Как тормозные диски могут быть деформированы, а колодки — нет?

«Деформированные» тормозные диски... в большинстве случаев то, что вы ощущаете при нажатии на педаль тормоза, — это не деформация диска, а неравномерное скопление фрикционного материала.

Это немного затянуто... опробовав предложенные решения, я могу сказать по собственному опыту, что проблема была связана с моими манерами вождения. В качестве эксперимента я потратил время на приработку новых колодок (и роторов) во время последней замены тормозной системы, и проблема с «деформированными» роторами больше не возникала. Новые детали были оригинальными, а момент затяжки колёс соответствовал спецификации.

Вкратце: если вы резко затормозили (например, при выезде с шоссе) и остановились, не нажимайте на педаль тормоза сильнее, чем это необходимо для удержания автомобиля на месте. Замените изношенные детали на оригинальные или аналогичные и убедитесь, что колёса затянуты должным образом.

Длинная версия...

Биение тормозного диска измеряется с помощью стрелочного индикатора на неподвижном жёстком основании, при этом наконечник индикатора должен быть перпендикулярен поверхности тормозного диска. Обычно биение измеряется на расстоянии примерно 1⁄2 дюйма (12,7 мм) от внешнего диаметра диска. Диск вращается. Разница между минимальным и максимальным значением на циферблате называется боковым биением. Стандартные значения биения ступицы/диска для легковых автомобилей составляют около 0,002 дюйма (0,0508 мм). Биение может быть вызвано либо деформацией самого диска, либо биением ступицы колеса, либо загрязнением между поверхностью диска и опорной поверхностью ступицы. Для определения основной причины смещения индикатора (бокового биения) необходимо снять диск со ступицы. Биение поверхности диска из-за биения поверхности ступицы или загрязнения обычно происходит с частотой от 1 минимума до 1 максимума на оборот тормозного диска.

Диски можно обработать, чтобы устранить разницу в толщине и биение. Обработку можно выполнять на месте (на станке) или вне станка (на токарном станке). Оба метода позволяют устранить разницу в толщине. Обработка на станке с использованием соответствующего оборудования также позволяет устранить биение, вызванное неперпендикулярностью торца ступицы.

Неправильная установка может привести к деформации (биению) дисков. Крепежные болты диска (или колесные/выступающие гайки, если диск зафиксирован колесом) необходимо затягивать постепенно и равномерно. Использование пневматических инструментов для затягивания выступающих гаек может быть нецелесообразным, если только для окончательной затяжки не используется динамометрический ключ. В руководстве по эксплуатации автомобиля указана правильная последовательность затяжки, а также момент затяжки болтов. Выступающие гайки ни в коем случае нельзя затягивать по кругу. Некоторые автомобили чувствительны к усилию, с которым затягиваются болты, поэтому затягивать их следует с помощью динамометрического ключа.

Часто неравномерный износ колодок путают с деформацией диска.[40] Большинство тормозных дисков, которые диагностируют как «деформированные», на самом деле имеют неравномерный износ. Неравномерный износ колодок может привести к изменению толщины диска. Когда более толстый участок диска проходит между колодками, они раздвигаются, и педаль тормоза слегка поднимается. Это и есть пульсация педали. Изменение толщины может ощущаться водителем, если оно составляет примерно 0,17 мм (0,0067 дюйма) или больше (для автомобильных дисков).

Изменение толщины может быть вызвано множеством причин, но есть три основных механизма, которые способствуют неравномерному износу тормозных дисков. Первый — неправильный выбор тормозных колодок. Колодки, которые эффективны при низких температурах, например при первом торможении в холодную погоду, часто изготавливаются из материалов, которые неравномерно разрушаются при более высоких температурах. Такое неравномерное разрушение приводит к неравномерному отложению материала на тормозном диске. Другой причиной неравномерного переноса материала является неправильная обкатка комбинации колодки/диск. Для правильной приработки поверхность диска должна обновляться (путём обработки контактной поверхности или замены диска) при каждой замене колодок. После этого тормоза многократно и интенсивно задействуются. Это обеспечивает гладкое и равномерное взаимодействие между колодкой и диском. Если этого не делать, тормозные колодки будут испытывать неравномерную нагрузку и нагрев, что приведёт к неравномерному и, на первый взгляд, хаотичному отложению материала колодки. Третьим основным механизмом неравномерного переноса материала с тормозных колодок является «отпечаток колодки». Он возникает, когда тормозные колодки нагреваются до такой степени, что материал начинает разрушаться и переносится на диск. В правильно обкатанной тормозной системе (с правильно подобранными колодками) этот процесс является естественным и фактически вносит основной вклад в тормозное усилие, создаваемое тормозными колодками. Однако если автомобиль останавливается и водитель продолжает нажимать на тормоза, на колодках образуется слой материала в форме тормозной колодки. Такое небольшое изменение толщины может привести к неравномерному переносу прокладки.

Если толщина диска неравномерна, износ колодок может ускориться, что иногда приводит к изменению кристаллической структуры металла, из которого изготовлен диск. При торможении колодки скользят по неровной поверхности диска. Когда колодки проходят по более толстому участку диска, они выталкиваются наружу. Нога водителя, нажимающая на педаль тормоза, естественным образом сопротивляется этому изменению, и на колодки оказывается большее давление. В результате более толстые участки испытывают более высокие нагрузки. Это приводит к неравномерному нагреву поверхности диска, что вызывает две основные проблемы. Поскольку тормозной диск нагревается неравномерно, он и расширяется неравномерно. Более толстые участки диска расширяются сильнее, чем более тонкие, из-за большего нагрева, и таким образом разница в толщине увеличивается. Кроме того, неравномерное распределение тепла приводит к неравномерному переносу материала колодки. В результате более толстые и горячие участки получают ещё больше материала колодки, чем более тонкие и холодные участки, что ещё больше увеличивает разницу в толщине диска. В экстремальных ситуациях такой неравномерный нагрев может привести к изменению кристаллической структуры материала диска. Когда наиболее нагретые участки дисков достигают чрезвычайно высоких температур (1200–1300 °F или 649–704 °C), металл может претерпеть фазовое превращение, а углерод, растворённый в стали, может выпасть в осадок и образовать участки с высоким содержанием карбида углерода, известные как цементит. Этот карбид железа сильно отличается от чугуна, из которого состоит остальная часть диска. Он чрезвычайно твёрдый, хрупкий и плохо поглощает тепло. После образования цементита целостность диска нарушается. Даже если поверхность диска обработана, цементит внутри диска не будет изнашиваться или поглощать тепло с той же скоростью, что и окружающий его чугун, что приведёт к неравномерной толщине и неравномерному нагреву диска.

Деформация — это не повреждение поверхности диска в месте соприкосновения с колодками. Диск может быть идеально гладким на ощупь и на вид, а колодки — идеально ровными, но при этом диск может быть деформирован. Если повернуть деформированный диск, то с помощью циферблатного индикатора можно измерить его биение на фрикционной поверхности. Возможно, вы даже увидите это биение. При торможении биение воздействует на колодки и может вызывать вибрацию автомобиля.

Резкое торможение, при котором тормозные диски нагреваются, а затем быстро охлаждаются при проезде через воду, может привести к деформации новых дисков.

Деформация диска может произойти, но это не значит, что с автомобилем было что-то не так, когда вы его покупали. Это могло быть вызвано даже вашим стилем вождения.

Поскольку асбест был запрещён в качестве материала для тормозных колодок, колодки стали твёрже дисков, поэтому диски обычно изнашиваются быстрее.

Степень деформации тормозных колодок слишком мала, чтобы её можно было заметить невооружённым глазом. Распространёнными симптомами являются вибрация педали тормоза или рулевого колеса при торможении и/или шум при торможении.

Одной из причин деформации дисков является частичный заклинивание тормозных суппортов, из-за чего колодки постоянно трутся о диск, перегревая его.

Я полагаю, вам будет сложно доказать, что такая неисправность существовала на момент покупки автомобиля, если в то время не было никаких симптомов.