Что такое тормозные колодки автомобиля

Тормозная колодка является сменной частью суппорта. Она выглядит в виде металлической пластины, на которой имеется фрикционная накладка. Деталь принимает непосредственное участие в замедлении скорости транспорта. Всего существует два типа колодок:

• Для дисковой тормозной системы;
• Для барабанной тормозной системы.

В зависимости от модификации тормозов колодки либо сжимают диск, либо упираются в стенки барабана. В автомобилях могут использоваться разные типы тормозных систем. Часто встречаются варианты, когда контуры магистрали, в которой закачана тормозная жидкость, разделены на передний и задний.

В таких авто при нажатии на педаль тормоза сначала срабатывают передние суппорта, а затем задние. По этой причине барабанные колодки реже меняются, чем передние.

Помимо ключевой классификации эти изделия отличаются друг от друга функциональными возможностями:

1. Комплект может включать также датчик износа, который подсоединяется к бортовой электрической системе авто. Так как колодки в любой машине подвержены износу, датчик оповещает водителя о необходимости в замене детали.
2. Тормозный элемент имеет механический сигнализатор износа. Характерный скрип позволяет водителю определить, что элементы износились, и их необходимо заменить. Этот тип колодок имеет меньшую стоимость по сравнению с предыдущей модификацией.

Если в автомобиле используется комбинированная тормозная система, то передний элемент в этом случае будет дисковый, а задний – барабанный. Такой тип систем устанавливается на бюджетные авто. Более дорогая машина оснащается дисковыми тормозами по кругу.

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.

Виды тормозных систем в автомобиле

Как правило, в автомобиле предусмотрено три типа тормозных систем:

1. Рабочая. Используется чаще всего при торможении и считается наиболее действенной. Чаще всего используется фрикционный механизм торможения – дисковые или барабанные тормоза. На легковых автомобилях часто можно встретить на передних колесах дисковые, на задних барабанные.
2. Сегодня существует масса дополнений к механизмам в виде антипробуксовочных или антиблокировочных систем. Основная причина – повышение комфорта и безопасности во время езды.
3. Стояночный тип. Необходим для удержания транспортного средства на одном месте во время длительной стоянки и не позволяет автомобилю двигаться вниз, при остановке на склоне. Управление стояночной системой проходит при помощи рычага ручного тормоза.
4. Запасная система или аварийная. В случае неисправности рабочей системы, аварийная может обеспечить полноценную остановку транспортного средства. Однако запасная система не является эффективной и не способна полностью заменить рабочую. При необходимости стояночный тормоз вполне может справиться с аварийным торможением.

Типы тормозных колодок

Как уже было сказано ранее, все колодки делятся на два типа: для установки в барабаны (задние колеса, а в старых автомобилях устанавливались и спереди) или на диски (передние колеса или в более дорогой модели транспорта – по кругу).

Особенность барабанной тормозной системы заключается в том, что конструкция механизма позволяет использовать большую контактную площадь, чтобы увеличить силу трения во время активации тормозов. Такая модификация более эффективна на грузовом транспорте, так как грузовик часто имеет большой вес, а дисковые тормоза в этом случае будут иметь слишком маленькую контактную поверхность.

Для повышения эффективности потребуется установка дополнительного суппорта, что экономически не выгодно. Плюс такой модификации в том, что производитель транспорта свободно может увеличить ширину барабана и колодки, что повысит надежность тормозов. Недостатками барабанных ТС является то, что они плохо вентилируются, из-за чего могут перегреться при затяжном спуске. Также барабан может быстрее износиться, так как весь мусор в результате выработки колодки остается внутри механизма.

Что касается дисковой модификации, то колодки и диск в них лучше проветриваются, а попадание грязи и влаги в такие тормоза не критично для транспорта. Недостаток подобной модификации в том, что контактную площадь можно увеличить за счет установки диска с увеличенным диаметром, и, соответственно, суппортов большего размера. Это недостаток, так как не каждое колесо позволяет такую модернизацию.

Эффективность колодок зависит от фрикционной накладки. Для этого производители используют разные материалы. Вот их основная классификация.

Органические тормозные колодки

В состав фрикционного слоя таких деталей входят разные материалы органического происхождения. Это может быть резина вперемешку со стеклом, стекловолокном, углеродными соединениями и т.п. В таких элементах минимальное содержание металлических компонентов (не больше 20 процентов).

Колодки с органическими накладками отлично справятся с умеренной ездой легкового авто. На небольшой скорости для их срабатывания достаточно небольшого нажатия на педаль тормоза.

К преимуществам этих модификаций относятся мягкость и бесшумность во время торможения. Это свойство обеспечивается минимальным наличием абразивов. Минусами таких колодок является значительно меньший рабочий ресурс по сравнению с другими аналогами. Фрикционный слой в них мягкий, поэтому и изнашивается значительно быстрее.

Еще один минус органических колодок в том, что они плохо переносят сильный нагрев. По этой причине их устанавливают на бюджетный транспорт, который не отличается особой мощностью. Чаще всего такие элементы будут устанавливаться на небольшие авто.

Полуметаллические тормозные колодки

Более качественный фрикционный слой будет у данной категории колодок. Они используются в большинстве автомобилей бюджетного и среднего ценового сегмента. Накладка такой колодки будет состоять из металла (до 70 процентов в зависимости от технологии изготовления). Материал скреплен композитным веществом, которое придает должной прочности изделию.

Такая модификация имеет широкое применение в механических средствах. Такими колодками будет оснащаться легковая машина, кроссовер, небольшой грузовик, фургон, внедорожник или автомобиль, участвующий в любительских спортивных соревнованиях.

Достоинства полуметаллических накладок заключается в увеличенном рабочем ресурсе (по сравнению с органическим аналогом). Также этот слой имеет высокий коэффициент трения, выдерживает сильный нагрев и быстро охлаждается.

К недостаткам таких изделий относится образование большего количества пыли (подробней о том, как убрать графитовый налет с дисков транспорта, рассказывается здесь ). Если сравнивать органические аналоги с этим, полуметаллические накладки в процессе торможения издают больше шума. Это обусловлено тем, что в его составе будет находиться большое количество металлических частиц. Для эффективной работы колодки должны выйти на рабочую температуру.

Керамические тормозные колодки

Цена таких колодок будет выше всех перечисленных ранее. Это объясняется тем, что их качество значительно выше. В качестве фрикционного слоя в данных элементах используется волокно из керамики.

Достоинства керамических колодок в превосходной отзывчивости педали тормоза. Они имеют широкий диапазон рабочих температур, правда, на холодную их эффективность небольшая. В их состав не входят металлические частицы, благодаря чему такие тормоза не издают большой шум во время работы. Идеальный вариант для спорткаров.

Несмотря на явные преимущества перед упомянутыми выше накладками, керамический аналог не предназначен для установки на медленный транспорт. Особенно их не рекомендовано для использования в грузовиках и внедорожниках.

Чтобы автомобилист мог самостоятельно определить, какой материал используется на изготовление колодок, производители наносят специальные обозначения. Маркировка может быть цветной и буквенной.

Классификация по цвету указывает на максимально допустимую температуру. Этот параметр следующий:

• Черный цвет – используется в обычных бюджетных автомобилях, а также моделях среднего ценового сегмента. Идеально подходят для ежедневных поездок. Изделие будет эффективным, если оно нагревается не сильнее 400 градусов.
• Зеленый фрикционный слой – допускается перегрев до показателя максимум в 650 градусов.
• Красные накладки – это уже изделия для спортивных автомобилей начального уровня. Максимально допустимый перегрев составляет 750 по Цельсию.
• Желтая колодка – используется на профессиональном гоночном транспорте, который участвует в таких заездах, как кольцевая гонка или заезды на треках. Такие тормоза способны сохранять свою эффективность вплоть до температуры в 900оС. Этот температурный диапазон может обозначаться синим или голубым цветом.
• Оранжевая колодка используется лишь в узкоспециализированном гоночном транспорте, тормоза которого способны нагреться до одной тысячи градусов.

На каждой колодке помимо информации о производителе и сертификации, фирма может указывать коэффициент трения. Это будет буквенный знак. Так как этот параметр изменяется в зависимости от нагрева накладки, то производитель может наносить две буквы. Одна указывает коэффициент трения (КТ) при температуре в районе 95оС, а вторая – около 315оС. Эта маркировка будет находиться рядом с каталожным номером.

Вот каким параметрам соответствует каждый символ:

• С – КТ до 0,15;
• D – КТ от 0,15 до 0,25;
• Е – КТ от 0,25 до 0,35;
• F – КТ от 0,35 до 0,45;
• G – КТ от 0,45 до 0,55
• Н – КТ от 0,55 и более.

Обладая основными знаниями о данной маркировке, водителю легче будет правильно подобрать качественные колодки, подходящие для конкретных условий эксплуатации.

Износ колодок и износ тормозных дисков

Как часто надо проверять состояние тормозных колодок?
В нормальной ситуации тормозные колодки должны стираться значительно быстрее тормозных дисков. На автомобилях выпущенных до 2000 года ресурс тормозных дисков рассчитан на сотни тысяч километров. На автомобилях выпущенных после 2010 года заводской ресурс тормозных дисков редко превышает 100 000 км. Но как бы там ни было тормозная колодка должна стираться в несколько раз быстрее тормозных дисков. Передних тормозных колодок в городском цикле хватает примерно на 30 000 км, задних на 60 000 км.

Должны ли быть слышны какие-либо звуки при торможении?
При нормальной работе тормозной системы процесс торможения должен быть беззвучным.

Должна ли образовываться пыль от тормозных колодок?
Колодки многих производителей в процессе эксплуатации образуют пыль черного цвета из-за включения во фрикционный состав графита либо каучука. Считать это недостатком либо особенностью эксплуатации — дело индивидуальное. Однако колодки крупных японских производителей в процессе эксплуатации, как правило, не образуют пыли черного цвета, которая оседает на колесных дисках.
Из чего состоит фрикционная накладка тормозных колодок?
Состав фрикционных материалов тормозных колодок:
Связующее вещество – исходя из названия, это вещество связывает различные вещества фрикционной накладки воедино. В качестве связующего вещества используется: фенольные смолы, различные сорта каучуков. Наполнители и модификаторы.
Наполнители- вещества образующие основную массу фрикционной накладки и выполняют функции абразива т.е. обеспечивают необходимую силу трения и способствуют очищению трущихся поверхностей. Модификаторы – вещества придающие фрикционной накладке определенные свойства.
Сульфит бария – наполнитель, обладающий высокой температурой плавления и низкой стоимостью.
Оксид магния – обеспечивает необходимый коэффициент трения.
Графит – обладает смазывающими свойствами, препятствует избыточному трению и предотвращает возникновение шумов при торможении.
Дисульфид молибдена – обладает схожими с графитом свойствами, но меньшим по сравнению с ним пылеобразованием.
Трисульфид сурьмы — обладает смазывающими свойствами, препятствует возгоранию фрикционной накладки при перегреве.
Титанат калия – волокнистое вещество с высокой механической прочностью и жаростойкостью. Волокна.
Минеральная вата – жаростойкий материал.
Металлы – обеспечивают высокую теплопроводность материала фрикционной накладки для профилактики перегрева рабочих поверхностей колодки. Часто используется сталь, медь, бронза.
Кевларовые волокна – обеспечивают механическую прочность и жаростойкость фрикционной накладки.

Когда следует менять тормозные колодки?

При уменьшении толщины фрикционной накладки тормозной колодки менее 5мм скорость износа оставшегося фрикционного материала существенно возрастает, так как перегрев колодки возникает значительно быстрее, что увеличивает скорость стирания накладки. При толщине фрикционного материала 4 мм и менее необходимо производить замену колодок для дисковых тормозов.
Замену барабанных колодок следует производить при толщине фрикционной накладки 2 мм и менее.

Основные проблемы в работе тормозной системы: шум при торможении, увеличение тормозного пути.

Нужно ли притирать новые колодки?

Да, это очень желательно. Общее пожелание понятно: в начальный период хорошо бы не ездить излишне активно, а также не перегружать машину. А рекомендуемый алгоритм притирки такой: торможение со скорости 80 км/ч до 30 км/ч — и так 20 раз с перерывом примерно 30 секунд. Это позволяет сгладить вершины микронеровностей пары колодка/диск.

Физика безопасности

Тормозные колодки для барабанных тормозов

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.

Какие имена на «тормозном рынке» России можно считать самыми надежными?

Поскольку высшая честь для производителя — поставлять комплектацию на конвейеры автозаводов, то можно назвать три имени: Federal-Mogul, TMD Friction и Galfer. Эти компании лидируют в первичной поставке тормозных колодок для европейского рынка по легковой тематике. Крупнейший поставщик — Federal-Mogul.

Это еще не все. Автозаводу отдельно взятые колодки не нужны: его интересуют тормозные системы «под ключ». В частности, колодки должны быть совместимы различными электронными устройствами тормозной системы (ABS, EBD, EDS, ASR и т.п). Вот почему на конвейер колодки поставляются через производителей тормозных систем, крупнейшими из которых для европейских автопроизводителей легковых автомобилей являются TRW, Brembo, Continental (ATE), Akebono, CBI.

На оригинальной колодке крупно нанесен логотип автопроизводителя и логотип производителя тормозной системы. Поэтому конечные потребители иногда ошибочно полагают, что бренд, относящийся к логотипу производителя тормозной системы, и есть бренд реального производителя тормозной колодки.

А на какие бренды в первую очередь смотреть в магазине?

Например, вот на эти: Ferodo,Wagner, Textar, Mintex, Pagid, Galfer, Brembo, ATE, TRW, Bosch, Icer, Remsa, LPR и др.

С чего начать выбор нужной мне колодки?

С номера оригинальной детали. Его найти несложно — в дилерском центре всегда подскажут. Деталь с таким номером могут производить несколько фирм. Но следует помнить, что оригинальная колодка будет по определению и самой дорогой. Если вопрос об экономии не стоит, то это — лучший выбор. Продукция, идущая на конвейер, распространяется в основном через авторизованные дилерские центры, но иногда поступает и в обычные автоцентры. Но уж если решили не экономить, то лучше платить у официалов. Это будет стопроцентное попадание «в оригинал».

А если хочется сэкономить? Тогда нас ждет продукция для вторичного рынка.

Кто служит дольше? Колодки или диск?

Сегодня — диск, конечно же. Как правило, 2–3 замены колодки — одна замена диска. Но диск не вечен, у него обычно есть маркировка по минимально допустимой толщине. Допустим она составляет 9 мм, однако человек упрямо может ездить до момента, пока диск не износится, скажем, до 4 мм. В этом случае выделяемое тепло уже не будет эффективно отводиться. Масса диска становится меньше, от перегрева он начинает деформироваться, его может «повести», а в худшем случае рабочая часть может отсоединиться от ступичной. Это — реальность.