Rotor Tech: Cum să alegeți frânele pe disc potrivite pentru nevoile (și bugetul) dumneavoastră

Rotorii sau frânele pe disc nu sunt cea mai sexy parte a unei mașini, dar dacă aveți destule zile de circuit la activ, atunci probabil ați învățat că nu toate rotoarele sunt create la fel și că performanța rotorului este extrem de importantă dacă obiectivul dumneavoastră este de a avea o pedală de frână fiabilă și consistentă sub piciorul dumneavoastră. Îmi amintesc de un eveniment Time Attack dezamăgitor din Montreal în care am spart un rotor la Camaro Z/28 din ’97 al tatălui meu și a trebuit să împachetăm mai devreme. Rotoarele OEM de pe acea mașină pur și simplu nu erau pregătite pentru stresul termic la care le supuneam pe pista de curse.

În zilele noastre rotoarele de înaltă performanță sunt incredibil de avansate. Sunt sigur că ați văzut cu toții rotoare carbon-ceramică pe mașini sport de top și chiar rotoare carbon-carbon pe mașini de curse complete. Cum modifică aceste materiale performanța sistemului de frânare în comparație cu vechile și bunele discuri din fontă? Cum îmbunătățește performanța structura internă a paletelor? Cum se comportă un disc flotant din două piese în comparație cu unul dintr-o singură bucată? Și care este treaba cu toate formele și frecvențele diferite ale fantelor de pe fața discului? Mulțumită informațiilor tehnice oferite de Mark Vlaskis de la Brembo North America și Yoni Kellman de la DBA USA, vom aborda toate aceste subiecte, astfel încât să puteți face o achiziție mai bine informată.

După cum cei mai mulți dintre voi știți deja, principala sarcină a rotorului este de a oferi o suprafață de împerechere pentru plăcuțele de frână, astfel încât, atunci când acționați frânele, materialul de fricțiune care compune plăcuța este presat hidraulic împotriva rotorului de către etrierii de frână, transformând mișcarea înainte în căldură pe măsură ce mașina este încetinită. Această căldură este apoi radiată în atmosferă pe măsură ce aerul trece peste și prin rotoare (și prin restul sistemului de frânare), finalizând astfel conversia energiei cinetice în energie termică. Și, fiind cea mai mare masă din sistemul de frânare, discul joacă un rol vital în absorbția și evacuarea întregii călduri.

Am făcut cea mai mare parte a curselor mele în vehicule relativ mici, ușoare și cu putere mică spre medie, cum ar fi Honda, Mazda și Scions, așa că, pentru nevoile mele, am putut folosi în cea mai mare parte discuri de frână din fontă dintr-o singură piesă de înaltă calitate fără probleme. Dar, în cazul coupe-ului meu Infiniti G35 mare și gras, trecerea la discuri din două piese cu diametru mai mare a transformat complet performanța mașinii. După cum a explicat Yoni de la DBA USA, „Din punct de vedere al costurilor, un rotor dintr-o singură bucată este capabil să satisfacă nevoile celor mai mulți șoferi în majoritatea cazurilor și este rentabil, în special atunci când rotorul folosește materiale și un design de înaltă calitate și este asociat cu plăcuțe adecvate pentru utilizarea preconizată a vehiculului.

Rotorii din două piese oferă totuși câteva avantaje semnificative, cum ar fi greutatea redusă, precum și o mai bună disipare a căldurii, parțial datorită pălăriei din aluminiu care acționează ca un radiator. Unele rotoare din două piese oferă, de asemenea, un flux de aer mai mare prin rotor, datorită designului mai deschis unde pălăria se întâlnește cu fața rotorului. Un alt mare avantaj este capacitatea de a înlocui doar inelul discului, reutilizând în același timp pălăria centrală. Acest lucru poate însemna economii de costuri în multe cazuri.”

Cum a adăugat Mark de la Brembo, „Nu există cu adevărat niciun dezavantaj al construcției din două piese în afară de costuri. Primul avantaj al construcției flotante din două piese este greutatea redusă. Prin realizarea secțiunii centrale a discului din aluminiu, se poate economisi o mare parte din greutate într-o locație cheie, deoarece este atât nesuspendată, cât și rotativă. Un alt avantaj al acestei construcții este reducerea transferului de căldură către butucul și rulmenții roților vehiculului. În timp ce supraîncălzirea rulmenților roților în timpul utilizării pe stradă nu este în mod normal o preocupare, cu siguranță poate fi atunci când se circulă pe pista de curse. Dar cel mai mare avantaj constă în flotorul în sine. Discurile de frână trebuie să facă față unor niveluri extreme de temperatură. În unele cazuri, temperaturile discurilor pot depăși 1100°F. Atunci când un material este încălzit, acesta se dilată, iar din cauza variației mari de temperatură experimentate în discurile de frână, acest efect poate fi semnificativ. În cazul unui disc neplutitor, nu tot materialul se încălzește în mod uniform. Secțiunea centrală a discului rămâne relativ rece în comparație cu suprafețele de frânare. Această diferență de temperatură determină apariția unor tensiuni termice care duc la deformarea discului și la deformarea suprafeței de frânare, precum și la creșterea potențialului de fisurare. Cu sistemul full-floating, discul este liber să crească în raport cu clopotul și poate rămâne drept și drept.”

Un alt element cheie pentru proiectarea rotorului este designul paletelor sale interne. După cum a subliniat Mark de la Brembo, „Nu există un design optim al paletelor, acesta poate varia în funcție de aplicație. Unele modele, cum ar fi discurile cu palete curbate direcționale, îmbunătățesc de fapt fluxul de aer prin disc, transformându-l într-o pompă centrifugă. Cu toate acestea, costul implementării acestui lucru este crescut din cauza necesității de a avea discuri unice la stânga și la dreapta. Geometria internă patentată de Brembo a paletelor de stâlp oferă aproape toate avantajele fluxului de aer ale discurilor cu palete curbate, putând în același timp utiliza același disc atât pe partea stângă, cât și pe partea dreaptă a vehiculului. Indiferent de design, paletele joacă un factor important pentru a permite discului să elimine căldura și astfel să mențină discul în intervalul de temperatură dictat de compoziția generală a sistemului de frânare (de ex. etrierul, plăcuța de frână, lichidul de frână etc.), fiind în același timp eficient în acest sens din punct de vedere al greutății și al integrității structurale.”

Yoni de la DBA a reluat faptul că există multe filosofii diferite pentru proiectarea paletelor. „În cazul nostru, am vrut să realizăm două lucruri atunci când am venit cu designul nostru patentat de ventilație Kangaroo Paw. Primul a fost o suprafață mare pentru cea mai eficientă disipare a căldurii pe măsură ce aerul se deplasează prin rotor. Al doilea a fost o rezistență ridicată. Prin utilizarea pilonilor și a stâlpilor distribuiți special în designul nostru Kangaroo Paw, sarcina pusă pe rotor în timpul frânării și al schimbărilor de căldură este bine distribuită, ceea ce reduce distorsiunea rotorului și reduce balonarea, care este o problemă comună a rotorilor cu palete drepte și a unor modele de palete curbate, de asemenea.”

.