Комплексная доработка автомобиля должна начинаться с модернизации его тормозной системы — так считают многие специалисты тюнинговых ателье и с ними трудно не согласиться. Тормоза современного автомобиля — дисковые. Механизмы барабанного типа фактически ушли в прошлое, хотя некоторые автопроизводители до сих пор экономят и упорно применяют их на задней оси машин.
Поэтому первое, что делают мастера, это удаляют барабаны и ставят диски (о технической стороне мероприятия мы писали в предыдущем номере), хотя признаемся, что есть способ открыть старикам второе дыхание. О том, как это сделать мы подробно расскажем в другом материале.
Для справки
Первый работоспособный дисковый тормоз прошел боевое крещение в 24 часовых гонках в Лемане на автомобиле Jaguar C-type. Случилось это, без малого 55 лет назад.
Разумеется, дисковые тормозные механизмы дня сегодняшнего значительно превосходят по своей эффективности своих пращуров и во многом благодаря более высокому давлению в приводе. Чем сильнее сжатие фрикционов, между которыми находится тормозной диск, тем выше тормозной момент и эффективнее замедление автомобиля. Однако справедливости ради отметим, что простое повышение давления в системе часто не приносит ожидаемого результата.
Казалось бы, где здесь могут быть грабли? Уменьшаем диаметр главного тормозного цилиндра, увеличиваем мощность вакуумного усилителя и вот уже тормозные шланги при нажатии на педаль становятся тверже металла, а колодки мертвой хваткой держат диск. Купить требуемые для модернизации компоненты тоже не проблема — мощные вакуумники с прогрессивной характеристикой предлагают практически все производители тормозных систем. Такие агрегаты есть даже для ВАЗовской «классики». Их изготавливает одна из тольяттинских фирм. Главный тормозной цилиндр легко подбирается по каталогу того же Lucas или ATE. Все части конструктора стыкуются, через переходники и … ничего хорошего не получается. Да, колеса блокируются раньше обычного, а замедление автомобиля стало более эффективным, но в то же время значительно возрастает ход педали тормоза. Ничего странного объем тормозной жидкости необходимый для движения поршней тормозных скоб остался прежним, а то и вырос, если вы заменили их на многопоршневые. А такая важная характеристика как информативность тормозов часто просто становится отвратительной. Смешно, но именно к такому результату приходит большинство горе тюнингеров, которые бездумно тасуют цилиндры, тормозные скобы, усилители, одним словом вносят в тормозную систему хаос. А ведь проблема повышения мощности тормозов решается комплексно и, как правило, во главу угла ставится не бездумное увеличение давления в приводе, увеличение плеча на котором действует сила трения.
Для этого прежде всего конструкторы увеличивают диаметр тормозных дисков и только потом идут изменения гидравлики. Не спроста практически все профессионально рассчитанные и составленные комплекты для доработки тормозов включают тормозные диски большого диаметра.
Кстати именно под машины с модернизированными тормозными механизмами производители легкосплавных колес увеличивают их радиус. В большом колесе проще разместить, нестандартный тормозной диск. Например, в легкосплавное колесо посадочным диаметром 15 дюймов можно спрятать диск диаметром 300 мм, хотя чаще всего в данном случае применяют широко распространенные 284 миллиметровые диски. Особо рьяные фанаты умудряются разместить в «пятнашке» 304 миллиметровый диск, но это уже экстрим, который требует особого расчета и точной подгонки деталей.
Элементы тормозного механизма и внутренняя поверхность колесного диска не должны соприкасаться ни при каких условиях. А зимой, к примеру, колеса забиваются снежной кашей, которая за ночь может замерзнуть. Выдержал ли резиновые пыльники тормозных цилиндров атаку острых осколков льда — вопрос. Если же в раскатанные колесные арки автомобиля помещались шестнадцатидюймовые колеса, то штатные тормозные диски тут же заменялись на 330 миллиметровые.
Естественно всему есть предел и необходим ремонт. Поэтому тюнинговые ателье предлагают комплексный пакет для модернизации тормозной системы в который входят: усилитель, главный цилиндр, скобы, тормозные диски, колодки, тормозные армированные шланги и разумеется легкосплавные колеса.
Последние, как правило, имеют диск, спицы которого обладают аэродинамической формой и создают поток воздуха, охлаждающий тормозной узел.
Но вернемся к главным героям нашей темы — тормозным дискам. Сегодня их производит кто угодно, но особенно много вариантов для тюнинга идет из Китая. Увы, но красивые внешне детали часто приходилось выбрасывать уже после нескольких поездок. Металл из которого они были сделаны не выдерживал нагрева и коробился. Поэтому следуйте правилу — компоненты тормозной системы должны быть только от именитых производителей ( в этом случае репутация напрямую связана с желанием заработать), иметь гарантированное качество и работать при высоких температурах. Напомним, что тормозные колодки со спортивной фрикционной смесью полностью раскрывают свои качества только после прогрева до 150 — 200 градусов. В процессе торможения их температура растет вплоть до 700 — 900 С (правда кратковременно) и естественно передается диску от чего, собственно говоря он и деформируется.
Физика процесса деформации проста. Если рассечь диск вдоль оси его вращения, то он будет напоминать цилиндр английского джентльмена. Возьмите курвиметр (это такой прибор с роликом для измерения расстояний по карте) и замерьте длину наружного и внутреннего контуров детали. Они естественно окажутся разными. Поскольку законы физики никто не отменял, то линейное тепловое расширение внутреннего контура будет больше, и при нагреве диск будет стремиться вывернуться наизнанку, а при остывании вернуться в исходное положение. Теперь представьте, что деформация эта происходит с постоянной периодичностью от торможения к торможению, то есть наш цилиндр как бы машет своими полями. Беда в том, что при сильном нагреве деталь коробится так сильно, что возврат в исходное положение становится невозможным. Как этого избежать? Самое простое решение это сравнять длины внутреннего и внешнего контуров сечения диска удлинив короткий, посредством выточенной галтели (закругленная выемка). К сожалению это техническое решение дает положительный эффект только в малонагруженных тормозных механизмах, а мы имеем дело с заряженным автомобилем, который разгоняется до скоростей в пару сотен км/ч и так же лихо должен тормозить. Кинетическая энергия летящего автомобиля при торможении превращается в тепловую. Представляете, какое количество энергии при этом выделяется и рассеивается в атмосфере. Тут уж простому диску не место, от перегрева его непременно поведет. А если организовать его охлаждение, направив на тормозной узел воздух через окна бампера? Идея хорошая, но проблема будет решена лишь от части. Обдув воздухом, безусловно, снижает тепловую нагрузку на диски и ступичный подшипник, продляя ресурс последнего, однако высокую температуру таким методом не сбить. Как показывает практика, в горячем цеху эффективно могут работать диски с внутренней вентиляцией. Отметим, что часто рекламируемая продавцами как эффективное средство охлаждения сквозная перфорация рабочих поверхностей, представляющая собой сотни сквозных сверлений с зенковкой, предназначена в первую очередь для удаления воды при проезде луж, а также газов, образующихся при нагреве фрикционной смеси. Нагрев этот, как мы уже говорили, составляет несколько сотен градусов! Кстати, сквозная перфорация имеет один существенный недостаток — является концентратором напряжений и часто приводит к появлению на поверхности диска микротрещин, особенно если последний имеет небольшую толщину. Тогда возникает вопрос — почему у дисков известной фирмы Movit, которая разработала и производит более восьми сотен(!) вариантов тормозных систем для автомобилей высшего класса Audi, VW, BMW, Mercedes-Benz диски, во всех размерах от малого 299 до экстремального 394 мм имеют сквозную перфорацию? Дело в том, что в отличие от изделий из поднебесной отверстия в дисках Movit получаются в процессе отливки, а не сверления! Представляете какая сложная и до мелочей просчитанная литиевая форма применяется на производстве, чтобы расплавленный металл заполнил собой все пустоты хитросплетений лабиринта.
Разумеется, для литья используется высоколегированная шихта, а не привычный чугун. Производство таких дисков стоит очень дорого, но цель оправдывает средства. Как уверяют заводские специалисты, при экстренном торможении со скорости 200 км/ч температура дисков Movit не превышает 150 С, в то время как штатные «блины» раскаляются до четырехсот и выше градусов. Естественно за комплект таких тормозов придется выложить не одну тысячу евро. Можно обратить внимание на не менее качественные диски производства: ATE, Brembo, Lucas, а также EBC. Так, последняя, к примеру, выпускает целую гамму дисков и тормозных колодок, предназначенных для тюнинга самых различных марок и моделей автомобилей. Нам прежде всего интересны проверенные временем вентилируемые диски серии TGD, что в расшифровке звучит как — Turbo Groove brake Discs. Их рабочая поверхность (та, которая входит в контакт с фрикционами колодок) имеет изогнутые, наподобие лопаток турбин, канавки, выходящие за наружный край диска, а также повторяющие их контур сферические углубления. Речь идет именно об углублениях, а не сквозных сверлениях о которых мы упомянули ранее. Эти элементы предназначены для удаления газов, образующихся при нагреве тормозных колодок и исключают всплытие фрикционов. Они же удаляют из зоны контакта продукты износа и снимают «стеклянный» налет с поверхности колодок. Мало того, благодаря тому, что канавки имеют выход за край диска, улучшается самоочищение узла от грязи. Если канавки имеют замкнутую форму, то в них постепенно накапливается грязь и происходит «засаливание» диска. Выполненные на дисках канавки, впрочем, как и лопатки каналов вентиляции внутри диска, как правило, сориентированы согласно направлению его вращения. Практически во всех случаях рассмотренные выше диски не делятся на правый и левый, чего не скажешь о разборных дисках. Они бывают либо левыми, либо правыми — обратите на это особое внимание.
Нам они интересны, прежде всего тем, что имеют значительно меньшую массу из-за изготовленной из авиационного алюминия ступицы, а также лучшей способностью рассеивать тепло. Напомним, что чем меньше неподрессоренные массы, тем легче амортизаторам обеспечивать стабильный контакт шин с дорогой. Отсюда лучшая управляемость авто на высоких скоростях. Выпуском таких сложных изделий занимаются такие компании как: AP Racing, Alcon, Brembo. Разница между их продукцией, по сути, заключается в способе крепления ступицы и диска. Соединять детали жестко нельзя из-за разницы термического расширения материалов из которых они изготовлены. Поэтому конструкторы вынуждены делать соединение плавающим. Ощутить зазор руками сложно, так как степень свободы измеряется десятыми долями миллиметра. Отметим, что цена сборных дисков значительно превосходит стоимость цельных и их покупка оправдана только если вы планируете вывести свой болид на серьезные соревнования. Мало того, монтажный зазор между деталями легко забивается грязью, поэтому ездить на подготовленной машине по дорогам общего пользования себе дороже…