A forgórészek vagy tárcsafékek nem a legszexibb részei egy autónak, de ha már elég sok pályanapod van, akkor valószínűleg megtanultad, hogy nem minden forgórész egyforma, és hogy a forgórészek teljesítménye rendkívül fontos, ha az a célod, hogy megbízható és egyenletes fékpedál legyen a lábad alatt. Emlékszem egy kiábrándító montreali Time Attack versenyre, ahol eltört egy rotor apám ’97-es Camaro Z/28-asán, és korán be kellett csomagolnunk. Az autó OEM-rotorjai egyszerűen nem voltak alkalmasak arra a hőterhelésre, amit a versenypályán gyakoroltunk rájuk.
A mai nagy teljesítményű rotorok hihetetlenül fejlettek. Biztos vagyok benne, hogy mindannyian láttak már szén-kerámia rotorokat csúcskategóriás sportautókon, sőt szén-karbon rotorokat is teljes értékű versenyautókon. Hogyan változtatják meg ezek az anyagok a fékrendszer teljesítményét a jó öreg öntöttvas tárcsákhoz képest? Hogyan javítja a belső szárnyszerkezet a teljesítményt? Hogyan teljesít egy kétrészes úszó tárcsa az egyrészeshez képest? És mi a helyzet a különböző nyílásformákkal és frekvenciákkal a tárcsa felületén? Mark Vlaskis, a Brembo North America és Yoni Kellman, a DBA USA munkatársai által nyújtott technikai betekintésnek köszönhetően mindezekkel a témákkal foglalkozunk, hogy Ön megalapozottabb vásárlást tehessen.
Mint azt a legtöbben már tudják, a forgórész fő feladata, hogy illeszkedő felületet biztosítson a fékbetéteknek, hogy a fékezéskor a féknyergek hidraulikusan a fékbetétet alkotó súrlódó anyagot a féknyergek a forgórészhez préseljék, az autó lassulásakor az előrehaladást hővé alakítva. Ez a hő aztán kisugárzik a légkörbe, ahogy a levegő átáramlik a forgórészeken (és a fékrendszer többi részén), és ezzel befejeződik a mozgási energia hőenergiává alakítása. A fékrendszer legnagyobb tömegeként a féktárcsa létfontosságú szerepet játszik a hő elnyelésében és leadásában.
DBA 4000 sorozatú egyrészes féktárcsa
DBA 5000 sorozatú kétrészes féktárcsa
Viszonylag kis méretű, könnyű és alacsony vagy közepes teljesítményű járművekkel, például Hondákkal, Mazdákkal és Scionokkal versenyeztem a legtöbbet, így az igényeimhez többnyire gond nélkül tudtam kiváló minőségű egyrészes öntöttvas féktárcsákat használni. De a nagy, kövér Infiniti G35 kupémmal a nagyobb átmérőjű, kétrészes féktárcsákra való áttérés teljesen átalakította az autó teljesítményét. Ahogy Yoni a DBA USA-tól elmagyarázta: “A költségek szempontjából az egyrészes forgórész a legtöbb esetben képes kielégíteni a legtöbb vezető igényeit, és költséghatékony, különösen akkor, ha a forgórész kiváló minőségű anyagokat és kialakítást használ, és a jármű rendeltetésszerű használatának megfelelő betétekkel párosul.”
A kétrészes forgórészek azonban jelentős előnyöket kínálnak, mint például a kisebb súly, valamint a jobb hőelvezetés, részben az alumínium sapkának köszönhetően, amely hőelvezetőként működik. Egyes kétrészes rotorok a rotoron keresztüli nagyobb légáramlást is lehetővé teszik, mivel a kalap és a rotorfelület találkozásánál a kialakítás nyitottabb. Egy másik nagy előnye, hogy csak a tárcsagyűrűt lehet kicserélni, miközben a középső sapka újra felhasználható. Ez sok esetben költségmegtakarítást jelenthet.”
Brembo kétrészes úszó rotor
Amint Mark a Brembótól hozzátette: “A kétrészes konstrukciónak a költségen kívül nincsenek hátrányai. A lebegő, kétrészes konstrukció első előnye a kisebb súly. Azzal, hogy a tárcsa középső része alumíniumból készül, nagy súlyt lehet megtakarítani egy kulcsfontosságú helyen, mivel ez a rész nem rugózik és nem is forog. A másik előnye ennek a konstrukciónak a jármű kerékagyára és a kerékcsapágyakra történő hőátadás csökkenése. Míg a kerékcsapágyak túlmelegedése utcai használatban általában nem jelent gondot, a versenypályán való vezetés során mindenképpen gondot jelenthet. A legnagyobb előny azonban magában az úszóban rejlik. A féktárcsáknak szélsőséges hőmérsékleti szintekkel kell megbirkózniuk. Egyes esetekben a tárcsák hőmérséklete meghaladhatja az 1100°F-ot. Amikor egy anyagot felmelegítenek, az kitágul, és a féktárcsákon tapasztalható nagy hőmérsékletváltozás miatt ez a hatás jelentős lehet. A nem úszó tárcsa esetében nem az egész anyag melegszik fel egyenletesen. A tárcsa középső része viszonylag hűvös marad a fékfelületekhez képest. Ez a hőmérséklet-különbség hőfeszültségek kialakulásához vezet, amelyek a tárcsa vetemedéséhez és a fékfelület kupakosodásához, valamint a repedési potenciál növekedéséhez vezetnek. A full-floating rendszerrel a tárcsa szabadon nőhet a haranghoz képest, és egyenes és igaz maradhat.”
A forgórész kialakításának másik kulcsfontosságú eleme a belső lapátok kialakítása. Ahogy Mark a Brembótól rámutatott: “Nincs egyetlen optimális lapátkialakítás, ez az alkalmazástól függően változhat. Néhány kialakítás, például az irányított, ívelt szárnyú tárcsák valójában javítják a levegő áramlását a tárcsán keresztül azáltal, hogy centrifugális szivattyúvá alakítják azt. Ennek megvalósítása azonban megnöveli a költségeket, mivel egyedi bal és jobb oldali tárcsákra van szükség. A Brembo szabadalmaztatott pillar lamellás belső geometriája a hajlított lamellás tárcsák szinte valamennyi légáramlási előnyét biztosítja, miközben ugyanazt a tárcsát használhatja a jármű bal és jobb oldalán is. A kialakítástól függetlenül a lamellák fontos szerepet játszanak abban, hogy a tárcsa képes legyen a hőt elvezetni, és így a tárcsát a fékrendszer általános összetétele által diktált hőmérsékleti tartományon belül tartani (pl. féknyereg, fékbetét, fékfolyadék stb.), miközben súly és szerkezeti integritás szempontjából is hatékonyak.”
DBA szabadalmaztatott Kenguru Mancs lapátok
Yoni a DBA-tól visszhangozta, hogy sokféle filozófia létezik a lapátok kialakítására. “A mi esetünkben két dolgot akartunk elérni, amikor kitaláltuk a szabadalmaztatott Kenguru Mancs szellőzők kialakítását. Az első a nagy felület volt a leghatékonyabb hőelvezetés érdekében, ahogy a levegő áthalad a rotoron. A második a nagy szilárdság volt. A Kenguru Mancs kialakításunkban a speciálisan elosztott oszlopok és oszlopok használatával a fékezés és a hőváltozások során a rotorra ható terhelés jól eloszlik, ami csökkenti a rotor torzulását, és csökkenti a felfúvódást, ami gyakori probléma az egyenes szárnyú rotorok és néhány ívelt szárnyú kialakítás esetében is.”