Перфорация тормозных дисков
Далеко не всегда изготовители автомобилей «радуют» покупателей качеством сборки, подбором материалов. Иногда владельцы вынуждены самостоятельно дорабатывать узлы, агрегаты, чтобы повысить эффективность их работы.
Так званую группу риска составляют:
- Топливная аппаратура;
- Система электрического питания;
- Тормозной контур, в частности диски и колодки.
В первых двух случаях, возможно, понадобится замена узлов целиком, а в последнем допустима модернизация штатного оборудования. Как уже догадались, речь пойдет о перфорации и слотировании.
Что такое слотирование и перфорация дисков
Под слотированием подразумевают нанесение (гравировку) эксцентрических канавок по периметру основы. Перфорированный тормозной диск — сверление сквозных отверстий в теле диска. «Дырочки» располагаются в определенной последовательности по отношению к основанию.
Слотирование и перфорация наносятся специальной фрезой, с определенным диаметром. В мастерских для этих целей используют станки.
Зачем нужно слотирование и перфорация
Ряд автопроизводителей бюджетных авто все еще выпускают серийные марки со стоковыми дисками без насечек и перфорации.
Как утверждают специалисты профильных СТО, при условии ежедневной эксплуатации машины в режиме «на работу – с работы» достаточно обычных дисков.
Если владелец практикует агрессивный стиль вождения, участвует в раллийных гонках, дрифтует, пересекает болотистые местности, то стоковые диски будут малоэффективные. В процессе активного, частого торможения выделяется огромное количество тепловой энергии, что приводит к перегреву контура. Чем дольше задерживается избыток «тепла» на суппорте, тем больше шансов на то, что детали деформируются под негативным воздействием градуса.
С целью предотвращения закипания, продления ресурса эксплуатации механизма, на автомобили устанавливают тормозные диски с насечками и перфорацией. При активном использовании тормоза колодки разогреваются до 250 – 350°. А при езде на раллийном авто градус достигает отметки в 500 – 600°.
Очевидно, что при таком нагреве деформации подвержены колодки, рабочий цилиндр, диск, трубопровод, манжета. Кроме того, находящаяся на поверхности влага, конденсат превращаются в пар, образуя плотную воздушную прослойку в суппорте. Плотность прилегания колодки снижена, она не сжимает, а скользит по поверхности диска. Это первая причина, по которой необходимо делать перфорацию.
Слотирование дополняет перфорацию. Получается некий срез с поверхности колодки. При прохождении удаляется снег, влага, налет, абразивная стружка. Тормозная колодка всегда чистая, правильной формы, работает на «полную мощность».
Материал изготовления дисковых тормозов. Плюсы и минусы перфорации, слотирования
Большинство автопроизводителей активно используют чугун для изготовления комплектующих к тормозной системе машины. Простым языком чугун охарактеризуем как сталь с большим содержанием углерода. Дешевизна при изготовлении, низкий коэффициент температурного расширения. В процессе повышения рабочей температуры диски не раскаляются, а работают в штатном режиме.
Вместе с тем, чугун хрупкий материал, при «удобном» моменте всегда дает трещину, скол. Чаще всего, это происходит в ходе самодельной перфорации, слотирования. А также, чрезмерного количества отверстий на поверхности диска.
Решение проблемы следующее: добавление легирующих порошков типа молибден. Это поможет повысить прочность материала, придать ему эластичности. С другой стороны, пропорционально повышается стоимость готового изделия. Уже не каждый автолюбитель будет готов выложить круглую сумму средств на покупку.
Как сделать перфорацию и слотирование своими руками
- Изначально машину устанавливаем в периметр ремонтно зоны. Вывешиваем домкратом, гидравлическим подъемником, снимаем колесо;
- Демонтируем тормозной суппорт, диск, колодки (фрикционные накладки);
- Прочно фиксируем диск на верстаке, зажимаем;
- Условно делим площадь на 2 – 3 части, можно больше;
- В станок устанавливаем шаровую фрезу. Она имеет на конце закругленный профиль лезвия;
- Выставляем глубину резца. Глубина канавки не должна превышать 2 – 3 мм., в зависимости от толщины диска;
- Фрезеруем основу с каждой стороны, продуваем сжатым воздухом для удаления стружки, пыли, продуктов отработки.
Водителю на заметку. Направление фрезеровки должно быть от внутреннего радиуса к внешнему по направлению вращения колеса. В противном случае эффективность от перфорации будет незначительной.
Перфорацию проводим по аналогичной схеме. По завершении, правильно ставим элементы тормозной системы на штатное место, просверливаем отверстия на втором диске.
Нет времени на самостоятельную доработку — воспользуйтесь услугами СТО, купите новые, готовые диски.
Чем перфорированные тормозные диски отличаются от обычных
Есть ли вообще смысл ставить на свой автомобиль перфорированные диски? Они служат дольше, чем обычные? Эффективнее тормозят? Давайте постараемся ответить на эти вопросы.
Вообще, любые изменения в конструкции автомобильных компонентов преследуют две цели. Это либо улучшение эксплуатационных характеристик, либо снижение себестоимости или расходов автовладельца (последние два фактора не исключают друг друга — экономия может быть как у производителя, так и у покупателя). Исходя из этого, попробуем посмотреть на перфорированные диски под обоими ракурсами.
Трение в тормозной системе
На самом фундаментальном уровне трение — это проявление электромагнитного взаимодействия частиц вещества трущихся поверхностей. Сила трения зависит от множества факторов:
— свойств материалов, из которых состоят трущиеся тела;
— температуры;
— шероховатости (гладкости) поверхностей;
— скорости относительного движения;
— давления в трущейся паре, прижимающего поверхности друг к другу;
— наличия других частиц или веществ между трущимися поверхностями.
Трение в технике часто рассматривают в связке с другим явлением — износом. В разных ситуациях они сочетаются между собой по-разному. Например, когда мы пишем карандашом на бумаге, износ грифеля высокий, а трение при его скольжении по бумаге мало. В подшипниках и трение, и износ минимальны. А вот в тормозной системе трение диска о колодки должно быть большим, но одновременно желательно максимально уменьшить износ.
Разрабатывая конкретный механизм или устройство, инженеры стараются найти оптимальный баланс всех факторов. Так, тормоза должны обеспечивать эффективное и предсказуемое торможение вне зависимости от скорости, загрузки машины или дорожной ситуации.
Во время торможения кинетическая энергия движущегося автомобиля превращается тормозами в тепловую и рассеивается в окружающую среду — машина замедляется. При интенсивном торможении колодки и диски нагреваются быстрее и сильнее, чем при плавном. Это логично: при резком торможении выделяющееся тепло необходимо сбросить в окружающую среду быстрее, а чем больше разница температур, тем выше скорость теплообмена и интенсивнее рассеивается тепло.
Проблема в том, что коэффициент трения в паре «колодка — диск» при повышении температуры меняется. Причем то, как именно он будет меняться, зависит от фрикционного материала.
Например, для фрикционного материала ретинакс зависимость коэффициента трения от температуры выглядит так. При повышении температуры коэффициент трения резко уменьшается, достигая минимума при 300–500°С. Фото: Техэксперт
В случае с ретинаксом, как только температура достигает 300°С, коэффициент трения резко уменьшается — примерно в два раза.
При торможении со скорости 80 км/час диск нагревается до 100°С. Если скорость выше, или если несколько энергичных торможений следуют подряд друг за другом, температура дисков может вырасти до 300°С и более. Коэффициент трения при этом также меняется — как в примере выше. Водитель вдруг замечает, что машина стала хуже тормозить.
Как перфорированные диски влияют на торможение
Решение напрашивается само собой: конструкция тормозов должна помогать быстро охлаждать диски. Для этого тормозные диски стали изготавливать вначале вентилируемыми, а затем и перфорированными. Отверстия увеличивают количество циркулирующего через них воздуха и помогают охлаждать деталь. Интересно, что перфорированные диски начали использовать именно на спортивных автомобилях.
Кроме этого, перфорации помогают газоотводу: когда колодки нагреваются, образуется газ, и эта газовая прослойка между колодкой и диском снижает эффективность торможения. Вода, которая попадает на диски при движении по мокрой дороге, тоже удаляется лучше.
Пара: тормозной диск с перфорацией и колодка TEXTAR для автомобиля Mercedes-Benz E-класса. Фото: Textar
Улучшение торможения связано с еще одним неочевидным свойством перфорированных тормозных дисков. У колодок постоянно обновляется рабочий слой. Поверхность колодок не стекленеет, и они постоянно работают как новые, но уже обкатанные.
Вывод: охлаждаемые диски уменьшают тормозной путь при торможении с большой скорости.
Еще одно отличие перфорированных дисков от обычных в том, что они легче. С одной стороны, это плюс — неподрессоренная масса и инерция уменьшаются. С другой — меньшая масса это значит меньшая теплоемкость. Следовательно, диск нагревается быстрее. Поэтому для разгона и управляемости снижение массы это преимущество, а вот для торможения все не так однозначно.
Есть ли экономия для покупателя?
В большинстве случаев перфорированные диски ускоряют износ колодок. Это хорошо с точки зрения постоянного обновления рабочего слоя колодок, но плохо для кошелька.
Однако тут есть и фактор, который несколько снижает темп износа колодок. Поскольку перегрев — одна из причин быстрого износа, а перфорация диска способствует охлаждению, то колодки эксплуатируются при более щадящей температуре.
В любом случае экономия ресурса колодок (если она и будет) не перекрывает более высокую стоимость перфорированных дисков по сравнению с обычными.
Вывод: использование перфорированных дисков обходится дороже.
Эстетическая составляющая
Перфорированные диски круто выглядят. Для многих автовладельцев это главный и единственный аргумент в их пользу. Но стоит помнить, что для демонстрации внешнего вида тормозных дисков и колеса должны быть соответствующие.
Перфорированные тормозные диски выглядят очень эффектно. Фото: NITTO / Drive2
Недостатки перфорированных дисков
За плюсы надо платить. Причем не только деньгами. Список недостатков перфорированных дисков нельзя назвать коротким:
— в среднем более быстрый износ колодок;
— шумность (их ругают и за это тоже);
— пониженная прочность — диски более склонны к растрескиванию;
— маленький ассортимент — выбор обычных дисков гораздо шире.
Кроме этого, есть мнение, что при движении по глубокой грязи отверстия дисков забиваются, отчего ухудшается эффективность тормозов. Для машин со спортивными дисками такая ситуация редка. В любом случае временное ухудшение теплоотвода не является сильным аргументом против.
А что, если просверлить обычные диски в гараже?
Заманчивые преимущества перфорированных дисков наталкиваются на их цену. Из этого столкновения появляется на первый взгляд вполне рабочая идея: сделать перфорированные диски из обычных самостоятельно. Ведь разница «всего лишь» в отверстиях — прямые руки, хорошая дрель и успех гарантирован.
На практике есть нюансы. Тормозной диск — один из тех компонентов, от которых зависит безопасность на дороге, жизни сидящих в машине и пешеходов. Перфорирование фирменных дисков производится в соответствии со специальным техпроцессом, а их конструкция отвечает требованиям конкретного автомобиля. Безопасность и эффективность таких дисков подтверждены испытаниями. А штучное изделие «хорошего мастера» никаких предварительных тестов не проходит. Испытания проводит владелец автомобиля уже на дороге.
Сверления в тормозном диске должны, как минимум, учитывать конфигурацию каналов вентиляции. На фото: керамический тормозной диск, специальные колодки для которых Textar производит для оригинального оснащения серийных автомобилей класса Performance
Вот несколько причин, которые не позволяют нам рекомендовать самостоятельно сверлить тормозные диски:
Во-первых, перфорированный диск — это не «просто дырки», а нередко и другая марка чугуна, и конфигурация вентиляционных каналов.
Во-вторых, в процессе сверления происходит локальный нагрев небольшого участка тормозного диска. При неправильном его охлаждении возможно местное изменение свойств чугуна, изменение твердости и прочности, деформация плоскости. Как такой «пятнистый» диск поведет себя при нагреве и нагрузке во время торможения?
Сверлить придется много и долго. В идеале понадобится сверлильный станок и специальные сверла для чугуна.
Когда имеет смысл поставить перфорированные диски вместо штатных
Прежде всего, если вы любите динамичную езду с интенсивными торможениями на большой скорости. Перфорированный диск снижает тормозной путь в среднем на 5–10%. Но обратите внимание — «в среднем». То есть в вашем конкретном случае заметного изменения может не произойти совсем, ведь, как мы выяснили, на силы трения в тормозной системе влияют очень многие факторы. В вялом городском потоке разницы между перфорированными и обычными дисками скорее всего заметно не будет. Только ускорится износ колодок.
Помните также, что спортивный стиль вождения и специальные диски предъявляют особые требования и к колодкам. Поэтому к их выбору тоже следует подойти вдумчиво.
Перфорированные тормозные диски Textar
Компания Textar изготавливает различные тормозные диски, в том числе и перфорированные. Все диски мы делаем в соответствии со спецификациями оригинальных деталей. Поэтому, к сожалению (или к счастью), в нашем ассортименте вы не найдете необычных дисков для украшения автомобиля, а будут только те, конструкция которых была одобрена непосредственно автопроизводителем.
Перфорированные тормозные диски в каталоге Textar. Скриншот сайта brakebook.com
Чтобы найти перфорированные диски в каталоге на сайте brakebook.com, перейдите на вкладку «Расширенный поиск», нажмите на пиктограмму с изображением диска, а затем в выпадающем списке «Тип тормозного диска» выберите один из вариантов исполнения «с отверстиями».
Система отфильтрует результаты поиска по заданным условиям — чтобы их посмотреть, нажмите на ссылку «N ПРОДУКТОВ НАЙДЕНО».
В карточке каждого диска указаны подробные технические характеристики и его применяемость. Скриншот сайта brakebook.com
Чтобы посмотреть подробную информацию по каждому артикулу, нажмите на строку «БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ». На соответствующих вкладках вы можете узнать:
— «Показатели» — технические параметры диска (тип, геометрические размеры, вид обработки поверхности, массу, габариты в упаковке и т.д.);
— «Легковой автомобиль» — список моделей автомобилей, на которых этот диск применяется;
— «Ссылки по ОЕ» — артикул детали в каталоге оригинального оборудования (OE— Original Equipment, англ.);
— «Изображения» — чертеж детали с указанием размеров.
Если у вас возникли вопросы по тормозным дискам, вы можете задать их через форму на сайте Textar или в комментариях к этой статье.
Тормозные диски. Испытание прорезных и перфорированных дисков. Имеют ли они смысл в обычной машине?
Осведомленность водителей о технической исправности автомобиля и состоянии ключевых узлов с каждым годом растет и, кроме крайних случаев, попавших в движение при «загадочных» обстоятельствах и движущихся по дороге, трудно найти автомобиль в очень плохом техническом состоянии. Мало того, многие водители решают более или менее серьезно модифицировать свои транспортные средства. Имеют ли смысл инвестиции в тормозную систему и, в частности, в нестандартные тормозные диски?
Конечно, лучше всего поменять всю систему на более производительную, с дисками большего размера, более солидными суппортами и более качественными колодками, но если у кого-то нет таких амбиций или просто не хочется вкладывать такие суммы в совершенно новую тормозной системы, у вас может возникнуть соблазн купить лучшую версию стандартной детали. Это могут быть более качественные тормозные колодки, тормозные магистрали в металлической оплетке или нестандартные тормозные диски, например, с прорезями или отверстиями.
Несомненно, нестандартные диски с прорезями и дырками смотрятся интересно и привлекают внимание, особенно в неприметной машине, которая, как правило, должна быть спокойной и неповоротливой. Вот вам и эстетика, но в конце концов эти модификации для чего-то и выполняют не только роль украшений. «Выемки на диске предназначены для удаления газов и пыли от трения между диском и диском. Отверстия выполняют ту же функцию, но имеют дополнительное преимущество в том, что диск быстрее остывает. В случае высокой тепловой нагрузки на тормоза, например, при многократном торможении при спуске с горы перфорированный диск должен быстрее возвращаться к заданным параметрам. – считает Дадела и отмечает, что самостоятельное внесение подобных изменений в штатный тормозной диск недопустимо и может привести к его разрушению или серьезному ослаблению, что, в свою очередь, может иметь тяжелые последствия, например, при экстренном торможении.
Решил установить врезанные диски на личный автомобиль, т.е. Saab 9-3 2005 года выпуска с двигателем 1.9 TiD мощностью 150 л.с. Это достаточно тяжелый автомобиль (по техпаспорту – 1570 кг), оснащенный штатной тормозной системой, т.е. вентилируемыми дисками спереди диаметром 285 мм и цельнолитыми сзади диаметром 278 мм.
Я почувствовал гораздо лучшую модуляцию и отзывчивость тормозной системы даже на легкое нажатие, а несколько экстренных торможений в различных условиях показали самое большое преимущество всей системы – мощность торможения. Правда, весь тест основан на моих субъективных ощущениях, которые, к сожалению, не подтверждаются конкретными сравнительными данными, но тормозная способность от шоссейных скоростей до нуля у старого и нового комплекта кардинально отличается. Старый комплект как будто сдавался при полном нажатии тормоза в конце – вероятно, это был эффект затухания. В случае свежего набора такого эффекта не возникает.
Тормозные диски с насечками и перфорированные
Без сомнений, тормоза – наиболее значимая часть вашего автомобиля. Не важно, сколько именно у вас лошадиных сил – все они бесполезны, если вы не можете уверенно сбросить скорость перед впередиидущей машиной. Заводские тормоза обеспечивают достаточное торможение для непринужденной ежедневной поездки и даже для непредвиденной панической остановки, но для тех, кто желает большего – модернизированный набор перфорированных дисков или дисков с насечками будет хорошим выбором. Так в чем же разница между тормозными дисками с насечками и перфорированными дисками? Ниже мы рассмотрим их преимущества и недостатки, чтобы Вы могли сделать обоснованный выбор.
Стандартные тормозные диски
Качественный комплект стандартных гладких дисков обеспечивает даже больше тормозной мощности, чем необходимо при нормальных условиях вождения – вот почему 99,9% выходящих с заводов автомобилей все еще оснащается ими. У таких дисков наибольшая площадь поверхности по сравнению с перфорированными или дисками с насечками, поэтому они очень эффективны в качестве «радиатора» – именно для этого тормозные диски и были созданы.
Они не так склонны трескаться при экстремальном использовании, как перфорированные диски. Отсутствие прорезей или отверстий позволяет этим дискам сохранять максимальную структурную целостность, что делает их подходящими для средней дороги – при сочетании с рабочими тормозными колодками и тормозной жидкостью с высокой температурой кипения. Доступны различные варианты, от самых обычных до высококачественных дисков с цинковым покрытием, не допускающим ржавчины и поддерживающим внешний вид дисков километры и километры.
Диски с насечками
Диски с насечками, как следует из названия, снабжены «канавками» на поверхности диска, где он взаимодействует с колодкой. Они сделаны, чтобы при многократном тяжелом торможении, по мере повышения температуры тормозной системы, предоставить путь для выхода газов и пыли, возникших между колодкой и диском в результате трения. Это позволяет колодке взаимодействовать с диском на большей площади и в результате приводит к ее лучшему сцеплению с диском и более уверенной остановке. Кроме того, увеличение поверхности контакта приводит к более высокому коэффициенту трения, так что Вы фактически используете меньше энергии, чтобы замедлить Ваш автомобиль.
Вентиляция, которую обеспечивают диски с насечками – один из основных способов борьбы с падением производительности тормозов и поддержания постоянной тормозной силы, круг за кругом. Однако, имейте ввиду, что некоторые специальные «гоночные» диски на самом деле снабжены острыми краями на насечках, чтобы немного врезаться в тормозную колодку и тем самым обеспечивать лучшее сцепление – но это же может привести к быстрому износу тормозов.
Перфорированные диски
Перфорированные диски прекрасно смотрятся в наборе эффектных колес, и также прекрасно охлаждают Ваши тормоза. На заре гонок перфорированные диски были действенным способом выведения того слоя газа и пыли, который неизбежно появляется между асбестовыми тормозными колодками и диском при многократном жестком торможении. Но с прогрессом в области материалов и технологий изготовления тормозных колодок дегазация стала гораздо меньшей проблемой. Сегодня такие диски по-прежнему отлично смотрятся и исправно работают, но перфорация служит скорее эстетическим целям. Диски с насечками теперь чаще используются для гоночного вождения, так как перфорированные диски больше подвержены растрескиванию под нагрузкой при экстремальном использовании. Просто взгляните на колеса любого современного гоночного автомобиля – перфорированных дисков Вы там не увидите. Но на городских улицах температура, с которой сталкиваются Ваши тормоза, и близко не приближается к тому уровню, которого достигает на гоночной трассе. Таким образом, вентилирующие свойства перфорированных дисков обеспечивают дополнительные преимущества поддержания температуры при нормальном движении, продлевая срок службы колодок. Также такие диски неплохо показывают себя во время влажной погоды, позволяя воде покидать поверхность диска и увеличивая сцепление.
Перфорированные диски с насечками
Перфорированные диски с насечками объединяют внешний вид и функциональность обоих видов. Для сверхсильных нагрузок они не идеальны – могут повредиться на гоночной трассе (отверстия все также подвержены растрескиванию при чрезмерных нагрузках), но где они действительно показывают себя, так это будучи установленными на тяжелый автомобиль, везущий тяжелые грузы. Чем тяжелее транспортное средство, тем больше энергии требуется для его надежной и безопасной остановки. Тормоза превращают кинетическую энергию (движение) в тепловую, а более тяжелые транспортные средства неизменно образуют больше тепла в своих тормозных системах. Таким образом, диск, который лучше охлаждается (перфорированный) объединенный с тем, который поддерживает чистую контактную поверхность между собой и тормозной колодкой (диск с насечками), в случае, если температура не превышает предельную для него, обеспечивает дополнительную защиту и долговечность.
Помните, суть в том, чтобы поддерживать постоянную тормозную силу при каждом нажатии на тормоза. Если Вы когда-либо буксировали загруженный трейлер вниз по горному склону – Вы знаете это пугающее ощущение подводящих Вас тормозов. Набор перфорированных дисков с насечками может обеспечить Вам дополнительное спокойствие, поддерживая температуру диска невысокой, а поверхность – чистой. Не забывайте укомплектовать Ваши перфорированные диски с насечками с комплектом высококачественных тормозных колодок, предназначенных для Вашего автомобиля, а также свежей DOT-3 или DOT-4 тормозной жидкостью для получения наилучшего результата.
Выбор правильного тормозного диска
Есть несколько моментов, которые следует учитывать при выборе тормозных дисков перфорированных или с насечками. Для городских транспортных средств оба вида одинаково хорошо работают и не страдают от каких-либо негативных побочных эффектов. Выбор сводится к тому, какой стиль предпочитаете лично Вы. Но диски не уменьшают изначальный тормозной путь Вашего автомобиля. Они предназначены для того, чтобы рассеивать тепло и газ, обеспечивая стабильность работы тормозов и твердую остановку после чрезмерных нагрузок.
Чтобы значительно сократить Ваш тормозной путь – можно порекомендовать комплект хороших шин и специальные высокопроизводительные тормозные колодки. Для гонок диски с насечками предпочтительнее, так как их способность выпускать газы не ослабляет их структуру. Эффектные, высококачественные перфорированные диски, с насечками или без, обязательно привлекут внимание. Для ежедневного вождения любой из вышеперечисленных дисков обеспечит более чем достаточную тормозную мощность.