Автомобиль / Тормозная система / Дисковые тормоза / Диск тормозной

Диск тормозной

Диск тормозной, по-английски Brake Disc, - основной вращающийся элемент дискового тормозного механизма. Он вращается вместе с колесом, а при торможении тормозной суппорт прижимает к его рабочим поверхностям колодки дисковых тормозов. Возникающее трение создает тормозной момент и преобразует кинетическую энергию автомобиля преимущественно в тепло.

В структуре TESMA эта страница рассматривает Brake Disc как узел дисковых тормозов: принцип работы, конструкцию, тепловые процессы, износ, коррозию, биение, разнотолщинность и диагностику. Отдельно существует каталожная страница «Диск тормозной», посвященная конкретной запасной части и ее подбору по VIN/OE. Это разделение позволяет не смешивать системную диагностику и каталожную применяемость.

Тормозной диск работает в тяжелом режиме. За короткий промежуток времени он принимает значительное количество тепла, охлаждается, снова нагревается, контактирует с водой, дорожной солью и абразивом. При этом должны сохраняться правильная геометрия, равномерная толщина и точное положение относительно суппорта.

Главное правило TESMA: вибрация при торможении не является автоматическим доказательством «кривого диска», а горячий диск не является автоматическим доказательством его неисправности. Brake Disc проверяют вместе со ступицей, подшипником, колодками, суппортом, гидравликой и монтажными поверхностями.

Для чего нужен тормозной диск

создает две рабочие поверхности для колодок;
передает тормозной момент на ступицу и колесо;
поглощает тепло при торможении;
отводит тепло в окружающий воздух;
сохраняет геометрию при многократных тепловых циклах;
работает как фрикционная пара с предусмотренными тормозными колодками.

Как работает Brake Disc

Водитель нажимает педаль.
В суппорт поступает гидравлическое давление.
Поршень или поршни перемещают колодки.
Колодки прижимаются к обеим сторонам диска.
Возникает сила трения.
Вращение диска замедляется.
Тормозной момент передается через ступицу к колесу.
Кинетическая энергия превращается в тепло.

Основные элементы конструкции

В зависимости от исполнения диск может включать:

две рабочие фрикционные поверхности;
центральную часть;
центрирующее отверстие;
отверстия колесного крепления;
отверстие под болт тормозного диска, если он предусмотрен;
вентиляционные каналы;
внутреннюю поверхность барабана стояночного тормоза на некоторых задних конструкциях.

Материалы

В массовых легковых автомобилях широко применяются чугунные Brake Disc. Материал сочетает необходимые фрикционные свойства, теплоемкость, термостойкость и технологичность.

В отдельных высокопроизводительных системах встречаются составные и карбон-керамические решения. Их состояние и обслуживание оценивают по отдельным требованиям производителя.

Сплошной диск

Сплошной диск имеет монолитную рабочую часть без внутренних вентиляционных каналов.

Он может использоваться:

на менее теплонагруженных осях;
на задних тормозах;
в автомобилях с относительно небольшой массой;
в системах, где его тепловых характеристик достаточно.

Сплошное исполнение не является автоматически хуже вентилируемого. Тип диска определяется конструкцией автомобиля.

Вентилируемый диск

Между двумя рабочими поверхностями находятся ребра или каналы. При вращении через них проходит воздух, ускоряющий теплоотвод.

Преимущества:

увеличенная площадь теплообмена;
более эффективное охлаждение;
лучшая температурная стабильность при повторных торможениях;
работа при более высокой тепловой нагрузке.

Направленная вентиляция

У некоторых дисков внутренние лопатки имеют направленную форму. Тогда левый и правый Brake Disc могут различаться.

Определять сторону только по внешним прорезям нельзя. Необходимо следовать маркировке и инструкции производителя.

Перфорированные и прорезные диски

На рабочих поверхностях могут находиться отверстия или канавки.

Они могут применяться для:

работы с поверхностным слоем фрикционного материала;
отвода воды и продуктов износа;
определенного теплового режима;
спортивных применений.

Наличие перфорации не делает деталь автоматически более эффективной для любого автомобиля.

Составные диски

В некоторых конструкциях фрикционное кольцо и центральная часть являются разными элементами.

Такое решение может использоваться для:

уменьшения неподрессоренной массы;
управления тепловым расширением;
улучшения тепловых характеристик;
специальных высоконагруженных систем.

Возможность раздельной замены компонентов зависит от конкретной конструкции.

Задний диск с барабаном стояночного тормоза

В отдельных задних дисках центральная часть образует барабан для механизма стояночного тормоза.

Оценивают:

наружные рабочие поверхности дисковых тормозов;
внутреннюю барабанную поверхность;
состояние колодок стояночного тормоза;
коррозию и износ обеих частей.

Основные размеры Brake Disc

наружный диаметр;
номинальная толщина;
минимально допустимая толщина;
общая высота;
диаметр центрального отверстия;
расположение крепежных отверстий;
геометрия центральной части;
тип вентиляции;
размер внутреннего барабана, если он предусмотрен.

Два диска одинакового диаметра могут быть полностью несовместимыми из-за другой толщины или высоты.

Минимальная толщина

Колодки постепенно изнашивают обе рабочие поверхности. Производитель задает предел, ниже которого диск не должен продолжать штатную эксплуатацию.

Слишком тонкий Brake Disc:

имеет меньшую тепловую массу;
быстрее нагревается;
может работать вне предусмотренной геометрии суппорта;
имеет меньший конструктивный запас.

Единого значения минимальной толщины не существует. Используют маркировку детали и техническую документацию автомобиля.

Как измерять толщину

Для точного контроля используют микрометр. Измерения делают в нескольких положениях по окружности в рабочей зоне поверхности.

Не следует определять толщину:

по наружному буртику;
по одной случайной точке;
поверх выраженной коррозионной неровности;
только визуально.

Что такое DTV

DTV - Disc Thickness Variation, разнотолщинность тормозного диска по окружности.

Если различие превышает допустимое для конкретной системы, при каждом обороте колодки получают небольшое периодическое перемещение.

Возможны:

пульсация педали;
вибрация кузова;
биение руля;
неравномерность торможения.

Почему появляется разнотолщинность

продолжительная работа с осевым биением;
неправильная посадка на ступице;
коррозия посадочной поверхности;
неравномерная работа колодок;
постоянное подтормаживание;
неравномерный перенос фрикционного материала;
локальные тепловые процессы;
коррозионный износ.

Осевое биение

При осевом биении рабочая поверхность во время вращения периодически отклоняется от идеальной плоскости.

Причина не обязательно находится в самом диске.

Проверяют:

посадочную поверхность;
ржавчину и загрязнение между диском и ступицей;
биение ступицы;
подшипник;
центральную часть Brake Disc;
правильность монтажа;
колесное крепление.

Как измеряют биение

Используют индикатор часового типа. Диск должен быть правильно установлен и зафиксирован на чистой ступице в соответствии с сервисной методикой.

Алгоритм:

правильно установить диск;
измерить его биение;
при превышении нормы проверить посадку;
проверить ступицу;
оценить подшипник;
после этого определять состояние самого диска.

Допуск определяется изготовителем конкретного автомобиля или компонента.

Действительно ли диск «ведет» от перегрева

Фраза «повело тормозные диски» часто используется для любой вибрации, но возможны разные механизмы:

DTV;
осевое биение;
неравномерный перенос материала колодки;
коррозия ступицы;
биение самой ступицы;
тепловые пятна;
реальное изменение геометрии;
проблемы подвески или колеса.

Поэтому при симптоме «Бьет руль при торможении» необходимы измерения.

Почему новые диски быстро начинают вибрировать

Типичный сценарий - новый Brake Disc установлен на корродированную посадочную поверхность ступицы.

Возникает осевое биение.
Колодки контактируют неравномерно.
Постепенно появляется DTV или неравномерный фрикционный слой.
Водитель начинает ощущать пульсацию.

Поэтому подготовка ступицы является обязательной частью правильной замены тормозных дисков.

Буртик по краю

Колодка обычно не работает по всей площади до самого наружного края, поэтому после износа образуется буртик.

Его наличие:

говорит о накопленном износе;
не показывает точную толщину;
не заменяет измерение микрометром.

Канавки на поверхности

Причинами могут быть:

абразивные частицы;
предельный износ колодок;
посторонний твердый предмет;
неравномерный фрикционный материал;
коррозионные продукты.

Состояние оценивают по глубине повреждений, толщине диска и состоянию колодок.

Коррозия

Тонкий слой ржавчины на чугунной поверхности после дождя или стоянки обычно удаляется первыми нормальными торможениями.

Серьезными признаками являются:

глубокие раковины;
неравномерная коррозия;
стойкие зоны неполного контакта;
коррозионное повреждение вентиляционных каналов;
разрушение центральной части.

Почему задние диски могут сильнее ржаветь

Во многих режимах задняя ось принимает меньшую долю тормозной нагрузки. При коротких поездках и длительных стоянках поверхность может очищаться менее интенсивно.

Но выраженная коррозия только части поверхности также может говорить о неправильной работе суппорта.

Перегрев Brake Disc

Сам по себе нагрев является нормальным результатом торможения. Важны интенсивность, условия появления и разница между колесами.

При симптоме «Греется тормозной диск» проверяют:

поршень суппорта;
направляющие;
подвижность колодок;
остаточное гидравлическое давление;
тормозной шланг;
стояночный механизм;
условия эксплуатации.

Синие и темные пятна

Изменение цвета может говорить о локальном сильном нагреве.

Дополнительно проверяют:

толщину;
DTV;
биение;
трещины;
колодки;
суппорт;
причину перегрева.

Один цвет не является достаточным критерием замены.

Тепловые пятна

Локально перегретые участки могут отличаться по свойствам от остальной поверхности и создавать неравномерный фрикционный контакт.

Это способно приводить к вибрации даже без очевидной геометрической деформации диска.

Трещины

Настоящую структурную трещину отличают от технологических отверстий, прорезей и поверхностных следов.

Причины могут включать:

экстремальный перегрев;
тяжелые тепловые циклы;
предельный износ;
механическое повреждение;
неправильную деталь;
дефект материала.

Особого внимания требуют трещины, распространяющиеся от края или отверстия через рабочее кольцо. Допустимость поверхностных термических следов определяется изготовителем конкретного диска.

Почему не нужно резко охлаждать диск водой

Сильный перепад температуры способен создать большие внутренние тепловые напряжения.

Поэтому намеренно поливать очень горячий Brake Disc холодной водой для ускоренного охлаждения не следует.

Неравномерный фрикционный слой

При неправильной приработке, локальном перегреве или длительном удержании горячих колодок на одном месте на поверхности могут сформироваться участки с отличающимися фрикционными свойствами.

Водитель может воспринимать это как деформацию, хотя геометрия не обязательно является основной причиной.

Диск и колодки работают как пара

При оценке Brake Disc одновременно проверяют:

толщину колодок;
равномерность их износа;
перегрев;
загрязнение;
отслоение фрикционного материала;
правильность применяемого комплекта;
характер приработки.

Влияние суппорта

Даже новый диск быстро получит ненормальный режим, если суппорт не работает правильно.

Возможны:

поршень не отпускает колодку;
заклинивают направляющие;
колодка зажата в скобе;
внутренняя и наружная колодки работают по-разному;
в контуре остается давление.

Поэтому перед установкой новых дисков проверяют тормозной суппорт.

Влияние ступицы

Ступица задает базовую плоскость установки.

Проблемы создают:

коррозионный нарост;
грязь;
задиры;
биение ступицы;
повреждение посадочной поверхности.

В результате исправный новый Brake Disc может работать с биением с момента установки.

Влияние колесного подшипника

Люфт или повреждение подшипника меняет положение ступицы под нагрузкой. При повторяющихся проблемах с биением проверяют и опору ступицы.

Влияние затяжки колеса

При установке колеса важны:

чистые контактные поверхности;
правильное крепление;
предусмотренная последовательность затягивания;
момент затяжки по документации автомобиля.

Универсального момента затяжки колес для всех автомобилей нет.

Шум и скрип

При скрипе тормозов проверяют не только диск.

Причинами могут быть:

колодки;
поверхность Brake Disc;
коррозия;
загрязнение;
монтажные пластины;
суппорт;
контакт диска с защитным щитком тормозного диска;
посторонний предмет.

Металлический скрежет

Сильный металлический звук возможен при:

полностью изношенном фрикционном слое колодки;
контакте металлической основы с диском;
попадании постороннего предмета;
деформированном защитном щитке;
механическом разрушении детали.

Продолжать эксплуатацию без осмотра при таком симптоме не следует.

Автомобиль тянет в сторону при торможении

Сам диск может создавать различие тормозного момента при сильной коррозии, загрязнении или различии состояния фрикционных поверхностей.

Но при симптоме «Автомобиль тянет в сторону при торможении» также проверяют:

суппорты;
колодки;
гидравлику;
тормозные шланги;
шины;
подвеску;
углы установки колес.

Диагностика тормозного диска

Уточнить жалобу водителя.
Определить, возникает ли проблема только при торможении.
Зафиксировать скорость появления вибрации.
Уточнить влияние температуры.
Сравнить левую и правую стороны.
Осмотреть обе поверхности диска.
Оценить коррозию, канавки, пятна и трещины.
Измерить толщину.
Сравнить с минимальным значением.
Измерить толщину в нескольких точках.
Оценить DTV.
При необходимости измерить биение.
Проверить ступицу.
Проверить подшипник.
Осмотреть колодки.
Проверить суппорт.
Проверить полное гидравлическое отпускание тормоза.
После этого принять решение о ремонте.

Что невозможно определить на глаз

точную остаточную толщину;
небольшую разнотолщинность;
осевое биение;
биение ступицы;
соответствие точным пределам производителя.

Можно ли проточить тормозной диск

Такая обработка допустима не для всех Brake Disc.

Проверяют:

разрешение производителя;
исходную толщину;
толщину после обработки;
характер дефекта;
отсутствие трещин;
особенности покрытия;
конструкцию диска.

Проточка не исправляет поврежденную ступицу или заклинивший суппорт.

Когда Brake Disc заменяют

толщина ниже допустимой;
недопустимый DTV;
серьезное повреждение поверхности;
структурные трещины;
глубокая коррозия;
повреждение вентиляционных каналов;
серьезная механическая деформация;
недопустимое тепловое повреждение;
ранее установлена неподходящая деталь.

Нужно ли менять диски парами

Для одной оси важна симметрия фрикционных характеристик и геометрии. В обычной сервисной практике диски одной оси рассматриваются как парные компоненты.

Точное требование определяет изготовитель автомобиля и деталей.

Что проверить перед установкой новых дисков

причину износа старых деталей;
суппорты;
направляющие;
подвижность колодок;
тормозные шланги;
ступицы;
подшипники;
применяемость новых дисков;
колодки;
защитные щитки.

Очистка нового диска

На новой детали может находиться транспортная антикоррозионная защита или специальное заводское покрытие.

Следуют инструкции производителя:

масляный консервант может требовать удаления;
некоторые покрытия рассчитаны на штатную приработку;
рабочую поверхность нельзя загрязнять смазкой.

Приработка

После установки новая пара диск-колодка должна сформировать стабильный контакт.

Производитель может задавать определенную начальную процедуру торможений. Единой схемы для всех фрикционных материалов нет.

Сильный перегрев, выраженная вибрация, увод или подтормаживание нельзя объяснять нормальной приработкой.

Подбор Brake Disc

Для каталожного подбора предусмотрена отдельная страница «Диск тормозной».

Учитывают:

VIN;
OE-номер;
ось;
дату производства;
рынок;
конкретное исполнение тормозов;
наружный диаметр;
толщину;
минимальную толщину;
высоту;
центральное отверстие;
монтажные отверстия;
вентиляцию;
направление установки;
внутренний барабан стояночного тормоза;
суппорт и колодки;
техническую ревизию.

Почему одинаковый диаметр не означает совместимость

Диски могут отличаться:

толщиной;
высотой;
положением фрикционного кольца;
центральным отверстием;
схемой крепления;
вентиляцией;
внутренним барабаном;
геометрией центральной части.

Семь практических случаев

Случай 1 - вибрация вернулась после замены дисков

На ступицах остался коррозионный слой. Новые Brake Disc работали с осевым биением.

Вывод: исправная новая деталь не компенсирует неправильную монтажную поверхность.

Случай 2 - руль бьет, но видимой деформации нет

Измерение показало DTV.

Вывод: разнотолщинность невозможно надежно определить визуально.

Случай 3 - один передний диск сильно горячий

Причиной оказался подклинивающий поршень суппорта.

Вывод: перегрев часто является следствием другой неисправности.

Случай 4 - задний диск ржавеет только с одной стороны

Одна колодка практически не работала из-за проблемы суппорта.

Вывод: рисунок коррозии может быть диагностической подсказкой.

Случай 5 - новые колодки быстро начали тормозить рывками

Старый диск имел глубокие канавки и неравномерную поверхность.

Вывод: допустимая толщина еще не означает идеальное состояние всех остальных параметров.

Случай 6 - после стоянки появился шум

Легкий равномерный слой коррозии исчез после нескольких нормальных торможений.

Вывод: поверхностная ржавчина не равна глубокой коррозии.

Случай 7 - новый диск снова перегревается

При первой замене не устранили остаточное гидравлическое давление.

Вывод: замена следствия без устранения причины повторяет дефект.

30 типичных ошибок

Называть любую вибрацию деформацией диска.
Менять диски без измерений.
Измерять толщину по наружному буртику.
Использовать универсальную минимальную толщину.
Не проверять DTV.
Не измерять биение при повторной проблеме.
Не очищать ступицу.
Не проверять биение ступицы.
Игнорировать подшипник.
Считать синий цвет самостоятельным диагнозом.
Считать любой горячий диск неисправным.
Не проверять суппорт при перегреве.
Не проверять шланг при остаточном давлении.
Игнорировать неравномерный износ колодок.
Ставить новые колодки на непригодную поверхность.
Протачивать диск без контроля толщины.
Протачивать диск с трещинами.
Пытаться проточкой исправить биение ступицы.
Подбирать Brake Disc только по диаметру.
Не учитывать высоту.
Не учитывать толщину.
Игнорировать направленную вентиляцию.
Путать стороны установки.
Использовать одну процедуру приработки для любых колодок.
Поливать сильно горячие диски холодной водой.
Загрязнять рабочие поверхности смазкой.
Не проверять защитный щиток.
Использовать неправильный момент затяжки колеса.
Не проверять суппорт после замены диска.
При повторном дефекте снова менять детали без поиска причины.

Безопасность

Brake Disc является критической частью рабочей тормозной системы.
Минимальную толщину и допустимое биение определяют только по техническим данным конкретной детали.
Структурные трещины требуют оценки до продолжения эксплуатации.
Сильный перегрев одного колеса требует диагностики причины.
На фрикционные поверхности не должна попадать смазка.
Перед заменой дисков проверяют суппорты и ступицы.
После ремонта контролируют педаль и фактическое торможение.

Когда обычную эксплуатацию нужно прекратить

обнаружена опасная трещина;
толщина меньше допустимой;
возникла сильная новая вибрация при торможении;
одно колесо постоянно перегревается;
колодка работает металлической основой по диску;
диск механически поврежден;
автомобиль резко уводит при торможении;
после ремонта работа тормозов не подтверждена.

Товарные группы TESMA

Тормозные диски - диски для различных автомобилей и исполнений тормозных систем.
Тормозные колодки - комплекты колодок дисковых тормозов.
Тормозной суппорт - суппорты различных конструкций.
Кожух тормозного диска - защитные элементы дискового механизма.
Очистители тормозов и сцепления - сервисные средства для применения по инструкции изготовителя компонентов.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще почитать по этой теме

FAQ

Что такое тормозной диск?

Это вращающийся элемент дискового тормозного механизма, к которому суппорт прижимает тормозные колодки.

Как он называется по-английски?

Стандартный термин - Brake Disc.

Почему в базе TESMA две страницы с названием «Диск тормозной»?

Эта страница является узловой и посвящена работе, состоянию и диагностике. Страница с адресом каталожной детали посвящена запасной части и ее применяемости.

Почему Brake Disc нагревается?

Потому что кинетическая энергия автомобиля при торможении преобразуется преимущественно в тепло.

Нормально ли, что диск горячий?

После активных торможений да. Ненормальным может быть сильный нагрев без нагрузки или большая разница между колесами одной оси.

Что такое вентилируемый диск?

Это конструкция с внутренними воздушными каналами между двумя рабочими поверхностями.

Вентилируемый диск всегда лучше?

Нет. Тип диска определяется расчетом конкретной тормозной системы.

Перфорированный диск всегда эффективнее?

Нет. Результат зависит от конструкции, колодок и режима эксплуатации.

Что такое минимальная толщина?

Это установленный изготовителем предел износа Brake Disc.

Какая минимальная толщина?

Универсального значения нет. Оно индивидуально для конкретного диска.

Как измеряют толщину?

Микрометром в нескольких точках рабочей зоны.

Что такое DTV?

Disc Thickness Variation - разница толщины диска по окружности.

Может ли DTV вызывать биение?

Да. Разнотолщинность способна создавать пульсацию педали и вибрацию.

Что такое осевое биение?

Это периодическое отклонение поверхности диска от идеальной плоскости во время вращения.

Почему новый диск может иметь биение?

Причиной могут быть загрязненная ступица, ее собственное биение, подшипник или ошибка установки.

Любая вибрация означает деформированный диск?

Нет. Проверяют DTV, ступицу, колодки, колеса, подвеску и другие причины.

Что означает буртик?

Он показывает, что рабочая часть изнашивалась, но не позволяет определить точную остаточную толщину.

Опасна ли ржавчина после стоянки?

Легкая поверхностная коррозия обычно очищается. Глубокие раковины и стойкая неравномерная коррозия требуют оценки.

Что означают синие пятна?

Они могут указывать на сильный локальный нагрев, но требуется дальнейшая диагностика.

Можно ли резко охлаждать горячий диск водой?

Намеренно делать это не следует из-за сильного температурного перепада.

Можно ли проточить Brake Disc?

Иногда, если изготовитель допускает обработку и после нее остается достаточная толщина. Структурные трещины проточкой не устраняются.

Нужно ли менять диски при каждой замене колодок?

Нет. Состояние дисков оценивают отдельно.

Нужно ли менять оба диска одной оси?

Для симметричной работы они обычно рассматриваются как парные компоненты. Точные требования задает изготовитель.

Почему новые диски снова начали вибрировать?

Проверяют ступицу, посадочную поверхность, суппорт, осевое биение и DTV.

Как правильно подобрать Brake Disc?

По VIN/OE с проверкой конкретного исполнения тормозов, диаметра, толщины, высоты, центрального отверстия, вентиляции и монтажной геометрии.

Вывод

Диск тормозной, или Brake Disc, одновременно является фрикционным, силовым и тепловым элементом дисковых тормозов. Его состояние определяется не только остаточной толщиной, но и равномерностью этой толщины, биением, состоянием рабочих поверхностей, коррозией и тепловыми повреждениями.

Вибрация может возникать из-за DTV, осевого биения, ступицы или неравномерного фрикционного слоя. Перегрев часто связан с суппортом или остаточным гидравлическим давлением. Поэтому простая замена Brake Disc без определения причины нередко дает только временный результат.

Правило TESMA: измеряйте, а не угадывайте. Проверяйте толщину микрометром, биение индикатором, ступицу, колодки и суппорт. Предельные параметры берите только из документации конкретного автомобиля или детали, а новый диск подбирайте по VIN/OE с учетом полной геометрии тормозного механизма.