольца отво­дят поршни от колодок на одно и то же расстояние, определяемое упругой деформацией резиновых колец.

Сила трения между накладками тормозных колодок и диском находится в зависимости от мускульной силы, с которой нога водителя давит на педаль тормоза тем самым, осуществляя торможение вращения колеса автомобиля.

Для достижения более высокого тормозного усилиямогут быть установлены четыре рабочих цилиндра.

В суппорте дискового тормозного механизма может применяться только один рабочий цилиндр, в этом случае используется так называемый подвижный или «плавающий» суппорт (рис.2).

Рис.2 Дисковый тормозной механизм с подвижным «плавающим» суппортом.Положение суппорта: а – с изношенными колодками; б – после установки новых колодок.

При торможении под действием давления жидкости поршень прижи­мает внутреннюю тормозную колодку к диску. Плавающая скоба перемещается по направляющим пальцам, и суппорт прижимает наружную тормозную колодку к диску. Так как давление жидкости одинаково, то обе тормозных ко­лодки прижимаются к диску с одинаковыми усилиями. После прекращения торможения упругое резиновое кольцо отводит поршень от внутренней тор­мозной колодки. Гидроцилиндр вместе с суппортом (плавающая скоба) пере­мещаются по направляющим пальцам и освобождают наружную колодку.

Автоматическое регулирование зазора в тормозе осуществляется с помощью резинового упругого кольца.

Выбор дисковых тормозов для полуприцепа

Плюсы:

• Удобство и быстрота при проведении технического обслуживания.
• Стабильность характеристик приводит к улучшению торможения.
• Минимальный зазор между колодкой и диском позволяет максимально быстро приводить тормозную систему в действие.
• Более эффективны, так как поверхность диска и колодок плоские, коэффициент трения больше чем у барабанных тормозов.
• В отличие от барабанного механизма, где усилие ограничено прочностью барабана, дисковые тормоза практически не ограничены по тормозному усилию на колодках.

Минусы:

• Дисковые тормоза более открыты для воздействия пыли и грязи с полотна автодороги. Под воздействием высокой температуры грязь может кристаллизироваться и мешать свободному перемещению суппорта и колодок, в результате чего возникает эффект «подтормаживания», который может привести к перегреву тормозного механизма. Трескаются тормозные диски, сокращается срок службы ступичного механизма, в самом худшем случае может заклинить подшипник, что приведёт к катастрофическим последствиям.
• Требуют постоянного визуального контроля со стороны водителя.
• При продолжительном простое полуприцепа тормозные колодки могут «прикипеть» к тормозному диску.

Вентилируемые тормозные диски

Большинство отечественных автомобилей в своем стандартном исполнении имеют не очень высокие показатели. Например, мощность двигателя мала, внешний вид не совсем привлекательный, а огромная доля механизмов работает не так, как хотелось бы. Поэтому автолюбители стараются преобразить свой автомобиль, добавить ему под капот лошадок. Тюнинг двигателя предусматривает полную переделку многих элементов и систем. Увеличивается тормозной путь при улучшении скоростных характеристик, а самый простой и эффективный способ его уменьшить – это установить вентилируемые тормозные диски хотя бы на передней оси.

Конструкция и принцип работы тормозных дисков

Принцип работы вентилируемого тормозного диска практически ничем не отличается от того, как функционирует простой. Даже много общего имеется у него с тормозами велосипеда. За счет трения колодок о поверхность диска уменьшается скорость движения автомобиля. Но вентилируемые тормозные диски на Ваз 2107, например, обеспечивают куда более эффективное торможение автомобиля. Можно подумать, что разница только во внешнем виде. Диск разделен на две половины, между которыми находятся лопасти. Они позволяют улучшить охлаждение системы, следовательно, колодки служат дольше и работают в оптимальном температурном режиме.

На некоторых автомобилях можно встретить установленный диск тормозной вентилируемый перфорированный, вся плоскость которого покрыта отверстиями. Такая доработка не позволяет достичь существенного уменьшения тормозного пути, да и охлаждение лучше не становится. Зато, как было установлено в процессе эксплуатации таких дисков, грязь и вода с них попадает в эти отверстия. Поэтому всегда поверхность, к которой прилегает колодка, в идеальной чистоте, хоть и полезная площадь соприкосновения незначительно уменьшается.

Что касается передних и задних тормозов, то имеются небольшие отличия. Так, тормозной диск передний вентилируемый по диаметру такой же, как и задний. Но вот площадь поверхности колодки несколько меньше, чем у тех, которые используются для передних тормозов. Следует учитывать то, что масса задней части автомобиля значительно меньше передней, следовательно, достаточно небольшого усилия для работы системы. Суппорты на задних дисках немного другие, так как необходимо учитывать и установку стояночного тормоза иной конструкции.

Преимущества и недостатки

К сожалению, вентилируемые тормозные диски на Ниву или любой другой автомобиль имеют свои минусы, хотя и преимуществ не лишены. Из плюсов можно выделить:

• повышенная безопасность движения;
• уменьшение тормозного пути;
• стабильная работа;
• широкие возможности для регулировок;
• скорость срабатывания выше;
• быстрое очищение поверхности диска от воды и грязи;
• уменьшение температуры поверхности диска.

Особенно полезны эти качества при езде в дождливую погоду и по бездорожью. Во время торможения диск прогревается чуть ли не докрасна, а попадание на его поверхность воды или грязи способно даже образовать микротрещины, которые в итоге приведут к разрушению металла. Если установить вентилируемые тормозные диски на Ваз 2114 при проведении тюнинга, то это позволит улучшить характеристики. Скорость становится выше, тормозная система необходима более эффективная.

Из минусов следует выделить:

• частая замена тормозных колодок;
• большее давление в тормозной системе, следовательно, необходимо использовать качественную жидкость;
• диск не прикрыт, между ним и колодкой может появляться грязь, которая расточит поверхность и образует на нем канавки;
• проблемная установка ручного тормоза.

Но если закрыть на все недостатки глаза, то, используя вентилируемые тормозные диски на ваз 2109, вы добьетесь значительного улучшения характеристик. Безопасность и удобство всегда на первом месте, поэтому лучше немного потратиться на замену тормозных колодок.

Читайте также:

Если в вашей жизни наступил день “Х”, когда автомобиль перестал мурчать, как котенок, а заревел, словно голодный медведь, не спешите подыскивать варианты старому, прогоревшему глушителю, ведь вполне возможно, что поправить положение можно с помощью ремонта, который, к тому же, можно сделать еще и своими .

Считается, что произвести регулировку фар автомобиля можно только на специализированном сервисе, где имеются необходимое оборудование, стенды и т.д. Конечно, это предпочтительно, но никто не исключал возможности регулировки фар своими руками, ведь большинство из нас именно так и .

Одной из часто возникающих проблем с дизельным двигателем, является сбой в работе топливных форсунок. Конструктивные особенности дизельного мотора, низкокачественное топливо – все это со временем приводит к проблемам, связанным с форсунками. Мотор начинает работать нестабильно, повышается расход топлива, двигатель запускается неохотно, а из выхлопной трубы вырываются клубки черного дыма. Все .

Как работает тормозной диск и чем он лучше барабана: разбираемся вместе с Ferodo

Злые языки людей недалеких или просто медлительных быстро окрестили «тормозами». И, надо сказать, очень зря. Не только с точки зрения этики, но с точки зрения техники: тормоз – штука сложная, умная и очень быстрая. Конечно, в начале своего развития тормоза действительно были примитивными, малоэффективными и не очень надежными, но за сотню лет своей истории они сильно изменились.

Немного истории ​

Необходимость в тормозах появилась практически сразу после изобретения колеса, однако предки пару тысяч лет назад не стали торопить события и долго ездили на колесницах без тормозов в нашем привычном понимании. Однако к появлению карет тормоза уже поспели: это были механизмы, воздействующие непосредственно на колесо. Колодка, прижимаемая рычагом к внешней поверхности колеса, не могла эффективно остановить конный экипаж, но помочь лошадям была вполне способна. Но тут изобрели резиновые шины, и механизм с прижимом колодки к колесу ушел на пенсию. По крайней мере, в дорожном транспорте: сегодня механизмы с внешним прижимом успешно работают на железной дороге, хотя и там альтернатив им хватает. На обычных же дорогах кареты обзавелись ленточными тормозами: барабан на оси останавливался тормозной лентой, натягиваемой рычагом. Однако эффективность такой схемы тоже быстро была признана недостаточной, так что инженеры продолжили работать над изобретением новых механизмов.

Результатом этой работы стали два фундаментальных механизма, которые работают в автомобилях по сей день: барабанный и дисковый тормоз. Появились они практически одновременно, в самом начале 20 века, однако на первых порах барабанные механизмы захватили лидерство. Дело было не только в авторитете Вильгельма Майбаха, который установил на изобретенный им автомобиль барабанные тормоза, и Луи Рено, который запатентовал конструкцию с полукруглыми колодками. Барабанные тормоза были проще, а разработка фрикционных материалов способствовала их популяризации. Ключевым этапом в развитии фрикционных материалов стало создание тормозных накладок на основе асбеста и фенолформальдегидных смол, и сделала это в 1902 году компания Ferodo. В общем, начало века стало по-настоящему отправной точкой в развитии тормозных систем.

Однако дисковым механизмам потребовалось время, чтобы догнать барабаны и стать популярными. На ранних этапах у них было больше проблем, чем преимуществ: не было подходящего материала для изготовления дисков, в отсутствие усилителей система с механическим приводом требовала большего усилия по сравнению с барабанной, и даже гидравлический привод не решил вопрос из-за отсутствия нормальной тормозной жидкости. В общем, вопросов было больше, чем ответов, поэтому поначалу применение дисковых тормозов было эпизодическим. Одним из пионеров их применения был Уильям Ланчестер, но и он на тот момент не смог сделать дисковые механизмы конкурентным преимуществом своих машин. К примеру, на автомобилях Lanchester в начале 20 века диски из-за ограниченного выбора материалов были бронзовыми, что не способствовало их износостойкости. Однако полученный им патент все же стимулировал не только его самого к продолжению работы над совершенствованием дисковых тормозов.

Реальное развитие дисковая схема получила спустя еще 25-30 лет. К тому моменту был отработан гидравлический привод, а для снижения усилия на педали до приемлемого был внедрен вакуумный усилитель. Правда, в 30-е годы вакуумный усилитель в основном внедрялся на американские машины с барабанными тормозами, поскольку те все еще были дешевле и проще в производстве. Однако грядущий переход от барабанов к дискам уже был осязаем и неизбежен. Правда, в потребительском сегменте его сильно задержала Вторая мировая война. В военное время дисковым тормозам, разумеется, тоже уделяли внимание, однако они применялись и совершенствовались на танках и самолетах, а не на легковых машинах. Ну а после войны, на рубеже 40-х и 50-х, такие механизмы начали впервые появляться и на серийных автомобилях.

Разумеется, развитие дисковых тормозов сопровождалось совершенствованием конструкции и материалов. Помимо вакуумных усилителей и более эффективной тормозной жидкости, которая не закипала при торможении, важным этапом был переход к чугуну в качестве материала изготовления тормозных дисков. Причем серый чугун стал настолько эффективным решением, что применяется и поныне в подавляющем большинстве автомобилей. Чугун, правда, не решил полностью старые проблемы. Если охлаждение удалось улучшить за счет отливки вентилируемых тормозных дисков, то коррозия, пусть и внешняя, осталась верным спутником дисковых тормозов. О коррозии мы, впрочем, еще поговорим – а пока перейдем от древней истории к современной и вспомним, как эффективность дисковых тормозов выросла в последние десятилетия.

От чего зависит эффективность дисковых тормозов?

После получения практически идеального рецепта из нормальных чугунных дисков, качественных колодок и стойкой к перегревам тормозной жидкости на основе полиэтиленгликоля и его эфиров, развитие дисковых тормозных систем пошло в основном по экстенсивному пути. Переход к вентилируемым дискам состоялся быстро, ведь охлаждение было одной из ключевых задач повышения эффективности тормозов. А вот дальше начался поиск идеального баланса между диаметром тормозного диска, его конструкцией, материалом его изготовления и устройством тормозного механизма. Ведь с учетом того, что чугунный диск весьма прочен, отлично держит нагрузки и хорошо рассеивает тепло, на него можно и нужно хорошо давить. И здесь на сцену вышли многопоршневые конструкции. Тут все тоже несложно: если базовый тормозной механизм с плавающей скобой предусматривает наличие всего одного поршня, который давит на диск и прижимает к нему колодки с обеих сторон, то увеличение числа поршней и, соответственно, площади колодок позволяет повысить эффективность торможения без значительного увеличения диаметра самого диска. А это условие куда важнее, чем может показаться: ведь чугунный диск немало весит, так что повышение эффективности тормозов исключительно за счет увеличения площади диска – путь практически тупиковый из-за неоправданного роста неподрессоренных масс.

В борьбе за неподрессоренные массы родились не только многопоршневые механизмы, но и составные диски. Ведь тормозной диск фактически состоит из двух частей: ротора, на который давят колодки, и центральной части, которая крепится к ступице. При этом работа по созданию тормозного усилия ложится главным образом на ротор, да и охлаждать нужно именно его. А вот на материале центральной части можно и нужно сэкономить килограмм-другой. В этом, собственно, и состоит суть составных дисков, в которых центральная часть выполнена из более легкого материала вроде алюминиевого сплава, а ротор, прикрепленный к ней винтами или заклепками, – из традиционного чугуна.

Следующим шагом здесь стала замена чугуна на более легкие материалы, такие как углеродное волокно и керамика. Казалось бы, вот он – новый прорыв, ведь карбон-керамические тормоза можно делать сколь угодно большими из-за их небольшой массы, а их износостойкость и термостойкость лишь укрепляют веру в прогресс. Однако на практике оказалось, что диски из углеродного композита хороши лишь при экстремальных нагрузках, когда рабочие температуры переваливают за тысячу градусов. В гражданских же условиях «холодные» тормоза работают гораздо менее эффективно, и в основном именно эта зависимость эффективности от температуры ограничивает их применение на массовых машинах.

Таким образом, главным материалом тормозных дисков потребительского уровня остается высокопрочный чугун с шаровидным графитом, а основной фокус делается на качестве изготовления и эффективности охлаждения. Важными в этих условиях становятся технологии производства: качество сырья и литья, чистовая обработка поверхностей, а также отработанная процедура стендового и практического тестирования для контроля качества. Все это доступно крупным производителям тормозных компонентов с большим опытом и историей производства – таким, как Ferodo. Именно Ferodo, как мы помним, более века назад дала толчок к развитию тормозных систем своими разработками в области фрикционных материалов. А сегодня продукция Ferodo является частью обширного ассортимента, предлагаемого подразделением DRiV корпорации Tenneco. Компания выпускает полный ассортимент тормозных компонентов, включая диски, колодки, суппорты, гидроцилиндры и шланги тормозной системы, тормозные жидкости и многое другое.

А теперь на секундочку вернемся к коррозии, о которой мы говорили выше. Для чугунных дисков окисление – проблема все же не эксплуатационная, а эстетическая: чтобы чугунный диск съела ржавчина, потребуется не один десяток лет, а вот поверхностная коррозия появляется на нем уже спустя несколько месяцев, особенно в условиях агрессивной среды вроде дорожной химии. И у Ferodo есть решение этого эстетического вопроса: диски с технологией Coat+, имеющие цинк-алюминиевое гальваническое покрытие для защиты диска от коррозии. Эта технология надежно защищает от коррозии не только ступичную часть диска, но и внутренние каналы охлаждения, обеспечивая требуемую эффективность отвода тепла при торможении. То есть жизнь владельцев красивых машин, которые уделяют внимание мелочам и не любят видимые внешние дефекты, становится немного проще: диски с технологией Coat+ сохраняют свой изначальный внешний вид долгие годы – при условии правильной эксплуатации и, конечно же, ухода.

Заключение

Завершая разговор о тормозах, обычно говорят об их важности, о том, что экономить на них, как и на шинах, нельзя, а также о том, что тормоза – это главное условие безопасности. Хорошие колодки – не просто те, что не скрипят. Хорошие диски – не просто те, что вышли с завода ровными и круглыми, а те, что выполнены из качественного материала, имеют эффективное охлаждение и, соответственно, не деформируются при активной эксплуатации. Конечно, даже покоробленные диски в ряде случаев можно проточить, но чудес обычно не бывает: если они испортились раз, то испортятся и второй. Мы с этими прописными истинами, разумеется, согласны, а потому рассказываем не только о теории, но и о выборе качественной продукции – такой, как Ferodo. Уж если этому бренду более 120 лет и специалисты Ferodo разрабатывали и производили детали тормозной системы и для повозок в далеком 1897 году, и делают это сейчас для современных автомобилей, то в тормозах они разбираются однозначно.

Вентилируемые диски для автомобилей

Большинство современных автомобилей с дисковыми тормозными системами оборудованы вентилируемыми дисками. Старые типы невентилируемых дисков остались в качестве оригинальных компонентов лишь на самых архаичных моделях легковых автомобилей. Постепенно этот тип тормозных дисков уходит и со вторичного рынка автокомпонентов.

В принципе, можно говорить о том, что невентилируемые модели тормозных дисков уходят с рынка. Они остались лишь на задней оси некоторых автомобилей.

«На передней оси почти 100% всех авто оснащаются вентилируемыми дисками, – рассказывает Ирина Бояринцева, продукт-специалист Bosch по тормозным системам, – на задней же оси около 40% оснащаются обычными тормозными дисками, особенно это относится к недорогим моделям среднего класса, малолитражным моделям и автомобилям отечественных производителей. Если говорить конкретно о российском рынке, то исходя из тенденции развития мирового автопарка, состава российского автопарка в целом, и, конечно же, потребностей потребителей, долю вентилируемых дисков в России можно оценить в 60-70%.».

Принципиальное отличие вентилируемого диска от невентилируемого заключается в том, что вентилируемый диск состоит фактически из двух дисков между которыми есть свободная полость. Диски скреплены друг с другом через специальные шпильки, но наличие между ними свободного пространства позволяет таким дискам более эффективно охлаждаться при торможении. А если меньше нагревается тормозной диск, то меньше нагреваются и тормозные колодки. Это обеспечивает более высокое качество торможения, особенно в экстремальных условиях, когда нужно экстренно затормозить. Обычные тормозные диски в такой ситуации нередко нагреваются до такого состояния, что происходит локальный перегрев тормозной жидкости (особенно, если жидкость тоже не новая). Она закипает и пузырьки газа, которые скапливаются внутри тормозной системы могут стать причиной провала педали тормоза.

Технология производства

«Производство более сложно по сравнению с цельнометаллическими. – рассказывает Кирилл Шипота, директор по маркетингу торговой марки Trialli, – Для того, чтобы приготовить отливку вентилируемого тормозного диска, необходима специальная стержневая машина. При последующей механической обработке рабочих поверхностей необходимо строго соблюдать равнозначную толщину дисков. В конце производственного цикла вентилируемых тормозных дисков необходимо производить фрезерную балансировку».

По этой причине первые вентилируемые диски были в 2-3 раза толще обычного и установка такого диска требовала изменения конструкции подвески и тормозной системы. Впоследствии технология производства дисков была усовершенствована, что позволило разрабатывать вентилируемые модели, которые не сильно отличаются от цельных по толщине.

Ресурс вентилируемых дисков

«Ресурс вентилируемых тормозных дисков безусловно выше чем у цельных, – считает Кирилл Шипота. – Ресурс тормозных дисков зависит от нескольких факторов. Во-первых – это толщина тормозного диска, и если при использовании цельнометаллической конструкции тормозные колодки прилегают с двух сторон к одному тормозному диску с двумя рабочим поверхностями, то у вентилируемой конструкции тормозные колодки прилегают как бы к двум дискам, которые соединены ребрами. Второй, немаловажный фактор влияющий на ресурс, состоит в том, что вентилируемые диски из-за особенностей конструкции менее подвержены короблению или деформации, способны выдерживать более высокие температурные режимы и перепады температур без негативных последствий.»

Классификация

Вентиляционные диски, при всем своём внешнем сходстве, могут существенно отличаться друг от друга по конструкции и технологии производства. Так, например, диски можно делить на несколько групп по типу вентиляционных каналов.

Прямые радиальные каналы

В таких дисках каналы вентиляции расположены от центра к краю диска. Это наиболее распространенный тип тормозного диска. Они недорогие в производстве и отлично справляются со средними нагрузками и с агрессивной манерой вождения. Если такой диск имеет дополнительную перфорацию или насечки, которые помогают отводить тепло, то эффективность торможения становится почти такой же, как на более дорогих моделях с направленно радиальными каналами.

Направленно радиальные каналы

Вентиляционные каналы внутри диска закручены от центра диска по направлению к задней части автомобиля. При движении автомобиля воздушный поток поступает в такие каналы с большей интенсивностью, за завихрения. Это позволяет существенно улучшить охлаждение диска при торможении. Данные диски устанавливаются на мощные автомобили, которые допускают спортивный стиль вождения с резкими разгонами и частыми остановками. Стоимость такого диска, как правило, соответствует стоимости автомобиля. Для обычной машины эконом-класса такой диск в общем то не нужен, зато он активно используется в тюнинге (где также довольно часто встречаются модели с перфорацией и слотами-насечками).

«Лапа кенгуру»

Данный тип вентиляционного канала разработан и запатентован компанией DBA (Австралия). На нашем рынке такие диски встречаются крайне редко. Суть технологии заключается в том, что в конструкции диска присутствует множество соединительных перепонок, что положительно сказывается и на усилении воздушного потока и на и прочности диска.

Также, вентилируемые тормозные диски делятся на два типа — цельные и составные. Цельные диски отлиты из одного куска металла и обработаны до рабочей формы. Составные представляют собой ступицу из одного металла (чаще всего – алюминиевого сплава) и кольцо из другого металла (чугуна или легированной стали). Составные диски легче, меньше подвержены деформации, но при этом более дорогие.

Что же касается перфорации тормозных дисков, которая очень популярна у любителей тюнинга, то это палка о двух концах. С одной стороны, перфорация способствует увеличению поверхности рассеивания тепла и удалению газов, которые образуются при трении колодки о диск, из пятна контакта. 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.

Но вместе с этим, вода, которая попадает между двумя раскаленными дисками может стать причиной их преждевременного разрушения. Из-за перепада температур диск может потрескаться и даже лопунть. Отверстия могуть быть дополнительными концентраторами напряжений и начальными точками этих самых трещин. Поэтому автопроизводители не рекомендут устанавливать на «гражданские» автомобили нештатные диски с перфорацией. Они хороши на спортивной трассе, но могут оказаться небезопасными на обычной дороге.

Возможна ли замена?

Как быть если ваш клиент хочет заменить тормозные диски на своей машине с невентилируемых на вентилируемые? В первую очередь необходимо учитывать, что для каждой серии автомобилей рассчитываются индивидуальные требования к тормозной системе, исходя из массы автомобиля, скорости движения, учитываются требования и нормы тормозного пути.

«Требования к тормозной системе строго регламентируются, а изменения можно вносить только после проведения испытаний. В целом, вентилируемые тормозные системы более надежны, и мы рекомендуем менять обычные тормозные диски на вентилируемые, – говорит Кирилл Шипота, — но для этого придется также заменить и тормозной суппорт. Сейчас у нас в разработке есть комплекты вентилируемых тормозов для некоторых моделей атомобилей, которые штатно оснащаются невентилируемыми. Мы проводим их сертификационные испытания в НАМИ, надеемся, что совсем скоро мы представим их нашим потребителям».

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.

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.