Домой Карта сайта Контакты навигатор
контакты

Контакты

+7 (495) 589-86-45
+7 (499) 267-00-23
Ремонт машин

Ремонт и техническое обслуживание

Кузовной ремонтРемонт ходовой
Заправка кондиционеровРемонт стартеров и генераторов
Комп. диагностикаЭлектрика
Автотюнинг

Авто тюнинг

По типу работы:

Тюнинг Пружины Тормозные диски Амортизаторы Подвеска и тормоза Внештатное оборудование Ламбо-двери ...

Наши последние работы

Тюнинг глушителя на Jeep Замена дверей Opel Omega Техобслуживание Isuzu Vehi Cross Ремонт головки блока цилиндров Opel Sintra Ремонт двигателя Opel Ремонт Toyota Land Cruiser 100 Кузовной ремонт Acura Кузовной ремонт Mitsubishi Pajero Sport Тюнинг тормозной системы Mazda 323F Тюнинг выпускной системы Volkswagen Touareg ...
ТО Isuzu Vehi Cross Установка корзины сцепления Opel Astra G
Поиск:
  • Персональный подход
    Персональный подход
  • Качество
    Качество
  • Надежность
    Надежность
  • Широкий выбор
    Широкий выбор

Тормозные диски

Дисковые тормоза

Наиболее распространенный на сегодняшний день тип тормозов легковых автомобилей – дисковые тормоза. Из этого следует, что самым главным элементом тормоза такого типа является тормозной диск, к которому прикладывается усилие исполнительного механизма. Поскольку существующие автомобильные тормоза использует такое физическое явление, как трение в качестве основного принципа действия, между диском и тормозным механизмом существует посредник в виде фрикционного элемента. Как правило, это колодка, снабженная слоем этого самого материала. На словах все довольно просто и ясно, но на деле путь дисковых тормозов так сказать, в массы, оказался гораздо сложнее.

Фрикционный тормоз

Как только автомобиль стал делать первые шаги, возник вопрос не только о самостоятельном передвижении, но и его замедлении вплоть до полной остановки. Кинематическую энергию, которая напрямую связана с массой машины и квадратом ее скорости, надо было куда-то девать. Хорошо помня о законе сохранения вещества и энергии, автомобильные инженеры применили на практике принцип перехода одного вида энергии в другой. Победителем в споре о конечном «пункте» упомянутой кинетической энергии стало тепло, которое выделялось в атмосферу в результате трения между подвижными частями автомобиля, обычно связанными с вращающимися колесами, и собственно фрикционным материалом, к которому подводилось необходимое управляющее усилие. Таким образом, образовалась пара трения с равноправными участниками процесса, целью которого стало остановить автомобиль в нужное время в нужном месте. На заре автомобильной истории предлагались и другие, гораздо более изощренные способы торможения в виде выбрасываемых якорей, парашютов и прочей экзотики, но самым удобным и практичным оказался знакомый всем нам фрикционный тормоз. Впрочем, про парашют вспомнили, когда скорости отдельных гоночных автомобилей стали сопоставимы со скоростью далеко не самых тихоходных самолетов, однако воспользоваться таким способом было можно, но только один раз, а о постоянном «парашютировании» не могло быть и речи. Однако воздух все же послужил делу уменьшения скорости автомобиля, но это, как говорится, совсем другая история.

Барабанный тормоз

Первые автомобили строились, как правило, на основе конских экипажей. Последние воообще не имели понятия о тормозных механизмах, и поэтому взоры конструкторов обратились на уже существующее механическое транспортное средство – поезда железных дорог. Так автомобиль получил колодочные тормоза, а от стационарных механизмов были заимствованы и тормоза ленточные. Конечно, все эти устройства прошли адаптацию к автомобилю, и дальнейшая эволюция тормозных механизмов привела к рождению барабанного тормоза, который отличается от колодочного тем, что колодки находятся внутри барабана и, раздвигаясь при помощи приводного механизма, прижимались к рабочей поверхности барабана, тем самым создавая тормозной момент. Барабанный тормоз отлично подошел автомобилю, он был достаточно компактным, простым по конструкции и имел неплохую защиту своих рабочих компонентов от грязи. Он применяется и по сей день, как правило в тех случаях, где не требуется высокая эффективность торможения. Например, барабанные тормоза ставят на менее нагруженные за счет динамического перераспределения веса на переднюю ось задние колеса маломощных легковых автомобилей и грузовиков. Это касается и сельхозтехники, где проблема грязезащиты приобретает особую актуальность. Впрочем, оставим трактора и комбайны в покое и вернемся к автомобилю, который становился все более совершенным, мощным и скоростным, что требовало принимать соответствующие меры для его замедления.

Барабанный тормоз перегревается

Первыми забили тревогу спортсмены. Обычный барабанный тормоз уже не справлялся со своими обязанностями, он быстро терял эффективность вследствие перегрева, а применение новых фрикционных материалов с большим коэффициентом трения после кратковременного улучшения только усугубляла ситуацию. Логичным стало увеличение тормозного момента за счет радиуса рабочей поверхности барабана. При этом дело дошло до того, что барабан стал занимать все внутренне пространство колесного диска, а затем и превзошел его. Достаточно взглянуть на довоенные гоночные машины – аналоги современной Формулы 1, чтобы убедиться в этом. У них барабанные тормоза достигли неестественных размеров и заметно выступали из колес. Это давало дополнительное преимущество в виде размещения охлаждающих ребер на наружной поверхности барабана, однако размер тянул за собой вес, что негативно сказывалось на величине неподрессоренных масс. Требовалось кардинальное решение, и оно было найдено в виде дискового тормоза.

Применение дисковых тормозов

Сейчас уже трудно вспомнить, кто первым догадался применить диск в качестве главного элемента тормозного механизма, но можно сделать предположение, что без опыта других средств транспорта здесь тоже не обошлось. Самый ближайший родственник автомобильного дискового тормоза – так называемый бортовой фрикцион мощного гусеничного транспортера, тягача или танка. Пара фрикционов служит для поворота такой техники путем подтормаживания гусеницы одного из бортов. Фрикцион представляет собой пакет дисков, через один соединенных с ведущим и ведомым валами, который сжимается в осевом направлении, тем самым обеспечивая тормозной момент. Примерно по такому же принципу устроены колесные тормоза шасси самолетов.

Идея была понятна, осталось только отсечь лишнее и адаптировать такой тормоз к автомобилю. В результате работы инженерной мысли на свет появилась знакомая любому современному автомобилисту конструкция в виде соосного со ступицей колеса диска, который сжимает с противоположных сторон пара тормозных колодок. Первый в истории работоспособный дисковый тормозной механизм был установлен на спортивном автомобиле Jaguar C-type, принимавшем участие в 24-часовых гонках в Ле-Мане в 1953 году. Испытания в боевых условиях прошли успешно, и с тех пор началось победное шествие дисковых тормозов по всему миру. Уже к концу пятидесятых годов новые тормозное механизмы, в числе пионеров производства которых была небезызвестная фирма Dunlop, стали устанавливаться на серийные автомобили. Так продолжается и поныне. За полвека конструкция претерпела значительные изменения, но суть осталась прежней. И сегодня дисковые тормоза отличаются простотой конструкции, компактностью и эффективностью, над увеличением которой трудятся лучшие инженерные кадры. Последний вопрос нас особенно интересует, и поэтому остановимся на нем более подробно.

Эффективность тормозного механизма

Как известно, росту эффективности любого тормозного механизма препятствует температура в паре трения. Чем интенсивнее автомобиль тормозит, тем больше выделяется тепла и тем больше нагреваются непосредственные участники процесса. Для обычной тормозной колодки это приводит к потере фрикционных свойств за счет снижения коэффициента трения. Можно пойти дальше и обнаружить, что тепло от колодки передается не только воздуху, но и собственно исполнительному тормозному механизму – скобе, нагретые поршни которой бывают способны довести тормозную жидкость до кипения. Это может привести к образованию пузырьков воздуха в жидкости и, как следствие, потере ею упругих свойств и «провалу» тормозной педали. Естесственно, ни о какой эффективности не может быть и речи, остановиться бы, перевести дух и подумать, что можно сделать. Самым логичным будет повысить температуру кипения тормозной жидкости и сделать колодки, способные не снижать коэффициент трения с ростом температуры. Именно так и поступили конструкторы тормозных систем, и сейчас есть колодки, работающие в диапазоне от 200 градусов и выше. Однако тема колодок и жидкостей еще дождется своего часа, а что же происходит с дисками?

Деформации диска

Диск также нагревается, что приводит к нарушению формы его рабочей поверхности, ее короблению, следствием чего становится осевое биение диска, передаваемое на руль и тормозную педаль. В такой ситуации водителю психологически трудно увеличивать интенсивность торможения, а если это нужно сделать? Для начала рассмотрим причину деформации диска под действием температуры. Как правило, обычный тормозной диск представляет собой обод, выполненный в одно целое со ступицей П-образного сечения. При нагреве диск, напоминающий в разрезе шляпу, а кому-то удава, проглотившего слона, как говорилось в одной сказке, условно стремится вывернуться «наизнанку» за счет разницы длин наружного и внутреннего контуров. У внутреннего она больше, следовательно, и линейное тепловое расширение также больше. Это приводит к тому, что у «шляпы» приподнимаются поля. Именно череда таких подъемов и опусканий при остывании и приводит к деформации диска. Чтобы уменьшить такой эффект, у дисков в местах соединений обода со ступицей с наружной стороны делаются галтели или проводятся другие мероприятия, увеличивающие длину наружного контура. Можно предположить, что диск нужно сделать плоским как блин, и тогда его хотя-бы не будет гнуть туда-сюда. Для этого нужно всего-то изменить конструкцию колесного ступичного узла и диска колеса. Только представьте, какое должно быть сечение колесного диска, чтобы он вместил сильно смещенный наружу колеса тормозной механизм. Видимо, эту проблему удалось решить на спортивном автомобиле Lotus Elise, у которого на всех колесах стояли плоские вентилируемые диски из спеченного композитного алюминиевого материала.

Диск с внутренней вентиляцией

Однако не будем забегать вперед. А что, если сделать диск более массивным, тогда он уж точно не покоробится. Хорошая идея, только вообразите, какая будет неподрессоренная масса у такого автомобиля, а наличие дополнительного маховика на каждом колесе сделает торможение проблематичным, добавив еще необходимость «гасить» их инерцию. К тому же проблема рассеивания тепла осталась. Так на сцену вышел диск с внутренней вентиляцией или просто вентилируемый. Он сразу позволил повысить эффективность торможения за счет более благоприятных температурных режимов паре трения. У вентилируемого диска существенно увеличена поверхность, с которой он отдает тепло окружающей среде. А если подвести дополнительный охлаждающий воздух к тормозному диску, то о перегреве тормозов можно даже забыть. Вентилируемый тормозной диск также уменьшает температурную нагрузку на ступичный подшипник. 

Перфорация дисков

Увеличению поверхности рассеивания тепла способствует и ставшая в последнее время популярной у производителей деталей для тюнинга перфорация дисков, при которой обод насчитывает не один десяток сквозных отверстий с зенковкой. На самом деле основная задача перфорации – не допускать «всплытия» тормозной колодки при попадании воды на рабочую поверхность диска в дождь или при проезде через лужи. Оказавшаяся на пути колодки вода выдавливается внутрь диска, откуда она выбрасывается наружу под действием центробежной силы. Вот здесь и кроется опасность для перфорированных дисков. Попавшая вода на раскаленный иногда тормозной диск может вызвать катастрофические последствия для его целостности, он может потрескаться и даже лопнуть. Отверстия станут дополнительными концентраторами напряжений и начальными точками этих самых трещин. Поэтому заявления о повышенной эффективности перфорированных дисков следует рассматривать почти всегда как рекламный ход. Однако встречаются серийные автомобили, у которых такие диски стоят и хорошо себя чувствуют за все время эксплуатации, подвергаясь замене только по причине износа. Такую картину можно наблюдать, в частности, на автомобилях Ferrari и Porsche, а также некоторых других. Все дело в том, что диаметр отверстий не велик, их расположение сочетается с конфигурацией внутренних лопаток диска, а сам диск, как правило толстостенный и большого диаметра. Это снижает риск образования трещин, однако более правильным решением являются канавки на рабочей поверхности диска.

Один из ведущих производителей тормозных систем, AP Racing, рекомендует предпочитать диски с канавками перфорированным. Канавки “глухие” и не заходят вглубь диска более двух миллиметров. Кроме воды, канавки отводят газообразные продукты “жизнедеятельности” колодки и продукты износа. Канавки бывают направленными в зависимости от вращения диска или симметричными, что позволяет ставить диск на левую и правую стороны автомобиля. Это относится и к лопаткам внутри диска. Обычный вентилируемый диск имеет радиально расположенные лопатки, что делает левый и правый тормозные диски одинаковыми, но существуют диски с наклоненными лопатками для лучшего удаления разогретого воздуха. При этом левый диск является зеркальной копией правого и наоборот.

Вентилируемые сборные диски

Так мы добрались до высшей лиги тормозных дисков - вентилируемых сборных. Конечно, бывают и цельные диски с направленными лопатками, но их не так много. Это объясняется необходимостью иметь сложные оснастки для левого и правого диска, на что не каждый производитель может пойти, включая тюнинговое подразделение AMG концерна Daimler-Chrysler, устанавливающее один и тот же диск на обе стороны машины. В результате диск с одной стороны выбрасывает воздух наружу, а с другой – захватывает его и пытается выдавить из центра внутрь колесной арки. Разборные диски изначально делятся на левые и правые и имеют крепежный фланец для ступицы, которая делается, как правило, из высококачественного авиационного алюминия.

Такая конструкция позволяет еще больше рассеивать тепла, что благоприятно сказывается на эффективности тормозов и теплонагруженности подшипников ступицы. Понятно, что такой диск более легкий, чем его цельный аналог. Здесь тоже присутствуют подводные камни. Самый опасный – разница коэффициентов термической деформации материалов диска и ступицы. Для решения этой проблемы делают прорези на ступице, но самым эффективным способом борьбы с этим явлением можно назвать так называемые плавающие диски. Их суть – отсутствие жесткой связи между диском и ступицей, при этом диск может двигаться относительно ступицы обычно в осевом направлении в пределах нескольких десятых долей миллиметра. Не существует единого рецепта плавающего диска.

Так, AP Racing выпускает плавающие диски с «окнами» специальной формы, куда вставляются бобины с боковыми лысками, жестко закрепленные на ступице диска. Alcon предлагает аналогичную конструкцию с точностью наоборот – бобины крепятся к диску через круглые отверстия болтами, а окна под бобины проделаны в ступице. Brembo же вообще не крепит втулки ни к ступице, ни к диску, при этом диск может относительно ступицы совершать вращательное движение вокруг общего центра. Самым предпочтительным вариантом является исполнение от AP Racing, поскольку бобины при сборке самоцентрируются и не разбивают окна в диске при знакопеременных нагрузках. У Alcon ситуация со сборкой аналогичная, однако ударным нагрузкам подвержена более мягкая ступица. В случае крепежа системы Brembo свободные втулки-бобины гремят на неровностях, но ступица и диск, как у AP Racing, остаются невредимыми, при этом никаких окон сложной прямоугольной формы ни в ступице, ни в диске. Плавающие диски обладают существенным недостатком – они боятся грязи, которая может лишить их подвижности, поэтому они главным образом применяются в кольцевом автоспорте.

Чугун - основной материал

Что касается основного материала, из которого изготавливаются тормозные диски, то им является серый чугун, причем его химсостав не отличается большим набором легирующих элементов и примесей. Самое главное условие – эффективная совместная работа с коллегой по паре трения – тормозной колодкой. В последнее время стали появляться более экзотические материалы тормозных дисков. Про алюминиевые диски Lotus Elise уже упоминалось, они были вполне работоспособными и самыми легкими, однако на машинах второй серии не прижились, уступив место традиционным чугунным. Гоночные автомобили Формулы 1 используют карбоновые тормозные диски в паре с такими же колодками, но цена таких изделий поистине космическая, однако перспективным материалом может стать со временем керамика, обладающая высокой термостойкостью. Сообщения об установке на тот или иной автомобиль керамических тормозных дисков все чаще появляются в специализированной прессе.


1
«« »»

В начало

О компании | Ремонт | Автотюнинг | Цены | Автозапчасти | Контакты | Копия Цены

SV-Master © 2006-2018 Все права защищены. О сайте / Карта сайта
Создание и раскрутка сайта — plarson.ru