Вибрация при торможении. Почему ведет тормозные диски?

Владельцы многих автомобилей периодически сталкиваются с различного рода вибрациями, биениями итд. Ниже рассмотрим причины возникновения одного из видов, связанных с выходом из строя тормозных дисков. Характерный признак — вибрация возникает только при торможении, в ряде случаев сопровождаясь биением руля.

Дефект вызван потерей плоскостности рабочей зоны тормозного диска, т е появлением на нем волнообразности. При торможении колодки прижимаются к диску, но он вращается и волны на нем стремятся сместить колодки то вправо, то влево. Эти усилия через суппорт и подвеску передаются на кузов и рулевое управление автомобиля, воспринимаясь водителем как вибрация. Отсюда возникает вопрос, почему деформируются тормозные диски, первопричина вибрации?

Физика процесса деформации

На самом деле все довольно просто, процесс деформации сводится к хорошо известному физическому явлению: при нагревании тело расширяется в размерах, при охлаждении уменьшается. В случае тормозного диска нагревается он при торможении, за счет трения о тормозные колодки. Таким образом кинетическая энергия движущегося автомобиля превращается в тепловую и с горячих дисков рассеивается в окружающую среду путем теплообмена с атмосферой (отсюда и появилась идея интенсифицировать теплообмен, воплотившаяся в вентилируемых дисках).

Но это штатный процесс, а на дороге бывает по всякому. Например, оттормозившись (и разогрев диски) перед глубокой лужей машина въезжает в воду и она при контакте с горячими дисками начинает их чрезмерно интенсивно остужать. Но охлаждает она поверхность, а внутри диск еще горячий. Т е наружная часть диска уже стремится сжаться, а внутренняя еще расширена. Возникают температурные напряжения внутри диска, деформирующие его изнутри. После нескольких таких перепадов результат деформации водитель почувствует вибрацией.

На видео ниже показан эксперимент с разогревом и резким охлаждением тормозных дисков. Явные последствия наступают уже после двух-трех циклов нагрева-охлаждения. Понятно, в реальной эксплуатации вряд ли кто ведрами воды поливать будет диски, но физика процесса та же, хотя процесс деформации происходит менее интенсивно.

Отсюда простой вывод: избегайте неоправданных резких торможений, ездите плавно и спокойно и ваши тормозные диски (вместе с кошельком) скажут вам спасибо. Ну а если захотелось порысачить, тогда готовьтесь к расходам…