Состав тормозные колодки – Состав тормозных колодок: конструкция и нагрузки

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.

Содержание статьи

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

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.

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.

avtonov.info

Состав фрикциона тормозной колодки - Zameni Kolodki

Современный состав фрикциона это сложная смесь, в которую входят около 20 веществ. На тормозные качества фрикциона влияют состав и процентное соотношение используемых компонентов. Хотя составы колодок различны, можно выделить основные составляющие, присущие каждому фрикциону:

  • АБРАЗИВ
  • МОДИФИКАТОР ТРЕНИЯ
  • РЕГУЛЯТОР ТРЕНИЯ / УСИЛИТЕЛИ
  • НАПОЛНИТЕЛЬ
  • СВЯЩУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

Такое разделение довольно условно, т.к. компоненты несут неоднозначную нагрузку.

Абразивы очищают трущиеся поверхности, помогая формировать фрикционную пленку на границе трущихся поверхностей тормозного диска и колодки.
Вторая функция абразива — увеличение коэффициента трения, особенно в момент начала торможения.
Сильная начальная хватка колодки говорит о высокой пористости и жесткости структуры, свойстве, присущей абразивам.
Производители вынуждены искать компромисс при выборе абразивов.
Если абразива слишком много – быстрее стирается диск, если слишком мало, то диск полируется.
Коэффициент трения на отполированном диске ниже, чем на пористом.
Отполированный диск - верный признак плохо работающей колодки.

(Пример: Окись алюминия , оксиды железа, измельченный в порошок кварц, силикат циркония)

Материалы несут две функции:

  • Управляют фрикционной пленкой между, трущимися элементами, колодкой и диском
  • Регулируют коэффициент трения колодки.

Графит - Наиболее широко используемый элемент. Коэффициент трения зависит от структуры. Не работает при температурах выше 600ºС, сгорает при температурах > 700ºC.

Медь - Используется в порошкообразном виде. (Обычно используется в МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ колодках).
Сульфиды металлов – Коэффициент трения: Sb (0.47 — 0.49), PbS (0.40 — 0.47), Cu 2S.36-0.52).

(Пример: графит, медь, оксиды металлов, сульфиды металлов, нефтяной кокс)

Предают большую износоустойчивость составу.
Как правило, это фибры металлов их сплавов или синтетические фибры, например кевлар.
Дополнительная роль — регулятор трения.

  • синтетические фибры - Кевлар, Дупонт Кевлар или Twaron
  • фибры металлов - сталь, медь, бронза.
  • Органика - Хлопок, Хлопок, кремнезём.

(Пример: синтетические фибры, фибры оксидов металлов, фибры металлов, органика)

Асбест - Наиболее широко распространенный наполнитель (до 1997г). Теперь запрещен к использованию, из-за вредности для здоровья.
Титанат калия - Усилительные фибры, кевлар.

(Пример: асбест, бариты, титанат калия, волластонит, вермикулит, базальтовый фибер, роквул, керамический фибер) Наполнитель - формирует структуру. Служит для заполнения пространства колодки между регуляторами трения, усилителями и абразивами. Дополнительная роль — регулятор трения.

Это своего рода клей, связывающий компоненты воедино. Дополнительная роль — регулятор трения. Феноло-альдегидный полимер (органика) - Наиболее часто используемая матрица в органических подложках. Избыток элемента приводит к снижению коэффициента на высоких температурах (увяданию).

Сплавы металлов (Cu, Fe, Ni) - Используется в металлических колодках и в МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ. Различные модификации феноло-альгидных полимеров - Добавки крезола, эпоксида, бора, и т.п. Используется в металлических и полуметаллических колодках.

Точное процентное содержание элементов в колодке является предметом исследования и коммерческой тайной. В разряд полуметаллической подложка переходит по достижению общего содержания металлов не менее 30%. Наличие металла не мешает подложке содержать органические элементы. Даже МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЕ тормозные колодки, могут содержать довольно большой процент органики.

SAE разработала систему идентификации уровня трения, в основе которой лежат две буквы. Первая буква — это усредненный нормальный коэффициент трения, взятый в четырех точках- 90С, 122С, 149С, 205С после нормального разогрева колодки от комнатной температуры. Вторая буква это усредненный горячий коэффициент трения, взятый в 10 точках после восстановления колодки от перегрева. Подробнее с методикой замера коэффициента трения можно познакомиться, прочитав описание метода тестирования J661 «Chase Machine».

Код Коэффициент трения
C до 0.15
D с 0.15 до 0.25
E с 0.25 до 0.35
F с 0.35 до 0.45
G с 0.45 до 0.55
H с 0.55 до 0.8
Z не определен

Обычно тормозные колодки для каждодневного городского движения имеют средний коэффициент трения в пределах от 0,25 - 0,35. Тормозные колодки с улучшенными характеристиками имеет коэффициент трения около 0,46, и в большинстве случаев пользователь сразу замечает улучшение эффекта торможения.

В номерах колодок часто указывают индексы HH, GG, GF, FF, FE — это и есть результаты тестирования методом J661 . У колодок, нуждающихся в прогреве, первая буква меньше второй. На низкотемпературных колодках (органике), в виду неустойчивости к большим температурам вторая буква бывает меньше первой. На колодках, устойчиво работающих на тестируемых температурах обе буквы одинаковы. У метода J661 есть свои недостатки. Бывает, используя альтернативные методы тестирования (Fast Machine) получают противоречивые результаты. Между тем, метод SAE J661 является официальным стандартом качества колодки.

Не следует гоняться за спортивными колодками, работающими в высоком диапазоне температур, полагая, что вы тормозите круто. Спортивные колодки требуют прогрева, начиная работать с 177ºС, что полностью обесценивает их в городе. Даже при очень активной уличной езде, температура колодки не превышает 370ºС. Необходимостью прогрева можно объяснить нелинейную, прогрессивную схватку присущую спортивной колодки проявляющейся сразу после прогрева. На холодную, колодка выдает коэффициент трение, меньше обычной низкотемпературной органики. После прогрева до 170 градусов — происходи скачкообразный рост коэффициента трения до рабочего. Если колодку регулярно подогревать (что происходит на треке естественным образом), то высокий коэффициент трения будет устойчив, не смотря на экстремальные температурные условия. Хорошая, но не спортивная колодка ведет себя противоположным образом. Она сохраняет свой коэффициент трения практически с 0 до 350 градусов, затем наступает момент увядания — резкого падения коэффициента трения под воздействием избыточной температуры, дальнейший перегрев колодки может привести к её разрушению.

Диапазоны температур:

  • Эксплуатация в городе: < 370ºC
  • Трек: 483-800ºС

Органические

Одна из самых распространенных колодок. Колодка содержит органический наполнитель. Обычно, это графит. Такая колодка — черного цвета. В качестве матрицы используется фенол — альдегидный полимер (пришел на смену асбесту), в качестве усилителя структуры — металлические или синтетические фибры (кевлар, бронза). По — большей мере, колодка наследует свои качества от графита — линейный коэффициент трения и температурный диапазон до 400С. Колодки, в состав которых входят некоторые подвиды органических смол, требуют начального прогрева для окончательного формирования (сопутствует запах). Будьте внимательны и не перегревайте органическую колодку первые 100 км, иначе она может разрушиться. Для колодок подобного типа коэффициент трения варьируется от 0.30 до 0.50. Колодки не прогрессивны и имеют линейную отдачу. Очень мягкие. Дополнительную износоустойчивость придают усилители/продюсеры терния — бронзовая стружка и фибры кевлара. Недостатки — относительно низкий коэффициент трения, низкая износоустойчивость и низкая рабочая температура не позволяет использовать органику на основе графита в качестве колодок для передних тормозов на треке. Относительная линейность, антикоррозийный состав, больший процент содержания металла, а так же другой наполнитель ведет к увеличению температурного диапазона ценой небольшой потери хватки на низких температурах.

Полуметаллические

Характерной чертой полуметаллических колодок является способность сохранять коэффициент трения под воздействием высоких температур. Недостатком является низкий (по сравнению с органикой) начальный коэффициент трения, а так же необходимость прогрева. Необходимостью прогрева объясняется и высокая прогрессивность колодки, при использовании в городе связанная с затратой времени на прогрев до рабочей температуры и, затем, резким подхватом (в большей мере характерно для спортивных колодок). Несмотря на большое разнообразие полуметаллических колодок, выпускаемых как для трека, так и для города, всем им в той или иной мере присущи те же свойства. Понаблюдать за работой высокотемпературных колодок можно на соревнованиях. Гонщики предварительно прогревают как резину, так и колодки. Кроме того, техника торможения на этих колодках иная. Гонщик сначала выжимает тормоз, прогревая колодку, затем, с ростом прогрессии отпускает, чтобы не сбросить скорость больше чем нужно. К сожалению, производителям не удается совместить высокий коэффициент трения и широкий диапазон температур применения для органических и полуметаллических колодок. Гонщики, по вполне понятным причинам, выбирают устойчивость к температурам с сохранением удовлетворительного коэффициента трения. Лучше прогреть колодку, чем перегреться и потерять тормоз.

Спеченные тормозные колодки. МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЕ

Компромисс между широким диапазоном рабочей температуры и устойчивым коэффициентом трения.

Просмотров: 29658

Дата: Пятница, 11 Мая 2012

Дополнительная информация по ссылке: http://www.zamenikolodki.ru/chto-luchshe--keramicheskie-tormoznye-kolodki-ili-metallicheskie.html

zamenikolodki.ru

передние и задние, из чего делают, состав и виды колодок

3100 Просмотров

Каждый современный автомобиль имеет тормозную систему. Такая система нужна для того, чтобы дать возможность водителю остановить машину в нужный момент. Эта система состоит из нескольких агрегатов, которые по-своему очень важны и выполняют определенную функцию.

В эту систему входят передние и задние тормозные диски, суппорты, остановочные цилиндры и колодки. Именно об устройстве тормозных колодок речь и пойдет. Дело в том, что остановочные башмаки считаются наиболее частым заменяемым устройством в системе. Происходит это по причине того, что при соприкосновении с тормозным диском из-за силы трения тормозные колодки нагреваются и быстро изнашиваются.

История

Первые тормозные колодки были из дерева и соприкасались с тормозными дисками посредством специальных рычагов. Такие тормозные колодки устанавливались еще на конные повозки. Следует учесть тот факт, что в какое-то время такие тормозные системы не пользовались большим спросом, а происходило это в то время, когда производители автомобилей ставили на свои автомобили двигатели, не обладающие большой мощностью. Поэтому машины имели небольшой вес и не требовали хороших тормозов.

Конечно же, прогресс не стоит на месте, и с каждым днем производятся все более мощные двигатели, поэтому и модернизации подвергаются тормозные системы, и остановочные башмаки. В то время, когда дисковые тормоза были непопулярны, автомобили останавливались с помощью барабанных тормозов.

Функции

Передние и задние тормозные колодки состоят из двух основных частей, это основная и фрикционная часть. Фрикционная часть соприкасается с поверхностью тормозного диска, поэтому и быстро изнашивается. В последнее время производители часто разрабатывают что-то новое для того, чтобы увеличить срок эксплуатации тормозных колодок.

Основной функцией, которую обязаны выполнять тормозные колодки, является замедление или остановка тормозного диска. Для того, чтобы справляться с этой задачей, в состав, из которого делаются передние тормозные колодки, входит много компонентов. Каждый производитель имеет свой определенный состав. Раньше производители в состав добавляли асбест. В состав он входил до тех пор, пока не выявили вредные свойства этого вещества.

Сегодня производители для того, чтобы скрепить фрикционные частицы, используют специальные составы, в основу которых входят органические вещества. Стоит учесть тот факт, что некоторые производители до сих пор в состав добавляют асбест, потому что он дешевле, чем органические вещества.

Для того, чтобы признать асбест вредным веществом, врачи производили специальные экспертизы, в ходе которых было выявлено что это вещество сильно влияет на здоровье водителя, пассажиров и пешеходов, которые движутся вдоль дороги или по пешеходному переходу. Вредны именно пары, которые выделяются из-за нагревания.

Разновидности

Сегодня существует два вида передних и задних тормозных колодок, отличаются они лишь тем, из чего их делают. Есть асбестовые тормозные колодки и без асбеста. Различие их лишь в том, чтобы скрепить фрикционные элементы, в состав добавляется либо асбест, либо органические вещества.

Первый вид колодок рекомендуется заменять только в респираторе и очках для того, чтобы сохранить зрение. Не смотря на то, что это вещество такое вредное производители все равно делают изделия из него. Ведь асбест намного дешевле, чем органические вещества, в конце это отражается и на цене. Более того эти изделия покупают водители, даже не задумываясь о последствиях.

Второй вид подразумевает, что для того, чтобы закрепить все фрикционные элементы, используется металлическая стружка из мягких металлов. Они значительно дороже, чем первый тип. Обуславливается это тем, что они более термостойкие и меньше подвергаются износу. Также во время использования металлов в составе снижается шум при торможении, что является неоспоримым преимуществом.

Во время покупки колодок в магазине на коробке будет специальная маркировка, прочитав которую можно определить, из чего изготовлено изделие, и на какие условия оно рассчитано. Устройство любых тормозных колодок схоже по своей конструкции и составу.

Из маркировки можно узнать примерные сроки замены и правильные размеры тормозных колодок, при которых они могут эксплуатироваться.

Замена

Несмотря на то, что они бывают с большим сроком годности, он все равно подходит к концу, и требуется замена колодок. Чаще всего в негодность приходят передние остановочные башмаки. Происходит это потому, что при нажатии на простой тормоз именно передние тормозные колодки останавливают автомобиль.

Для того, чтобы определить, когда колодки пришли в негодность, не требуется быть механиком со стажем. Для этого следует всего лишь следить за поведением автомобиля во время торможения. Если в момент нажатия педали тормоза сначала ничего не происходит, лишь спустя время машина начинает тормозить, то это признак того, что колодки стерлись, и для того, чтобы соприкоснуться с диском, им нужно больше времени.

Помимо этого, можно узнать сроки замены, исходя из информации маркировки, которую можно найти на корпусе. Чтобы выбрать правильные колодки, нужно знать вес и устройство своего автомобиля. Это нужно, чтобы выбрать нужную температуру, при которой они могут оставаться работоспособными. Дело в том, что из-за веса машины напрямую зависит время соприкосновения.

После того, как была произведена замена, следует смазать все необходимые агрегаты устройства специальной смазкой, чтобы не было постороннего скрипа из подвески.

  • Во-первых, нужно смазать направляющие колодок.
  • Во-вторых, нужно смазать направляющие суппортов. Смазку для направляющих следует выбирать исходя из материалов, из которых изготовлены направляющие.

Чаще всего на корпусе направляющей есть маркировка, на которой можно посмотреть какая смазка потребуется для смазки именно этого устройства.

После того как будут правильно смазаны все направляющие устройства, скрипов в области подвески не должно быть.

Резюме

Сегодня автомобиль есть практически у каждого жителя. Около половины водителей знает устройство своего автомобиля и сможет починить его в случае поломки. Помимо этого, многие знают вес своей машины, исходя из которого, они могут подбирать запчасти, рассчитанные на определенный вес.

В устройстве машины существует много элементов, которые нужно устанавливать, именно исходя из веса машины. К таким устройствам относятся амортизаторы, пружины и другие элементы подвески.

Также вес нужно учитывать, когда выбираете задние или передние тормозные колодки. Выбрав задние или передние тормозные колодки, их нужно правильно установить на автомобиль для правильной работы.

portalmashin.ru

Типы тормозных колодок