Brzdový kotouč nebo kotoučový brzdový mechanismus nebo kotoučové brzdy jsou hlavním prvkem systému kotoučových brzd . Jedná se o rotační část kotoučového systému, ke které jsou pomocí pohonu přitlačovány stacionární brzdové destičky. Působí jako člen třecí třecí dvojice, jejímž výsledkem je řízené zpomalení vozidla. Brzdový kotouč plní funkčně dva úkoly:
Brzdový kotouč automobilu se skládá ze dvou částí - středové nábojové části a pracovní plachty. V závislosti na typu může být provedení buď jednodílné nebo kompozitní. Středová část disku je jeho základem a je instalována přímo na náboji, pracovní plátno slouží jako nosná plocha pro třecí pár.
Rotor je prstencový povrch, se kterým při brzdění přicházejí do kontaktu brzdové destičky. Jedná se o největší a nejtěžší část kotoučové brzdy. Obvykle jsou vyrobeny z litiny kvůli vysokému tření a nízkému opotřebení materiálu.
Pro zlepšení chlazení jsou disky vyrobeny s ventilací. Ventilované kotouče mezi dvěma povrchy rotoru obsahují radiální dutiny, kterými proudí vzduch od středu k okrajům.
Rotor je připevněn ke střední části disku, který je zase připevněn k náboji kola. Centrální část rotoru zabraňuje přenosu tepla z brzdné plochy na ložiska kol, takže se ložiska nezahřívají.
Středová část disku je vyrobena z litiny nebo lehčích materiálů jako je hliník.
Na základě základních úkolů byla hlavním materiálem pro výrobu brzdových kotoučů šedá litina s lamelárním nebo vermikulárním grafitem. Tato slitina se dobře hodí k obrábění, což umožňuje navrhovat různé formy ventilačních systémů a systémů odvodu tepla. Druhou výhodou litiny je její dobrá tepelná vodivost, která je důležitá v podmínkách intenzivního tepelného namáhání. Alternativou k litině se stala technologie výroby na bázi uhlíku a matrice karbidu křemíku. Takový vzorec zpravidla obsahuje polymerní prášky v kombinaci s výztužnými vlákny. Na rozdíl od klasického litinového kotouče má kompozitní směs výrazně nižší hmotnost a také má lepší odolnost proti mechanickému opotřebení. . Za normálních provozních podmínek může být zdroj takového disku 300–350 tisíc kilometrů. S ohledem na vysokou cenu technologie jsou keramické brzdové kotouče instalovány na sportovních verzích automobilů.
Strukturálně jsou brzdové kotouče rozděleny do tří typů:
Požadovaný typ brzdového kotouče je dán typem brzdové soustavy konkrétního modelu vozu.
Každý typ brzdového kotouče může být upraven výrobcem, aniž by bylo nutné měnit konstrukci. Tyto úpravy povoluje ECE R90.
S rozvojem kotoučových brzd a jejich dalším rozšířením na tramvajích a železničních zařízeních se součástí dvojkolí začaly stávat brzdové kotouče, umístěné jak na jeho vnější, tak na vnitřní části. Mohou být uspořádány jak symetricky, tak asymetricky.
Výkonové charakteristiky brzdových kotoučů zahrnují
Disky fungují 100-150 tisíc kilometrů při klidné jízdě. Při ostré a agresivní jízdě se perioda zkracuje na 30-40 tis. Minimální tloušťka brzdových kotoučů je uvedena na brzdovém kotouči. Opotřebení se kontroluje posuvným měřítkem. Maximální opotřebení je 2-3 mm od počáteční tloušťky kotouče. Šířka trhlin a třísek není větší než 0,01 mm. Pokud je šířka trhlin a třísek větší, je třeba kotouče vyměnit.
Brzdění je krátkodobý a rychle se měnící proces. Proto je často nemožné dosáhnout dokonalého kontaktu. K modelování a studiu procesů inhibice se používá neideální model. [2]
Podle tohoto modelu jsou mezi kotoučem a destičkami cizí částice. Třecí materiál brzdové destičky přebírá kinetickou energii rotujícího brzdového kotouče a opotřebovává se. Kinetická energie je přeměněna na tepelnou energii a přenášena na disk prostřednictvím cizích částic. To má za následek teplotní rozdíl mezi povrchem disku a podložky. Proto může chladnější kotouč přijímat teplo generované v podložkách.
Množství tepla generovaného v destičkách závisí na rychlosti a hmotnosti vozidla a na tom, jak silně sešlápnete pedál. Normální zastavení osobního automobilu při rychlosti 60 km/h ohřeje kotouč na 150 ºC. Prudké brzdění závodního vozu zvýší teplotu kotouče na 800 ºC ve zlomku sekundy. [3] Stejnou teplotu má i křemíková láva, která vytéká ze sopek Pacifického Ohnivého kruhu.
Teplotní režim brzdových kotoučů:
Průměr rotoru je měřen vnějším průměrem a šířka je měřena celkovou tloušťkou mezi kontaktními plochami. Velikost povrchu rotoru v kontaktu s podložkami závisí na průměru disku. Výrobci se snaží, aby kotouče byly co nejlehčí a nejmenší, čímž se zvyšuje brzdný výkon zlepšením brzdného výkonu. Ventilovaný rotor je vždy širší než pevný.