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.
Тормозной диск
Тормозной диск — это важный элемент тормозной системы, который обеспечивает притормаживание автомобиля при движении. В данной статье мы поговорим о том, как определить, когда пора менять тормозные диски, почему они изнашиваются и что представляет из себя сам тормозной диск.
Как определить, что пора менять тормозные диски
Если вы заметили следующие признаки при торможении, то возможно, что пора заменить тормозные диски:
- вибрации при нажатии на педаль тормоза;
- цикличное биение педали при торможении;
- характерный металлический скрип, который может менять свою тональность в такт вращению колеса.
Если при торможении вы замечаете любой из этих признаков, рекомендуется обратиться к специалисту для осмотра тормозной системы.
Когда пора менять тормозные диски
Общее правило заключается в том, чтобы проводить осмотр тормозной системы раз в год или каждые 30000 — 50000 км. Сроки замены колодок составляют 15000 — 30000 км, а диски следует менять каждые 80000 — 120000 км.
Почему изнашивается тормозной диск
Тормозной диск может изнашиваться по разным причинам, и наиболее частые из них:
- Заклинивание или некорректная работа может приводить к тому, что колодка перестанет отходить от тормозного диска. Она постоянно будет с ним взаимодействовать, тереться, греться и изнашиваться. Таким примером могут быть закисшие тормозные поршни суппортов или цилиндры.
- Использование старых колодок может повлечь за собой деформацию дисков и их износ. Если вы навсегда забыли, когда последний раз меняли колодки, стоит заменить их заранее, чтобы избежать повреждения дисков.
- Неправильное использование транспортного средства. Если, скажем, водитель часто резко тормозит автомобиль, то это может повредить тормозную систему в целом и тормозные диски в частности.
Что такое тормозной диск в машине
Тормозной диск, также называемый дисковым тормозным механизмом или дисковыми тормозами, — это основной элемент дисковой тормозной системы, обеспечивающий замедление автомобиля. Тормозной диск представляет из себя вращающуюся часть дисковой системы, к которой при помощи привода прижимаются неподвижные тормозные колодки.
Полезные советы и выводы
- Если возможно, рекомендуется обращаться за помощью к квалифицированным специалистам, чтобы поверить состояние тормозной системы.
- Регулярный осмотр тормозной системы и проведение профилактических работ помогут вам избежать возникновения проблем с тормозами.
- Использование качественных запчастей и материалов может увеличить срок службы тормозных дисков и колодок.
- Следуйте правилам использования автомобиля на дороге, чтобы избежать повреждения тормозной системы, включая тормозные диски.
Как сбросить ошибки Тойота Калдина
Для сброса ошибок в Тойота Калдина необходимо выполнить следующие действия. Сначала необходимо перемкнуть выводы «ТС» и «CG» разъема DLC3. После этого следует включить зажигание и нажать на педаль тормоза восемь или более раз в интервале трех секунд. После выполнения данной процедуры, коды ошибок будут сброшены и дальнейшее использование автомобиля будет нормальным. Важно обратить внимание, что сброс кодов ошибок не является решением проблемы, а лишь временным удалением из системы. Если после сброса ошибок проблема повторяется, необходимо обратиться к квалифицированным специалистам, чтобы они определили причину возникновения проблемы и устранили ее основательно.
Что будет если налить масло на тормозные диски
Если налить масло на тормозные диски, это может привести к серьезным последствиям. Одним из негативных эффектов является то, что смазка может попасть на рабочую поверхность тормозов. Это может привести к тому, что автомобиль будет скользить на дороге, из-за чего возникнет опасность несчастного случая. Масло может выдерживать высокие температуры, поэтому оно будет находиться на диске и продолжать снижать эффективность торможения. Если попытаться поднять машину с домкратом, то это также может привести к произошедшему. На тормозные диски следует обращать особое внимание, чтобы избежать серьезных аварий на дороге.
Какая разметка должна быть на платной парковке
Планируется внести изменения в разметку на платных парковках. Согласно новым правилам, зоны платной стоянки будут обозначаться синими линиями. Это позволит водителям более точно выбирать место для парковки и избежать ошибок. Бесплатные парковки, в свою очередь, будут обозначаться белыми линиями. Изменения в разметке на парковках будут осуществлены совместными усилиями Министерства транспорта и ГИБДД. В результате водителям станет проще определить, где можно оставить свой автомобиль, не нарушая правила стоянки. Кроме того, это поможет уменьшить количество конфликтных ситуаций между автовладельцами, связанных с парковкой, и улучшит транспортную ситуацию в городах.
Что будет если сломается датчик скорости
Если сломается датчик скорости в автомобиле, то возможны непредвиденные последствия. Блок управления, который контролирует работу мотора, не будет получать сигнал о скорости движения машины. Это означает, что топливо будет поставляться равномерно, независимо от того, сильно ли водитель вжимает педаль газа. В итоге, машина не будет разгоняться так, как положено. Более того, при езде на большой скорости может возникнуть опасность, что водитель не замечет ограничения скорости и нарушит ПДД. Поэтому, если заметили признаки неисправности датчика скорости, необходимо пройти диагностику и вовремя заменить его. Это обеспечит безопасность на дорогах и сохранит работоспособность вашего автомобиля.
Тормозной диск является важной деталью тормозной системы автомобиля. Он выполняет функцию генератора механической энергии, превращая кинетическую энергию автомобиля в тепловую энергию. При нажатии на педаль тормоза, тормозные колодки сжимают диск, что приводит к замедлению скорости вращения колес.
У тормозного диска могут возникать неполадки, например, износ. В этом случае, диск нужно заменить на новый. Для увеличения срока службы тормозных дисков, необходимо соблюдать правила эксплуатации и устанавливать качественные детали.
Также стоит отметить, что на рынке существует несколько типов тормозных дисков, например, вентилируемые и не вентилируемые. Вентилируемые диски имеют специальные каналы для циркуляции воздуха, что способствует снижению температуры и улучшению тормозных свойств. Обратиться к специалистам и выбрать подходящий диск для вашего автомобиля поможет сохранить безопасность на дороге и эффективность торможения.
Виды тормозных дисков и их отличия
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 BMW M6
Основная классификация дисков
В самом широком смысле тормозные диски подразделяются на 2 вида.
- Невентилируемые. Представляют собой однородную пластину (с отверстиями или без), на которой могут находиться улучшающие вентиляцию насечки.
- Вентилируемые. Изготавливаются из двух пластин, отделенных одна от другой полостями. На поверхности также могут располагаться перфорация и насечки.
Перфорация тоже бывает разной:
- Сквозная. Отличается эффективным охлаждением, отводит большое количество рабочих газов и продуктов сгорания. Недостаток — уменьшение прочности изделия.
- 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?
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
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
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
«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 «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.
Что такое тормозной диск
Тормозной диск и тормозные колодки — это рабочая пара тормозной системы большинства современных автомобилей.
Колодки под действием гидравлической системы прижимаются с усилием к рабочей поверхности тормозного диска. В результате действия силы трения колесо замедляется. При этом энергия вращения колеса переходит в тепловую энергию. Тормозной диск сильно нагревается.
Простейший тормозной диск состоит из центральной части с отверстиями для его крепления и рабочей части (ротора). Для лучшего охлаждения диска его делают вентилируемым. Между тормозными поверхностями есть полости, внутри которых циркулирует воздух. Для этой же цели в дисках выполняют отверстия и канавки.
Так как тормозные диски подвергаются постоянному износу, они являются расходными запчастями. Обычно диски отрабатывают свой ресурс к 100-150 тысячам километров. Однако, на практике их меняют значительно раньше. Это связано как с применением низкокачественных «жестких» тормозных колодок, так и с агрессивной манерой езды с резкими торможениями.
Основной показатель износа диска тормозов — это его остаточная толщина. Она указана (обычно) на самом диске. На легковом автомобиле допустимый износ составляет 2-3 мм от исходной толщины. Измеряется обычным штангенциркулем.
Тормозные диски в отличие от тормозных колодок могут изготовляться на заводах автопроизводителей. Простота изготовления (литье чугунных заготовок и мехобработка) и огромные тиражи позволяет иметь автопроизводителям свое производство тормозных дисков. Цена оригинальных дисков как правило выше неоргинала.
Многие бренды отдают предпочтение традиционным производителям тормозных систем. К ним относятся ATE, TRW, BOSCH, AKEBONO и другие. Подбирая диски на замену, обращайте внимание на детали этих производителей. Они гарантируют качество оригинала.
Замена тормозных дисков требуется при выработке ресурса по толщине, при наличии на диске сколов и трещин, при биении диска вследствие его тепловой деформации. При выборе нужно обращать внимание на геометрические параметры — наружный диаметр, диаметр под ступицу, количество отверстий под ступичные болты / шпильки. В зависимости от комплектации авто диски могут быть разного размера. Поэтому сначала нужно подобрать тормозной диск по оригинальному каталогу запчастей с учетом VIN машины. Через оригинальный номер можно получить аналоги. Причем, часто один из аналогов и был установлен на новый автомобиль.
Как правило, при замене дисков заодно меняют и тормозные колодки. Хороший вариант при этом — колодки того же производителя, что и у дисков тормозов.