Вопрос

Нормально ли, что после нескольких километров езды температура колёс превышает 100 °C?

Я выехал со стоянки и направился к месту, где можно помыть машину, которое находится в 3,5 км от меня. Я подумал, что было бы неплохо почистить диски, и брызнул водой на переднее колесо. К моему удивлению, откуда-то изнутри колеса повалил пар! Я подумал, что это может быть тормозная колодка, но я не уверен.



Нормально ли, что температура компонентов колеса поднимается выше 100 °C всего за несколько километров езды? Максимальная скорость составляла около 80 км/ч из-за особенностей дорог в этом районе.



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/51897/is-it-normal-for-the-wheels-to-be-over-100c-hot-after-a-few-kilometers-of-drivin

15 Комментариев

  1. Пожалуйста, никогда не поливайте водой колёса после длительной поездки. Ваши тормозные диски могут деформироваться, если они были горячими. Вода попадает на внешнюю поверхность дисков, поэтому они быстро остывают. Внутренняя поверхность не остывает, поэтому диск легко деформируется. Деформация может быть незначительной, но она очень раздражает.



    Температура колёс (т. е. обода и шины) вряд ли когда-нибудь достигнет 100 °C, но 70 °C — не редкость для шин во время длительной поездки в тёплую погоду. Чем меньше давление в шинах, тем сильнее они нагреваются. Это происходит потому, что во время движения шины постоянно деформируются, что приводит к сопротивлению качению и износу шин. Это неизбежно, но правильное давление в шинах минимизирует износ и расход топлива, сохраняя при этом безопасное сцепление с дорогой.



    Тормозные диски и колодки сильно нагреваются. Если вы резко затормозите, они могут посинеть из-за отжига при такой температуре. Этот оттенок означает, что температура была не ниже 300 °C. Это довольно экстремальная ситуация, но при резком торможении несколько раз подряд температура может превысить 200 °C. При обычной езде я ожидаю, что средняя температура дисков будет около 70 °C. Они не нагреваются до комнатной температуры, как можно было бы ожидать. Они постоянно получают тепло от торможения, трения шин, нагрева двигателя и т. д. Достаточно несколько раз сильно затормозить, чтобы нагреть их до 200 °C.



    Недавно мне пришлось резко затормозить со скорости 160 км/ч до примерно 30 км/ч. Незадолго до этого я уже сильно нагружал тормоза, и теперь я почувствовал запах колодок. Они сильно нагрелись. На внешнем ободе дисков была сине-жёлтая плёнка, указывающая на то, что они нагрелись как минимум до 300 °C.


  1. Это точно произойдёт из-за заклинившего тормоза (личный опыт на аналогичном расстоянии). Да, этого можно добиться и при «обычной» езде, но только довольно необычными способами — если вы сами будете держать тормоз нажатым (например, на крутом спуске) или будете ускоряться и резко тормозить, но на самом деле это не нормально. Как уже говорили другие, проверьте, касается ли это всех колёс или только некоторых — если только одно колесо, то явно заклинило суппорт. Возможно, проблема со всеми колёсами связана с педалью тормоза или тормозной системой. Кроме того, заклинивание суппорта (достаточно сильное, чтобы он так нагревался) должно проявляться в виде «толчка при замедлении», когда вы убираете ногу с педали газа.



    Поскольку у меня уже был заклинивший тормоз (машиной часто не пользовались в течение месяца) , я слежу за своим тормозом — осторожно кладу руку на руль после поездки. Если руль слегка тёплый, это нормально. Если он горячий, это плохо.



    Однако вы предположили, что пар означает, что температура достигла 100 °C. Об этом говорит шипение/треск воды, но небольшое запотевание может происходить и при гораздо более низкой температуре. Мой забор запотевает (выделяет видимый водяной пар) после дождя, когда на него попадает солнце, но температура не достигает 100 °C.


  1. Будут ли тормоза нагреваться сильнее, чем на 20 °C, из-за теплового излучения от двигателя?
  1. @juhist в источнике, который вы используете для определения массы диска, также указана масса автомобиля — 1690 кг, что меняет ваш результат. У небольших автомобилей диски легче, и они обычно намного легче, так как не вентилируются... И колодки сделаны не из того же материала, что и диски, — если только речь не идёт об углеродных или керамических тормозах.
  1. Отличный анализ. Распределение тормозного усилия между передними и задними тормозами в соотношении 50/50 встречается редко. Большинство автомобилей отдают предпочтение передним тормозам, поэтому передние диски нагреваются сильнее задних.
  1. Вы недавно меняли ступичные подшипники? Некоторые механики слишком сильно затягивают гайку ступицы, из-за чего через несколько километров колёса сильно нагреваются. В крайних случаях обойма и подшипники разрушаются. Личный опыт.
  1. Давайте посчитаем. 80 км/ч — это 22,22 м/с, а кинетическая энергия равна 0,5 * 1200 кг * (22,22 м/с) ^ 2 = примерно 300 кДж.



    Температура тормозного диска изначально составляла 20 градусов по Цельсию, а теперь поднялась до 100 градусов по Цельсию. Это повышение на 80 градусов. Тормозной диск весит около 10 кг (источник). В автомобиле 4 диска, то есть всего 40 кг. Теплоёмкость серого чугуна составляет 490 Дж/(кг*К). Это значит, что при повышении температуры на 80 градусов на 40 кг будет выделено 1568 кДж.



    Исходя из этого, проблема не может быть в тормозных дисках, если только вы не тормозили несколько раз подряд с 80 км/ч до 0 км/ч, а не один раз. Проблема может быть в тормозных колодках, так как, по моим предположениям, примерно половина тепла уходит в колодки, а другая половина — в диски.



    Комплект из 4 передних колодок весит 0,83 кг (источник), то есть общий вес составляет около 1,6 кг. Если колодки изготовлены из того же материала, что и роторы, то 490 Дж/(кг*К) * 1,6 кг * 80 К = 63 кДж.



    Из 300 кДж кинетической энергии, если половина пойдёт на колодки, а половина — на роторы, колодки могут получить около 150 кДж. Даже 63 кДж достаточно, чтобы нагреть их до температуры кипения воды.



    Редактировать: как правильно заметил Zaid, у большинства автомобилей распределение тормозного усилия между передними и задними тормозами составляет примерно 65/35. Таким образом, передние тормозные диски (20 кг) могут получить 195 кДж. Повышение температуры на 80 градусов для них составляет половину от 1568 кДж, или 784 кДж. Тем не менее однократное торможение с 80 км/ч до 0 км/ч не нагреет передние тормозные диски до температуры кипения, хотя многократное торможение может привести к такому результату.


  1. Самой горячей частью колёс после поездки будут тормозные диски, температура которых может легко превышать 100 °C.



    В этом видео Джейсон находит полезное применение тепловизионной камере. Температура превышает 140 °C:



    Горячие тормоза


  1. Скорее всего, вы обнаружите, что нагрелся тормозной диск, а при остановке автомобиля со скорости 80 км/ч выделяется достаточное количество энергии, которая накапливается в виде тепла в небольшом металлическом элементе.



    НЕ пытайтесь потрогать диск, чтобы проверить, горячий ли он после торможения !! Я так делал и могу сказать, что они нагреваются на удивление быстро.



    Вот почему жидкость должна быть в хорошем состоянии: из-за высокой температуры она может закипеть, особенно если она старая и впитала воду, что со временем происходит.



    У одной машины, насколько я помню, были задние дисковые тормоза, и её отправили на дорожные испытания. Водитель забыл отпустить ручной тормоз... Он вернулся и сказал, что двигатель нуждается в обслуживании, так как он не развивает скорость выше 96 км/ч. Мы просто посмотрели на машину и посмеялись, потому что задние диски всё ещё светились. У клиента были полностью новые задние тормоза (диски, суппорты и колодки...).


  1. Количество торможений также имеет большое значение. Во время поездки по шоссе может выделяться гораздо меньше тепла, чем во время более медленной поездки с частыми остановками.
  1. Если вы не слышали, как закипела вода, значит, температура тормоза была намного ниже 100 °C. Иногда из уст говорящих людей исходит «пар».
  1. Получили ли вы одинаковый результат с левой и правой сторон? Возможно, у вас заклинило суппорт.
  1. Я бы предположил, что температура самих колёс повысится всего примерно на 15 °C. С роторами и барабанами дело обстоит иначе.
  1. На этом расстоянии может быть довольно много остановок — я только что проехал через 5 светофоров за 1,7 км. Я ехал на велосипеде, поэтому разогнался только до 38 км/ч, но машины могли легко превысить ограничение в 30 миль в час (50 км/ч), если хотели потратить топливо впустую. Это почти удвоило бы вашу стоимость. Но я подозреваю, что тормоза изнашивались во время движения, если только автор не водит очень агрессивно — или если автору удалось промыть колодки/суппорты
  1. Недавно у меня возникла проблема: тормозные колодки не убирались полностью после срабатывания, что приводило к небольшому увеличению расхода топлива и износу (= нагреву). Простая проверка: поднимите автомобиль (можно по одному колесу за раз) и проверьте, легко ли вращается колесо вручную. Если для этого требуется значительное усилие, возможно, у вас аналогичная проблема, которая приводит к гораздо большему нагреву, чем обычно
Вы уже ответили на этот вопрос