Во время торможения автомобиля кинетическая энергия превращается в тепловую энергию тормозной системы, в результате трения пары колодки-диск. Поэтому важно, чтобы тормозная система работала правильно с учетом различной массы транспортного средства (в том случае, когда в транспортном средстве находится только водитель, или тогда, когда в нем находятся пассажиры и багаж), а также необходимо учитывать различные скорости. Стоит отметить, что тепловая энергия, вырабатываемая во время торможения (будучи эффектом трения накладок o диск), поглощается в основном тормозным диском. Его корпус, способность к поглощению тепла, возникающего в результате торможения, a затем быстрого распространения возникшей тепловой энергии имеет огромное значение для безопасности движения.
Теоретически оптимально использовать тормозные диски из материала, который имеет минимальную абсорбцию (керамические диски). Однако такое решение достаточно дорогое и производители автомобилей предлагают их только как альтернативу в спортивных моделях (например, покупка керамической тормозной системы AMG, в Mercedes стоимостью более 250 000 EUR AMG GT 462 л.с., связана с доплатой в 20 000 EUR.). Поэтому, не углубляясь в характеристики «топовых решений», сосредоточимся на классических металлических дисках, используемых в большинстве автомобилей.
Конечно, абсорбция тепла зависит от теплового объема диска, то есть, чем больше и толще диск, тем лучше (большее количество материала – это больший тепловой объем). Однако одновременно обязательным должно быть быстрое снижение температуры диска, чтобы избежать условия для возникновения явления фединга*. Поэтому над подбором соответствующего чугуна для производства тормозных дисков работают специальные научно-исследовательские лаборатории. Постоянно разрабатываются новые механические решения и виды дисков, все чаще в автомобилях применяются тормозные диски с внутренней ребристостью, что обеспечивает более быстрое охлаждение. В результате исследовательских работ, проводимых в лабораториях фирмы Master-Sport, применяются современные материалы и конструкции, которые снижают температуру диска путем размещения на нем вентиляционных отверстий, которые дополнительно направляют поток струи воздуха (эта технология также используется в профессиональном автомобильном спорте и доступна в предложении Master-Sport под названием Sport Extreme).
Однако даже самый лучший тормозной диск может подвергаться неправильной эксплуатации и более быстрому износу. Невозможно исключить износ элемента в результате эксплуатации, но можно его ограничить.
Помним о хороших фрикционных накладках
Во время конструирования каждого механизма главной целью инженера является такое устройство, в котором возможные быстрые повреждения приходились на более дешевые детали. Это же касается и разработки пары колодка – тормозной диск. Поскольку колодки более дешевые и их легче заменить, то они более слабые, подвержены более быстрому износу, чем взаимодействующий с ними диск. Однако следует оптимизировать действенность торможения и устойчивость к стиранию колодок (то есть эффективный ход эксплуатации). Например, в лабораториях Master-Sport разработаны специальные колодки Keramik, технология которых отвечает этим требованиям.
В случае предложения дешевых аналогов, где не были проведены лабораторные исследования, колодки имеют несоответствующие компоненты фрикционного элемента, в результате чего повреждается (царапается, неравномерно изнашивается) тормозной диск. (Более подробно о колодках можно узнать в отдельном тексте «Тормозные диски – это больше, чем пластина с наклеенной фрикционной накладкой»).
Помним о шасси и рулевой системе управления
К сожалению, мало кто осознает, что поврежденные элементы системы подвески, рулевой тяги, плохо установленный развал/схождение колес, балансировка колес оказывают непосредственное влияние на повреждение тормозных дисков. В этом случае изменяются геометрические параметры системы и кроме силы, которую оказывают накладки на диск, появляются также дополнительные силы, не учтенные во время проектирования. На практике повреждения подвески и появление дополнительных сил, воздействующих на диск, возникают в виде углублений на диске или приводят к деформации дисков.
Тормоз – это не подножка
Одной из вредных привычек, вызванной у водителей незнанием, является удерживание ноги на тормозе после длительного торможения, а также энергичное торможение перед остановкой в зимний период. В первом случае возникает нагрев тормозных дисков (напоминаем, что температура на стыке диска/колодок превышает 500 градусов, а внешний слой диска нагревается до 400 градусов) и невозможность отвести температуру в месте стыка/нажима колодки. В другом случае возникает эффект блокировки тормозов и… отсутствие эффекта отталкивания колодок (он обычно возникает непроизвольно во время движения колеса). В результате колодка прилегает к диску, сцепляется с ним и остается полоса схватывания соединения колодка-диск.
В каждом описанном случае возникает повреждение тормозных дисков путем вдавливания, появления царапин или углублений на поверхности. Конечно, это может предотвратить «проточку дисков», то есть механический сбор неровностей и возращение им заводских параметров. Однако это не рекомендуется производителями, а если кто-то решится на такую процедуру, стоит помнить, что диск имеет минимальную толщину, уменьшение которой может привести к повреждению системы. Кроме того, «проточка дисков» – это только кратковременный и половинчатый успех. Во-первых, используя больший слой материала, мы уменьшаем тепловой объем диска, из-за этого нагрев/охлаждение будет проходить хуже. Во-вторых, более тонкий слой диска (меньший тепловой объем) больше всего подвержен указанным выше явлениям, и проблемы быстрее появляются
В случае механических повреждений дисков (глубокие царапины, небольшая толщина, а иногда «биение», вызванное перегревом и деформированием материала) следует заменить тормозные диски на новые. В этом случае стоит обратить внимание на некоторые параметры, характеризующие диски.
Во-первых, задумаемся, в случае стиля вождения, который используем, достаточен ли нам традиционный диск, или стоит поискать диск с дополнительным охлаждением (особенно это касается транспортных средств спортивного типа, для которых в предложении Master Sport приготовлены диски SPORT extreme)
Во-вторых, несмотря на то, выбираем ли мы более дешевый диск или более дорогой, мы должны обратить внимание на тип материала, использованного для производства продукта, и на качество контроля во время производственного процесса. Конечно, состав сплава нам скажет немного, а факт контроля качества во время производственного процесса является тайной (например, в фирме Master-Sport каждый тормозной диск в производственном процессе просвечивается), но существенной информацией для клиента является запись, что продукт соответствует требованиям, которые предъявляются к деталям при поставке на сборочный конвейер, поскольку это гарантирует качество, которое требует производитель автомобиля. Кроме того, каждый продукт, допущенный к продаже, должен иметь обозначение ECE. Знак ECE гарантирует нам качество, подтвержденное гомологацией, производимой аккредитованными лабораториями, которые выполняли всесторонние исследования продукта.
В-третьих, мы помним: только исследования в лаборатории позволяют предложить качественный продукт на рынок. Тут стоит задуматься, проводит ли производитель лабораторные исследования, или же наш автомобиль будет испытательным полигоном. (на тему лабораторных работ мы пишем в тексте «Торможение – это не только диски и тормозные колодки, то есть в лаборатории Master-Sport”)
Покупка продукта по минимальной цене связывается с плохим качеством, а как следствие – быстрый износ и ограничение эффективности торможения.
В завершение следует обратить внимание на сам факт правильного монтажа продуктов. Выполнение монтажа ненадлежащим образом и без правильной оценки технического качества взаимодействующих элементов может привести не только к более быстрому повреждению частей, но и повреждению других подкомплектов. Поэтому замену следует поручить авторизированным сервисным службам, сотрудники которых имеют соответствующие квалификации.
*(Фединг возникает в результате высокой температуры (во время торможения на стыке колодки/диск температура превышает 500 градусов по Цельсию) как результат выделения газов из фрикционного материала и в результате физических изменений нагретого фрикционного материала. В результате на стыке диск/колодка возникает «воздушная подушка» или/и изменяется структура материала. Это приводит к снижению значения коэффициента трения, делая невозможным эффективность трения накладок и правильное снижение скорости транспортного средства)
