что такое плавающий тормозной диск
Технологии и практика использования составных дисков
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.
— 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.
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?
Тем не менее, двухсоставные плавающие диски – прекрасное решение для любителей острой езды и трековых нагрузок.
Плавающий тормозной диск что это
В системах JBT используются, как правило, составные диски с плавающим ротором (алюминиевой ступицей и чугунной поверхностью трения), что позволяет при достаточно больших размерах (330-380 мм) иметь вес сопоставимый с стандартным цельнометаллическим диском диаметром 290-320 мм. Следует отметить, что фрикционное полотно не имеет жесткого крепления к ступице, что позволяет избежать биений (в руль) при термических деформациях рабочего полотна.
2-составные диски
Благодаря всестороннему знанию материалов и обширным наработкам в сфере конструирования, JBT удалось сделать 2-составные диски настолько облегченными, насколько это вообще возможно, не жертвуя при этом ни их прочностью, ни долговечностью.
Использование центральной части тормозного диска, выполненной из кованной алюминиевой заготовки путем высокоточного фрезерования, позволяет значительно снизить вес всей конструкции тормозного диска. За счет этого снижается как неподрессоренный вес, так и масса вращения, что благоприятно сказывается на управляемости, ускорении и общей динамике автомобиля.
Благодаря идеальной комбинации материалов и уникальной конструкции, диски JBT работают наилучшим образом даже в самых жестких условиях. Высококачественный легированный чугунный сплав дисков JBT, а также последующая многократная термообработка, позволяет серьезно увеличить срок эксплуатации тормозного ротора. Диск JBT имеет срок службы, значительно превышающий срок службы многих других дисков на рынке тюнинговых и спортивных тормозных систем.
Все сборные тормозные диски JBT Brakes – «плавающие». Запатентованная JBT система плавающих креплений оставляет некоторый зазор для осевого смещения, в результате чего ротор движется независимо от ступицы, тем самым предотвращая термическую деформацию во время сильных тепловых нагрузок. Она также перераспределяет нагрузки на диск, что помогает предотвратить преждевременный износ и снизить уровень шума.
Все тормозные диски JBT Brakes имеют роторную конструкцию вентиляционных каналов, что позволяет значительно улучшить теплоотвод от рабочих поверхностей диска. Тормозные системы разработаны так, чтобы функционировать наилучшим образом в различных температурных диапазонах.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Распространено заблуждение, что направление насечек на дисках определяет их расположение. На самом деле, для вентилируемых роторных дисков, направление вращение определяется геометрией вентиляции.
При некорректной установке вероятно повышение термических нагрузок на узлы и детали!
Диски насечками
При прохождении тормозной колодки через насечку на тормозном диске, происходит разрыв газовой подушки, возникающей при работе фрикционного состава тормозной колодки, что положительно сказывается на стабильности коэффициента трения, а также по насечке отводятся продукты горения и пыль, образующиеся при работе пары трения. Насечки также повышают эффективность тормозной системы во влажных условиях.
Диски с перфорацией
Функционально, перфорация выполняет ту же функцию, что и насечка. Однако имеет как свои плюсы, так и минусы. К плюсам можно отнести снижение массы ротора на вес высверленного материала, а также лучший газоотвод от пары трения — это и является основной причиной активного использования перфорированных дисков в спорте. К минусам можно отнести – большую шумность при работе такого диска, и меньший ресурс, что при повседневной, длительной эксплуатации становится важным фактором.
В чем же преимущество конкретно этого диска?
Во-вторых, это увеличенный диаметр! Тут целых 240мм, по сравнению с полноценным мотоциклом немного, но для питбайка это просто космос, хватит за глаза, особенно любителям стопи, да и вообще активными пользователям передних тормозов. Кроме того, как уже писалось выше, больший диаметр = большая площадь контакта, а это меньший нагрев и большая эффективность!
Тормоза автомобиля – основа вашей безопасности на дороге. К выбору тормозных компонентов необходимо относиться очень серьезно.
Дисковые тормоза на сегодняшний день являются самым эффективным вариантом тормозных механизмов в авто и мототехнике. Именно поэтому они уже давно вытеснили барабанные тормозные механизмы из самых популярных сегментов мирового автомобильного и мотоциклетного рынка. Задние барабанные тормоза можно ещё встретить в бюджетном В классе. В данной статье мы расскажем о типах тормозных дисков и о том, как они эволюционировали.
Эффективность дисковых тормозов
Производители тормозных систем для автомобилей давно уже поняли, что дисковый тормозной механизм намного эффективнее позволяет затормозить автомобиль и к тому же он оказался значительно дешевле в производстве барабанных тормозов. Да, к достоинствам дисковых тормозов можно отнести тот факт, что сжимание чугунного тормозного диска можно производить с очень высоким усилием, при этом он не сломается. Мощность такой тормозной системы будет ограничена только прочностью тормозного суппорта и самой тепловой нагрузкой, которая будет переходить на тормозной диск. В борьбе с тепловой нагрузкой и началась эволюция дисковых тормозов. Производители начали разрабатывать новые технологии отвода тепла с тормозных дисков. Именно благодаря этому и появились вентилируемые дисковые тормоза, диски с насечками, перфорированные тормозные диски. Верхом эволюции можно считать керамические дисковые тормоза с перфорацией.
Составные тормозные диски
Составные тормозные диски пришли в гражданское автомобилестроение из автоспорта. Производители стремились облегчить тормозные диски. Однако рабочая поверхность тормозного диска, к которой прикасаются тормозные колодки, обязательно должна быть выполнена из чугуна. Именно поэтому было решено делать двухсоставные тормозные диски, состоящие из тонкой внешней чугунной части и центральной части, выполненной из лёгких сплавов.
Диаметр, вентиляция и композиты: эволюция дисковых тормозов
Вы наверняка не раз читали про суперкрутые гоночные корчи с композитными вентилируемыми шестипоршневыми 18-дюймовыми дисковыми тормозами по кругу. В целом понятно, что перечисление этих регалий говорит о способности очень быстро и эффективно тормозить. Ну а в деталях?
Дисковые тормоза давно вытеснили все остальные варианты тормозных механизмов, и только редкие барабанные еще пытаются что-то им противопоставить на бюджетных легковушках и тяжелой технике. Но со временем сами дисковые тормоза стали разнообразнее: менялись материалы и устройство дисков и суппортов, равно как и размеры. Что же, попробуем разобраться в их эволюции. И в ее смысле.
Коротко о плюсах дисков
Своим успехом дисковые тормозные механизмы обязаны двум факторам. Во-первых, простоте создания большого усилия – сжимать чугунный диск можно очень сильно, и он не согнется, не сломается и не потеряет своих характеристик. А раз усилие сжатия велико, то и тормозная мощность будет ограничена только прочностью суппорта и тепловой нагрузкой на сам диск.
Во-вторых, собственно, хорошей способностью к восприятию этой самой тепловой нагрузки, или, другими словами, хорошими способностями к охлаждению. Пока диск вращается, он создает непрерывный поток воздуха на своей поверхности, эффективно удаляющий тепло и продукты износа.
Помимо двух этих основных факторов, нашлось и множество второстепенных вроде простоты создания авторегулировки тормозов, точности и «прозрачности» усилий, малой массы тормозного механизма, удобства компоновки со ступицей, простоты обслуживания и прочих. Хотя без первых двух они были бы не столь важны.
А первые два фактора можно охарактеризовать в сумме одним словом – это «мощность». Именно мощность тормозных механизмов при малой массе стала тем, что сделало их успешными. Это способствовало созданию все более и более мощных тормозов, способных без ухудшения характеристик переносить многочисленные торможения с большой скорости.
Зачем нужно усложнять диск?
На первом этапе усовершенствования дисковых тормозов постарались улучшить в первую очередь именно способность к охлаждению, чтобы дополнительно снизить риск перегрева при затяжных или частых торможениях. В дальнейшем именно желание увеличить тепловую мощность тормозов будет толкать конструкторов все к новым и новым решениям.
Диск нельзя нагревать бесконечно – материалы банально теряют прочность, колодки «горят», уплотнения суппорта разрушаются, в общем, греть диски ради большей теплоотдачи нельзя, нужно «держать» температуру и охлаждать.
Вентиляция
Обеспечить лучшее охлаждение диску можно двумя путями: либо увеличивая его площадь (об этом чуть позже), либо введя вентиляцию. За счет создания внутренних радиальных каналов внутри диска площадь охлаждения увеличилась в пять-шесть раз, и во столько же раз увеличилась мощность.
Еще немного увеличить площадь охлаждения позволяет перфорация, и она же чуть улучшает очистку диска при прижатии колодок. К сожалению, усложнение конструкции диска дальше маловероятно и ограничено теплопроводностью чугуна. По сути, почти все современные тормозные механизмы выполнены именно по этой схеме: передние – практически всегда вентилируемые, но без перфорации – она ослабляет диск, снижает его ресурс и применяется нечасто.
Увеличение диаметра
Теперь вернемся к размерам. Увеличивая диаметр диска, мы решаем две проблемы. Во-первых, при этом возрастает площадь охлаждения, а во-вторых – тормозной момент и одновременно скорость вращения диска в зоне трения колодок. Тормозная мощность «размазывается» по площади, уменьшается нагрев. Появляется возможность уменьшить давление прижатия колодок, а значит, снижаются требования к фрикционным материалам и повышается удобство пользования тормозами.
Путь увеличения площади хороший, если бы не одна проблема: внешний диаметр диска всегда ограничен размером колеса. Примерно до 19 дюймов увеличение диаметра колесного диска еще может быть оправдано улучшением управляемости, но дальше гигантомания идет во вред. Прежде всего – из-за того, что критически вырастает неподрессоренная масса, страдает комфорт и, как ни странно, управляемость автомобиля. Да и слишком большой диск быстрее коробится. Эту проблему можно было бы решить утолщением диска, но тогда вырастет масса, а она, как мы поняли, и так уже велика. Но конструкторская мысль нашла выход из положения.
Составные диски
По сути, рабочей зоной тормозных колодок является только внешний край тормозного диска. Использовать всю его площадь просто не нужно – тормозное усилие зависит не от площади контакта колодок. При увеличении площади улучшается модуляция и уменьшается износ накладок, но площадь можно сохранить, увеличив только «длину» колодки, а не ее «высоту». Это значит, что вместо большого и тяжелого сплошного диска можно использовать лишь сравнительно тонкое кольцо максимального диаметра.
Конструктивно проблему можно было решить двумя способами. Традиционный заключается в том, что можно выполнить центральную часть тормозного диска из легкого сплава и прикрепить к ней чугунное кольцо, по которому будут работать колодки.
Второй вариант – прикрепить чугунное кольцо к легкосплавному колесному центру изнутри. Соответственно, и тормозной суппорт тогда будет охватывать тормозное кольцо изнутри, а не снаружи. Второе решение не очень-то прижилось, разве что владельцы ЗАЗ Таврия помнят сей конструктив, да знатоки железнодорожной техники вспомнят локомотивы с подобными тормозными механизмами.
А вот более классическая конструкция диска с легкосплавным центром завоевала мир гоночных и спортивных автомобилей. Составные тормозные диски позволяют экономить по несколько килограмм массы на каждом колесе и к тому же дешевле в эксплуатации – внутренняя сложная легкосплавная часть зачастую не требует замены, меняется лишь простое по конфигурации наружное кольцо из чугуна или другого материала с похожими свойствами.
Плавающие диски
Следующим логичным шагом по пути улучшения стало создание «плавающих» тормозных дисков. Не бойтесь, ни о каком водяном охлаждении речи не пойдет, впрыск воды остается для дисковых тормозов крайне экзотической технологией. Суть куда проще: крепление центральной части такого составного тормозного диска позволяет внешней чугунной части при расширении немного сдвигаться. Тем самым уменьшаются нагрузки, которые возникают из-за разницы в коэффициенте расширения у разных металлов и разнице температур между центральной частью и тормозным кольцом.
А раз нет риска коробления, то можно допустить прогрев диска до большей температуры без риска критического перегрева. Кроме того, улучшаются условия прилегания колодок, и тормоза заработают в полную силу при большей нагрузке. Такой диск может иметь мощность на все 20–30% выше, чем у «жесткой» конструкции, при незначительном, в общем-то, усложнении.
Композитные материалы
При создании составных дисков открылось еще одно направление в развитии тормозных механизмов. Увеличить теплоотдачу можно еще и повышением температуры тормозов, но тогда придется заменить на что-то, умеющее работать при температурах под тысячу градусов. Кандидаты нашлись быстро: в первую очередь это биметаллические диски, металлокерамика и углеволокно.
Биметаллические диски позволяли получить выигрыш в массе, но по совокупности характеристик не получили выигрыша в сравнении с поверхностно упрочненным чугуном, так что эта тюнинговая экзотика почти не встречается. А вот материалы на основе углерод-углеродной, керамической и метал-керамической матрицы прижились, несмотря на очень высокую цену относительно чугуна.
Причин сразу несколько. Во-первых, по сравнению с чугуном композитные материалы имеют в несколько раз меньшую плотность, а значит, на 50-75 % снижается масса диска. Рабочая температура выше 1 100 градусов для них не является проблемой, причем температура поверхности может доходить до 1 400 градусов, поэтому теплоотдача вырастает примерно в полтора-два раза в сравнении с чугуном.
Во-вторых, волокнистые композиты на основе SiC-матрицы обладают очень высокой износостойкостью – такие диски практически «вечные», даже если учитывать особенности эксплуатации в гоночных автомобилях. Чаще всего они выходят из строя не из-за износа поверхности, а из-за разрушения точек крепления и расслоений, свойственных композитам.
В-третьих, у композитных дисков полностью отсутствуют «прихватывания» – точки локального изменения поверхности диска под воздействием высокой температуры и материала колодок.
Именно такие диски можно сделать наибольшего размера, к тому же вдвое увеличив мощность тормозных механизмов. Так почему же композитные материалы до сих пор не вытеснили чугун? Минусы проявились тоже достаточно быстро. Высокая стоимость является очевидным недостатком, но по сути сильно зависит от технологии производства, при появлении массового спроса в автомобилестроении шансы на ее снижение довольно велики. Сами материалы, на самом деле, не столь дороги.
Что такое плавающий тормозной диск
Сообщение шарабан » 21 ноя 2014, 19:58
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение Максон » 21 ноя 2014, 22:00
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение шарабан » 21 ноя 2014, 22:40
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение Максон » 21 ноя 2014, 22:58
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение PlasmaNaut » 22 ноя 2014, 13:08
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение SaltedD » 22 ноя 2014, 13:35
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение шарабан » 22 ноя 2014, 21:35
раньше стоял сзади плавающий. стал болтаться. не родной стоял, РМ кажись
просто щас изменился двигатель, изменилось передаточное число из «моментной» в «скоростную» сторону, в итоге тормозам приходится туго. передние вроде справляются, а вот заднему хоть принудительное охлаждение вешай.
бывают на Харлей плавающие диски со сменным тормозным ободом? стерся, и чтоб можно поменять
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение PlasmaNaut » 23 ноя 2014, 08:57
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение шарабан » 23 ноя 2014, 18:45
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение PlasmaNaut » 23 ноя 2014, 19:04
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение шарабан » 23 ноя 2014, 19:25
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение booster » 25 ноя 2014, 09:41
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение шарабан » 02 дек 2014, 22:18
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение PlasmaNaut » 03 дек 2014, 14:17
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение шарабан » 03 дек 2014, 16:46
а я приобрел диск. простой, не керамику. ибо есть еще 2 пары колодок ЕВС, надо их сначала докатать, а потом уже вкладываться в керамику и новые колодки под нее. 
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение vassaby » 26 мар 2015, 23:56
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение Karbofoss » 01 апр 2015, 21:25
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение vassaby » 03 апр 2015, 18:14
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение Максон » 03 апр 2015, 22:16
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение шарабан » 03 апр 2015, 22:44
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение Alex_Ch » 04 апр 2015, 09:41
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение vassaby » 04 апр 2015, 12:05
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение Alex_Ch » 04 апр 2015, 12:27
Re: плавающие тормозные диски
Сообщение шарабан » 04 апр 2015, 12:40
про однодисковый речь как бы не шла. у меня спереди 2а 13″ и 6и поршневые калиперы ПМ. денег это стоит дофига + при замене калиперов на многопоршневые надо менять мастер-цилиндр и тормозные магистрали. Короче, думаю, что эти 14″ киты неплохая альтернатива к примеру моему варианту передних тормозов, ибо по деньгам будет в 3-4 раза дешевле, а тормозить будет неплохо.
vassaby
У тебя тормозные линии армированные?