Из чего делают тормозные диски: Из чего делают тормозные диски и колодки Автомобильный портал 5 Колесо

Содержание

Экспертные статьи: Из чего сделаны?

На сегодня основным материалом для производства тормозных дисков является легированный чугун, в составе которого вместе с основными компонентами — железом и углеродом, специально введены легирующие элементы, придающие ему прочность, износостойкость, жароупорность, коррозионную стойкость. В зависимости от дальнейшей области применения, легированные чугуны классифицируют по химическому признаку — алюминиевый, никелевый, хромистый. Наилучшими показателями для тормозных дисков обладает алюминиевый чугун (серый чугун — СЧ), он используется как жаростойкий материал для работы в агрессивных средах при повышенных температурах, важно отметить, что используется серый чугун с выделенным пластинчатым графитом (ЧПГ) – именно такой сплав обладает высокой износостойкостью, малой чувствительностью к концентраторам напряжений.

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.

Почему «Солярису» не нужны высокоуглеродистые тормозные диски?

Компоненты

Главная / Компоненты

dvizhok.su

23.12.2022

Журнал «Движок» вместе с техническими специалистами бренда

NK разбирается в типах и ключевых особенностях современных тормозных дисков.

На правах рекламы

Точкой отсчета в истории тормозных систем можно считать 1902 год. 120 лет назад британский инженер Фредерик Уильям Ланчестер запатентовал дисковые тормоза, а знаменитый Луи Рено — барабанные. Находка Ланчестера опередила развитие автопрома на полвека: колодки первых дисковых тормозов дорого стоили и быстро перегревались, поэтому застать коммерческий успех своего детища удалось только французу.

Заочный спор ноу-хау Ланчестера и Рено рассудило время: сейчас барабанные тормоза можно встретить только на задней оси бюджетных «легковушек», в то время как подавляющее большинство автопроизводителей используют дисковые механизмы, которые за семь десятилетий прошли долгий путь.

В этом материале мы умышленно обойдем вниманием стальные и алюминиевые диски, как и всю карбон-керамическую экзотику, и сосредоточимся на чугунных дисках — самых доступных и распространенных.

Смесь железа с углеродом обладает хорошими фрикционными свойствами и плохими антикоррозионными — при нагреве чугунные диски быстро ржавеют. Устранить этот недостаток помогает специальное сверхтонкое (20 мкм) покрытие, которое наносят в том числе на скрытые полости диска — ступичную часть и вентиляционные отверстия. Смазывать и обезжиривать обработанные диски перед установкой не нужно, добавляют представители бренда.

Как правило, стандартные тормозные диски отливают из чугуна GG-20 (по германской классификации), который соответствует нашему СЧ-20. Число в индексе обозначает минимальный предел прочности металла при растяжении в кг/мм² — чем оно выше, тем тверже чугун.

Однако прочность — далеко не единственный критерий, по которому производители тормозов выбирают чугун.

На «заряженных» моделях Audi, BMW и Mercedes-Benz применяются диски из чугуна GG-15 с повышенным содержанием углерода и небольшим количеством других компонентов: хрома, молибдена, никеля, меди, титана и ванадия. Твердость по методу Бринелля у чугуна GG-15 несколько ниже, чем у GG-20 (130–240 против 140–250).

Высокоуглеродистые диски лучше переносят высокие температуры и в целом работают тише, пусть и за счет меньшей твердости. Специалисты NK подчеркивают, что владельцам Hyundai Solaris, Renault Logan и других «бюджетников» высокоуглеродистые диски ни к чему: долговечный чугун GG-20 в городских условиях намного практичнее.

Еще одно ухищрение — биметаллические диски, которые использует на своих моделях BMW. Решение призвано снизить неподресоренные массы: рабочая часть диска выполнена из чугуна (как правило, высокоуглеродистого), а монтажный фланец — из алюминия. По словам представителей бренда, двусоставная конструкция (фланец крепится к рабочей части посредством заклепок) повышает устойчивость диска к перегреву.

Пока немцы экспериментируют с «летающим металлом», другая крупная европейская школа автомобилестроения нашла иной способ снизить неподресоренные массы. На задней оси некоторых французских машин иногда применяются диски со встроенными компонентами — ступичными подшипниками и/или кольцами ABS. Спорт тут ни при чем: чугун для таких дисков автоконцерны Пятой республики выбирают стандартный.

Любой из этих дисков может иметь вентиляцию, причем она вовсе не подразумевает наличие прорезей. У вентилируемых дисков две фрикционные поверхности, между которыми циркулирует воздух, а прорези лишь позволяют ускорить процесс охлаждения. Вентилируемые диски меньше нагреваются при интенсивной работе, но требуют от автовладельца бдительности: время от времени деталь необходимо чистить.

Еще один подвох может скрывать конструкция перемычек — вентиляция бывает асимметричной! Как и в случае с шинами, установка диска на «неправильную» сторону существенно повлияет на его свойства, поэтому представители бренда рекомендуют внимательно изучать упаковку детали и проверять артикул по каталогу производителя.

На дисках также указывают минимальную толщину износа. На нее необходимо ориентироваться при проточке диска: если снять слишком много, при торможении диск начнет быстрее нагреваться и может деформироваться. Для балансировки на торце диска обычно делают прорезь.

После установки диск необходимо испытать на биение. Для этого на СТО применяется индикатор часового типа. Также можно проверить и биение самой ступицы. Экспериментировать со смазками точно не следует: специалисты NK призывают при ремонте и обслуживании тормозных систем ориентироваться на рекомендации завода-изготовителя и инструкцию по эксплуатации автомобиля.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен

«Движок» теперь в Telegram! Подписывайтесь и узнавайте первыми о новинках и результатах тестов!

1454

Новости по теме

Компоненты / Новости

Zentparts представил ролики натяжения ремня

Компания «Армтек» объявила о расширении ассортимента автозапчастей бренда Zentparts – для заказа стали доступны ролики натяжителя ремня для легковых автомобилей. В ассортимент Zentparts, как сообщает пресс-служба компании, вошли как натяжные,…

Zentparts, ролики, Новинки

Компоненты / Новости

Edcon расширил ассортимент аккумуляторных батарей

Компания «Армтек» объявила о расширении ассортимента аккумуляторных батарей, выпускаемых под брендом Edcon. Как сообщает пресс-служба бренда, линейку аккумуляторов Edcon пополнили 24 новых артикула для легковых автомобилей и три артикула для…

Edcon, Аккумуляторы, Новинки

Компоненты / Новости

Carville Racing выпустил видеообзор фильтров бренда

Бренд Carville Racing опубликовал на видеоролик, посвященный автомобильным фильтрам, выпускаемым под этой торговой маркой. В ассортименте Carville Racing представлены, напомним, масляные, воздушные, салонные и топливные фильтры. В конце…

Carville Racing, Фильтры

Статьи по теме

Компоненты / Статьи

Антибактериальные фильтры: реальная польза или уловка маркетологов?

В последнее время на рынке автозапчастей наблюдается существенный рост предложения в сегменте антибактериальных фильтров салона. В том, что они собой представляют, и стоит ли верить рекламе, «Движок» разбирался вместе с техническими специалистами…

Антибактериальные фильтры, салонные фильтры

Компоненты / Статьи

Завод в Новополоцке: как делают присадки для масел «ЛУКОЙЛ»

Брендов масел на российском рынке сегодня столько, что их производство кажется делом нехитрым: ставим смесительное оборудование, закупаем базовое масло, присадки — и можно подсчитывать прибыль! Но чтобы получить по-настоящему качественный продукт,…

ЛУКОЙЛ, Производство

Компоненты / Статьи

Последовательно или параллельно? Особенности обслуживания автомобилей, поступающих в РФ по параллельному импорту

Журнал «Движок» поговорил с экспертами — представителями российской автоиндустрии о том, как обслуживаются машины, поставляемые в нашу страну по схеме параллельного импорта. В частности — о том, доступны ли на рынке запчасти для таких автомобилей,…

Послепродажное обслуживание, Параллельный импорт

Тесты по теме

Компоненты / Тесты

Большой тест салонных фильтров для Toyota: оригинал Toyota, MANN Filter, BIG Filter, Mando, Lucas Filters, Corteco, Sakura, Fenox, Metaco, Parts-Mall, Stellox, Tatsumi, TSN, Zekkert, Filtron

Журнал «Движок» продолжает ставшие уже традиционными ежегодные испытания фильтров в весенне-летний сезон. Однако до этого мы тестировали только воздушные фильтры, несправедливо обходя вниманием салонные, а ведь именно в эти жаркие месяцы, в…

Toyota, MANN Filter, BIG Filter, Mando, Lucas Filters, Corteco, Sakura, Fenox, Metaco, Parts Mall, Stellox, Tatsumi, TSN, Zekkert, Filtron

Компоненты / Тесты

Тест шин Cordiant Off Road 2: для бездорожья и не только

Когда речь заходит о внедорожных покрышках, большинство даже бывалых «джиповодов» с ходу вспоминают только пару-тройку всем известных марок с отнюдь не российской пропиской. А зря, ведь нашим производителям тоже есть чем порадовать любителей…

Тест шин, Cordiant

Компоненты / Тесты

Тест щеток стеклоочистителя: испытываем девять образцов на качество очистки и ресурс

Журнал «Движок» продолжает серию сравнительных тестов автозапчастей и компонентов самых востребованных на российском рынке категорий. На сей раз мы испытывали бескаркасные щетки стеклоочистителя длиной 600 мм, причем тесты проходили по расширенной…

Щетки стеклоочистителя

Тормозной диск | Secotools.

com

Для остановки вращения колеса тормозные диски или роторы обычно изготавливаются из серого чугуна, но в некоторых случаях изготавливаются из композитов, таких как композиты с армированным углеродом или керамической матрицей. В качестве компонента безопасности тормозные диски требуют особой обработки поверхности, радиусов, плоскостности и параллельности. Чаще всего в процессах обработки используются специальные инструменты, такие как комбинированные токарные головки и сверла. Литье, содержание феррита и старение могут повлиять на обрабатываемость тормозного диска.

Повышение производительности за счет черновой обработки многих поверхностей одним и тем же инструментом.
Оптимизация производительности и надежности при черновой обработке литой корки по внешнему диаметру.
Чистовая обработка отверстия и установочных поверхностей с минимальной сменой инструмента.
Сохранение эффективности и надежности при отделке тормозных поверхностей.
Максимальная производительность при балансировке вентилируемого тормозного диска.
Сверление множества отверстий с минимальными затратами и временем.
Сверление большого количества отверстий с малым временем цикла, высоким качеством и надежностью.

1 — Увеличение производительности

Ваша задача:	черновая обработка многих поверхностей одним и тем же инструментом.
Наше решение:		Индивидуальная система токарной головки Seco-Capto сократит число оборотов револьверной головки и может быть безошибочно модифицирована для массового производства. Предлагая очень жесткую и точную работу, система также позволяет полностью автоматизировать предварительную настройку, добавляя электронные чипы данных к держателям инструментов. Кроме того, CBN300 обеспечивает превосходную ударную вязкость и отвод тепла, обеспечивая превосходную черновую обработку с высокими параметрами резания. Ваши преимущества включают надежную точность и повышенную эффективность.
Продукт:		Seco-Capto ^TM Инструмент со вставкой из PCBN

2-3 — Оптимизация производительности и надежности

Ваша задача:		Оптимизация производительности и надежности при черновой обработке литой корочки по внешнему диаметру.
Наше решение:		Гибкая система быстрой смены токарных головок Seco-Capto сокращает время смены инструмента и может быть безошибочно модифицирована для массового производства. Предлагая очень жесткую и точную работу, система также позволяет полностью автоматизировать предварительную настройку, добавляя электронные чипы данных к держателям инструментов. Кроме того, CBN300 обеспечивает превосходную ударную вязкость и отвод тепла, обеспечивая превосходную черновую обработку с высокими параметрами резания. Ваши преимущества включают надежную точность и повышенную эффективность
Продукт:		Seco-Capto ^TM Инструмент для точения PCBN

4 — Финишная обработка отверстия и посадочных поверхностей

Ваша задача:		Финишная обработка отверстия и установочные поверхности с минимальной сменой инструмента.
Наше решение:		Система комбинированной токарной головки Seco-Capto сократит количество оборотов револьверной головки и может быть безошибочно модифицирована для массового производства. Предлагая очень жесткую и точную работу, система также позволяет полностью автоматизировать предварительную настройку, добавляя электронные чипы данных к держателям инструментов. Кроме того, CBN400C обеспечивает прочность и точность обработки, что делает его идеальным для чистовой обработки с высокими параметрами резания. Ваши преимущества включают надежную точность и повышенную эффективность.
Продукт:		Seco-Capto ^TM Инструмент со вставкой из PCBN

5 — Поддержание эффективности и надежности

Ваша задача:		Сохранение эффективности и надежности при отделке тормозных поверхностей.
Наше решение:		Гибкая система быстрой смены токарных головок Seco-Capto сокращает время смены инструмента и может быть безошибочно модифицирована для массового производства. Предлагая очень жесткую и точную работу, система также позволяет полностью автоматизировать предварительную настройку, добавляя электронные чипы данных к держателям инструментов. Кроме того, CBN400C обеспечивает прочность и точность обработки, что делает его идеальным для чистовой обработки с высокими параметрами резания. Ваши преимущества включают надежную точность и повышенную эффективность.
Продукт:		Токарный инструмент Seco-Capto™ PCBN

6 — Максимальная производительность

Ваша задача:

Наше решение:

Продукт:

7 — Сверление многочисленных отверстий

Ваша задача:

Наше решение:

Артикул:

^®

8 — Сверление многочисленных отверстий

Ваша задача:		Сверление множества отверстий с малым временем цикла, высокое качество и надежность.
Наше решение:		Сверло для снятия фаски Seco Feedmax обеспечивает высокую производительность благодаря легкой геометрии резания и специальной подготовке кромок для повышения безопасности процесса и увеличения срока службы инструмента. Инструмент также имеет антифрикционное покрытие. Ваши преимущества включают сохранение производительности при бурении сложных скважин с высокими допусками.
Продукт:		Seco Feedmax ^TM Сверло для снятия фаски

Тормозной диск — autolex icon.net

Тормозной диск обычно представляет собой пластину или диск, жестко прикрепленный к ступица колеса и вращается вместе с ней. При торможении фрикционная поверхность тормозного диска прижимается между тормозными колодками, создавая эффект торможения.

Тормозной диск является одним из основных компонентов дисковых тормозов. Чаще всего имеет форму пластины, край этой пластины образует основную поверхность трения, захватываемую тормозными колодками. Тормозной диск прочно соединен со ступицей колеса и поэтому вращается вместе со всем колесом. Фрикционные сегменты в виде тормозных колодок сидят на кольцевой поверхности трения тормозного диска. Тормозные колодки расположены в тормозном суппорте, который не вращается вместе с колесом и жестко соединен со ступицей колеса. Зажим тормозного диска создает силу трения, которая преобразует энергию движения движущегося транспортного средства в тепловую энергию.

Материалы для тормозных дисков:

Идеальный материал для тормозных дисков имеет низкую плотность, что влияет на результирующий вес тормоза, высокую теплопроводность и минимальный коэффициент теплового расширения. См. таблицу сравнения материалов:

МАТЕРИАЛ	ПЛОТНОСТЬ [кг.м ^-3 ]	ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ [Вт.м ^-1. К ^-1 ]	ОБЗОР ТЕРМИЧЕСКОГО РАСТВОРЕНИЯ [x10 ⁶ .K ^-1 ]
Серый чугун (3,4% С)	7800	62	10-13
Ал-ММС	2700	182	18-25
Керамика + углеродный композит	1700	300	0,1-1,5

На практике тормозные диски чаще всего изготавливают из закаленного чугуна или стального чугуна . Чугун используется из-за его лучшей металлургической стабильности, простоты производства и более низких производственных затрат. Для улучшения свойств материала используются легирующие элементы, такие как молибден, медь, хром или титан. С помощью этих элементов в полученном сплаве достигается более оптимальная однородная структура и лучшие температурные параметры. Обычные стальные диски теряют свою эффективность примерно при 800 °C, после чего тормоза начинают угасать из-за перегрева. Перегрев тормозов также негативно влияет на чрезмерный износ тормозов и может привести к деформации тормозных дисков. Другой распространенной проблемой стальных дисков является быстрая поверхностная коррозия трущихся поверхностей при остановке автомобиля.

На другом полюсе рынка находятся композитные диски для спортивных и роскошных автомобилей из сталекерамики или еще лучше из углеродной керамики . Такие тормозные диски обладают отличными термическими и механическими свойствами – они не выгорают. Керамический компонент обеспечивает долговечность и термостойкость выше среднего. В сочетании с углеродной матрицей такие диски имеют очень малое тепловое расширение и очень малый удельный вес (тормозной диск обычно является частью неподрессоренных масс, поэтому малый вес важен). Высокая теплопроводность делает керамические диски очень устойчивыми к перегреву. К сожалению, их основным недостатком является довольно высокая цена и склонность к скрипу на холоде. Это связано с тем, что этот тип тормозного диска изначально был разработан для гоночных целей и обеспечивает оптимальную эффективность торможения при рабочих температурах примерно до 200 °C, что непригодно для обычного вождения. Срок службы карбоно-керамических тормозов во много раз больше по сравнению с обычными тормозами, но не на всю жизнь, как мы часто слышим. Если учесть покупную цену, их использование больше подходит для круговой езды.

Охлаждение тормозного диска:

Тормозные диски можно разделить на невентилируемые и вентилируемые . Вентиляция дисков обеспечивается осевыми отверстиями, канавками или внутренними ребрами, см. рисунки выше. Хорошее охлаждение тормозов влияет на их эффективность и устойчивость к затуханию при высоких нагрузках.

Цельные диски входят в стандартную комплектацию большинства автомобилей. Они самые простые в изготовлении и поэтому самые дешевые. Они имеют максимальную площадь контакта с тормозными колодками, но с другой стороны склонны к перегреву (припеканию) и затуханию тормозов.

Вентилируемые – перфорированные диски характеризуются большим количеством отверстий, проходящих через тормозную поверхность. Идея сверления отверстий в дисках состоит в том, чтобы обеспечить более быстрый отвод тепла. Газ, скопившийся при торможении, может выходить через просверленные отверстия и не задерживается между поверхностью дисков и колодками. Это играет жизненно важную роль в возможном нагреве колодок и исчезновении тормозов при высоких нагрузках. Перфорированные диски также немного легче. С другой стороны, отверстия ослабляют структуру диска, что может привести к появлению трещин. Перфорированные диски действуют отчасти как шлифовщик, поэтому немного больше изнашивают тормозные колодки.

Вентилируемые – Рифленые диски характеризуются наличием канавок на фрикционной поверхности. Канавки удаляют пыль с тормозных колодок и предотвращают их спекание. Рифленые диски имеют тенденцию быть более шумными при торможении. Канавки также служат индикатором износа диска.

Вентилируемые – диски с внутренним охлаждением характеризуются спиральным лабиринтом, который как бы соединяет пару дисков. Однако диск образует единое целое. Когда тормозной диск вращается, спиралевидные внутренние каналы заставляют воздух течь, эффективно отводя тепло от тормозных дисков. Еще одним преимуществом является то, что диски с внутренним охлаждением имеют более широкую конструкцию, более высокую прочность на изгиб и, следовательно, менее подвержены возможному искажению формы.

Конструкция тормозного диска:

Цельные тормозные диски – изготовлены из одной детали, в эту категорию попадают наиболее часто используемые тормозные диски. Преимуществом цельной конструкции является простота сборки и изготовления, т.е. вытекающая из этого дешевизна. К недостаткам можно отнести эффект теплового расширения, которое в случае сплошного диска вызывает внутренние напряжения по всему диску. Термическая нагрузка может привести к необратимому скручиванию диска. Еще одним недостатком является передача тепла от диска к ступице колеса и ее подшипникам, что снижает срок их службы. Этого можно частично избежать, используя диск в форме горшка, который продлевает путь тепла к центру диска.

Тормозные роторы из двух частей – хотя и более сложные по конструкции, они имеют одно важное преимущество: они могут сочетать два разных материала, поскольку они разделены на две части – головку и пыльник. Например, головка может быть изготовлена из закаленного высокоуглеродистого чугуна, а чашка выкована из специального алюминиевого сплава. Благодаря соответствующему сочетанию конструкционных материалов, получившийся диск brda не только легче, но и, что самое главное, обеспечивает гораздо лучший отвод тепла.

Венок и ротор могут быть соединены плавающим образом. Чугунный венец может немного перемещаться в осевом направлении (наружу) по отношению к ротору. Благодаря этому решению двухкомпонентные диски с меньшей вероятностью деформируются или трескаются из-за чрезмерного нагрева.

Еще одним преимуществом является экономия средств, если вы заменяете только изношенный чугунный венец.

Температурная нагрузка на тормозные диски:

Термическая нагрузка на тормоз является одной из основных проблем при проектировании тормозов. Для широко используемых материалов, таких как серый чугун, критическими являются низкие температуры, близкие к 700°C. Ее называют температурой красного каления. При такой температуре трущиеся поверхности нагретых тормозных дисков светятся ярко-красным светом в окружающем пространстве. Эта температура не является проблемой для серого чугуна с точки зрения прочности, так как температура плавления достигает 1150 °С. Проблема заключается в структурных изменениях материала и связанном с этим образовании локализованных участков с различными свойствами. Поврежденные таким образом тормоза теряют эффективность и срок службы и вибрируют при торможении.

Разное