Всё, что нужно знать о дисковых тормозах, достоинства и недостатки

Текущий год будоражит утончённые умы любителей шоссейной классики с ободными тормозами. Виной всему UCI с их одобрением дисковых тормозов в профессиональном спорте.
Крупные производители тоже времени зря не теряли и наводняют рынок шоссейниками на дисках. Причём оные теперь в приоритете и классику найти в модельном ряду любого производителя не так-то и легко. Топовые модели и вовсе доступны только с дисками. Ну а МТБ уже давно на диски перешли. 

Споров было много о переходе на эту разновидность тормозов. Основным аргументом противников была травмоопасность особенно при массовых падениях в пелотоне. Действительно, диск довольно тонкий и при сильном ударе может нанести существенные травмы. Остальные аргументы мы изложим ниже.

Но так ли плохи дисковые тормоза в шоссейном спорте? Ведь на дороге они встречаются уже много лет и, судя по всему, довольно хорошо себя зарекомендовали, если заполняют собой новые ниши.

Давайте разбираться по порядку. 

Кстати, кроме ликбеза по тормозам, у нас есть серия статей про трансмиссии МТБ и шоссейных велосипедов. Есть даже отдельная статья о видах шоссейных велосипедов.

Механические или гидравлические?

Механика в себе содержит трос и рубашку. Зачастую в механике подвижна только одна колодка, вторая установлена неподвижно. Первая двигается навстречу второй и между собой они зажимают ротор.
Такая конструкция очень недорогая и позволяет воспользоваться хорошей останавливающей мощностью. Есть модели подороже, в которых подвижны уже обе колодки, они позволяют равномернее изнашиваться всем компонентам. Однако такие модели по своей стоимости приближаются к гидравлическим конструкциям. 

Гидравлика вместо троса использует жидкость, а ее основное свойство — сохранение постоянного объема вне зависимости от давления. Ручка на руле толкает поршень, поршень толкает столб жидкости, столб жидкости направляется в калипер и там равномерно выдвигает две колодки (в некоторых случаях 4).

Разница между двумя конструкциями очень существенная. Трос имеет свойство засоряться пылью дороги и продуктами трения из-за чего начинает двигаться в рубашке намного труднее, да и рубашка стирается со временем. Гидравлика этого недостатка лишена.

Чтобы получить одинаковую мощность торможения на механике и на гидравлике, необходимое усилие на ручке последней будет значительно меньшее, чем на механике. Результат — хорошая модуляция мощности.

Механика требует регулировки в зависимости от износа колодок и диска. В гидравлике износ расходных материалов компенсируется автоматически и это очень удобно. 

Вес гидравлики больше за счет необходимости размещения в ручке тормоза бачка с жидкостью. Устройство механики намного проще в этом смысле, никаких бачков не требуется.

Есть интересный симбиоз механики с гидравликой для дуалов работающих с тросами. Так к калиперу идет трос, а сам калипер уже с гидравлическими компонентами. Трос тянет рычаг воздействующий на поршень и дальше все как у всех.

Сложно сказать с уверенностью, что будет лучше именно для вас. У каждого свои взгляды и потребности, и свой бюджет. Гидравлика дороже, но и перечисленные преимущества говорят сами за себя.

Что с перегревом?

Цена за хорошую мощность торможения — выделение большого количества тепла. При перегреве системы происходит закипание тормозной жидкости. Закипание влечет за собой выделение пара. Пар, в отличие от жидкости, сжимается очень хорошо. Как итог — ручка проваливается, тормоза не работают или их мощность заметно снижается.
Многим, кто имеет опыт агрессивного катания на МТБ или опыт движения по длинным спускам, эта проблема знакома. 

В компании Shimano провели ряд испытания и выяснили, что перегревы чаще случаются именно в шоссейной технике. Большая скорость, длинные спуски и роторы меньшего диаметра в значительной степени влияют на это.

Нивелировать негативное влияние выделяемого тепла японцам удалось с помощью технологии IceTech. Она подразумевает наличие трехслойного ротора (сталь-алюминий-сталь) и колодок с дополнительными ребрами охлаждения. Как в роторах, так и в колодках для ребер охлаждения используется алюминий, так как обладает большей теплопроводностью, чем сталь. 

Представитель компании Sram говорит, что они боялись проблемы кипения, но увидели нечто другое — тормоз достигает устойчивого состояния, в котором рост температуры уже не происходит. Также наблюдалось снижение коэффициента трения колодок при нагреве, что намного лучше кипения.

Размер ротора

Не секрет, что диаметр тормозного диска напрямую влияет на скорость замедления. Чем он больше, тем легче остановиться.
В шоссейной технике широкое распространение получают роторы диаметром 140 мм, хотя некоторые производители, например Sram, допускают использование переднего тормоза со 160-м ротором, так как основное усилие приходится на него.

Для циклокросса вполне достаточно 140-х роторов, ведь там нет затяжных спусков и высоких скоростей, считают в компании Sram.  

Компания Shimano рекомендует на всю технику устанавливать роторы 140 мм, а для особенно увесистых райдеров предусматривают переход на 160-й размер. 

Единого мнения, как видно, нет. 

Стандарты креплений

Компания Shimano в 2015 году анонсировала появление нового стандарта крепления тормозных суппортов на раме велосипеда — Flat Mount.
До этого момента активно использовались два других стандарта — IS и Post Mount.
Японцы предложили бесплатное использование этого стандарта всем производителям тормозов и рам, поэтому на сегодняшний день он становится доминирующим.
Из преимуществ — калипер крепится намного ближе к раме (эстетика); задний крепится к раме, но резьбы в ней нет, болты вкручиваются в сам калипер (можно не бояться за дорогую карбоновую раму из-за восстановления в ней резьбы, если что). 

Новый стандарт крепления сопровождается появлением новых моделей суппортов, а они, между прочим, легче и компактнее своих старших братьев.

Эксцентрик или ось?

Сегодняшний день показывает, что основа большинства новых велосипедов строится на осях диаметром 12 мм. Переход на них вызван переходом на дисковые тормоза, которые требуют больших усилий для удержания колеса в дропаутах в процессе интенсивного торможения. 

Эксцентрики подразумевают открытую конструкцию дропаута, а оси закрытую. В общем-то вот и все различия.
Некоторые производители используют на одном колесе ось, на другом эксцентрик.
Если говорить об альтернативах, то Focus Izalco построен на осях диаметром 12 мм по технологии RAT (rapid axle), где демонтаж оси происходит при повороте всего на 90 градусов. 

Колодки

Колодки для дисковой системы торможения могут выполняться из разных материалов. Однако технология их изготовления одинакова: смесь формуют под прессом при высоком давлении и спекают при высокой температуре. 

Разные составы по-разному себя ведут в разных условиях.
Самые мягкие — органические. В их составе можно обнаружить стекло, волокна углерода, кевлара и прочих материалов. Такие колодки не годятся для серьезных нагрузок, так как стираются мгновенно. Подходят для размеренного движения.
Средние по мягкости — полуметаллические. Кроме органики здесь появляются вкрапления металлов, что служит для повышения стойкости к быстрому стиранию. Разумеется, они могут выдерживать большие нагрузки.
Жесткие — металлические или керамические. Из названия понятно, что материалы там соответствующие. В режиме движения работа-дом-работа такие колодки себя покажут крайне негативно, ведь они предназначены для серьезных нагрузок и хорошо справляются с высокими температурами. При низких температурах их эффективность будет стремиться к нулю. Кстати, такие составы изнашивают роторы быстрее остальных. 

И помните. Установка новых колодок или роторов потребует притирки. В зависимости от их состава, рельефа местности и вашего веса этот процесс может затянуться не пару сотен километров. До полной притирки тормоза не будут работать в полную силу.

Достоинства дисковых тормозов

Итак. Всем ясно и понятно, что дисковые тормоза обладают большей мощностью. Многие шоссеры этого излишества не поймут, так как блокировка заднего колеса и без того дается легко, избыточная мощность, значит, не нужна. Но давайте не будем спешить.

Из-за того, что ротор крепится к втулке колеса и обладает меньшим диаметром, чем обод, то появляется возможность очень плавной регулировки (модуляция) остановочной мощности до момента блокировки.
Всем же известно, что заблокированное колесо хуже тормозит? Вот. То есть, одно из преимуществ — очень широкая модуляция мощности, а значит и возможность останавливаться намного эффективнее.

Далее. Ротор и колодки находятся от поверхности земли намного выше, а значит пыль и влага меньше влияют на работу системы. Для отвода влаги, если ее все же много, роторы имеют большое количество отверстий. Через них, кстати, отводятся и продукты трения. Да даже попадание оных не влияет на работу существенно.

При использовании клещевых тормозов мы очень ограничены в диаметре покрышки. Проблема эта полностью отсутствует в дисковом варианте. 

Обод не подвергается износу, а значит и его замена будет происходить реже. Тем более, что тормозные роторы меняются без полной разборки колеса. 

Недостатки

Увы и ах. Как бы специалисты в области аэродинамики не старались, но победить увеличение сопротивления набегающим потокам воздуха на среднюю величину в 16% пока не удалось.
Есть три основных фактора, которые негативно влияют на аэродинамику.
Первый — роторы. Они придают парусность. Становится понятным, почему в штабе Shimano настаивают на диаметре 140 мм.
Второй — втулки. Они имеют совсем другие геометрические параметры и банально больший размер.
Третий — спицы. Если в ободном варианте всё усилие сосредоточено на ободе, то дисковые решения требуют передачи тормозного усилия от втулки, где ротор и закреплен, через спицы на обод и затем покрышку. Так как спицы теперь включены в процесс торможения, то их требуется больше. Разумеется, кроме аэродинамики начинает напирать фактор увеличения веса.

Вес велосипеда на гидравлической системе торможения больше на 500 грамм, чем на ободной классике. Цифры усредненные и могут изменяться в зависимости от моделей.
Кроме колес, как уже говорили, в весе прибавляют втулки, оси и рама. Места креплений калиперов изменились, а значит требуется укрепление рамы в новых местах. Основная прибавка веса приходится на переднюю и цепную вилки велосипеда. 

Неисправности гидравлики могут потребовать приобретения новых навыков. Ведь разные производители имеют разные конструкции с использованием разных гидравлических жидкостей, а их периодически надо менять.
И хорошо, если там залито минеральное масло. Всё намного “веселее”, когда используется тормозная жидкость DOT. Ведь она умеет и коррозию провоцировать и лакокрасочные покрытия разъедать. 

Появление скрипов. Дисковые тормоза очень бояться жиров. Любых. Неважно что это будет — пара капель от смазывающего спрея, капля от смазки цепи или простое легкое прикосновение к ротору пальцем. И то и другое вызывает сначала снижение останавливающей мощности почти до нуля, а потом начинает появляться ужасный скрип. Бороться с ним можно с помощью специальных составов для чистки тормозных роторов, однако колодки, в большинстве случаев, выходят из строя навсегда. Нет, от прикосновения пальцами колодки менять не придется, а в остальных случаях вероятность очень высока.