тормозные диски какой металл
ИЗ ЧЕГО СДЕЛАНЫ ТОРМОЗНЫЕ ДИСКИ?
На первый взгляд тормозной диск представляет из себя подготовленный и хорошо обработанный кусок металла. Но это не так.
В действительности тормозные диски изготавливают из чугуна. А что такое чугун?
Чугун — это уже не просто металл, а определенный сплав металлов. Основа представляет собой сплав железа с углеродом, который добавляется в виде цементита и графита. Углерод необходим для придания твердости, хотя и снижает пластичность. Добавляют кремний, марганец, серу и фосфор.
Тут необходимо понимать основную задачу тормозных дисков и принцип их работы.
Тормозные колодки зажимают диск с двух сторон и тормозят движение. Визуально просто, но с точки зрения взаимодействия элементов тормозной системы дело обстоит сложнее. Принцип их действия — усилие сжатия и трение.
Там, где усиливается трение увеличивается температура, а температура увеличивается не только в паре колодка-диск, но и ситема — тормозная жидкость и далее.
Если мы посмотрим на конструкцию тормозного диска, то увидим, что он чем-то напоминает летающую тарелку. Перегрев или резкое охлаждение приводит к тому, что края этой «тарелки» то приподнимаются вверх, то опускаются вниз.
То есть рабочая поверхность деформируется и коробится.Снижается эффективность торможения и возникают различные биения, которые (в случае, если деформация все-таки происходит) мы обычно ощущаем на руле или педали тормоза.
Поэтому основная задача чугунного сплава из которого сотоит тормозной диск — это способность выдерживать высокие температуры и резкое охлаждение. Обладать твердостью и пластичностью.
Конечно, конструкция тормозного диска и всей системы в целом направлена на максимальный отвод тепла, как одной из главных проблем. Но это уже вопрос отдельного разговора и следующей статьи.
В дополнение прмерная структура тормозного диска в цифрах:
Для Чугуна с индексом G3000
Тип материала: НТ230
Усилие на разрыв: ob 230N/mm2
Твердость: HB187-241
Фосфидно евдектический сплав и цементит не более 3%
Структура: тонко слоистая со стальным отливом
С — 3.10-3.50
Si — 1.60-2.10
Mn — 0.60-1.00
P — 23 мая 2014 в 23:22 Метки: состав тормозного диска
О ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМАХ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОРМОЖЕНИЯ Ч.2
Приветствую Всех.
Продолжение статьи о тормозной системе.
Начало статьи здесь
Поршни из титана в суппортах отлично изолируют тормозную жидкость от теплообмена с горячими тормозными колодками. К сожалению, нельзя просто заменить ими стоковые. Проектирование и изготовление поршней — сложная инженерная задача. При изменении материала поршня нужно учесть разницу коэффициентов теплового расширения старого и нового материалов. Нужно также выбрать правильную марку титана. Способ обработки и покрытие поверхности должны подходить к используемым уплотнительным кольцам. Если канавка под уплотнительное кольцо сделана в поршне, она должна быть такой же, как и у стокового поршня. Интересно, что практически во всех серьезных гоночных автомобилях используются титановые поршни с антипригарным покрытием, которое меняет их исходный матово-серебристый цвет на золотой.
При всем том, титановые вставки установленные в стоковый поршень обеспечат примерно 70% теплоизоляции за малую толику цены, и при этом не надо будет разбирать суппорт, рискуя его повредить.
Перфорированные диски и диски с насечками
Долгое время для гонок использовали в основном перфорированные тормозные диски. На это было две причины: отверстия обеспечивают отвод газов и частиц образующихся в «горячей зоне» торможения, а края отверстий дают колодкам дополнительный «зацеп». К сожалению, отверстия также уменьшают теплоемкость диска и служат концентратором напряжений, уменьшая срок его службы.
Современный уровень развития материалов отодвинул перфорацию в прошлое. Большинство современных гоночных дисков имеет расходящиеся насечки, или канавки, которые выполняют ту же роль, что и перфорация, не привнося связанных с ней недостатков.
Мы убедились, что тормозное усилие напрямую зависит от площади поршней, давления в тормозной системе, коэффициента трения и эффективных диаметров и не зависит от площади колодок. Вместе с тем, форма и площадь колодок важны по следующим причинам:
1) Меж сервисный пробег. Поскольку колодки стираются, увеличение их площади увеличивает время между заменами. На многих стоковых колодках делают фаску по краям, что слегка уменьшает время их жизни, но сокращает шум, вибрацию и неравномерный износ. В некоторых комплектах внутренняя и внешняя колодки даже имеют разную форму: внутренняя короче в направлении вращения, но шире в радиальном направлении, чем внешняя из соображений компоновки.
2) Распределение тепла по большей поверхности и объему. Правда, большая колодка закрывает большую площадь диска, мешая отводу тепла и охлаждению поверхности диска, что может свести на нет все преимущества размера колодки.
3) Геометрия. Взаимная скорость диска и колодки выше у наружного края диска, поэтому в ряде случаев ширину колодки уменьшают к центру диска. Это способствует равномерному распределению температуры и прижимной силы по поверхности колодки.
Увеличение диаметра тормозных дисков
Проблема с увеличением диаметра тормозных дисков заключается в том, что производитель уже использовал ступицу максимального размера, который помещается внутрь колеса. Обычно установка тормозных дисков большего диаметра требует и увеличения диаметра колес. Помимо расходов, это влечет и изменение геометрии подвески. Такие характеристики подвески, как развал и трение качения, рассчитаны на шины c определенной высотой и жесткостью боковины. Увеличение диаметра колеса означает уменьшение высоты боковины и, следовательно, ухудшает совместимость шины. В предельных случаях, это влияет на поворачиваемость и может даже привести к ухудшению сцепления при торможении за счет быстрого износа края протектора при интенсивном торможении. Современное развитие технологий привело к появлению модных шин с ультра-низкой боковиной. Но они не означают наилучшей производительности — чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на высоту боковины шин в Формуле 1 и Инди.
Плавающие тормозные диски
Все металлы расширяются при нагревании. Литые металлические диски при интенсивном торможении могут увеличиваться в диаметре до 2 мм. Если диск цельный и не может расширяться в радиальном направлении, его рабочая поверхность начинает выгибаться в форме конуса. При этом ухудшаются распределение температуры, тормозного усилия от колодок и ощущения на педали тормоза. «Заряженные» и гоночные тормозные диски имеют отдельную, обычно алюминиевую, ступичную часть. Способ крепления подразумевает возможность свободного расширения с минимальным отклонением от плоскости вращения. Ступичная часть должна быть изготовлена из закаленного и отпущенного алюминия марки 7075 или 2024, а не из алюминиевого проката или марки 6061. (очень ценная информация — прим. пер.)
[Апгрейд колодок и тормозной жидкости и/или повышение давления позволит решить проблемы стоковой тормозной системы с минимальными вложениями. Замена стоковых резиновых шлангов на тефлоновые в оплетке из нержавеющей стали повысит возможность управлять тормозным усилием за умеренную цену. Перед тем как принять решение об апгрейде, убедитесь что компоненты, которые вы планируете приобрести подходят к вашей ситуации. Не стесняйтесь задавать вопросы и убедитесь, что вы получаете на них обоснованные технические ответы.
1) Для улучшения торможения выберите правильно ШИНЫ. Ваша тормозная система не лучше ваших шин и подвески. Лучшее вложение, с которого стоит начать: ХОРОШИЕ ШИНЫ + ХОРОШИЕ АММОРТИЗАТОРЫ
2) Правильный распределение тормозного усилия имеет решающее значение для торможения по прямой. Оптимальное распределение тормозного усилия когда усилие на поперечных парах равно. Другими словами: сумма усилия на переднем левом и заднем правом равна сумме на переднем правом и заднем левом.
3) Если чувствуете запах горелых тормозов, или педаль обмякла — сбавьте темпы торможения.
4) Используйте тормозную жидкость сохраняющую характеристики хотя бы до 550 градусов, без кремний-содержащих соединений, и убедитесь что ваша тормозная система хорошо прокачана. При более активном торможении прокачивайте тормозную систему периодически. Тормозная жидкость гигроскопична по своей природе, поэтому при любой «возможности» абсорбирует в себя воду. 1% примесь воды ДРАМАТИЧЕСКИ сдвигает точку кипения жидкости, кроме того вызывает коррозию внутри системы. Меняйте полностью тормозную жидкость 1 раз в год, и чаще, если любите тормозить «в пол».
Оригинал перевода статьи взят здесь
Мои поздравления 😉
Вы осилили данный текст.
Теперь мои выводы и в двух словах, что подходит для тяжёлого внедорожника массой 2990 кг🤔.
Всё зависит от Вашего бюджета. Можно поменять всё на более результативную 6 или 8 поршневые суппорта на переднюю ось и 4-х поршневые систему на заднюю ось, за не малую сумму.
Можно немного допилит сток. Пока приведу пару примеров, что можно сделать с минимальными вложениями.
— Улучшить теплоотвод дисков. Однозначно замена стоковых тормозных дисков, на более продвинутые с более лучшем охлождением. Такое как у DBA типа «след лапки кунгуру» или как у StopTech с изогнутыми ребрами. Вариантов много, каждый выбирает по своему кошельку.
Перфорация отпадает сразу. Или слотированные или чистые. Например на броне-автомобили ставят гладкие🤔
Мой выбор — это чугунтий High Carbon Alloy. И не важно будут на диске слотирование или они будут гладкие, для меня важено материал из которого изготавливают диск. А не китайский пластилиновый чугунтий😉
Мой выбор пал в сторону американских производителей.
Почему именно эти диски? Почему без перфорации или слотированния?
ОТВЕЧАЮ:
Заготовки дисков в компанию R1 Concepts поставляет концерн Centric Parts. Ну а Centric Parts изготавливает заготовки в Канаде, так как пиндосы уже давно обленились и у себя дома им лень заниматься качественной металлургией. В принципе можно всю ту же самую продукцию купить и в Канаде в компании Disk Brake Canada
В линейке продукции Centric Parts есть серия дисков 125. CENTRIC HIGH CARBON ALLOY BRAKE ROTORS
Вот они то меня и интересуют! Но есть одно НО. На мой авто 125 серии дисков нет, они доступны только в ассортименте у R1 Concepts или у Канадцев DBC.
— Добиться снижения нагрева суппортов. Это возможно при помощи термо-экранов на суппорта между колодками и поршнями из 1 мм титанового листа, взамен стоковых из нержавеющей стали.
Есть ещё один вариант — это термо-экраны от 120 Prado / GX470.
Там термо-экраны идут из двух частей на каждую колодку. Одна из них идёт с перфорацией. Но этот вариант не даст такого эффекта как титан.
— Тормозные колодки стоковые имеют коэффициент торможения 0,3…0,35. Подымать его до 0,55
Мой выбор — это только эти три варианта колодок. HAWK LTS, TRD и Centric Fleet Performance.
Hawk LTS — довольно популярен у нас. Коментарии излишние.
TRD — это TRD. По отзывам немного круче Hawk LTS, но чуть больше пыли на дисках от них.
Centric Fleet Performance — у нас на рынке это неизвестный науке зверь. Не многие знают о них. Колодки используют в BigBrakeKits от StopTech для бронированных авто. Также в полицейских и прочих автомобилях экстренных служб в США. Этот же самый состав колодок от Centric Fleet Performance используется в тормозных колодках StopTech. Только их завернули в другую более красивую коробочку с бантикам, и продают немного дороже. Просто — Бизнес…
Лучше посмотрите видео о тормозных колодках от концерна Centric Parts / StopTech
— Сделать более чувствительную педаль тормоза. Замена стоковых тормозных шлангов, на более жёсткие.
Обзор высокоуглеродистых тормозных дисков.
Для себя подбирал тормозные диски серии «High Carbon», делюсь информацией. О преимуществах высокоуглеродистых дисков наверное многие слышали, поэтому немного повторюсь:
Высокоуглеродистые (HC — High Carbon) тормозные диски ставят для большего комфорта, на многие авто премиум-класса устанавливаются с завода. Производятся тормозные диски из специального высокоуглеродистого чугуна. Теплопроводность тормозного диска улучшена, а соответственно и способность тормозного диска охлаждаться, в связи с чем, меньше подвержена деформациям. Диски с улучшенной производительностью снижают вибрацию, биения и шум при торможении.
К минусам этих дисков можно отнести наверное только цену — стоят немного дороже обычных мало- и среднеуглеродистых) тормозных дисков.
Оригинальные номера для 2,0 — двигателя с передним приводом Hyundai Creta: 51712-M0500 (перед) и 58411-3X300 (зад). Самым бюджетным вариантом будут диски от Польской фирмы Kamoka (завод-производитель неизвестен):
По каталогу артикул задних дисков — 103513; фото в сети нет, в продаже данных дисков не нашёл.
Также недорогим вариантом будут диски отечественного производителя с «закосом» на Италию TRIALLI серии Linea Superiore (завод-производитель — Китай).
Тормозные диски TRIALLI Linea SUPERIORE:
— Целиком отливаются из высококачественного чугуна класса G11H18
— Исходный сплав модифицируется кальцием и алюминием
— Статическая балансировка, исключающая биение
— Расширенная гарантия – 2 года / 100.000 км
— Стойкая порошковая окраска чёрного матового цвета, обеспечивающая высочайшие антикоррозийные свойства и превосходный внешний вид.
Ещё очень интересный и недорогой вариант, Бразильская фирма FREMAX. Если бы они были в продаже — взял бы себе именно эти диски:
Следующий производитель — Galfer, довольно старый итало-немецкий концерн, ныне входящий в Continental Aftermarket GmbH, вместе с фирмой-упаковщиком АТЕ (завод-производитель — Италия).
Немецкая фирма HELLA c 2013 входит в концерн Hella Pagid Brake Systems (заводы-производители находятся в Германии, Англии, Индии и Китае).
Ещё одна немецкая известная фирма ATE, в коробках которого лежит продукция фирм Galfer, реже — Icer, Beral, Bendix, Raicam. (заводы-производители — Италия, Чехия, Германия, Испания и Китай).
Псевдояпонская фирма JNBK с производством в Китае. Качество сомнительное, отзывы противоречивые, но у этой фирмы есть своя ниша поклонников. Кроме того, заявленный материал тормозных дисков — G3000, что также относится к высокоуглеродистым сплавам.
Также известная немецкая фирма BOSCH, завод-производитель в Китае, качество продукции — выше среднего. Учитывая, что на передние диски приходится около 80% нагрузки, вполне разумным решением будет установка вперёд высокоуглеродистых дисков, назад — обычных (артикул — 0 986 479 052):
Аналогично с Американской фирмой Bendix, завод-производитель неизвестен, перед — высокоуглеродистые диски, зад — обычные с покрытием (артикул — BDS1341):
В данном небольшом обзоре я не рассматривал перфорированные и слотированные диски таких фирм как Otto Zimmermann, Brembo и т.д. Кому интересно и/или я что-то пропустил — пишите в комментариях дополню обзор.
Из чего делают тормозные диски и колодки
Главное в тормозных колодках – материал, из которого сделаны накладки. Именно состав отличает одни колодки от других. Важнейшая часть состава – фрикционная смесь, которая отвечает за поведение тормозов
Тормозные колодки TRW
Зима предъявляет повышенные требования к тормозным свойствам автомобиля. В значительной степени тормозной путь на скользкой дороге зависит от выбора покрышек. И, разумеется, от эффективной работы тормозной системы. В последнем случае стоит уделить особое внимание такой важной части тормозной системы, как тормозные колодки. Отказ или неэффективная работа тормозов в самый неподходящий момент – это, пожалуй, самое худшее, что может произойти с водителем на дороге. В свою очередь, надежные тормозные колодки обеспечат спокойствие и надлежащую безопасность, будут служить верой и правдой до окончания установленного срока их эксплуатации. Чтобы не ошибиться в выборе этого элемента тормозной системы, необходимо побольше узнать о нем.
По большому счету, именно сопряжение тормозных дисков (барабанов) и колодок можно считать самым важным элементом тормозной системы, потому что именно эти элементы, взаимодействуя друг с другом, обеспечивают провоцируемое водителем замедление и остановку колеса. Гидравлическая часть тормозной системы только передает усилие с педали на тормозные механизмы и колодки, а ABS и другие технические достижения лишь призваны сделать процесс торможения максимально эффективным.
Здесь на первый план выходит вопрос материалов, которые используются для производства дисков и накладок. Большая часть тормозных дисков, как и барабанов, делается из чугуна. Этот сплав (железа с углеродом) используется в тормозной системе автомобиля не только потому, что имеет невысокую цену, но и потому, что он обладает лучшими фрикционными свойствами, чем, например, нержавеющая сталь, из которой делают диски для мотоциклов. При том, что масса мотоцикла меньше, чем автомобиля, а сами диски постоянно открыты для агрессивного воздействия окружающей среды, именно поэтому в производстве двухколесной техники применение материала, защищенного от коррозии, является оправданным.
Тормозные колодки TRW
В автопромышленности несколько другие условия эксплуатации и другие материалы. В частности, в автоспорте используют диски из углеволокна. Это легкий и весьма эффективный материал, имеющий как достоинства, так и недостатки. Карбоновые диски эффективно работают только при высоких температурах. Это означает, что применять их целесообразно только в случае агрессивного, спортивного вождения. В обычном городском режиме они просто не будут успевать прогреваться и, по сути, будут работать не так эффективно, как это необходимо. При этом, стоимость таких тормозных механизмов чрезвычайно высока. Диски из углеволокна – это вариант для «Формулы-1» и других элитных автогоночных чемпионатов и серий. Используются также диски из материалов на основе кремния, но они, пока что, также не получили широкого распространения, хотя, возможно, именно за ними будущее.
2011 Ferrari 458 Italia
Главное в тормозных колодках – материал, из которого сделаны накладки. Именно состав отличает одни колодки от других. Важнейшая часть состава – фрикционная смесь, которая отвечает за поведение тормозов. Фрикционные смеси можно разделить на асбестовые, безасбестовые и органические, от которых получили свои названия и соответствующие тормозные колодки. Асбест, используемый в качестве армирующего материала – это недорогой и вполне традиционный вариант, который применяют для изготовления обычных тормозных колодок. Безасбестовые тормозные колодки – это уже следующий этап развития технологий. В них в качестве армирующего материала используют стальную вату, медную или латунную стружку или полимерные материалы. Органические материалы, которые используют для изготовления тормозных колодок, показывают, на данный момент, наилучшие тормозные свойства, но их стоимость позволяет использовать такие накладки только в мире профессионального автоспорта.
И напоследок, об эксплуатации тормозов. Водитель всегда должен помнить о том, что менять тормозные колодки следует в сроки (в зависимости от пробега), указанные в руководстве на данную модель автомобиля. Обычно это происходит каждые 10-12 тыс. км пробега. Если вы сторонник агрессивной манеры езды, в этом случае проверять состояние тормозных накладок нужно регулярно. Если их толщина составляет или приближается к критической отметке (2 мм), колодки следует менять в обязательном порядке. Не дожидаясь неприятностей!
Из чего сделаны?
Также ЧПГ имеет высокую демпфирующую способность и прекрасно гасит вибрации. Именно серый чугун обладает хорошей жидкотекучестью, малой склонностью к образованию усадочных дефектов по сравнению с чугуном других типов, благодаря этому, тормозной диск, не смотря на внешнюю простоту, имеет довольно сложную конфигурацию, а внутри тела диска располагаются прямые или разнонаправленные вентилируемые каналы. Тормозные диски UBS серии Orange и серии Performance изготовлены из серого чугуна марки GG-20 (СЧ-20). Для дополнительной защиты от коррозии, производители дорогих брендов тормозных дисков покрывают свою продукцию различными антикоррозийными составами, либо окрашивают порошковыми красками. Тормозные диски UBS серии Performance покрыты антикоррозийным составом GEOMET, который нанесён на всю поверхность диска, в том числе внутри вентилируемых каналов, где особенно важно обеспечить максимальную проходимость воздушных потоков, которые часто ухудшаются с течением времени из-за коррозийных наростов.
Однако, чугун, не смотря на свои преимущества и удобства в производстве, также имеет и недостатки, которые особенно критичны там, где правят бал высокие скорости и мощные моторы – это мир супер-каров. От чрезмерных температурных перегрузок, диски из чугуна будут передавать избыточное тепло на ступицу, что приведёт к быстрому износу данного узла. Также в погоне за скоростью, производители спортивных автомобилей стараются максимально уменьшить вес, поэтому применение чугунных дисков здесь также будет под вопросом. Чтобы решить эти две проблемы, автопроизводители начали применять карбон при производстве тормозных дисков, а первопроходцами в этом направлении стали болиды Формулы-1, более того, применение карбоновых дисков позволило увеличить диапазон температурных перегрузок до 1000-1300˚С, но из-за очень высокой стоимости ($5-8тыс. за комплект из 2шт.), карбоновые тормоза так и остаются привилегированным продуктом. А также, для их эффективной работы, требуется обязательный прогрев поверхности диска.
В альтернативу карбоновым тормозным дискам, производители разработали керамические композиционные тормозные диски, которые изготавливаются многоступенчатым способом и по заявлениям производителей живут в 60 раз дольше классических чугунных дисков. Основным материалом таких дисков является комбинация кремния (керамики), углеволокна и синтетических смол. Данные диски, как и карбоновые, обладают легким весом, повышенной прочностью, но при этом не требуют прогрева. Цены на такие диски всё так же высоки, как, в общем-то, и все узлы и расходные материалы в любом супер-каре.