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.
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.
Преимущества 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.
Рейтинг тормозных дисков 2019/2020
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. 
А 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.