Тормозной диск — основной элемент тормозной системы. При торможении колодки прижимаются к диску и за счёт силы трения останавливают его вращение. При этом кинетическая энергия вращающегося диска переходит в тепловую, и диск нагревается.
Тормозная система автомобиля снижает скорость движения автомобиля и предотвращает его движение во время стоянки.
Конструкция
Диск состоит из двух основных частей — ротора и центральной части.
Ротор — кольцеобразная часть диска, к которой прижимаются колодки во время торможения. Занимает большую часть поверхности диска.
Центральная часть диска. Выполняет 3 функции: на нее крепится ротор, прикрепляет диск к ступице колеса и препятствует передаче тепла от ротора к колесным подшипникам.
Типы дисков
Диски различают
— по материалу: чугунные, из алюминиевых композитных материалов, сплавов титана, карбон-керамическими;
— наличию вентиляции: вентилируемые и невентилируемые;
— дизайну ротора: со сплошным, перфорированным или слотированным ротором;
— и по конструкции на цельные и составные.
Материалы
Для большинства обычных автомобилей диски изготавливают из чугуна или алюминия.
Чугун — сплав железа и углерода с примесями и легирующими элементами из кремния, марганца, фосфора и серы, марганца, хрома, молибдена и ванадия. Легирующие элементы повышают прочность при растяжении, механической прочности и ударной вязкости, увеличивают стойкость к коррозии и истиранию, снижают ползучесть металла. Чугунные диски медленно изнашиваются, имеют высокие тормозные свойства, высокую теплоемкость, они прочные и их недорого производить. К недостаткам относят вес. Чугунные диски тяжелые, и аналоги из алюминия весят на треть меньше, а из карбон-керамики — меньше в половину.
Сплавы алюминия базируются на металлических матричных композитах с керамическим армированием частиц. Сплавы алюминия — перспективный материал, потому что имеет меньшую плотность и повышенную теплопроводность, в сравнении с обычным серым чугуном. Алюминиевые диски прочные, обладают хорошей теплопроводностью, легкие и износостойкие. Но у них меньше коэффициент трения, чем у чугунных дисков.
Сплавы титана используются в дисках для гоночных автомобилей. Титан — легкий прочный металл. Титановые диски более устойчивы к коррозии и высоким температурам и весят на треть меньше чугунных дисков тех же геометрических размеров. Титановые диски не поддаются коррозии и легкие. Из недостатков отмечают быстрый износ.
Диски из композитных материалов также устанавливают на гоночные автомобили высокого класса. Композиты — материалы, в котором два или нескольких компонента соединяются на микроскопическом уровне, но сохраняют характерные индивидуальные свойства, которые потерялись бы в сплаве. К ним относятся карбон-керамические диски. Они легкие, не пылят, а потому меньше изнашиваются, обладают высоким коэффициентом трения и выдерживают высокие температуры. Недостаток — дорогие.
Вентиляция
Диски бывают вентилируемыми и невентилируемыми. Вентиляция помогает диску быстрее охлаждаться. В вентилируемом диске между двух поверхностей диска располагаются полости от центра диска к краям ротора. По ним проходят потоки воздуха, забирают тепло от нагретого ротора и уносят в окружающую среду. Вентилируемые диски ставят на автомобили повышенной мощности и в которых тормозная система терпит высокие нагрузки. При вождении в городе диски нагреваются до 300°С, а на треке – до 1000°С. Вентиляция бывает с прямыми лопастями, изогнутыми и с патентованной технологией австралийской компании DBA — лапкой кенгуру.
Пример вентиляции дисков. Слева направо – с изогнутыми лопастями, прямыми и лапкой кенгуру.
Дизайн ротора
Роторы бывают сплошные, перфорированные и слотированные. Перфорация и слоты увеличивают коэффициент трения диска и отводят от ротора грязь, влагу и продукты трения колодки.
В сплошных дисках ротор — цельная металлическая поверхность. В перфорированных дисках в роторе просверливают отверстия. Перфорация бывает сквозной, когда отверстие проходит ротор насквозь, и заглубленной, когда отверстия имеют выход лишь с одной стороны. Сквозная перфорация делает диск более хрупким, что повышает риск появлений трещин, но эффективно охлаждает ротор. Углубленная перфорация не ослабляет ротор, но отводит тепло не так быстро.
В слотированных дисках на поверхности ротора делают пазы, которые также удаляют рабочие газы, грязь и влагу. Но не уменьшают прочность, так как слоты нанесены лишь на поверхность ротора.
Примеры перфорации и слотирования тормозных дисков.
Спаянный и разборный диск
Центральная часть может быть спаяна с ротором или быть отдельной частью. В гоночных автомобилях диск спаян и сделан из алюминия, титана, композитных материалов или керамики. В обычных автомобилях диск спаянный и изготавливается из алюминия или чугуна.
Когда менять тормозные диски?
Диски рекомендуется менять каждые 100-150 тысяч км, а проверять 10 000 км. При осмотре следует убедиться, что на диске нет ржавчины, выбоин, канав и вмятин, диск не треснул, нет горячих точек и глазирования. В противном случае диск следует очистить, проточить или заменить на новый.
Вы можете выбрать новые тормозные диски в каталоге AUTO3N. Поиск ведется по марке, модели и модификации автомобиля и товарной группе.
Это ознакомительная статья по тормозным дискам. Специалисты AUTO3N написали курс по тормозным дискам, где описали деталь по все фронтам: от истории, особенностях материала и принципа действия до причин поломок и распространенных проблемах. В курсе 50 страниц и он доступен по подписке на сайте Учебного центра AUTO3N.
