Rotory nebo kotoučové brzdy nejsou zrovna nejvíc sexy součástí auta, ale pokud už máte za sebou dost závodů na okruzích, pak jste pravděpodobně zjistili, že ne všechny rotory jsou stejné a že jejich výkon je nesmírně důležitý, pokud je vaším cílem spolehlivý a konzistentní brzdový pedál pod vaší nohou. Vzpomínám si na neúspěšný závod Time Attack v Montrealu, kde nám praskl rotor na tátově Camaru Z/28 z roku 97 a museli jsme to předčasně zabalit. OEM rotory na tomto voze prostě nevydržely tepelné namáhání, kterému jsme je na závodní trati vystavovali.
V dnešní době jsou vysoce výkonné rotory neuvěřitelně vyspělé. Určitě jste všichni viděli karbon-keramické rotory na špičkových sportovních vozech a dokonce i karbon-karbonové rotory na plnohodnotných závodních vozech. Jak tyto materiály mění výkon brzdového systému ve srovnání se starými dobrými litinovými kotouči? Jak vnitřní struktura lamel zlepšuje výkon? Jak funguje dvoudílný plovoucí kotouč ve srovnání s jednodílným? A jak je to s těmi různými tvary drážek a frekvencí na čele kotouče? Díky technickým poznatkům, které nám poskytli Mark Vlaskis ze společnosti Brembo North America a Yoni Kellman z DBA USA, se budeme věnovat všem těmto tématům, abyste mohli provést informovanější nákup.
Jak již většina z vás ví, hlavním úkolem rotoru je poskytnout styčnou plochu pro brzdové destičky, takže při brzdění je třecí materiál tvořící destičky hydraulicky přitlačován brzdovými třmeny k rotorům a při zpomalování vozu přeměňuje pohyb vpřed na teplo. Toto teplo je pak vyzařováno do atmosféry při proudění vzduchu přes rotory (a zbytek brzdového systému), čímž je dokončena přeměna kinetické energie na tepelnou. Kotouč, který je největší hmotou v brzdovém systému, hraje důležitou roli při pohlcování a odvádění veškerého tepla.
DBA 4000 Series one-piece rotor
DBA 5000 Series two-piece rotor
Většinu svého závodění jsem absolvoval na relativně malých, lehkých a málo až středně výkonných vozidlech, jako jsou Hondy, Mazdy a Sciony, takže jsem pro své potřeby mohl většinou bez problémů používat kvalitní jednodílné litinové brzdové kotouče. Ale u mého velkého, tlustého kupé Infiniti G35 přechod na větší průměr dvoudílných rotorů zcela změnil výkon vozu. Jak vysvětlil Yoni ze společnosti DBA USA: „Z hlediska nákladů je jednodílný rotor schopen ve většině případů uspokojit potřeby většiny řidičů a je cenově výhodný, zejména pokud rotor používá vysoce kvalitní materiály a konstrukci a je spárován s vhodnými destičkami pro zamýšlené použití vozidla.“
Dvojdílné rotory však nabízejí některé významné výhody, jako je nižší hmotnost a také lepší odvod tepla, částečně díky hliníkovému kloboučku, který funguje jako chladič. Některé dvoudílné rotory také nabízejí zvýšený průtok vzduchu rotorem díky otevřenější konstrukci v místě, kde se klobouk setkává s čelní plochou rotoru. Další velkou výhodou je možnost vyměnit pouze kroužek disku a znovu použít středový klobouk. To může v mnoha případech znamenat úsporu nákladů.“
Dvojdílný plovoucí rotor Brembo
Jak dodává Mark ze společnosti Brembo: „Dvoudílná konstrukce nemá ve skutečnosti žádné nevýhody kromě nákladů. První výhodou plovoucí dvoudílné konstrukce je nižší hmotnost. Tím, že je středová část kotouče vyrobena z hliníku, lze ušetřit velkou část hmotnosti v klíčovém místě, protože je neodpružená i rotující. Další výhodou této konstrukce je snížení přenosu tepla do náboje vozidla a ložisek kol. Zatímco přehřívání ložisek kol při provozu na silnici obvykle nepředstavuje problém, při jízdě na závodním okruhu tomu tak rozhodně může být. Největší výhoda však spočívá v samotném plováku. Brzdové kotouče se musí vyrovnat s extrémními teplotami. V některých případech mohou teploty kotoučů přesáhnout 1100 °C. Při zahřátí se materiál rozpíná a vzhledem k velkým teplotním změnám, ke kterým dochází u brzdových kotoučů, může být tento efekt významný. V případě neplovoucího kotouče se ne všechen materiál zahřívá rovnoměrně. Střední část kotouče zůstává ve srovnání s brzdnými plochami relativně chladná. Tento teplotní rozdíl způsobuje vznik tepelných napětí, která vedou k deformaci kotouče a zvlnění brzdné plochy, jakož i ke zvýšenému potenciálu vzniku trhlin. U plně plovoucího systému může kotouč vzhledem ke zvonu volně růst a může zůstat rovný a pravý.“
Dalším klíčovým prvkem konstrukce rotoru je jeho vnitřní lopatková konstrukce. Jak zdůraznil Mark ze společnosti Brembo: „Neexistuje jedna optimální konstrukce lopatek, může se lišit v závislosti na aplikaci. Některé konstrukce, například směrové disky se zakřivenými lopatkami, ve skutečnosti zlepšují proudění vzduchu přes disk tím, že jej mění v odstředivé čerpadlo. Náklady na realizaci tohoto řešení se však zvyšují kvůli potřebě unikátních levotočivých a pravotočivých disků. Patentovaná vnitřní geometrie pilířových lopatek společnosti Brembo poskytuje téměř všechny výhody proudění vzduchu jako kotouče se zakřivenými lopatkami, přičemž je možné použít stejný kotouč na levé i pravé straně vozidla. Bez ohledu na konstrukci hrají lopatky důležitou roli v tom, že umožňují kotouči odvádět teplo a udržovat tak kotouč v teplotním rozmezí daném celkovým složením brzdového systému (tj. třmen, brzdové destičky, brzdová kapalina atd.) a zároveň jsou při tom účinné z hlediska hmotnosti a konstrukční integrity.“
Lopatky Kangaroo Paw patentované společností DBA
Joni ze společnosti DBA zopakoval skutečnost, že existuje mnoho různých filozofií pro konstrukci lopatek. „V našem případě jsme chtěli dosáhnout dvou věcí, když jsme přišli s naší patentovanou konstrukcí ventilace Kangaroo Paw. První byla velká plocha pro co nejefektivnější odvod tepla při průchodu vzduchu rotorem. Druhou byla vysoká pevnost. Použitím speciálně rozmístěných sloupků a sloupků v naší konstrukci Kangaroo Paw je zatížení působící na rotor při brzdění a tepelných změnách dobře rozloženo, což snižuje deformaci rotoru a omezuje tvorbu balónků, což je běžný problém rotorů s rovnými lopatkami a také některých konstrukcí se zakřivenými lopatkami.“