что делают тормозные колодки
Тормозные колодки: состав, свойства и особенности
Колодки — основной элемент тормозной системы. Задача колодки — остановить тормозной диск или барабан (и, соответственно, колесо) за счет силы трения.
Необходимую силу трения обеспечивают фрикционные материалы с высоким коэффициентом трения, оптимальными показателями вязкости и твердости — чтобы диски и сами колодки изнашивались равномерно и не быстро.
Первые тормозные колодки были деревянными и использовались на телегах и каретах. Работали они от ручного привода исключительно за счет физической силы кучера и силы трения. Такое приспособление было абсолютно бесполезным в дождь или снег.
Позже деревянные колодки заменили металлическими с фрикционными накладками из кожи.
В 1902 году Луи Рено представил тормоза с колодками внутри полых барабанов. Фрикционные накладки делали из асбеста. Позже от асбеста отказались, т.к. он очень вреден для органов дыхания человека.
Из чего состоит тормозная колодка
Современные тормозные колодки — это многослойный «пирог», где каждый компонент выполняет свою функцию. В среднем колодка состоит из 5-ти слоев:
1. Фрикционный материал — обеспечивает трение.
2. Шумопоглощающий слой.
3. Адгезивный материал — обеспечивает сцепление рабочего слоя с металлической основой.
4. Несущая стальная пластина.
5. Демпфер.
Компаунды тормозных колодок
В состав фрикционного слоя входит до 20-ти компонентов. Многие производители разрабатывают уникальную рецептуру фрикционных смесей, улучшающих определенные свойства колодок.
На современном рынке представлены три основных вида колодок:
— металлсодержащие — в основе до 65% металлических компонентов, отлично выдерживают высокие температуры, но плохо работают в мороз, агрессивны к дискам и суппортам, быстро изнашиваются;
— органические — в основе углеродистые материалы + кевлар, бронзовая стружка, стекловолокно и т.д., усиленные стальной стружкой. Мягкие, тихие, но при этом очень “грязные” и недолговечные. Требуют докатки для формирования рабочего слоя;
— керамические — сочетают преимущества металлических и органических колодок, износостойкие, отлично работают в условиях влажности, щадят тормозные диски, хорошо отводят тепло, но очень дорогие.
Как выбрать тормозные колодки?
Чтобы правильно выбрать и купить тормозные колодки, вы должны учитывать, как и где вы ездите, какой у вас автомобиль, тип тормозного механизма.
Для неспешной езды по городу не подходят спортивные колодки, а для трека не годится мягкая органика. Конечно, производители указывают на упаковке и самих колодках необходимые характеристики, но на всякий случай понимать, что вы покупаете, бывает полезно.
Тормозные колодки: как и из чего их делают
О том, как выглядит тормозная колодка и для чего она предназначена, известно большинству автомобилистов – даже тем из них, которым и в голову не придет заниматься ремонтом своей машины самостоятельно. Тормозные колодки подвержены естественному износу и требуют регулярной замены – как правило, в ходе планового технического обслуживания. В отличие от большинства других узлов и агрегатов автомобиля, вмешательство в которые требуется скорее из-за их внезапной поломки. Из чего же состоят эти простые на вид и знакомые всем детали, и как их производят?
Колодка дискового тормоза современного автомобиля – часть ответственного механизма, которая должна безотказно работать в очень тяжелых условиях. Выдерживать интенсивные механические нагрузки, воздействие высокой температуры и ее перепады, влияние грязи и химических реагентов, способствующих развитию коррозии. При этом не издавать посторонних звуков, не изнашиваться чрезмерно быстро и не слишком интенсивно «съедать» поверхность более дорогого тормозного диска.
Подобный «букет» задач и требований – подчас весьма противоречивых – неизбежно превращает обыкновенную тормозную колодку в технологически сложное изделие. И чтобы выпустить качественные детали, способные эффективно служить в течение долгого времени, производитель должен строго следовать установленному регламенту, контролируя качество продукта на каждом этапе. Рассмотрим, как это происходит.
Из чего состоит колодка
Основные элементы тормозной колодки – несущая стальная пластина и прикрепленная к ней фрикционная накладка, вступающая во взаимодействие с рабочей поверхностью тормозного диска при торможении. Однако и в этой элементарной конструкции есть несколько важных нюансов.
Основа для будущей колодки должна быть чистой, ровной и шероховатой – для этого перед сборкой металлические заготовки подвергают дробеструйной обработке. Слой клея, наносимого на пластину должен лежать максимально равномерно. В процессе производства колодок Ferodo правильность нанесения клея контролируется автоматически для каждой колодки. Также отслеживаются и их геометрические параметры.
Помимо «рабочего» фрикционного материала на несущую пластину сначала наносят термоизоляционный слой, препятствующий излишней отдаче тепла по направлению к рабочей поверхности поршня тормозного цилиндра. Хотя современные тормозные жидкости имеют высокую температуру кипения (свыше 250° С), а их уплотнительные манжеты изготавливаются из прочных и эластичных материалов, излишнее воздействие высокой температуры здесь ни к чему. Как известно, жидкость является несжимаемой средой. Вскипание тормозной жидкости в гидравлическом контуре тормозной системы приведет к образованию паровых пробок и потере эффективности торможения. Поэтому важно ограничить передачу тепла от колодки в суппорт и далее в гидравлический контур тормозной системы. Главная деталь, служащая для рассеивания тепла, возникшего в процессе трения – сам тормозной диск. Кроме того, термоизоляционный слой способствует лучшему сцеплению фрикционной накладки с несущей пластиной и снижает возникающие в процессе торможения вибрации, уменьшая уровень возникающего шума.
Сделать колодку более «тихой» призван специальный шумоизолирующий слой, получаемый использованием либо специальной антискрипной накладки или нанесением антискрипной мастики на обратной стороне несущей пластины – той, которая обращена к цилиндру. Впрочем, на возникновение шума при торможении влияют очень многие факторы. Подробно об этом мы рассказывали здесь
В состав фрикционного материала для тормозных колодок входит до 30 компонентов. Это органические и неорганические волокна, абразивы, металлы, наполнители, натуральные и синтетические смазочные материалы. И каждая из составляющих тем или иным образом влияет на эксплуатационные свойства готового изделия. К примеру, применение неорганических волокон повышает коэффициент трения и снижает износ колодки, но увеличивает шум при работе. Применение большего процента абразивов увеличивает коэффициент трения, но в то же время делает колодку более шумной и к тому же увеличивает ее износ. Смазывающие вещества снижают шум и износ – но вместе с тем ухудшают эффективность работы за счет уменьшения трения.
Задача специалистов, выводящих формулу смеси – обеспечить оптимальный баланс характеристик. А также учесть, на каком автомобиле будет применяться деталь и какими динамическими свойствами он обладает.
Совместно с автопроизводителем
Тормозные колодки, поставляемые на конвейерную комплектацию, проектируют в тесном сотрудничестве с инженерами автопроизводителя и производителя тормозной системы автомобиля. Колодки Ferodo серии Premier, поставляемые на вторичный рынок, производятся по оригинальным технологиям на тех же предприятиях, что и оригинальные комплектующие, соответствуют всем необходимым спецификациям – а в ряде случаев даже превосходят их. Качественная тормозная колодка должна обеспечивать эффективное торможение в холодном и прогретом состоянии, в сухих и мокрых условиях, быстро восстанавливать работоспособность в случае перегрева, а также обладать высокой прочностью на срез – то есть исключать возможность разрушения рабочей поверхности даже при экстренном торможении на высокой скорости. Отдельные требования предъявляются к шумам, вибрации и сроку службы.
Формуем, прессуем и запекаем
Итак, колодка спроектирована и испытана, состав смеси утвержден, а стальные несущие пластины прошли предварительную обработку. Какова последовательность превращения компонентов в готовое изделие? Смеси для фрикционного и термоизоляционного слоев готовятся в специальных миксерах – при строгом контроле, взвешивании компонентов на электронных весах и точном соблюдении рецептуры. На несущую пластину наносится ровный слой клея (что также контролируется автоматикой). Далее – термоизоляционный и фрикционный слои. Затем будущие тормозные колодки отправляются под пресс и одновременно нагреваются: в течение нескольких минут происходит их формование и первичная вулканизация. После пресса заготовки несколько часов выдерживаются при высокой температуре в специальной камере – для завершения этого процесса и стабилизации. По завершении этого процесса следует первичная механическая обработка – колодки доводят до предусмотренной спецификацией толщины. Затем рабочая поверхность колодки подвергается поверхностному обжигу в печи при температуре около 1050° С. Под воздействием высокой температуры из поверхностного слоя фрикционного материала испаряются летучие соединения, смолы, обнажая зерна абразива. Этот процесс ускоряет период приработки колодки к поверхности тормозного диска, снижая риск его перегрева в первоначальный период эксплуатации.
Как? Опять в печь?! Да. Очередное воздействие высоких температур почти готовые тормозные колодки получают для запекания слоя краски, нанесенной в электростатическом поле, формируя надёжную защиту от коррозии. Окраске предшествует окончательная механообработка и нанесение всяких противоскрипных хитростей – фасок, проточек и специальных покрытий или пластин на тыльной стороне основания. Остается только окончательно обмерить изделия, сфотографировать, нанести на них маркировку и упаковать в коробки. Следующая остановка – автомагазин.
Тормозные колодки: зачем нужны, как правильно подбирать и когда менять
И как не ошибиться при их замене
От колодок сильно зависит безопасность автомобиля: они помогают его остановить.
С другой стороны, это расходный материал и деталь, которую на любом автомобиле приходится регулярно менять.
В этой статье вы узнаете
Как работают тормозные колодки
Тормоза бывают дисковыми и барабанными.
С практической точки зрения дисковые тормоза работают так: на оси колеса есть тормозной диск — он вращается с той же скоростью, что и колесо. Тормозные колодки — это накладки, которые во время торможения с силой прижимаются к диску — за счет трения колодок о диск машина тормозит.
Колодки расположены парами — с внутренней и внешней стороны диска, к диску во время торможения их прижимает специальный механизм — суппорт.
Сила трения колодок о диск или барабан зависит от силы, с которой они прижимаются к поверхности тормозного диска или барабана. В зависимости от того, как сильно водитель жмет на педаль тормоза, меняется интенсивность торможения. Тормозная система через тормозную жидкость пропорционально передает это давление на колодки, а машина замедляется медленно или быстро.
Как устроены сами тормозные колодки
Тормозная колодка — это металлическая пластина, на которой зафиксирована фрикционная накладка — та часть, которая прижимается к диску. Размеры и форма пластины для разных автомобилей отличаются, хотя в некоторых случаях колодки могут подходить на разные марки автомобилей. Так бывает, если марки принадлежат одному концерну. Например, колодки от Пежо Тревеллера 2021 года можно поставить в Опель Зафиру 2021 года, потому что технически это один и тот же автомобиль.
Фрикционную накладку крепят к металлической пластине специальным термо- и водостойким клеем. Накладки на колодках для барабанных тормозов вместо клея могут фиксировать заклепками.
Кроме металлической основы и фрикционной накладки в составе колодки могут быть и другие элементы:
Из чего делают фрикционные накладки
Фрикционная накладка — это часть колодки, которая контактирует с тормозным диском. Она состоит из фрикционной смеси, которая определяет свойства колодки. От нее зависит, насколько колодка будет долговечна, насколько эффективно она будет работать и как сильно будет вредить окружающей среде.
В состав фрикционной смеси колодок для легковых автомобилей входят десятки компонентов: различные волокна, металлы, каучук, смолы, керамика и так далее. У каждого производителя своя рецептура смеси, а ее состав и технология производства — коммерческая тайна.
Полуметаллические колодки примерно на 50% состоят из тончайших волокон стали. Они довольно хорошо противостоят перегреву, хорошо работают при намокании, но плохо на морозе и относительно быстро изнашивают тормозной диск. На колесах будет черный налет из-за оксида железа — это нормально для полуметаллических колодок. Такие колодки дают оптимальный баланс качества и эффективности торможения в стандартных условиях эксплуатации.
Керамические колодки — самые современные и дорогие. Их разрабатывали для спортивных автомобилей. У них превосходная эффективность под большими нагрузками, они долговечны и слабо изнашивают тормозной диск.
Также керамические колодки при работе не будут оставлять на дисках оксид железа — если сталь в составе и будет, то очень мало, — а значит, на колесах не будет черного налета. При намокании диска работают немного хуже полуметаллических и низкометаллических, но это тоже некритично. За такие колодки есть смысл переплатить, если раздражает черный налет на тормозных дисках, но особенно эффективны они будут на горячих хэтчбеках и на тяжелых кроссоверах.
Органические колодки. В составе фрикционной смеси органические компоненты, смолы, волокна, а доля металлов ниже, чем в низкометаллических. Они относительно быстро изнашиваются, щадят тормозной диск и пылят. Их используют в странах с жесткими экологическими нормами, по которым в колодках недопустимы даже 20% стали.
Деление по составу фрикционной смеси — очень условное и говорит только об особенностях состава фрикционной смеси. Идеальных колодок, которые были бы одновременно недорогими, долговечными и одинаково эффективными на любых машинах и в любых условиях эксплуатации, не существует.
Иногда на колодках пишут, что они безасбестовые или в них нет меди. Асбест вреден для человека и запрещен в 67 странах, поэтому колодки с ним найти почти невозможно. Медь токсична для беспозвоночных, рыб и растений, и есть колодки без нее, но избавиться от нее полностью получается не всегда. В составе многих полуметаллических и низкометаллических фрикционных смесей от 0,5 до 5% меди.
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 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.
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.