Какие тормозные диски бывают (типы, классификация, преимущества)
Плюсы и минусы разных конструкций тормозных дисков
Каждый задавался вопросом, что хорошего в вентилируемых дисках или в чем преимущество роторов с просверленными в них отверстиями? Позвольте нам все объяснить.
Все мы знаем основную функцию и принцип работы дисковых тормозов. Суппорт толкает одну или несколько колодок, прижимая их к диску, тем самым вызывая трение и замедление вращения вала, к которому присоединен тормозной ротор. Но несмотря на то, что работа всех тормозных систем построена на этом едином принципе, используемые для работы части с течением времени и в зависимости от применения транспортного средства могут значительно меняться.
Различаться может материал тормозных колодок, есть множество типов суппортов – для дорожных автомобилей одни, для спортивных машин – другие, третьи для гиперкаров и так далее. Различными могут быть даже тормозные диски.
Итак, темой сегодняшнего разговора станут типы и классификация тормозных дисков, а также их различия:
Цельный (невентилируемый тормозной диск)
Самый простой вид ротора, который только можно купить. Как следует из названия, запчасть сделана из единого куска металла. Обычно в качестве материала используют чугун. Ничего примечательного – простейшая конструкция, состоящая из однородного ротора и центральной части диска. Дешевый в производстве, недорогой при покупке. Нет чего серьезно плохого в таких дисках, просто они разработаны для установки на старые, маломощные и небыстрые автомобили. Разогреваются они быстро, а тепло отводят медленно. То есть не так эффективны, как следующие диски в нашем списке, на которые мы хотели бы обратить внимание:
Вентилируемый диск
Вероятно, самый популярный тип диска использующийся на современных автомобилях. Его конструкция состоит из двух частей роторов с расставленными между ними каналами для охлаждения. Хитрая схема, скрытая от глаз, позволяет теплу рассеиваться, предохраняя диск от перегрева, появления трещин, скручивания диска и увеличивая срок службы колодок.
Первоначально отличавшиеся наличием прямых каналов, вентилируемые диски с годами эволюционировали для улучшения воздушного потока. На изображении выше можно увидеть изменения тормозных дисков от Brembo: прямые каналы, изогнутые каналы и три разных более сложных типа рисунка, с более эффективным распределением воздушного потока.
Просверленные диски
BMW M2 с просверленными дисками (слева) напротив модели M240i со спортивными плоскими вентилируемыми моделями
Когда тормозные колодки используют под серьезной нагрузкой, из них из-за нагрева начинают выходить газы и повсюду разлетаются твердые частицы – пыль, налипающая на ротор диска. Образуется тончайший слой, который ухудшает сцепление колодки с диском во время работы, из-за чего эффективность торможения падает. Отверстия сверлятся для того чтоб эти газы имели место выхода, а вместе с ними выходила и абразивная пыль. Дополнительным плюсом можно назвать снижение веса по сравнению с диском без отверстий. Однако в таком тюнинге есть и отрицательные стороны – прочность диска ухудшается – это раз.
Также стоит учитывать, что поверхность тормозного диска используется как небольшой радиатор, поэтому, уменьшая площадь контакта металла с окружающим воздухом, вы уменьшаете качество охлаждения.
Кроме того, эти отверстия могут стать точками напряжения, что может привести к растрескиванию чугуна при резком торможении.
Вы должно быть заметили, что даже на спортивных автомобилях «сверленных» дисков становится все меньше. Причиной тому является улучшение качества современных тормозных колодок. При их активном использовании образуется не так много газов, как у их предшественников, в связи с чем потребность в «бурении» уменьшилась.
Поэтому, на дороге, при обычной эксплуатации вы, вероятно, не столкнетесь с такими проблемами, именно поэтому красивые диски в дырочку по-прежнему иногда можно увидеть на современных спортивных автомобилях, где они, несомненно, выглядят просто потрясающе за большими, легкосплавными колесными дисками. Плюс, если роторы диска просверлены в заводских условиях на предприятии, они будут достаточно крепкими, чтобы точно избежать появления трещин.
Диск с прорезями
Эти прорези на диске пытаются решить все ту же проблему с отведением газов, только по-другому. Шлицы или пазы на поверхности диска позволяют газам своевременно отводиться, но у такого дизайна есть иные преимущества.
Скребущие по поверхности тормозных колодок края углублений способны очищать тормозную поверхность от грязи, также увеличивая зацепление при соприкосновении с краями борозд. Минусом безусловно является активный износ колодок. И, наконец, как и просверленные диски, они выглядят просто очень красивыми.
Конструкции паза могут значительно различаться, одними из самых своеобразных борозд можно назвать «J»-образные крючки (на фото выше), которые предназначены для того же удаления твердых частиц и отведения газов, но с минимальной вибрацией диска во время торможения. При этом, выглядят они еще лучше.
Покрытый ямочками (с канавками)
Вот вариант номер три, позволяющий этим надоедливым газам улетучиваться. Поверхностное высверливание части материала с диска, которое оставляет структурную целостность дисков нетронутой, в то же время давая газам и абразиву с колодок место для отвода.
Некоторые производители дисков сочетают канавки с пазами. Насколько это улучшает эффективность очистки, сказать сложно. Просто очередной вариант применения технологии.
Волнообразный тормозной диск
Разрез просверленного волнообразного диска, показывающий внутренние каналы охлаждения
Волнообразные диски давно прижились в мире мотоциклов, но стремясь извлечь выгоду из своего приобретения Ducati, Audi начала вводить концепцию в некоторые из своих наиболее быстрых автомобилей всего несколько лет назад. Уменьшение в весе (используется меньше материала) и более качественный теплоотвод – главные преимущества технологии. Как и во многих проектах, о которых мы только что говорили, внешний вид почти наверняка является фактором для выбора дизайна детали производителем и конечным потребителем.
Углерод – керамический диск
Самый экстремальный путь управления температурой тормозных дисков – выбор для установки углерод – керамических роторов. Горячий диск разогревает до высокой температуры колодки, а это приводит к еще большему количеству газов, твердых частиц и снижению качества торможения. Так почему бы не найти другой материал, вместо чугуна?
Тормозные диски из керамики и углерода значительно более устойчивы к нагреванию, а также, менее вероятно, что они «поплывут» или деформируются при интенсивном использовании. Значит, жить они будут дольше. В качестве бонуса они, как правило, намного легче, чем их железные коллеги. Что снижает неподрессоренную массу и улучшает управляемость.
Но есть причина, по которой их использование все еще не так распространено: стоимость. Углеродные тормоза намного дороже в производстве. Средний комплект тормозных дисков может обойтись в 400 тыс. рублей! Для старых автомобилей это вряд ли подходит.
Кроме того, вам понадобятся тормозные колодки со специальным компаундом. Угадайте, что? Они тоже стоят больших денег. В общем, вариант исключительно для очень дорогих спорткаров.
Вы недавно обновили тормоза? Какие диски вы выбрали и почему? Поделитесь своим мнением в голосовалке наверху!
Виды, устройство и принцип работы дисковых тормозов
Дисковые гидравлические тормоза являются одной из разновидностей тормозных механизмов фрикционного типа. Их вращающаяся часть представлена тормозным диском, а неподвижная – суппортом с тормозными колодками. Несмотря на достаточно распространенное применение тормозов барабанного типа, дисковые тормоза все же приобрели наибольшую популярность. Разберемся в устройстве дискового тормоза, а также узнаем отличия между двумя тормозными механизмами.
Устройство дисковых тормозов
Конструкция дискового тормоза следующая:
Суппорт, 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):
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:
Виды тормозных дисков
По материалу изготовления тормозные диски подразделяются на:
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.
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:
Есть у керамики и свои минусы:
Тормозные диски можно подразделить и на:
Первые состоят из двух пластин с полостями между ними. Это сделано для лучшего отвода тепла от дисков, средняя рабочая температура которых составляет 200-300 градусов. Вторые имеют перфорацию/насечки по поверхности диска. Перфорация или насечки предназначены для отвода продуктов износа тормозных колодок и обеспечения постоянного коэффициента трения.
Виды тормозных колодок
Тормозные колодки, в зависимости от материала фрикционных накладок, подразделяются на следующие виды:
Первые очень вредны для организма, поэтому чтобы поменять такие колодки, нужно соблюдать все меры безопасности.
В безасбестовых колодках роль армирующего компонента могут выполнять стальная вата, медная стружка и другие элементы. Стоимость и качество колодок будут зависеть от их составляющих элементов.
Наилучшими тормозными свойствами обладают колодки, сделанные на основе органических волокон, но и стоимость их будет высока.
Обслуживание тормозных дисков и колодок
Износ и замена дисков
Износ тормозных дисков напрямую связан со стилем вождения автомобилиста. Степень износа определяется не только километражем, но и ездой по плохим дорогам. Также на степень износа тормозных дисков влияет их качество.
Минимально допустимая толщина тормозного диска зависит от марки и модели транспортного средства.
Среднее значение минимально допустимой толщины диска передних тормозов – 22-25 мм, задних – 7-10 мм. Это зависит от веса и мощности автомобиля.
Основными факторами, указывающими на то, что передние или задние тормозные диски необходимо менять, являются:
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:
Плюсы и минусы дисковых тормозов в сравнении с барабанными
Дисковые тормоза имеют ряд преимуществ перед барабанными. Их плюсы заключаются в следующем:
К основным недостаткам дисковых тормозов в сравнении с барабанными можно отнести:
Какие тормозные диски выбрать и какой фирмы?
Характеристики и описания тормозных дисков: как выбрать тормозные диски, бренды изделий, их особенности. Видео о замене тормозных дисков.
Современная автомобильная тормозная система прошла долгий путь. Её эффективность постоянно повышалась, как и эффективность самих транспортных средств. Сочетание все более высоких скоростей, растущих размеров и веса автомобилей, введение более строгих стандартов безопасности – все это в совокупности потребовало высокоэффективных деталей даже в моделях начального уровня.
Тормозная система состоит из ряда различных элементов, включая тормозные колодки и диски, суппорты и жидкости; все они играют важную роль в замедлении движения и безопасной остановке вашего автомобиля. От старых барабанных систем до современных ABS с компьютерным управлением – все тормозные компоненты со временем изнашиваются и требуют замены. Срок службы зависит от материала и качества деталей, совместимости с колодками и суппортами, стиля вождения, условий окружающей среды и т.д.
Если ваша машина ведёт себя странно при торможении, наиболее распространенным решением может быть замена тормозных колодок и дисков. Наше краткое руководство поможет понять неспециалисту, на что обращать внимание и как подобрать правильные диски независимо от марки и модели автомобиля.
Важность тормозных дисков
Если вы похожи на большинство водителей, то тормозите около 200 раз в день. То есть, 200 раз доверяете свою безопасность тормозным компонентам. Некоторые из основных – это роторы, круглые диски, соединяющиеся с каждым колесом и рассеивающие тепло, создаваемое тормозными колодками. Они главным образом предназначены для преобразования кинетической энергии движения в тепловую и максимально быстрого отвода тепла от трущихся частей в окружающее пространство. Все остальные функции вторичны.
Коэффициент трения и износ контактирующих деталей сильно зависит от распределения давления по контактным поверхностям, температуры, скорости скольжения и состава материала, из которого выполнены компоненты. Доказано, что дисковые тормоза значительно более надёжны, чем барабанные. Высокая согласованность с колодками и равномерное распределение давления позволяют им выдерживать более высокие температуры по сравнению с барабанными аналогами, прежде чем термическое напряжение и деформация станут заметными. Что касается материалов, используется чугун, сталь, алюминий, углеродная керамика и жаропрочные композиты.
Не будем тратить время на объяснение того, как обслуживать тормозную систему и насколько важно её «здоровье» для безопасности дорожного движения – вы наверняка знаете всё это в подробностях. Раз уж вас заинтересовал вопрос, какие тормозные диски выбрать, мы лучше поговорим о характеристиках данных продуктов и поможем сориентироваться в море брендов.
С таким количеством доступных предложений, как на сегодняшнем автомобильном рынке, в ассортименте легко запутаться. Выбор облегчится, если знать особенности различных конструкций. К концу обзора вы узнаете, какие из них соответствуют вашим нуждам и бюджету, обеспечивают достойную производительность и сцепление на скользкой дороге.
Какими бывают тормозные конструкции
Хотя всегда лучше придерживаться производителей оригинального оборудования, выбор затрудняется множеством вариантов и стилей. Каждый, к примеру, задавался вопросом о том, что такого хорошего в вентилируемых дисках или в чем преимущество перфорированных.
Да, не все они однотипно сделаны и работают одинаково. Вентилируемый диск, к примеру, даёт примерно 70% увеличение конвекционного рассеивания тепла по сравнению с обычным цельным аналогом того же размера, и уменьшенный примерно до двух третей износ колодок при нормальных условиях эксплуатации (срок службы значительно увеличивается при более низких рабочих температурах). На очень высоких скоростях устанавливается разница давлений между внутренней и внешней стороной колеса, которая заставляет воздух проходить через вентиляционные щели к диску и колодкам, повышая скорость охлаждения на 10%.
Однако на низких скоростях вентилируемые тормоза практически не влияют на быстроту охлаждения трущихся частей, зато сильно ускоряют их износ, подвергая усиленному воздействию воды, дорожных химикатов, пыли и мусора. Если вы не используете машину для соревнований на гоночных треках, приоритет следует отдавать не дополнительной вентиляции, а защите трущихся деталей от грязи.
Рассматривая вариации тормозных дисков, вы увидите четыре различных типа:
К счастью, чтобы приобрести правильные тормозные диски для своего автомобиля, достаточно купить аналоги, подобные изношенным. Еще одна вещь, которую следует иметь в виду – роторы вашего семейного седана, вероятно, не будут работать на пикапе, и наоборот. Теперь давайте посмотрим, как выглядят разные варианты, и определим области их применения.
Гладкие диски
Такие тормозные диски часто встречаются в легковых автомобилях. Важно учесть, что у некоторых производителей имеются базовые и премиальные вариации (они отличаются материалами и методами изготовления). Если вы не очень агрессивный водитель, рассмотрите предложения в этой нише. Они рекомендуются для большинства транспортных средств, не использующихся для экстремального и/или часто повторяющегося торможения.
Просверленные
Как следует из названия, в просверленных дисках проделаны отверстия. Они позволяют воде, пыли и теплу легче рассеиваться с поверхности ротора. Это хороший вариант для водителей, живущих во влажном климате, поскольку помогает увеличить тормозную способность во влажных и дождливых условиях. Но не стоит использовать просверленные тормозные диски для высокопроизводительных автомобилей, так как они могут быстро выйти из строя в сценарии гоночного вождения.
С канавками
Как упоминалось ранее, такие конструкции имеют борозды на поверхности ротора. Они хорошо подходят для крупных пикапов и внедорожников, особенно тех, которым требуется повышенная тормозная способность при буксировке или перевозке тяжелых грузов.
Такие диски более эффективны во многих отношениях и более надёжны в экстремальных условиях: механическая стойкость рельефной, но всё-таки цельной основы выше по сравнению с многократно просверленной. Поэтому для азартных водителей на спортивных авто этот вариант должен быть предпочтительным.
С отверстиями и пазами
Где трение, там и тепло. Повседневное вождение обычно не требует специальных роторов, но перегрузки на треке или бездорожье – иное дело. Чтобы свести к минимуму негативные эффекты высокой производительности, в роторах делают пазы, отверстия и небольшие канавки, действующие, как желоба, для отвода воды и тепла. При этом края тормозных колодок изнашиваются быстрее, а сами роторы более склонны к образованию трещин.
Они предназначены в первую очередь для высокопроизводительных транспортных средств, включая спорткары, требующие усиленного охлаждения и рассеивания тепла. Этот тип улучшает торможение на высоких скоростях, но проигрывает по долговечности.
Наиболее качественные бренды тормозных дисков
Любое сравнение имеет смысл, только если все остальные условия равны. Прежде чем решать дилемму, покупать ли диски с перфорацией или пазами, уместно убедиться, что вы выбираете бренд, способный обеспечить безопасность, качественное исполнение и надёжность.
Brembo
Основанный в 1961 году в Бергамо, Италия, Brembo – один из ведущих производителей комплексных тормозных систем и компонентов, в первую очередь для высокопроизводительных автомобилей и мотоциклов. Компания, славящаяся своими инновационными технологиями и передовыми материалами, поставляет продукцию целому ряду автостроителей, в т.ч. BMW, Ferrari и Porsche.
Продукция разрабатывается в сотрудничестве с производителями автомобилей, имеет УФ-покрытие и эксклюзивную систему вентиляции, устойчива к нагреву и деформации. Есть облегченные модели (на 10-15% легче стандартных). Brembo берёт под контроль все этапы производственного процесса, от проектирования до литья, распространения и техподдержки.
Pagid
Продукция с отличным соотношением цены, надёжности, комфорта и срока службы. Обеспечивает отличные тормозные характеристики, надежную защиту от коррозии и минимальное образование тормозной пыли. Доступен диапазон моделей с высоким содержанием углерода для улучшения теплопередачи.
Bosch
Автомобилисты и такие крупные компании, как Toyota и Honda, на протяжении многих лет доверяют тормозным дискам Bosch. Изделия отличаются высокой износо- и термостойкостью, сочетая превосходные характеристики с отличным дизайном и качеством. Ассортимент дисков, совместимых со многими марками автомобилей, постоянно расширяется.
Компания EBC Brakes, базирующаяся в Великобритании, известна автомобилистам всего мира. Обладая более чем 30-летним опытом работы с компонентами тормозной системы, она активно разрабатывает тормозные продукты на собственных заводах в Великобритании и США.
Power Stop
Американский производитель из штата Иллинойс. Бренд молодой (работает с 1997 г), но широко известный благодаря щедрому ассортименту качественных тормозных колодок, роторов, суппортов и многого другого. Долговечность и доступная цена прилагаются.
Продукция ATE знакома 98% европейских автомобилистов. Компания предлагает различные типы и модели, совместимые практически со всеми видами и марками машин. Высокое качество сопровождается грамотной ценовой политикой.
Textar
Для более плавного и чистого торможения нужен Textar. Хотя его продукты немного дороже изделий некоторых массовых брендов, они стоят своих денег. Превосходное немецкое качество, отличная репутация на рынке и богатый ассортимент.
ICER Brakes
Изделия этого испанского производителя, одного из крупнейших в Европе, поставляются в 70 стран мира. Многие считают их оптимальным выбором: повышенная стойкость к деформации, высокая производительность, соответствие жестким европейским стандартам, длительный срок службы и цена, гораздо более приятная, чем у большинства столь же качественных аналогов.
Заключение
Выбирая тормозные диски, надо ориентироваться на рекомендации производителя автомобиля, а также учитывать погодные условия и манеру вождения. Диски с просверленной и рельефной рабочей поверхностью быстрее удаляют воду, поэтому во влажных условиях имеют преимущество перед роторами с гладкой поверхностью. Зажим тормозной колодки сильнее – вы заметите это при нажатии на педаль тормоза. Кроме того, такие роторы лучше отводят газы, быстрее охлаждаются и лучше сопротивляются выцветанию. Но они стоят намного дороже простых цельных дисков и с большей вероятностью трескаются при экстремальной эксплуатации.
Гладкие варианты лучше всего подходят для стандартного вождения. Они наименее склонны к растрескиванию и имеют наибольшую площадь поверхности, что хорошо для теплоотвода. Количество рассеиваемого тепла зависит от площади поверхности и массы ротора, его диаметра и толщины. Рассеивание улучшается за счет вентиляции. Некоторые модели имеют специфическое направление вентиляции и могут быть установлены только на определенной стороне автомобиля.
Не забывайте правильные колодки, чтобы не свести на нет преимущества нового комплекта тормозных дисков. Эти вещи должны работать в унисон, и использование неподходящих колодок значительно снизит эффективность всей тормозной системы. Вы можете сэкономить время и деньги, купив полный тормозной комплект. Остерегайтесь подделок – чем выше репутация бренда, тем чаще подделывают его продукцию.
Видео о замене тормозных дисков:
Характеристики и описания тормозных дисков: как выбрать тормозные диски, бренды изделий, их особенности. Видео о замене тормозных дисков.