Тормозные колодки из чего состоят

Состав тормозных колодок: конструкция и нагрузки

Тормозные колодки – наиболее важный элемент тормозной системы. Именно от них зависит эффективность работы тормозов. Хорошие, правильные колодки будут не только долго и надежно выполнять свои функции, но и сохранят тормозной диск или барабан целым и невредимым долгие годы. Наоборот, плохие, некачественные колодки могут испортить тормозной диск, проделав в нем глубокие канавы, и т. д.

Тормозные колодки для дисковых тормозов

Тормозные колодки бывают разными. Причем речь идет не о конструкции и дизайне, а в первую очередь о материале фрикционных накладок, которые собственно и осуществляют торможение. Фрикционных смесей на сегодня существует превеликое множество. У каждой фирмы своя рецептура и свои ингредиенты. В состав смеси могут входить 15 и более различных компонентов. Их пропорции четко выдержаны. Любое изменение доли того или иного компонента может существенно изменить свойства будущих тормозных накладок, вплоть до их полной неработоспособности.

Основа фрикционной смеси – армирующий компонент. Именно от него зависит прочность, термостойкость и стабильность тормозных свойств изделия. В последние годы сложились устойчивые виды фрикционных изделий, получивших свое название, именно основываясь на их армирующем компоненте. Выделяются асбестовые, безасбестовые и органические (на основе органических волокон) компоненты.

Первые, как видно из названия, в качестве армирующего элемента используют асбест. Вредность этого материала для человека уже стала притчей во языцех. Во многих руководствах по ремонту и обслуживанию автомобилей говорится, что менять асбестосодержащие тормозные колодки и даже снимать колеса (если у вас такие тормоза) необходимо предельно осторожно, заблаговременно позаботившись о защите органов дыхания и зрения.

Безасбестовые представляют собой фрикционный материал, в котором роль армирующего компонента выполняют иные составляющие. Это может быть стальная вата, медная, латунная стружка, различные полимерные композиции и т. д. В бюджетных колодках производители используют смесь органических и неорганических волокон, балансируя между коэффициентом трения, изностойкостью и конечной ценой колодки. Если речь идет о дорогих колодках, хотя и предназначенных для дорожных автомобилей, то производители могут включать гранулы мягких металлов и искусственного графита, кевларовых и карбоновых волокон, таким образом увеличивая термостабильность фрикционного материала.

Самые современные на данный момент фрикционные материалы выполняют на основе органических волокон. У таких колодок наилучшие тормозные свойства. Недаром именно они устанавливаются на современные болиды Формула-1, где нагрузки на тормоза (по меркам городских автомобилей) просто запредельные. Ведь им приходится за считанные секунды или даже доли секунды снижать скорость машины с 300 до 60 км/ч. К сожалению, как и любых высокотехнологичных и наукоемких изделий, стоимость таких колодок доступна лишь таким «денежным» видам автоспорта.

И еще раз вспомним о тепле. Колодки также должны охлаждаться, но, в отличие от дисков, они как раз должны не пропускать тепло через себя. Нагреваясь, сами, они обязательно начнут греть рабочие тормозные цилиндры, а они, в свою очередь, тормозную жидкость, и если она закипит, тормоза перестанут работать, со всеми вытекающими последствиями. Вот почему столь важно обеспечить тепловой барьер между фрикционными накладками и металлической основой тормозной колодки.

Нагрузки на передние и задние тормозные колодки

При торможении передние тормозные колодки испытывают основную нагрузку, поэтому они изнашиваются быстрее задних тормозных колодок. Часто приходится слышать, что пока поменяешь задние тормозные колодки, износишь три раза передние тормозные колодки. В принципе, соотношение 1:3 верное.

Многие производители ставят на передние и задние тормозные колодки специальные устройства, предупреждающие об износе этого компонента. Они бывают механические и электронные. В первом случае изношенная задняя или передняя тормозная колодка начинает неприятно скрипеть. Во втором – в случае износа передней или задней тормозной колодки на панели приборов зажигается специальный индикатор.

При замене тормозных колодок лучше поменять все колодки. Например, если вы меняете задние тормозные колодки, то поменяйте колодки сразу на обоих задних колесах. В случае передних тормозных колодок поступайте аналогично. Это позволит избежать ситуации, когда новые и уже износившиеся колодки будут по-разному тормозить колеса, отчего автомобиль будет терять в управляемости.

Фрагменты статьи Ю.Буцкого и В.Карпицкого “О тормозных колодках потребителю – только факты”

Физика безопасности

Фрикционная накладка- важнейшая деталь тормозной колодки. Основные ее задачи- получение необходимых сил трения в процессе торможения и обеспечение стабильности коэффициента трения при изменении скорости вращения тормозного диска и давления в системе. Естественное желание изготовителей автомобилей (как, впрочем, и разработчиков и производителей тормозных накладок)- получение коэффициента трения, близкого к константе при любых условиях эксплуатации. Выполнить это требование нелегко, о чем свидетельствует весь мировой опыт. Можно говорить лишь о поиске оптимального сочетания свойств накладки.

Большинство современных тормозных накладок имеет коэффициент трения 0,35-0,45. Почему так? Чем плохи значения 0,28 или, положим, 0,55? С первой цифрой все понятно: заниженные фрикционные свойства приводят к увеличению времени торможения и тормозного пути, что отрицательно сказывается на безопасности. А хороши ли высокие фрикционные свойства? На первый взгляд — да. Но только на первый. На деле же увеличение коэффициента трения сужает диапазон воздействий на педаль от начала торможения до блокировки колес. И начинаются неприятности.

Судите сами: блокировка приводит к скольжению или юзу. Это недопустимо, как минимум, по двум причинам. Во-первых, ухудшаются устойчивость и управляемость автомобиля. Ведь сцепление колес с дорогой становится одинаковым во всех направлениях — что в курсовом, что в боковом. Во-вторых, увеличивается тормозной путь, поскольку сцепление с дорогой при скольжении колес значительно меньше, чем при качении.

Поэтому при высоком коэффициенте трения накладок требуется осторожность в «топтании педали», определенные навыки вождения и быстрая реакция. Особо опасны дороги, где чередуются участки с хорошим и плохим сцеплением колеса. Например, асфальт, гололед, асфальт, снег, снова гололед и это тянется на много километров. Или так: слева асфальт, а справа, ближе к обочине, жидкая грязь. В подобных ситуациях на машинах без ABS торможение может привести к потере управляемости и непредсказуемым последствиям. Такие случаи особенно опасны в условиях интенсивного движения с высокой скоростью.

О конструкции: взаимодействие осей

В подавляющем большинстве случаев на передней и задней осях автомобиля устанавливаются разные тормозные механизмы. Секрет прост: осям требуется неодинаковая эффективность торможения. Сегодня на многих легковых автомобилях и легких грузовиках наиболее распространена система Д-Б — то есть с дисковыми механизмами на передней оси и барабанными — на задней. Тормозные накладки в этих схемах различны — и по технологии изготовления и по набору компонентов фрикционной композиции. Однако они должны правильно взаимодействовать, то есть иметь согласованные фрикционные характеристики.

Напомним, что опережающая блокировка колес передней оси нарушает управляемость автомобиля, а опережающая блокировка колес задней оси приводит к потере устойчивости, провоцируя занос и опрокидывание. Поэтому эффективность торможения каждой из осей должна находиться строго в своих рамках — это и есть основа безопасности. Коэффициент трения зависит от давления между накладкой и контртелом (диском или барабаном), от скорости и, конечно, от температуры.

Более стабильными являются дисковые тормозные механизмы. Они в меньшей степени теряют эффективность с ростом указанных факторов. Кроме того, им не так страшно попадание воды, масла и грязи на поверхности трения. А вот накладки барабанных тормозов более капризны. Многие знакомы с ситуацией, когда после форсирования большой лужи барабанные тормозные механизмы просто-напросто перестают работать. При интенсивном пользовании тормозами эффективность торможения каждой из осей автомобиля изменяется — причем (внимание!) не пропорционально друг другу. Отсюда видно, сколь легко может быть нарушено правильное взаимодействие передних и задних механизмов в процессе торможения.

Тормозные колодки: конструкция, свойства, эксплуатация

Исправная тормозная система автомобиля — это гарантия безопасности водителя и пассажиров на дороге. С этим трудно не согласиться. Безусловно, исправность каждой детали тормозной системы имеет огромное значение. Но, пожалуй, одним из важнейших элементов тормозной системы являются тормозные колодки. Ведь именно от состояния тормозных колодок во многом зависит эффективность торможения. В процессе торможения колодки плотно прижимаются к тормозным дискам или барабанам, соединенным с колесами авто. Под воздействием силы трения скорость вращения дисков или барабанов, и соответственно колес, снижается.

Для начала, давайте разберемся, что собой представляют тормозные колодки, и какие эксплуатационные свойства колодок имеют наибольшее значение.

Тормозная колодка состоит из металлической пластины (основы) и накладки. Основу, как правило, изготавливают из стали. В качестве накладки используют фрикционный материал, то есть материал с высоким коэффициентом трения. Основные эксплуатационные характеристики тормозных колодок определяются свойствами фрикционного материала накладки. Разумеется, чем данные характеристики выше, тем качество колодки лучше.

Основой фрикционного материала является армирующий компонент, от которого зависит стабильность свойств, а также прочность тормозных колодок. Раньше в качестве армирующего компонента использовали асбест. Он способен обеспечить стабильные характеристики фрикционного материала, но представляет опасность для здоровья человека. Поэтому современные тормозные колодки не содержат асбест. А в качестве армирующего компонента фрикционных материалов используют стальные волокна, медную, латунную стружку, армирующие нити из кевлара, полимерные соединения, органические волокна и т.д. Отличными эксплуатационными свойствами обладают фрикционные материалы, в состав которых входит керамика. Тормозные колодки с накладками из таких материалов называют керамическими.

Кроме армирующего компонента, в состав фрикционного материала тормозных колодок также могут входить специальные наполнители, различные модификаторы, смолы и другие составляющие. Но чаще всего производители держат в секрете состав материала, из которого они изготавливают накладки для тормозных колодок.

Одной из главных характеристик тормозной колодки является коэффициент трения и его стабильность при различных температурных режимах. Для изготовления неоригинальных тормозных колодок, предназначенных для условий обычного дорожного движения, используют накладки из фрикционного материала с коэффициентом трения 0,25 – 0,35. Коэффициент трения оригинальных колодок находится в диапазоне от 0,35 до 0,5. Применение колодок с довольно низкими коэффициентами трения, как правило, продлевает тормозной путь, соответственно снижая уровень безопасности. При интенсивном торможении коэффициент трения колодок может снижаться вследствие повышения рабочей температуры, поэтому для восстановления нормальных показателей колодке необходимо остыть. Но не стоит думать, что слишком высокие фрикционные свойства будут гарантировать высокую эффективность торможения. В таком случае сильное давление на педаль тормоза может быстро привести к блокировке колес, и автомобиль станет неуправляемым.

При эксплуатации тормозные колодки могут нагреваться до очень высоких температур. Поэтому еще одним важным свойством колодок является термостойкость. Обычно на машины, используемые для передвижения (включая быструю езду) по городским дорогам, устанавливают тормозные колодки, способные выдержать рабочие температуры до 300 °C – 350 °C. Спортивные тормозные колодки, предназначенные для гоночных авто, способны работать при диапазоне рабочих температур до 800 °C – 900 °C. Но для ежедневной эксплуатации в городских условиях такие колодки не подходят, так как не успевают прогреться (их прогрев наступает при 100 °C – 200 °C) и торможение будет неэффективным. Именно поэтому устанавливать спортивные тормозные колодки на обычные машины не имеет смысла.

Высокие рабочие температуры тормозных колодок могут привести к нагреву других элементов тормозной системы, включая тормозную жидкость. Известно, что закипание тормозной жидкости существенно снижает эффективность работы тормозов, и даже приводит к полному их отказу. Для предотвращения такой ситуации между металлической пластиной и фрикционной накладкой в тормозной колодке часто устанавливается специальная прослойка. По сути, она играет роль некоего теплового барьера между нагретой поверхностью колодки и другими элементами тормозной системы, в частности тормозного суппорта и жидкости.

Таким образом, из всего сказанного выше можно сделать вывод, что качественные тормозные колодки должны изготавливаться из экологически чистых материалов и обладать:

• стабильным коэффициентом трения при перепадах температуры и изменении скорости вращения тормозного диска;
• стойкостью к высоким температурам;
• высокой прочностью и износостойкостью;
• способностью поглощать тепло нагретой поверхности фрикционного материала;
• отличной демпфирующей способностью и способностью предотвращать шум для обеспечения комфортного торможения.

Для тормозов дискового и барабанного типа используют соответственно дисковые и барабанные тормозные колодки. Дисковые колодки имеют более стабильные характеристики, чем колодки барабанного типа.

Со временем тормозные колодки изнашиваются и подлежат замене. Об износе тормозных колодок может свидетельствовать чрезмерный шум (скрип, писк) при торможении, слишком слабые или наоборот очень резкие тормоза, а также пыль на дисках с примесью металлической стружки. Чтобы предупредить водителя об износе колодок и необходимости их замены, на них устанавливаются специальные датчики износа. Они бывают механические и электронные. При использовании механического датчика изношенная колодка будет издавать резкий и очень неприятный скрип. Во втором случае водитель узнает об износе тормозной колодки благодаря подсвеченному индикатору на панели приборов.

Разумеется, что для каждого авто имеются свои рекомендации по срокам замены тормозных колодок. В среднем ресурс колодок составляет от 8 до 12 тыс. км пробега. Но скорость износа данного элемента тормозной системы зависит от различных факторов, например от качества колодок, стиля вождения, условий эксплуатации и т.д. Интересен тот факт, что передние тормозные колодки всегда подвержены большему износу, чем задние. Связано это с тем, что именно передние колодки испытывают основную нагрузку. Задние тормозные колодки, как правило, служат примерно в три раза дольше.

Не забывайте, что заменять тормозные колодки необходимо сразу на обоих передних или задних колесах. В противном случае, изношенная колодка с одной стороны и новая с другой будут тормозить колеса с разной эффективностью. А это неизбежно приведет к потере управляемости авто.

После замены новые тормозные колодки должны «притереться». В период притирки, примерно первых 300 км (но для каждого авто разные показатели), эффективность торможения может быть снижена, а сами колодки могут скрипеть. Поэтому водителю нужно быть предельно осторожным при торможении.

Купить тормозные колодки сегодня не составит труда. Найти их можно в любом магазине автозапчастей, включая интернет-магазины. Выбирая тормозные колодки для вашего авто, следуйте рекомендациям производителя, указанным в технической документации. Учтите, разные колодки предназначены для разных нагрузок. Поэтому перед покупкой лучше лишний раз убедиться, что колодки действительно подойдут для вашей машины. Помните, только качественные и правильно подобранные тормозные колодки обеспечат эффективное торможение и минимальный тормозной путь при любых климатических условиях. Более того, они позволят сохранить отличное состояние тормозных дисков и барабанов на протяжении длительного срока эксплуатации. Использование колодок низкого качества наоборот ускорит износ других элементов тормозной системы.

Обратите внимание, что на новых высококачественных тормозных колодках обязательно присутствует маркировка, соответствующая европейскому (ECE R90) или американскому (SAE) стандарту качества. Более того, поверхность новых колодок должна быть ровной, без повреждений и сколов. Фрикционные накладки не должны содержать глубоких трещин и отделяться от стальных пластин.

На современном рынке автозапчастей представлен широкий ассортимент тормозных колодок различных торговых марок. Купить тормозные колодки от ведущих производителей можно и в Хмельницком. В настоящее время на полках магазинов автозапчастей можно найти как оригинальные тормозные колодки, так и более дешевые аналоги. Как правило, часть колодок ОЕ качества, отвечающие всем требованиям производителей автомобилей, попадает в свободную продажу, но покупка оригиналов потребует больших финансовых затрат. Тормозные колодки, изначально предназначенные для вторичного рынка автозапчастей, стоят на 30 – 70 % дешевле оригиналов, и часто не уступают им по качеству. В продаже также можно встретить бюджетные тормозные колодки низкого качества по невысоким ценам.

Тормозные колодки: какими они бывают и чем отличаются

На первый взгляд тормозные колодки просты, как угол дома, но это не более, чем обман зрения. На протяжении десятков лет этот критически важный узел автомобиля постоянно эволюционировал, и даже если по виду не скажешь, некоторые колодки можно записывать в хайтек. Конечно, речь идет о высокопроизводительных решениях для суперкаров и гоночных авто, но даже в массовом сегменте встречаются дорогие и эффективные компоненты для энтузиастов. Впрочем, начать обзор имеет смысл с самых простых.

Полуметаллические

Прежде всего стоит уточнить, что речь идет о фрикционном слое, которым колодки прижимаются к тормозным дискам или барабанам. Этот слой приклеен специальным термоизолирующим клеем к металлическому каркасу колодки. Также в конструкции могут присутствовать антикоррозионное покрытие, шумоизолирующий слой и датчики износа, но основной компонент здесь — именно фрикционная смесь.

Рабочий слой полуметаллических колодок делают из железного либо медного порошка, графита и связующего компонента. Процентное отношение металлов может быть произвольным — от 30 до 60 процентов. Такие колодки относительно долговечны и хорошо отводят тепло от диска, но эффективность торможения невысока. По этой причине в Европе популярны модели с невысоким содержанием металлических компонентов.

Органические

Также известны по прозвищу Non-Asbestos. Перечень материалов для фрикционного слоя чрезвычайно широк — от толченого стекла до композитных материалов. В качестве связующего звена используются разнообразные термостойкие смолы. Волокнистая структура обеспечивает высокие показатели трения, однако в результате образуется большое количество пыли и гарантируется повышенный износ как дисков, так и самих колодок.

По этой причине они хорошо подходят для активных водителей, готовых доплатить за эффективность и закрыть глаза на повышенные расходы.

Низкометаллические

Некий гибрид между органическими и металлическими, но с добавлением в органический состав железного либо медного порошка и стружки в сравнительно невысоких концентрациях. Металл обеспечивает улучшенную теплопроводность и повышает коэффициент трения. Вместе с тем, низкометаллические колодки трутся довольно шумно и этот их недостаток ограничивает им путь в высшее автомобильное общество, где на скрипящий тормозами «Бентли» смотрят с нескрываемым осуждением. Зато активные водители снова довольны.

Керамические

Обещанный хайтек из мира гоночной техники. Керамический состав обеспечивает непревзойденный коэффициент трения и при этом износоустойчив. В сочетании с керамическими дисками можно добиться весьма существенных улучшений в тормозной динамике. Но с одной оговоркой — чтобы добиться максимальной отдачи керамику придется хорошенько разогреть, иначе ее эффективность едва ли превзойдет таковую у дешевых полуметаллических изделий.

Достигается это многократным торможением «в пол», что вполне обыденно на гоночном треке и совершенно невыполнимо в пробке в дождь. По этой причине, а также из-за высокой цены их распространение на гражданской технике довольно ограничено. Зато они сохраняют работоспособность при температурах вплоть до 800-900 градусов, тогда как потолок остальных — в три раза меньше.

Для улучшения характеристик замедления при низких температурах в состав добавляют композитные волокна — они даже в ненагретом состоянии «цепляются» за поверхность диска. В результате получаются колодки с адекватными характеристиками для использования в больших городах.

Из чего и как делают тормозные колодки

Тормозные колодки считаются одним из главнейших компонентов тормозной системы автомобиля, так как во многом они отвечают за ее эффективность. Между тем мы довольно часто стремимся к экономии, приобретая для ТО вместо оригинальных деталей либо контрафакт, либо вовсе фальсификат. Не вдаваясь в разницу между этими терминами, можно сказать лишь одно: даже при аккуратной езде многие водители рискуют жизнями – своей и пассажиров. А что будет, если потребуется экстренное торможение, от которого ввиду огромного количества машин с неопытными или неадекватными людьми никто не застрахован? Ответ ясен, и винить в таких случаях нужно только себя.

И напротив, брендовые диски или барабаны – это стабильные характеристики, которые гарантируют не только минимальный тормозной путь, но и сохранность этих компонентов на протяжении долгих лет. Чтобы убедиться в правоте этих слов, достаточно более-менее подробно узнать, как делают тормозные колодки на конвейерах мировых лидеров автопрома. Впрочем, начать полное изучение этого вопроса следует с истории развития данных элементов тормозной системы.

Историческая справка

Изначально тормозные колодки изготавливались из дерева, причем с дисками и барабанами они контактировали с помощью системы рычагов. Такая архаичная по нынешним меркам конструкция практиковалась еще на конных повозках, а в автомобилестроении она нашла применение по той простой причине, что машины в то время не отличались большой мощностью моторов. Вдобавок «самоходные кареты» той поры были легкими, что также не требовало хороших тормозов.

Поскольку прогресс не стоял на месте, со временем автомобили стали оснащаться «многолошадными» двигателями. Соответственно, модернизации подвергалась и тормозная система, частью которой являлись «остановочные башмаки». Причем предпочтение конструкторы отдавали барабанам, а не более продуктивным дискам. И только в конце ХХ века дисковая система взяла верх, поэтому к тормозным колодкам стали предъявлять еще более повышенные требования.

Виды тормозных колодок

Из какого материала делают тормозные колодки, зависит от вида этих деталей, хотя по своей конструкции они практически не отличаются. В первом случае для скрепления фрикционных элементов некоторые производители по-прежнему добавляют в спецсоставы асбест, хотя тот при нагреве уже давным-давно признан вредным для человека. Именно по этой причине данный тип колодок менять следует в очках и респираторе. Почему до сих пор используется этот канцероген? Как всегда, из-за экономии – себестоимость производства снижается в разы.

Во втором типе деталей в основном применяется мягкая металлическая стружка, которая значительно дороже. Однако использование безопасных материалов – лишь одно из преимуществ более современной технологии. Ведь такие фрикционные элементы менее подвержены износу и практически не снижают своих тормозных свойств при высоких температурах. Вдобавок они способствуют снижению шума во время выполнения своей функции. Отличить один вид колодок от другого можно по маркировке на коробке: там указано, для каких условий предназначено изделие и из чего изготовлено.

Технологическая цепочка изготовления

Колодка при всей ее важности по конструкции весьма несложна: есть лишь металлический каркас, прикрепленная к ней фрикционная часть и некоторые второстепенные компоненты.

Каркас. Разумеется, вначале на заводе изготавливается основа детали – для этого применяется процесс рубки листового металлопроката на гидравлических или механических прессах. Далее формируются отверстия для датчиков, спецпазы, на которые можно «навешать» аксессуары и пр. Иногда в производстве задействован метод лазерной резки, однако преимущественно он применяется на зарубежных предприятиях.

Фрикционная смесь. Ее главная задача при производстве «гражданских» автомобилей состоит в стабильности коэффициента трения. То есть, этот показатель должен не меняться даже при сильном нагреве этого элемента тормозной системы. Многие производители маркируют свою продукцию специальным кодом: так, индекс FF на упаковке означает, что коэффициент трения – а он должен быть в определенном диапазоне – сохраняется не только на холодной и средненагретой колодке, но и горячей. Чтобы проверить, соответствуют ли заявленные потребительские свойства действительности, на заводах проводят процедуру тестирования. В отдельных случаях контроль осуществляют сторонние организации научного типа.

Состав фрикционной смеси напрямую влияет на стабильность и теплоотвод колодок, поэтому процентное соотношение в ней разных компонентов считается коммерческой тайной. Однако никто не скрывает, что в микс сегодня входят наполнители (бариты и мелы), синтетические и рубленые металлические волокна, модификаторы трения и пр.

Из чего делают тормозные колодки для авто, во многом зависит от самого производителя. Если он согласен на дополнительные затраты, то в смесь добавляется дорогой кевлар. Правда, кевлар кевлару рознь: если на некоторых российских заводах массово применяется «первичный», а потому дорогой материал, то на других предприятиях в ход идет «вторичный», который является продуктом переработки списанных бронежилетов. Однако и в первом, и во втором случае на упаковке можно гордо написать «кевлар» – такой рекламный ход позволяет существенно повысить цену на конечный продукт.

Наконец, еще одним очень важным компонентом фрикционной смеси считается так называемая пыль трения. Частично данную функцию выполняют металлические волокна, однако уже давным-давно доказано, что измельченная скорлупа орехов кешью в не меньшей степени способствует эффективному торможению. И когда все компоненты смеси собраны, они загружаются в миксер и смешиваются, чтобы после процесса отстаивания попасть на участок прессования.

Процесс прессования по степени своей важности не уступает этапу создания фрикционного состава. Однако начинается он с предпроизводственной подготовки каркасов колодок, с которых методом дробеструйной очистки удаляются заусенцы и окалины. Затем на основу детали наносится термостойкий клей, и только потом начинается непосредственно формирование тормозной накладки.

Фрикционная смесь засыпается в пресс-формы, сверху располагается каркас колодки, и пресс приступает к работе. Процедура прессования может быть «горячей» или «холодной». Второй вариант более продуктивен и менее затратен, однако в технологию включается дополнительное звено – запекание в печи при температуре до 280°. В ходе этого процесса может возникнуть обильное газообразование и коробление накладок из-за наличия фенольной смолы, чего при «горячем» прессовании не происходит.

С другой стороны, «горячий» метод требует четкого контроля температуры и нескольких «подпрессовок». Кроме того, технология предполагает использование дорогого оборудования и разработку оптимальной компьютерной программы, которая зачастую является ноу-хау компании-производителя. Однако в любом случае на выходе фрикционщики получают изделие очень высокого качества, которое не обходится без процедуры термостабилизации.

Термостабилизация. Она проводится по специальной программе в автоматическом режиме и включает в себя множество циклов нагревания и остывания колодки в печи. В зависимости от требуемых свойств детали на это требуется 8-12 ч. Например, как делают тормозные колодки для коммерческого транспорта? Нужна повышенная температура, о которой сигнализируют датчики, и больше времени для термостабилизации. Если какой-то из параметров не выдерживается, печь без вмешательства человека отключается и отправляет информацию об этом в управляющую систему. И только после процедуры наладки оборудования и внесения корректив в программу процесс запускается вновь.

Зачем вообще нужен этап термостабилизации? Чтобы произошло окончательное спекание смол и сформировалась рабочая часть колодки. Только после этого они могут считаться почти готовыми к использованию. Как показывает практика, для приработки этих деталей достаточно всего лишь 20-30 циклов торможений в стандартном режиме езды. Никто из специалистов не скрывает, что покрытие, создаваемое по вышеописанной технологии, получается очень дорогим. Именно поэтому его можно встретить только на «премиальных» деталях, у которых накладки имеют цветное покрытие. Более дешевый и распространенный вариант заключается в «ударном» нагреве контактного сегмента колодки до очень высоких температур. Так называемый «скорчинг» куда более дешев, однако он явно не идет на пользу фрикционному материалу. Соответственно, заменять этот элемент тормозной системы приходится почти в 2 раза чаще. Хотя это не отменяет того факта, что вместо одного «премиального» комплекта можно купить два по одной и той же цене, и при своевременном проведении ТО ездить с высокой степенью безопасности.

Механическая обработка. Данный этап не требует задействования дорогого оборудования и эксклюзивного программного обеспечения. Он заключается в формировании размера колодки в соответствии с рекомендации автопроизводителей, создании скосов для снижения шумовой нагрузки. Кроме того, на механическом участке делаются пропилы, которые нужны для отвода истершегося фрикционного материала.

Покрасочные работы. Нанесение антикоррозионного покрытия проходит почти автоматически в печах конвейерного типа. Используемый материал – полимерная краска, метод – порошковое напыление. Этот этап занимает порядка 40-45 минут, после которых изделие может считаться почти готовым – осталось лишь смонтировать аксессуары и промаркировать колодки на участке комплектации.

Комплектация – это установка пружин, противошумных пластин, датчиков износа, маркировка готовой продукции. В финале тормозные колодки запечатываются в вакуумную пленку и упаковываются в коробки для отправки на склад готовой продукции. Однако в автомагазины эти детали попадут лишь после процедуры тестирования – она обязательна для каждой отдельно взятой партии изделий.

Тестирование. Обычно современные производители автозапчастей стремятся иметь в составе производства собственную технологическую лабораторию, где конечная продукция подвергается строгим испытаниям. Тесты проводятся самые разнообразные: проверяется коэффициент трения, температурные изменения толщины накладок, их сжимаемость, прочность на отрыв от каркаса и т. д. И только после успешно проведенных испытаний партия данных деталей может считаться готовой к отгрузке потребителю.

По поводу барабанов и дисков

С тем, как делают тормозные колодки, мы более-менее разобрались. Как и с тем, что они входят в конструкцию любой тормозной системы. Однако очень часто приходится слышать вполне закономерный вопрос: почему барабанный тип тормозов всегда устанавливается сзади, а дисковый – спереди?

Ответ лежит практически на поверхности. Все дело в массе автомобиля, которая при торможении смещается на переднюю часть. Если бы на ней стояли барабаны, то передок бы «клевал» с наклоном вперед и вниз, в то время как задняя часть машины, наоборот, поднималась бы. При такой ситуации риск опрокидывания автомобиля вырастает в разы… Именно поэтому основную тяжесть торможения должны принимать дисковые тормоза – они более эффективны, надежны, и быстрее реагируют на нажатие педали.

Тормозные колодки – это важно!

Одним из факторов безопасности на дороге являются полностью исправные тормоза, о которых не думаешь, пока они нормально работают.

Назначение и принцип работы тормозных колодок

Тормозные колодки в паре с диском являются той системой, которая обеспечивает перераспределение и гашение кинетической энергии автомобиля. Фрикционный материал колодок обладает высоким коэффициентом трения по отношению к металлу тормозного диска (барабана), за счет чего, собственно, и останавливается вращение колес. Как и тормозные диски, колодки играют важную роль в обеспечении безопасности как самого водителя и пассажиров автомобиля, так и других участников дорожного движения.

Независимо от конструкции тормоза (дисковый или барабанный), задача колодок – останавливать вращающийся тормозной диск за счет сильного трения при контакте. В дисковых тормозах колодки зажимают плоскость с двух сторон, в барабанных – прижимаются к окружности обода изнутри. В обоих случаях поверхность трения колодок покрыта материалом с высоким коэффициентом трения, рассчитанным по вязкости и твердости для оптимальных показателей износа диска и самих колодок, мягкости включения тормозов и степени сцепления с металлом.

Основная задача колодок – эффективно работать в любую погоду и при любых, даже неблагоприятных условиях. Самой сложной задачей для автомобильных тормозов можно считать работу в условиях высокой влажности: вода понижает коэффициент трения, как между колодками и дисками, так и между шинами и дорогой.

Виды тормозных колодок

На мощных и тяжелых автомобилях дисковые тормоза ставятся на все 4 колеса, но до недавнего времени выпускаемые машины оснащались барабанными тормозами, устанавливаемыми на задний мост. Преимущество барабанных тормозов – в меньшем износе и простоте изготовления, но есть и недостатки: низкая эффективность, из-за которой их не устанавливают на передний мост, и склонность к перегреву из-за закрытой конструкции.

Схема работы барабанных тормозов и колодки для них

Тормоза на переднем мосту несут нагрузку примерно в 2 раза больше, чем на заднем, и на передние колеса устанавливаются только дисковые тормоза – более эффективные, менее подверженные перегреву, но при этом и быстрей изнашивающиеся.

Схема работы дискового тормоза и колодки для него

Конструкция и материалы изготовления

Хорошая тормозная колодка имеет многослойную структуру, каждый из компонентов которой выполняет определенную функцию. Учитывая, что тормозная система должна быть не только эффективной, но и комфортной (для гражданских, не гоночных автомобилей), в структуре колодок присутствуют материалы, снижающие уровень шума во время работы. А для качественного сцепления рабочего слоя с металлическим основанием колодки служит специальный адгезивный материал.

Структура тормозной колодки. 1. Фрикционный слой.
2. Шумопоглощающий слой. 3. Адгезивный слой.
4. Стальная основа (несущая пластина). 5. Демпфер.

Наибольшую толщину имеет фрикционный слой – основная функциональная часть колодки. Поверх него многие производители наносят тонкий слой «притирочного» материала: когда колодка устанавливается не на новый диск, притирочный материал позволяет быстро подогнать поверхность колодки под неровности (выработку) диска и таким образом увеличить поверхность контакта.

От состава и свойств фрикционного слоя зависит и срок службы самой колодки, и изнашиваемость тормозного диска, и эффективность торможения. Многие производители разрабатывают и патентуют собственные рецептуры фрикционного материала, улучшающего те или иные потребительские качества. Как правило, это сложный сплав, содержащий 20 и более компонентов. Существовавшее до недавнего времени разделение материалов на асбестсодержащие и безасбестовые уже почти утратило актуальность: все серьезные производители придерживаются новых требований к безопасности материалов и не добавляют асбест в состав фрикционного слоя. Сегодня на рынке представлены 3 основных разновидности колодок: металлосодержащие, органические и керамические.

— Органические колодки – одни из самых распространенных на сегодняшний день. Основой фрикционного сплава служит углеродистый материал (чаще всего графит), к которому добавляются усилители трения и связующие компоненты: бронзовая стружка, кевлар, стекловолокно и различные полимеры, в том числе резину. Органические колодки требуют «докатки» для окончательного формирования рабочего слоя (постепенное повышение температуры). Это достаточно мягкий материал, обладающий низкой износоустойчивостью и чувствительный к попаданию влаги на поверхность трения;

— Металлосодержащие колодки содержат до 65% металлических включений (в основном меди или стали), улучшающих теплоотдачу. Такие колодки показывают отличные результаты при высоких температурах, но достаточно агрессивны к материалу тормозного диска;

— Керамические тормозные колодки сочетают в себе преимущества органики и металла: отлично выдерживают высокие температуры (вплоть до 900оС во время спортивных гонок), износостойкие, работают в условиях высокой влажности, щадящие к металлу дисков. Единственный их недостаток – высокая цена.

Органические, металлические и керамические тормозные колодки

При выборе тормозных колодок нужно учитывать, что установка профессиональных спортивных моделей на гражданские автомобили нецелесообразна: керамика показывает оптимальные результаты только при прогреве до температуры 200°С и выше, чего в городских условиях добиться довольно сложно. Поэтому при выборе колодок лучше ориентироваться не только на цену и материалы, но и на режим их эксплуатации и собственные потребности.

Стандарт ECE R90

На тормозных компонентах часто можно встретить маркировку соответствия стандарту ECE R90 (иногда записывается как R-90 или 90R). Что это за стандарт и почему он важен?

Прежде чем разбираться в этом вопросе, стоит вспомнить, что все автозапчасти, продаваемые на рынке, делятся на 3 категории:

— оригинальные (ОЕМ) – такие же, как ставятся с конвейера;

— неоригинальные или афтермаркет – от тех же поставщиков, что производят оригинальные запчасти, но поставляемые на рынок под брендом изготовителя;

— продукция для развивающихся стран, не идущая на европейский рынок.

За качеством оригинальных запчастей следит не только сам изготовитель, но и автоконцерн. Таким образом ОЕМ запчасти проходят двойную проверку, благодаря чему считаются (и являются) самым качественным товаром.

А вот качество брендовых (неоригинальных) запчастей до недавнего времени было только на совести самого производителя. И в 1999 году в Европе были приняты правила ECE R90 (правила Европейской Экономической Комиссии №90), в соответствии с которыми неоригинальные тормозные элементы должны соответствовать первичным требованиям автопроизводителя не менее чем на 85%. Продукция, не соответствующая стандарту ECE R90, не может продаваться на территории ЕС и в основном уходит в страны с менее строгими требованиями.

Таким образом, маркировку R90 можно считать своеобразным показателем достойного качества продукции.

Пример маркировки ЕСЕ R90 на тормозных колодках

Эксплуатация тормозных колодок

Тормозные колодки не требуют к себе особого внимания в процессе использования, если были выбраны в соответствии с характеристиками автомобиля и грамотно установлены на хорошем СТО.

Как правило, покупать колодки и диски лучше от одного производителя: в этом случае материал и размеры фрикционной пары будут идеально сбалансированы. Если же приобретается продукция разных изготовителей, нужно обращать внимание на соответствие габаритных размеров: колодки вместе с суппортом должны нормально размещаться внутри колесного диска и обеспечивать максимальную площадь прилегания к диску (пятно контакта).

Поскольку замена тормозных пар делается не одновременно (диск «ходит» в 2-3 раз дольше колодок), колодки, установленные на неновые диски, требуют «обкатки» примерно 100-200 км, в течение которых происходит подгонка поверхности колодки под рельеф поверхности диска.

Проверка состояния тормозов должна делаться регулярно: износ колодок зависит от стиля езды, состояния диска на момент их замены, качества самих колодок. В сервисных книжках рекомендуют проверять состояние колодок раз в год или 10 тыс. км, но гораздо целесообразней делать проверку дважды в год, при замене резины на зимнюю и летнюю. Для проверки износа колодок их не нужно даже снимать: на боковой части суппорта есть «окошко», позволяющее оценить толщину фрикционного слоя и степень износа.

Каждый производитель указывает максимально допустимый износ колодок, но в среднем это от 1,5 мм (для простых) до 3 мм (для моделей с адгезивным и шумопоглощающим слоем). При критическом износе есть риск, что остатки фрикционного материала просто развалятся в момент сильной нагрузки (при экстренном торможении), так что лучше не доводить тормоза до такого состояния.

Менее опасным, но тоже неприятным последствием износа колодок будет стирание тормозного диска: металлическое основание, на котором полностью сработался фрикционный слой, за короткое время пропахивает в диске глубокую борозду, делая его дальнейшую эксплуатацию невозможной.

Замена колодок, как и дисков, делается на двух колесах одновременно, и зачастую производители продают колодки полным комплектом, сразу 4 штуки. Одновременно с этим проводятся профилактические работы: оценка износа тормозного диска, очистка и нанесение свежей смазки на направляющие суппортов, проверка тормозной системы, замена тормозной жидкости (при необходимости).

Неполадки тормозных колодок

Помимо износа, основная проблема колодок – шум во время работы (скрип или писк), который часто беспокоит водителей. Причин шумной работы колодок есть несколько, и далеко не всегда требуется экстренная замена тормозных элементов:

• Износ до металлической основы или до срабатывания механического датчика (пискуна);
• Заедание направляющих или поршня суппорта из-за недостатка смазки. Из-за заклинивших суппортов колодки не только скрипят, но еще и быстро изнашиваются;
• Скрип новых колодок может возникать в период «притирки» и исчезает после истирания притирочного слоя;
• Образование выступающего края (буртика) на тормозном диске, который вызывает шум при торможении.

Для снижения шума во время работы колодки не только содержат специальный слой в своем составе, но и делаются со скосами и проточками на рабочей поверхности: они помогают колодке легче входить в контакт с поверхностью диска и отводят влагу и пыль с контактной поверхности.

Еще одна проблема – изначально низкое качество изготовления. При покупке колодок неизвестного производителя можно легко попасть на товар, не соответствующий требованиям безопасности и вообще каким-либо стандартам.

Колодки – компонент тормозной пары, влияющий на поведение автомобиля на дороге. Даже при очень легкомысленном отношении к другим функциям своей машины, нужно тщательно следить за состоянием тормозов: их неисправность рано или поздно приводит к финансовым затратам (в лучшем случае), а в самых крайних ситуациях может угрожать жизни и здоровью людей. Помните: на тормозах лучше не экономить!

О том, как выбирать новые тормозные колодки, читайте в нашей статье "Гид покупателя".