Тормозные диски чугунные или стальные

Обновлено: 27.03.2024

Раньше диски изготавливались из обычного чугуна. Затем производители научились применять чугун с высоким содержанием углерода, что улучшило технические характеристики. Потом стали использоваться сплавы разных металлов: магния, хрома, никеля, ванадия, кобальта и многих других.

*Чугунный тормозной барабан

Лучшие тормозные диски изготавливаются из карбона и керамики. Они отличаются невероятной прочностью, устойчивостью к огромным температурам и чрезвычайно малым весом. Увы, без недостатков тоже не обошлось. Тут и высокая цена, и пригодность к использованию только при высоких нагрузках (т. е. если вы водите авто в неагрессивном стиле, придется порядочно разогревать диски). Керамика и карбон — оптимальный выбор для дорогих спорткаров и гоночных болидов.

Карбоно-керамический тормозной диск

*Карбоно-керамический тормозной диск BMW M6

Основная классификация дисков

В самом широком смысле тормозные диски подразделяются на 2 вида.

  1. Невентилируемые. Представляют собой однородную пластину (с отверстиями или без), на которой могут находиться улучшающие вентиляцию насечки.
  2. Вентилируемые. Изготавливаются из двух пластин, отделенных одна от другой полостями. На поверхности также могут располагаться перфорация и насечки.

Перфорация тоже бывает разной:

  1. Сквозная. Отличается эффективным охлаждением, отводит большое количество рабочих газов и продуктов сгорания. Недостаток — уменьшение прочности изделия.
  2. Заглубленная. Также именуется «глухим отверстием». Диск в этом случае сверлится не насквозь, что сохраняет его прочность. Эффективность отведения рабочих газов не так велика, как в прошлом варианте, зато надежность впечатляет. На диске долго не появятся трещины.

Составные или цельные?

Диски бывают цельными и составными. Цельные изготавливаются методом литья и представляют собой единый кусок металла, который подвергается обработке для получения нужной формы. Составные варианты сделаны из ступицы и кольца. Ступица изготовлена из сплава на основе алюминия, кольцо – из чугуна или стали. Компоненты скрепляются болтами.

Какой вариант лучше? Составные диски более востребованы благодаря следующим преимуществам:

  • небольшой вес;
  • удобство использования;
  • устойчивость к деформации;
  • лучшее отведение тепла – приспособление быстрее охлаждается;
  • используется более эффективная вентиляционная система, что улучшает отвод газов и продуктов сгорания.

Вдобавок, составные диски дешевле в эксплуатации. Если износилось кольцо, достаточно его заменить – ступицы приходят в негодность медленнее.

Есть ли достоинства у цельных дисков? Сейчас они используются только на старых автомобилях. Эксперты рекомендуют ставить такие изделия на задние тормоза машин с маломощными двигателями. Благодаря этому удается эффективнее избавляться от продуктов износа.

Как выбирать тормозные диски?

Делать выбор нужно, исходя из особенностей автомобиля, вашей манеры езды и поверхности, по которой планируется двигаться.

Самый простой и дешевый вариант – невентилируемые тормозные диски. Сейчас практически не используются. Для улучшения их характеристик на поверхность наносятся углубления (слоты), также возможно применение перфорации. Если использовать сквозную перфорацию, машиной с такими дисками можно управлять в довольно агрессивном стиле.

невентилируемый тормозной диск

*невентилируемый тормозной диск

Вентилируемые диски более качественные. Вентиляционные каналы могут быть разными – от их особенностей зависит эффективность и стоимость изделия. В дешевых вариантах используются прямые радиальные каналы, которые расположены от центра к краям. Назначение этих дисков – установка в машины со средними нагрузками, которыми управляют в относительно неагрессивном стиле. Если вы планируете ездить быстро и часто останавливаться, лучше выбрать что-нибудь другое. Возможно улучшение характеристик нанесением слотов или перфорации.

вентилируемый тормозной диск

*вентилируемый тормозной диск

Радиальные диски — улучшенная разновидность вентилируемых вариантов. В них вентиляционные каналы имеют круговое расположение – начинаясь от центра, они закручиваются к задней части машины. Благодаря этому воздушный поток, попадая в диски, раскручивается и более эффективно охлаждает составные части. Назначение таких дисков – установка на спорткары. Если вы предпочитаете быструю езду с частыми остановками, можно выбрать этот вариант. Его стоимость выше, чем у описанных ранее. На поверхности находится перфорация, возможно наличие слотов.

радиальные тормозные диски

*радиальные тормозные диски

«Лапа кенгуру» – название специфического типа воздушных каналов. Диск, изготовленный по этому принципу, оснащен большим количеством перепонок, что положительно влияет на интенсивность воздействия воздуха и не снижает надежность изделия. Недостаток – редкость таких дисков. Они запатентованы компанией DBA (Австралия) и не выпускаются ни кем иным.

тормозной диск

*тормозной диск "Лапа Кенгуру"

Итоги:

Лучшие варианты — карбоновые и керамические диски. Их стоимость весьма высока – за комплект карбоновых вариантов требуют сумму, за которую можно купить машину среднего класса. Для обычного автовладельца такие изделия не годятся. Не только из-за стоимости, но и из-за того, что рабочий диапазон у карбона начинается там, где он заканчивается у других материалов. Выбирать эти изделия нужно только тем, кто ценит действительно высокую скорость.

Керамика по многим показателям удобнее карбона. Коэффициент трения у этого материала намного ниже, но есть другие преимущества: долгий срок службы (300 000 км), невосприимчивость к коррозии, сопротивляемость самым высоким температурам. Устойчивость к механическим нагрузкам впечатляет. Вес – примерно на 50% меньше, чем у чугунных дисков, а значит, нагрузка на подвеску гораздо меньше. Эффективность торможения в горячем состоянии — выше всяких похвал.

Недостатки: «холодная» керамика не слишком хорошо останавливает машину – металлические варианты в таких условиях намного лучше. Керамические диски не рекомендуется использовать в местах с суровыми зимами – они теряют часть преимуществ. Наконец, цена намного выше, чем у любых других вариантов. Такие изделия устанавливаются на автомобили Ferrari, Porsche, а также на "заряженные" автомобили Subaru семейства WRX (подробнее в статье) и им подобные.

. и напоследок

Посмотрите крайне важное, полезное и очень актуальное видео о способах торможения. Узнайте как правильно тормозить при возникновении аварийных ситуаций на скользкой дороге..

Предложние от ДОЛАВТО

Если Вы нуждаетесь в диагностике или замене тормозных дисков или всей системы, а также если Вы затрудняетесь с выбором запчастей - обратитесь в наш автосервис! Опытные специалисты проконсультируют и выполнят работы по ремонту тормозной системы.

Тормозные диски — с чем их едят?


На заре автомобилестроения, первые машины унаследовали системы торможения от карет и повозок. Это была простая конструкция, где тормозные колодки под действием рычага, плотно прижимались к ободу колеса или даже к самой шине. Но с ростом скоростей, такая система стала малоэффективной. Хотя первыми в 1902 году были изобретены и запатентованы дисковые тормоза, но ввиду отсутствия технологического решения по уменьшению скрипа, они начали широко использоваться много позже. Поэтому сначала на автомобилях устанавливались тормоза барабанного типа (ленточные или с колодками внутри барабана). С развитием производства новых материалов, с 1960-1970 годов, на автомобили стали массово ставить комбинированные системы, когда на переднюю ось устанавливают дисковые, а на заднюю ось барабанные тормоза. Такая концепция сохранилась и сейчас на автомобилях эконом-класса. Дисковую тормозную систему можно разделить по типу работы суппортов на плавающего и фиксированного типа.

Итак, современные тормозные системы можно разделить на две основные категории – барабанные и дисковые. Роторы же в дисковых тормозах, также можно разделить по виду используемого материала (серый чугун и карбон-керамика), по конструкции (цельные и двухсоставные), по типу финишной обработки (хонинг, покрытие антикоррозийными составами центральной части или всего диска). В большинстве случаев на серийных автомобилях используются цельные роторы, ввиду надежности, меньшей цены и технологичности производства.


На более мощных, спортивных или машинах класса люкс, уже используются двухсоставные диски, у которых центральная часть ступицы изготовлена из алюминия (или стали), а рабочая часть из серого чугуна. По типу крепления ступичной части к рабочей, двухсоставные диски также можно разделить на: соединение стальными штифтами, фиксирующими болтами (плавающие), соединенные литьем (обычно когда ступица стальная). Главным преимуществом двухсоставных дисков является увеличенный температурный коридор, за счет того, что при термических нагрузках рабочая часть диска «развязана» со ступичной частью, что помогает избежать коробления дисков (остаточной деформации и напряжения).


Помимо серого чугуна, в эксклюзивных и дорогих решениях применяются карбон-керамические композитные материалы. Они пришли в автомобили из мира космических аппаратов, а затем автоспорта. Несомненно карбон-керамические тормоза обладают рядом преимуществ: высокий температурный порог, меньшая неподрессоренная масса, долговечность, отсутствие пыли. Но и в этой системе есть свои минусы: очень высокая цена (несколько тысяч долларов за один диск), малоэффективны при температурах меньше 100С, могут издавать скрип. Из-за очень высокой цены, данный вид остается экзотикой для большинства автовладельцев.


Почему же именно серый чугун стал основным материалом при массовом изготовлении тормозных дисков и не только? Особенности структуры и свойств серого чугуна предопределили широкое применение его для деталей ответственного назначения, к которым предъявляются высокие требования по статическим, ударным, циклическим и термоциклическим характеристикам. Серым чугунам свойственна высокая износостойкость, малая чувствительность к концентраторам напряжений. Именно серый чугун обладает хорошей жидкотекучестью (литейные свойства), малой склонностью к образованию усадочных дефектов по сравнению с чугуном других типов, благодаря этому, тормозной диск, не смотря на внешнюю простоту, имеет довольно сложную конфигурацию, а внутри тела диска располагаются прямые или разнонаправленные вентилируемые каналы. Серый чугун в качестве материала для тормозных дисков имеет самую высокую теплопроводность по сравнению с другими используемыми для этого материалами (сталь, керамика). Высокая демпфирующая способность чугунов определяется прежде всего пластинчатой формой и распределением графитных включений.


Как видно из таблицы выше, серый чугун серому чугуну рознь. В зависимости от страны и применяемых стандартов (ASTM, SAE, ГОСТ) обозначения марок серого чугуна может быть разной, но сути это не меняет. Химический состав определяет физические свойства чугуна, а физические в свою очередь механические. Основные параметры, которые должны быть соблюдены при изготовление дисков, это предел прочности и твердость по Бринеллю. Если первый параметр определяет прочностные характеристики диска, то второй влияет на работу пары трения, а именно на износ колодок и дисков относительно друг друга. Обычно производитель закладывает разницу в 10%, что позволяет равномерно изнашиваться дискам и колодкам (на 1 замену диска 2-3 замены колодок). Соответственно при несоблюдении этой разницы, будет либо быстрее изнашиваться диск, либо колодка. Вот почему надо использовать диски и колодки одного бренда и одной линейки. Помимо этого, важна демпирующая способность (циклическая вязкость), которая гасит вредные вибрационные колебания. Это в том числе влияет на скрип при работе тормозных колодок. Также важны геометрические параметры и допуски при финишной обработке диска, его балансировка и хонинг рабочей поверхности для лучшей «прикатки». Как в случае с компанудами колодок, в тормозных дисках также применяются разные виды серого чугуна, зависит это от того, какие потребительские характеристики компания закладывает в свою продукцию. Ниже вы можете увидеть пример теста тормозных дисков Gerat, которые производятся на профессиональном тестовом оборудовании, в том числе: автоматические спектральные анализаторы, рентгеновские аппараты, комплексы для измерения геометрических параметров, динамометры LINK (прочность, тепловые характеристики и NVH).


Так как по сути процесс торможения, это перевод кинетической, потенциальной и энергии вращающихся масс через трение в тепло, то температурные режимы являются основными факторами при работе тормозной системы в целом. Температурные коридоры не только влияют на коэффициент трения колодок, но и на предел текучести металла, когда при превышении критических температурных уровней, геометрические параметры диска после остывания не приходят в исходные значения. Если посмотреть диск в разрезе, то он представляет из себя форму такого сечения — ===IIIIIIII=== напоминающего шляпу с полями. Из-за разницы длин наружного и внутреннего диаметра, коэффициент расширения чугуна в центральной и наружной части будет разным. Что при превышении пороговых значений, приводит к пластической деформации диска. Кстати, внутренняя привалочная поверхность центральной части диска, которая прилегает при установке к ступице, имеет конусность, не видимую невооруженным глазам. Создается "преднатяг", который компенсирует тепловое расширение диска в этой части.


Причиной же образования трещин считают циклически повторяющийся нагрев и охлаждение чугуна, что обусловливает неравномерную пластическую деформацию отдельных зерен. Самым вредным конечно считается «шоковое» охлаждение, когда перепад температуры (например при въезде в лужу) достаточно большой. В этом случае диск деформируется из-за неоднородности остывания разных частей диска, происходит его коробление.


Мы видим много примеров даже на данном форуме, когда один автолюбитель может проехать без проблем и 200 тыс. км, а другой, на точно таком же автомобиле, может «убить» диски за первые тысячу километров. И это не зависит от бренда, ценового сегмента и страны изготовления. Запомните, при определённых условиях и при определённом стойком стремлении автовладельца, перегреть можно любые диски! И зависит это от множества факторов: несовместимости дисков и колодок, манеры вождения (агрессивное торможение в пол), неправильной установке, несоблюдение режимов прикатки, погодных условий, заезда в лужу или на мойку и так далее. Поэтому, очень мало брендов, которые дают гарантию на биение своих дисков, так-как очень многое зависит от правильной установки и эксплуатации.


Существуют следующие виды теплопередачи: теплопроводность (проводимость), конвекция и излучение. Теплопроводность – это процесс передачи энергии от одного тела к другому или от одной части тела к другой, благодаря тепловому движению частиц. Конвекция — вид теплопередачи, при котором энергия передаётся струями жидкости или газа, поэтому конвекция может осуществляться только в жидкостях и газах. Излучение — передача теплоты посредством электромагнитных волн. Таким образом, при нагреве тормозных дисков, тепловая энергия при остывании передается во внешнюю среду всеми тремя видами, но доля каждого из них разная. Исходя из этого, применяются различные конструкторские решения для лучшего охлаждения тормозной системы. Именно поэтому вентилируемые диски эффективнее цельнолитых, дисковые тормоза более эффективны чем барабанные, а колесные диски с открытым профилем, эффективнее сплошных стальных. Также на дорогих спортивных автомобилях, инженеры таким образом проектируют аэродинамику автомобиля, чтобы набегающие при движении потоки воздуха, эффективно направлялись к тормозным дискам.

Так как конвекция и излучение занимают бОльшую долю в рассеивании тепла, то внутренняя вентиляция стала достаточно простым и эффективным решением, за счет которого, удалось снизить температуру в пиковых значениях на 50C и больше. Увеличивается не только площадь обдуваемой поверхности, но и также продуваются внутренние поверхности диска. Процесс продувки происходит за счет эффекта «центробежного насоса». Сама же форма внутренней вентиляции тоже бывает разной – прямой, направленной или «островкового» типа. Два последних типа считаются более эффективными в плане теплоотдачи. Всегда следует внимательно относится к стороне установки дисков (правая — левая), особенно если вентиляция направленная, так как это может привести к их перегреву и деформации. Интересное наблюдение, что на мерседесах с завода стоят диски без соблюдения стороны установки, у них все диски «левые». Если среди наших читателей есть владельцы мерседесов, отпишитесь в комментариях.


Но инженеры пошли дальше, многочисленный опыт в автоспорте показал, что перфорированные диски имеют еще бОльшую эффектность, а слотирование увеличивает коэффициент трения. Разберемся, за счет чего перфорация и слотирование помогают улучшить торможение. Перфорация — это отверстия на поверхности диска, просверленные в определённых местах, для улучшения циркуляции воздуха, а также увеличения площади обдуваемой поверхности. За счет этого увеличивается эффективность охлаждения, а чем меньше температура, тем меньше износ как диска, так и колодки, и выше коэффициент трения. Через отверстия с рабочей поверхности диска удаляются частицы износа и газ возникающий при трении, грязь, вода и пар, что также положительно влияет на торможение. Слотирование дополнительно, помимо выше обозначенных полезных функций, очищает поверхность колодки. При эксплуатации колодок, особенно в экстремальных режимах, на их поверхности образуется тонкий слой нагара, который снижает коэффициент трения. Таким образом слоты помогают срезать верхний слой, чтобы колодки всегда были эффективными. Еще один плюс дисков такого типа, это снижение неподрессоренных масс, за счет чего улучшается комфорт езды, а также экономия топлива и экологичность.


Больше заблуждение, что перфорацию и слотирование можно сделать кустарным способом у себя в гараже. Во-первых, места отверстий и слотов учитываются изначально при разработке чертежей диска, в соответствии с расположением и направленностью ребер внутренней вентиляции. Во-вторых, сама форма отверстий и слотов имеет определенные размеры, направленность и фаски под определенным углом. В-третьих, в заводских условиях после нанесения отверстий и слотов, идет процесс «отпуска металла», для ослабления или ликвидации внутренних напряжений. В-четвертых, такие диски проходят тестирование в соответствии со стандартами SAE, с учетом перфорации и слотирования, что конечно же нереально сделать в домашних условиях. Таким образом, изготовление в заводских условиях это гарантия безопасности и надежности работы дисков такой конструкции.

Какие же минусы есть в таких технологических решениях? Первое, это конечно цена, так как диски проходят дополнительные стадии производства. Второе, при применении мягких компаундов колодок, их износ происходит быстрее. Третье, такие диски не рекомендуется протачивать. В-четвертых, если при производстве игнорируется стадия «отпуска металла», повышается вероятность возникновения трещин в местах перфорации. Но как правило, при соблюдении всех стандартов производства и последующих регламентов установки и эксплуатации, плюсы перекрывают с лихвой все минусы.

Как и у колодок, у дисков не бывает универсальных решений. Есть множество параметров, которые надо учитывать при покупке тех или иных дисков. У каждой конструкции есть свои плюсы, так и минусы, важно подобрать такие диски, которые соответствуют вашему бюджету и ожиданиям. В заключении, мы отобразили в виде таблицы основные причины деформации тормозных дисков, симптомы и решения, рекомендуемые большинством производителей. К сожалению, при массовом производстве ни один производитель не застрахован от определенного процента заводского брака. Но как показывает опыт, до 90% от случаев возникнования рекламаций по тормозным дискам происходит не по вине завода изготовителя.

Материалы и конструкция тормозных дисков


Приветствую!
Так получилось, что у меня на складе появился абсолютно новый комплект тормозной системы от MB E 212 AMG.
Подержав в руках карбоновый диск чувствуешь что тебя кто то обманывал всю твою прошлую жизнь. :)
Размер и масса в сознании не укладывается, приходит понимание что чугуний хорош только для блинов штанги. :)


Итак появилась мысль сделать сравнительный анализ трех дисков похожих типоразмеров.
1. Тормозной диск MB E212 AMG диаметр 402 мм, толщина 39 мм, вес 7,65 кг.



Направленная вентиляция, ступичная часть алюминиевый сплав, компенсация теплового расширения на подвижных bobbins


Верхняя расчетная температурная граница для углеродно-керамического тормозного диска нереальные 600 градусов Цельсия.
Хотя стоит отметить, что долго в таком состоянии тормозной диск продержаться не может.
Углерод окисляется и структура а вместе с ней и прочность резко падают.
Определить степень окисления можно как не странно по весу тормозного диска.
Для каждого тормозного диска имеется информация отображенная на ступице.


Конкретно в моем случае это min. weight 7569 g., весы показывают 7655 g. значит тормозные диски новые :), еще ездить и ездить!
Рабочая поверхность тормозного диска покрыта практически самым твердым материалом на свете (брюли не в счет), это карбид кремния SiC (tпл 2830°С) химически стоек, по твердости уступает лишь алмазу и нитриду бора
Производитель заявляет, что тормозной диск не изнашивается, в это трудно не поверить.
Заоблочная цена карбон-керамических тормозных дисков обусловлена сложностью и трудоемкостью изготовления, процесс изготовления одного тормозного диска занимает несколько недель.
Один из этапов изготовления это выдержка в печи при температуре 1300 Градусов Цельсия
24 часа.

2. Тормозной диск BMW M5 F10 диаметр 400 мм, толщина 36 мм, вес 13,9 кг.



Рабочая часть тормозного диска выполнена из чугуна, для увеличения площади внутренних каналов и для усиления "прокачки" воздушной массы сквозь эти каналы, вентиляция выполнена направленной.
Тормозные диски делятся на левые и правые.
Верхняя расчетная граница температуры 450 градусов Цельсия.
При таких температурах необходимо предусмотреть компенсацию теплового расширения рабочей части тормозного диска.
Так как диски выпускаются крупносерийно, то и решения выбрали очень изящное и надежное.
После того как в рабочей части тормозного диска просверлены отверстия туда вставляют стальные штифты.


Концы штифтов имеют утолщения, как бы шляпку.
Вот эти шляпки в пресформе заливают жидким алюминиевым сплавом под давлением.
Получается очень прочная и легкая конструкция с относительно низкой себестоимостью.

3. Тормозной диск BMW X5M диаметр 395 мм, толщина 36 мм. вес 17,53 кг.



Это гигант мысли, тяжеловес.
Первый раз когда я его увидел ( и поднял ), то подумал что это тормозной диск от паровоза на столько он тяжелый.
Хотя диск имеет алюминиевый ступичную часть и направленную вентиляция.
Соединены две части заклепками.

"Кривые" тормозные диски и другие мифы о тормозных системах.


Тормозная система это основа управляемости и безопасности. Если рассматривать машину с позиции тюнинга и увеличения её мощности, то работы необходимо начинать именно с тормозной системы. Это именно тот фундамент, который позволит вам чувствовать себя в безопасности, выжимая из своего авто максимум.

Рассмотрим несколько популярных заблуждений о "тормозилках":

Когда дисковые тормоза высокой эффективности появились на автомобилях, мы начали слышать об "кривых тормозных дисках" в автосервисах, с теми же самыми исследованиями и диагнозами. Как правило, диски протачиваются, чтобы вылечить проблему и, одинаково типично, после относительно короткого промежутка времени, биения или вибрация возвращаются. Биения тормоза, заставила значительное количество автомобилей быть отозванными их изготовителями. Это продолжалось в течение многих десятилетий, теперь оказалось, прошлые диагнозы были неправильными.

Предполагая, что ступица и посадочная плоскость колеса являются плоскими и в хорошем состоянии и что болты колеса и все оборудование в хорошем состоянии, что они установлены правильно и стянуты равномерно и с правильным вращающим моментом, через больше чем 40 лет профессиональных гонок, включая 40-ые Шелби/Ford GT (одна из самой интенсивных программ развития тормозных систем в истории) — я никогда не видел "кривых тормозных дисков". Я видел много расколотых дисков, диски, которые превратились в конусы от рабочей температуры, потому что они были установлены жестко к их точкам крепления, некоторые, где поверхность трения разрушилась в области между радиальными внутренними лопастями и невыразимое количество дисков с материалом колодки, неравномерно распределенным на поверхностях трения — иногда видимым, а чаще нет.

Фактически каждый случай "кривого тормозного диска", который я исследовал, ли на гоночном автомобиле или уличном автомобиле, оказалось, был связан с тем, что материал фрикционной накладки, передавался неравномерно на поверхность диска. Это неравномерное распределение материала колодки приводит к тому, что толщина диска становиться неравномерной или образованию пятен на диске при перегреве.

Чтобы понять, что происходит, мы кратко исследуем природу останавливающей силы системы дискового тормоза.

Трение — механизм, который преобразует динамическую энергию в тепло. Так же, как есть две разновидности трения между шиной и поверхностью дороги (механический захват неровностей поверхности дороги упругим составом шины и молекулярное приклеивание между каучуком и дорогой, в котором каучук переносится на поверхность дороги), таким образом, есть два различных вида тормозящего трения — абразивное жесткое трение и липкое трение. Жесткое трение происходит с разрушением кристаллической структуры материала накладки колодки и чугуна диска. Разрушение этих связей производит тепло при процессе трения. При жестком трении разрываются связи между кристаллами материала колодки (и, в меньшей степени, материала диска). Более твердый материал стирает более мягкий (мы надеемся, диск стирает колодку). Колодки, которые работают, прежде всего, с помощью жесткого абразивного трения, имеют высокую норму износа и имеют тенденцию выгорать в высоких температурах. Когда эти колодки достигнут своего эффективного температурного предела, они передадут материал фрикционной накладки на поверхность диска в случайном и неравномерном порядке. В результате, это и есть причина, что диск начинает "плавать" по толщине, а педаль начинает вибрировать под ногой водителя.

Когда мы говорим о липком трении, то часть материала колодки переходит через зазор между колодкой и диском и формирует очень тонкий, однородный слой материала колодки на поверхности диска. Поскольку поверхности трения и диска и колодки теперь содержат в основном один и тот же материал, материал может теперь пересечь зазор в обоих направлениях и молекулярные связи в материале могут образовываться или обрываться.
Фактически, в процессе липкого трения материал колодки ведет себя как чрезвычайно вязкая жидкость и при взаимодействии между колодкой и диском связи непрерывно выстраиваются и обрываются.

Нет такой вещи как чистое жесткое или чистое липкое трение в торможении. Для многих современных формул колодок, материал накладки должен быть достаточно абразивным, чтобы поддерживать поверхность диска гладкой и чистой. Поскольку материал может пересечь зазор, слой материала на диске постоянно возобновляется и сохраняется как оболочка, до тех пор, пока температурный предел колодки не был превышен или если колодка и диск не были предварительно прикатаны должным образом.
В последнем случае, если поверхность диска не имеет однородного слоя материала колодки, полученного во время обкатки тормозов, неконтролируемая или точечная передача материала может произойти и при не слишком высокой температуре.
Органические и полуметаллические колодки прошлого были более жесткими и абразивными чем "липкими" и имели строгие температурные ограничения.
Все текущее производство карбоновых колодок и участвующие в гонках колодки, используют главным образом липкую технологию так же, как и многие колодки спортивных автомобилей, топ класса — они достаточно стабильны при очень высокой температуре.
К сожалению, в этом нет никакой пользы для повседневного использования и высокотемпературные колодки, участвующие в гонках, не эффективны в низких температурах, типичных для городского применения.

Поэтому — нет такой вещи как полный идеал для тормозной колодки. Материал трения, который тих и функционирует хорошо в относительно низких температурах вокруг города, не будет останавливать автомобиль, если "валишь".
Если Вы "валите" с колодками OEM, то Вы прочувствуете, что тормоза кончились. Материал колодки сгорел, а тормозная жидкость закипела — это писец. Честная гоночная колодка, используемая при нормальных условиях, будет шумной и не будет работать хорошо при низких температурах, когда Вы с бабушкой едете за овощами.

В идеале, чтобы не было визжащих колодок, которые не будут хорошо тормозить при езде по городу, или колодок, которые сгорают на трассе или при спуске с горы на скорости, мы должны каждый раз ставить колодки того типа, который необходим для данного стиля вождения. Никто так не делает. Вопрос остается, какие колодки должны использоваться на стрит рейсерских тачках — относительно низкотемпературные уличные колодки или гоночные высокотемпературные колодки? Достаточно странно, но, по моему мнению, ответ — это колодка уличного класса высокой эффективности с хорошими низкотемпературными характеристиками. Причина проста: Если мы действительно "валим" и начинаем сталкиваться с проблемой — или колодки горят или тормозная жидкость перегрета (или то и другое), можно просто поехать помедленнее, поспокойнее, чтобы дать тормозам остыть. С другой стороны, если появиться опасная ситуация, холодные гоночные колодки просто не смогут остановить автомобиль. Как пример, в середине 1960-ых, никто не брал Шелби GT 350 или GT 500 Мустанг как служебные машины просто потому, что они были оборудованы М. Raybestos 19 гоночными тормозами, и ни одна из наших жен не могла нажать на педаль тормоза достаточно сильно, чтобы остановить автомобиль при обычном вождении.

Независимо от состава колодки, если и диск и колодка должным образом не обкатаны, переход материала колодки на диск может происходить случайным образом — неравномерное распределение и вибрация при торможении. Точно так же, даже если тормоза должным образом прикатаны, когда они очень горячие, после единственной длинной остановки с высокой скорости, когда колодки остались прижатыми к диску, (после того, как транспортное средство полностью остановлено), переход материала колодки похож на изображение самой колодки. Этот вид внедрения материала называют "печатанием колодки" и, похоже, что колодка как будто была намазана чернилами для того, чтобы отштамповать изображение колодки на диске. Иногда можно видеть прекрасное изображение колодки на диске.

Это хреново. Чугун — сплав железа и кремния, в котором распределены микрочастицы углерода. При увеличении температуры, углерод реагирует с образованием карбидов и включения карбидов начинают формироваться в матрице сплава. В случае тормозного диска — любое неравномерное распределение материала на поверхности – и участки диска, где материала больше, становятся более горячими, чем окружающий металл. Каждый раз, когда передний край зоны диска с повышенным содержанием материала колодки входит в контакт с колодкой, местный температурный перегрев растет. Когда эта местная температура достигает приблизительно 1200 или 1300 градусов F, чугун под этим местом начинает преобразовываться в цементит (карбид железа, в котором три атома железа объединены с одним атомом углерода). Цементит очень тверд, очень абразивен и является плохим проводником тепла. Если Вы продолжаете "отжигать", то система войдет в пагубную спираль — глубина участка цементита вырастет с увеличением температуры и увеличит биения тормоза. Черт бы побрал!

Что же делать?
Есть только один способ предотвратить это — нормально обкатать новые тормоза и использовать правильную колодку, подходящую для Вашего стиля вождения. Все высокоэффективные тюнинговые тормоза должны правильно устанавливаться и обкатываться по инструкции производителя. Инструкции обкатки всех производителей очень похожи. Смысл в том, что начинать притирку колодок нужно относительно медленно. Процедура — несколько торможений увеличивающейся интенсивности с краткими периодами охлаждения между ними. После последнего торможения, системе нужно позволить охладиться до окружающей температуры. Как правило, это серия из десяти все более и более жестких торможений от 60 миль в час до 5 миль в час. Затем, проехавшись спокойно для промежуточного охлаждения системы, разгоняйтесь с нормальным ускорением до номинальной скорости, перед тем как начать новое торможение. Во время обкатки тормозов, не тормозите до полной остановки, кроме того, выберете безопасное место для обкатки, позаботьтесь о безопасности окружающих. Лучше, если Вы составили план обкатки.
Если Вы приезжаете в полную остановку прежде, чем процесс обкатки будет закончен, есть возможность для неравномерной передачи материала колодки или "отштамповки" колодки.
Если это произошло, то это то, что мы упорно пытались избежать. Game over.

С точки зрения динамики остановки, активная работа ABS начинается примерно приблизительно от замедления интенсивностью 0.9 G и выше, в зависимости от транспортного средства. То, что Вы хотите сделать, является остановкой интенсивностью примерно от 0.7 до 0.9 G.
Это — интенсивность замедления немного меньше, чем когда наступает блокировка колеса или когда ABS начинает работать. Вы должны начать чувствовать запах от колодок на 5-ом или 7-ом торможении, и запах должен уменьшиться перед последним торможением. Порошкообразная серая область станет заметной на краю колодки (край материала трения в контакте с диском), где краска и смола колодки сгорают. Когда серая область на краях колодки проникла на 1/8 дюйма вглубь фрикционного материала, колодка считается прикатанной.

Для гоночной колодки обычно дают четыре торможения с 80 миль в час к 5 и два торможения с 100 миль в час к 5, (для разных колодок может отличаться). В любом случае, нужно достигнуть рабочей температуры колодки. Тогда мы сможем прикатать колодки, рабочая температура которых достаточно высокая.

К счастью процедура также полезна для дисков и уменьшит остаточные тепловые напряжения, оставшиеся от процесса литья (все диски выпускаются литыми и термообработанными), и передаст гладкий слой материала колодки на диск. Если возможно, новые диски должны обкатываться уже юзанными колодками, желательно из того же материала, что и новые колодки, которые Вы будете использовать. Начиная обкатку, увеличивайте температуру системы постепенно, все более и более интенсивно останавливаясь и не забывая о промежуточном охлаждении! Избегайте длительного контакта между колодкой и диском, во время промежуточного охлаждения. С абразивными колодками (который не должны устанавливаться на тюнинговые тачки) диск можно считать прикатанным, когда поверхности трения достигла даже синего цвета. С металлоуглеродными колодками обкатка считается, закончена, когда поверхность трения диска становиться серая или черная. В любом случае, изменение цвета обкатанного диска должно быть полным и однородным.

В зависимости от состава компаунда колодки, при продолжительной спокойной езде абразивная составляющая колодки может счистить слой нанесенного материала с диска. Когда мы собираемся отжигать на тачке, которая последнее время долго тошнила, обкатка системы по новой (не обязательно полная процедура) спасет от порчи тормозов.

Водитель может почувствовать 0.0004" (0.01 мм) лишнего материала колодки на диске. 0.001" (0.03 мм) является раздражающим. Больше чем это — реальный ахтунг. Когда такая нашлепка материала колодки присутствует, мы получили область диска, где теплоотвод реально ухудшен, локальный перегрев при движении нарастает, и цементит неизбежно формируется. В свою очередь это приводит к изменению характеристик износостойкости этого участка, диск изнашивается неравномерно, биения нарастают

Поэтому, никогда не держите Вашу ногу на педали тормоза после того, как Вы использовали тормоза по полной. Это обычно не проблема на общественных дорогах просто, потому, что при нормальных условиях у тормозов есть время, чтобы охладиться прежде, чем Вы полностью остановитесь (если, как я, Вы не живете у основания длинного крутого холма).
В любом виде гонок включая автокросс и "покатушки" это крайне важно. Независимо от материала трения, зажимая колодки на горячем остановленном диске, приведет к припечатыванию размягченного материала колодки и к биениям.
Еще хуже, если колодка оставит заметный отпечаток на диске и все увидят, какой Вы лох.

Очевидный вопрос, можно ли вылечить диск с впечатанным материалом колодки? Ответ — возможно да. Если вибрация только что началась, возможно, температура еще не поднималась до точки, когда цементит начинает формироваться. В этом случае, просто подходящий комплект хороших "полуметаллических" колодок и серия жестких торможений (после обкатки конечно) может хорошо удалить нашлепки и вернуть систему к нормальному функционированию. Это сработает только в случае замены старых горелых колодок.
Если только небольшое количество материала было передано, то есть если вибрация только начинается, энергичное шлифование жесткой бумажной красной или черной шкуркой поможет удалить нашлепки. Так как часто нашлепки не видимы, вычищают все поверхности трения полностью. Не используйте белую или желтую очень мелкую шкурку, которая сыпется, так как частички абразива могут застрять в поверхности диска — будет только хуже. Не пескоструйте диски по этой же причине!

Единственно, что неудобно, так это то, что приходится демонтировать диски, не то, чтобы это дорого, но неудобно полюбому. Недавно отшлифованный диск потребует той же обкатки, как и новый диск. Беда с этой процедурой — то, что, если шлифовка не удаляет все включения цементита, и поскольку диск в процессе работы изнашивается, твердый цементит будет более стоек по сравнению с более мягким чугуном, и температурная спираль снова запустится. К сожалению, цементит невидим невооруженным глазом.

Как продлить жизнь тормозным дискам в два раза

Тормозные диски - это, строго говоря, долгоиграющий расходник. Обычно жизненный цикл этой детали соответствует двум сменам тормозных колодок. Иными словами, необходимость в замене тормозных дисков возникает на 70 - 80 км пробега. Однако это средние цифры. Фактически все зависит от манеры езды и особенностей эксплуатации.

iStock

Львиная доля тормозных дисков выполнена из чугуна. Чугун же - это, как известно, сплав железа с углеродом и другими элементами (кремний, марганец, сера, фосфор и др.).

Использование такого состава продиктовано функционалом. При торможении колодки зажимают диск с обеих сторон, обеспечивая замедление автомобиля.

В местах трения, соответственно, увеличивается температура. Химический состав чугунного сплава таким образом обеспечивает стойкость к высоким температурам, равно как к резкому охлаждению.

Серийные чугунные тормозные диски в среднем рассчитаны на эксплуатацию при температуре не более 250° С. В то же время на рынке представлены более стойкие и гибкие аналоги, например, керамические и композитные диски, однако цены на такие узлы, задействуемые в основном в автоспорте, кусаются. Зато в спорткарах карбоно-керамические перфорированные диски не деформируются даже при нагревании до 1200° С.

Главный враг тормозных дисков - резкий перепад температур. Соответственно, в зоне риска - автомобили, тормозные диски которых регулярно находятся в разогретом состоянии. Скажем, в процессе езды в агрессивной манере с частыми торможениями можно достаточно быстро "раскочегарить" чугунные тормозные диски до по сути пиковых для них 300° С. Это чревато задымлением, которое легко распознать по специфическому запаху металла.

Еще одна частая причина перегрева - использование тормозной системы на горных спусках (безопаснее тормозить двигателем, переходя на пониженные передачи), подклинивающие направляющие суппорты тормозной системы, неисправный вакуумный усилитель, использование некондиционной тормозной жидкости и некачественных, изношенных или не подходящих для данной модели тормозных колодок.

Между тем, щиток тормозного диска не защищен от воды. Поэтому при проезде луж, бродов и заснеженных участков вода попадет на раскаленный тормозной диск и из-за резкого перепада температуры спровоцирует коробление или трещины.

С агрессивной ездой и активным торможением на горных спусках все понятно - если вы печетесь о долговечности тормозных механизмов, такую практику логично исключить или ограничить.

Кроме того, регулярно отправляйте машину на техосмотр и попросите сервисменов проконтролировать, адекватно ли работают поршни суппорта. Эту процедуру можно провести и самостоятельно.

Для этого поднимите автомобиль с помощью домкрата и покрутите колесо. Если проявляется характерное шуршание или скрип, или колесо вращается с трудом, скорее всего, тормозной суппорт неисправен. Кроме того, вовремя (и даже чуть раньше регламентного срока) меняйте тормозные колодки, при этом выбирайте качественные изделия от проверенных продавцов.

И самое главное - старайтесь исключить такие ситуации, когда разогретые суппорты, колодки и диски контактируют с водой. Как минимум, сведите к минимуму агрессивную езду в дождь и после него. Ну и грамотно мойте автомобиль. Перед водными процедурами дайте дискам остыть! Многие, увы, игнорируют такое простое правило.

Покоробившийся тормозной диск на передних колесах выдает себя вибрациями на руле. Биение же задних дисков транслируется на педаль тормоза и кузов. Помимо характерных вибраций на проблему укажет и визуальный осмотр. Если диск желтый, он регулярно нагревался до рабочей температуры 150-280°С. Синий - значит температура использования достигала 300-400°С, черный - 500°С.

Серьезная деформация заявит о себе также трещинами, сколами, выщерблинами, волнообразной поверхностью и даже перекосами диска. Биение и неравномерный износ тормозных дисков может провоцировать также наличие ржавчины на диске, что, как правило, вызвано долгим простоем автомобиля. Проверить состояние диска можно также и с помощью прибора для измерения биения.

Для этого снимаем тормозной суппорт, наживляем тормозной диск при помощи гаек ступицы, устанавливаем прибор на расстоянии 5 мм от края тормозного диска и выполняем измерения. Значение не должно превышать 0,06 мм для переднего колеса и 0,08 мм для заднего колеса.

При желании, а также при большой остаточной толщине тормозных дисков (допуск варьируется для разных моделей, при этом допустимая толщина тормозного диска указана на его торце) можно попытаться дать им вторую жизнь. Речь - о проточке в сервисе, которая осуществляется на специальных станках и обойдется для автомобиля массового сегмента примерно в 2 тысячи рублей за пару дисков одной оси.

Прибегнуть к проточке имеется смысл еще и потому, что заводские детали, как правило, имеют лучшее качество, чем аналоги, которые вы приобретете в специализированных магазинах. Кроме того, в Сети можно обнаружить массу отчетов о том, как автовладельцы протачивали тормозные диски самостоятельно в гараже при помощи шлифовальных кругов и даже простого напильника.

При отсутствии профессиональных навыков точить таким образом диск в гараже мы не рекомендуем, тем более что результат скорее всего вас не устроит. В любом случае после проточки следует поменять тормозные колодки, поскольку комплект, работавший с проблемным диском, имеет изъяны и повредит обработанный диск.

Читайте также: