Tormozi.UA > Просто о сложном

Статьи о технологиях изготовления тормозных компонентов


24 января 2017

Технологии и практика использования составных дисков

Плавающие двухсоставные тормозные диски
Нельзя сказать, что тема двухсоставных тормозных дисков нова и оригинальна, но, судя по тезисам в Интернете, раскрыта не до конца. В том смысле, что основные свойства и преимущества описаны скудновато.

Итак, для затравки, стоит начать с привычных нам цельных (односоставных) дисков. Все они изготавливаются из чугуна.  Не из стали, не из других волшебных сплавов – именно из чугуна.  Для того, чтобы понять природу поведения дисков – необходимо понять природу этого материала. Чугун – это сплав железа и углерода: в стали его содержится до 2%, в чугуне же доля от 2% до 6%. Кроме того, углерод в чугунном сплаве присутствует в виде графита, что делает материал весьма эластичным, пригодным для выплавки разных форм и шаблонов. Поэтому чугун, на сегодня, признан лучшим продуктов для отливки болванок тормозных дисков. Ну и, разумеется, не забываем о высокой степени теплопроводности – что важно в условиях температурных нагрузок.

В контексте же производства и эксплуатации тормозов – основные плюсы выглядят так:

- легкоплавкий состав, позволяющий инженерам фантазировать на тему формы вентиляционных каналов, крепления ступичной части к полотну и т.д.

- высокая теплопроводность.

- повышенная износостойкость в сравнении со сталью

- дешевизна в производстве

Отрицательные стороны сплава:

- чугун не любит резких перепадов температур. Температура плавления чугуна 1100 градусов, и нагревом в дорожных условиях до 300-400 С сплав не испугать.

- при локальных перепадах температур в разных точках изделия – временно деформируется. После охлаждения он вновь возвращается к первоначальной форме. 

А теперь рассмотрим эти свойства на практике. Колебания температур в коридоре до 400 градусов не смогут изменить структуру болванки, и вызвать сколь-нибудь значимую деформацию. В случае спокойной и средне активной езды на автомобиле диски редко выходят за пределы этих самых 400 C, и все возможные деформации будут иметь временный и обратимый эффект. В частности, диск нагревается неравномерно: температура рабочего полотна (зоны трения диск-колодка) может доходить до 500 градусов, в то время как ступичная часть болванки не превысит и 150. Все это влияет на геометрию диска в момент нагрева. 

Искривление тормозного диска при нагреве

Цельный тормозной диск состоит из монолитной чугунной болванки. Известно, что чугун обладает достаточно высоким коэффициентом теплового расширения, а значит при нагреве диска обязательно будут происходить обратимые деформации. В случае с монолитным тормозным диском, где рабочее полотно неподвижно скреплено со ступичной частью (колоколом), тепловое расширение будет деформировать рабочую часть диска вокруг ступицы «зонтичным» образом, за счет разницы длин наружного и внутреннего контуров. В случае, если данная деформация происходит в условиях температурных до 350-400 С, то она имеет обратимый эффект – после охлаждения диск возвращается к норме. Однако, что делать тем, у кого манера езды держит тормоза в стрессе, доводя до 500-700 градусов?

Решением стала разработка так называемых двусоставных тормозных дисков. Основная суть – разделение классического диска на две части – рабочее полотно и ступичная часть. Такая идея позволяла облегчить вес компонента и изолировать полотно от ступицы. Но – проблема с тепловой деформацией, по сути, осталась нерешенной. Более того, обычные составные «блины», благодаря неподвижному креплению к колоколу, при нагреве, искажают площадь соприкосновения диск-колодка, уменьшая ее. Разумеется, это касается более активной езды, в зоне температур 400 и выше. 

Так родилась инженерная мысль – плавающие двусоставные тормозные диски. Суть – крепление рабочего полотна к «шляпе» имеет не круглое, а овальное отверстие, в которое вкручиваются болты. Таким образом, крепящие болты имеют некоторую степень свободы, позволяя диску смещаться при тепловом расширении, и потом также возвращаться с исходную точку.

Есть и более интересный вариант – крепление полотна и ступичной части через специальные штифты. Вместо параллельной схемы там используют радиальные крепления. Из ступичной части компонента радиально торчат штифты, с противоположной стороны к которым и крепится чугунное полотно. Так, при тепловом расширении, рабочая часть как бы расползается по штифтам наружу. Такие решение штатно использует BMW, Audi.

Плавающий тормозной диск BMW M PerformanceПреимущества плавающих двухсоставных тормозных дисков.

- Практические исключение фактора деформации вследствие перегрева

- Снижение веса, а следовательно – неподрессоренных масс

- Улучшенная теплоотдача за счет направленных лопастей внутренней вентиляции 

Отдельно стоит сказать о внутренней вентиляции таких компонентов. Качественный продукт обязательно будет иметь разнонаправленные вентиляционные лопасти. Здесь важно помнить, что задача этих лопаток – разгонять и выталкивать наружу горячий воздух, направляя его от ступицы к внешнему радиусу – не наоборот! Поэтому, если вы хотите получить эффективно охлаждаемый диск – стоит запомнить, что болванки будут разные для левой стороны и для правой. Соответственно, направление внутренний лопастей тоже будет зеркальным.     

Если говорить о качестве самого чугуна таких дисков, то здесь все достаточно прозаично: серый чугун, хорошо известный по классическим тормозам. Качество отливки и последующей балансировки – это уже вопрос каждого производителя.  

Ну и о больном вопросе. Является ли двухсоставной плавающий диск гарантией того, что его не «поведет»? А вот тут нужно разобраться – кому шашечки, а кому ехать. Говоря о тормозах – нас, по сути, беспокоит их полноценная работоспособность и комфорт управления. Поэтому деформированы диски или нет – нас волнует лишь когда мы ощущаем биение в руле. В том смысле, если диски и будут иметь фактическое отклонение, например, в 0,07, но вибраций ощущаться не будет, то – проблема ли это?

В связи с этим, говоря о тормозных дисках – стоит разделять причины вибраций.  Изменение толщины диска вследствие передачи подгоревших частиц состава колодкиА их, собственно две: искривление тормозного диска и изменение его толщины, из-за наслоения подгоревших остатков колодки. Плавающие тормозные диски позволяют избежать только первой причины. Вибрации, причиной которых становится изменение толщины – могут появиться с той же вероятностью, что и на цельных дисках. Правда, с оговоркой: плавающие диски способны гасить большее отклонение в осевом биении, нежели монолитные – до 0,1 мм. Иллюстрация очень красочно отображает ситуацию с нагретыми тормозными дисками и процессом передачи частиц верхнего слоя колодки на поверхность диска. В самых жарких точках диска температура около 500 С. В случае резкого охлаждения - эти фрагменты колодки останутся на поверхности в спеченном виде, и в дальнейшем, в таком же режиме перегрева образуют островки цементита.

Тем не менее, двухсоставные плавающие диски – прекрасное решение для любителей острой езды и трековых нагрузок.




Все новости

Новости

Предварительный прогрев тормозных колодок и эффективность?
Поводом для статьи послужило немыслимое количество предположений и идей (иногда на грани фантастики) на тему тормозных колодок, требующих прогрева. И часто эту формулировку автолюбители используют, чтобы спрогнозировать эффективность колодок в той или иной дорожной ситуации. Речь о главном параметре колодки – коэффициенте трения. Прежде всего, это переменная величина, определяемая для какого-то температурного диапазона.
3 апреля 2017 Подробнее
Новость от Power Stop: спецколодки для американской полиции
Известный американский производитель высокоэффективных тормозных компонентов Power Stop представила новую серию колодок – TopCop Z37. Эта инновационная формула предназначена для полицейских автомобилей преследования. Дело в том, что в США автомобили спецназначения оборудуются особым образом, опираясь на цели и задачи службы. Например, Dodge Charger, поступающий к парк дорожной полиции, в отличии от гражданской версии авто,  оснащаются высоко производительной системой охлаждения, другой электроникой двигателя и, разумеется, усиленной версией тормозов. Речь идет, прежде всего, о фрикционном составе тормозных колодок.
1 октября 2016 Подробнее
Ошибки и последствия некорректной прикатки новых тормозов
Несмотря на то, что процесс прикатки новых тормозных дисков и колодок описан во всех официальных инструкциях к автомобилях, а равно – у производителей тормозных дисков и колодок, наш опыт показывает, что некоторые  водители часто относятся к этому легкомысленно. 
8 августа 2016 Подробнее
Power Friction запустила инновационную разработку Ultra Coat
В 2015 году американцы из Power Friction протестировали новую свою разработку – технологию Ultra Coat. Суть инновации – покрытие электростатической краской ступичной части тормозного диска, оберегающей длительное время чугун от коррозии.  К концу года разработка была запущена  в серийное производство.  Со слов руководителя отдела продаж Power Friction Эндрю Кьюелла, в первоначальной версии краска Ultra Coat должна была покрывать 100% поверхности диска. 
19 мая 2015 Подробнее
Тормозные колодки Power Stop против подделок
Высокая популярность любой торговой марки рано или поздно дает «обратный» эффект: находится кто-то, кто не прочь «срубить по-легкой» на волне спроса.  Рост запросов на  керамические тормозные колодки Power Stop в последнее время тоже породил беспокойство клиентов. И с подобными вопросами они обращаются к нам либо в головной офис Power Stop в США, с целью разобраться.
6 июня 2014 Подробнее
Тормозные диски и колодки Power Friction
Тормозные диски Power Friction - стали синонимом понятию "высокоэффективный". Имея два вида исполнения - перфорация с насечкой и только насечка, эти американские тормозные диски заняли достойное место для любителей активной езды и просто ценителей эффективных тормозов. 
4 мая 2012 Подробнее
Покупаем тормозные колодки вместе
Купить тормозные колодки – вопрос не такой простой, как кажется на первый взгляд. И важна тут не только цена, а еще несколько значимых показателей.  Мы хотим разъяснить покупателю тонкости покупки передних тормозных колодок (хотя для задних колодок – алгоритм такой же).
2 мая 2012 Подробнее
Особенности национальной покупки тормозных колодок
Когда растет рынок – купить тормозные колодки становится уже испытанием на выносливость и терпение. И неважно, о каком регионе идет речь: будь то тормозные колодки Киев, Днепропетровск, Одесса или Харьков.  Хотя, касается эта сложность и тормозных дисков.
2 апреля 2012 Подробнее
Единый склад тормозных компонентов EBC Brakes
Менеджмент компании Freeman Automotive (владелец и производитель легендарных тормозных компонентов) принял решение сосредоточить дистрибуцию марки EBC Brakes  в руках одной организации - Центра тормозных компонентов.
2 января 2012 Подробнее
Товар добавлен в корзину