какие тормозные колодки меньше изнашивают тормозные диски
Как правильно выбирать тормозные колодки?
Тормозные колодки являются постоянным предметом споров автолюбителей. Но к сожалению среднестатистический пользователь не только не имеет базовых понятий, но и зачастую не может четко сформулировать, какие-же потребительские качества важны при выборе колодок. Дело в том, что колодки как элемент активной безопасности автомобиля не бывают универсальными. Как например не бывает универсальных шин для гоночного трека и для бездорожья. По статистике примерно 20% пользователей не удовлетворены работой своих колодок вне зависимости от бренда, страны изготовления и ценового сегмента. В этой статье мы попробуем разобраться, какие есть виды колодок и как они отличаются друг от друга. А также, что влияет на правильную и безопасную эксплуатацию.
Торможение – это уменьшение скорости автомобиля при помощи тормозной системы. В процессе торможения, энергия поступательного движения, энергия вращающихся масс и потенциальная энергия, через трение поверхностей тормозной колодки и тормозного диска, обращается в тепло. До 90% выделяемого тепла передается на диск. Сам процесс трения предполагает шум, то есть ВСЕ колодки издают звук при торможении. Другой вопрос, на какой частоте и с какой интенсивностью этот звук издается, и можем ли мы его услышать за другими видами шума в движущемся автомобиле. А их на самом деле не мало: звук шин при качении, аэродинамический шум, звук мотора, звук выхлопной системы, звук работы других компонентов и механизмов автомобиля.
Тормозные колодки бывают двух типов, в зависимости от применения в барабанных или дисковых тормозах. Основные элементы тормозной колодки это металлическая пластина (основа) и фрикционная накладка. Колодки для дисковых тормозов имеют ряд конструктивных особенностей, которые помогают снизить вибрации и шум от их работы. К ним относятся такие элементы как боковые фаски, слотирование (пропилы) и противоскрипная пластина. Фрикционный материал представляет собой сложную композицию, содержащую свыше 20 компонентов. Связано это со сложностью физико-химических процессов происходящих при торможении. Тормозная накладка должна обеспечить надежное торможение при максимальном температурном коридоре. При этом она не должна разрушаться, обеспечивая необходимый ресурс, а также прочно держаться на металлическом каркасе.
В состав фрикциона входят 4 основных категории веществ, именно их формула и определяет характеристики колодки:
1) Абразивы — очищают трущиеся поверхности, помогая формировать фрикционную пленку. Также увеличивают коэффициент трения, особенно в момент начала торможения.
2) Модификаторы, регуляторы, усилители, либриканты трения – основной рабочий компонент, регулируют коэффициент трения колодки. Придают бОльшую износоустойчивость составу.
3) Наполнители — служат для заполнения пространства между регуляторами трения, усилителями и абразивами.
4) Связующие, армирующие элементы – материалы закрепляющие, армирующие и формирующие конфигурацию колодки. Типичными связующими материалами являются фенолформальдегидные смолы.
По составу фрикционного материала колодки можно условно подразделить на следующие виды:
1) Non-metallic (органические) — самые мягкие композиты, изготовлены из различных органических материалов, в том числе таких как графит, стекло, каучук, смола, арамид, целлюлоза и др. Такие колодки имеют короткий срок службы, сильно пылят, но бережно относятся к дискам и не скрипят.
2) Semi-metallic (полуметаллические) — самый распространенный ОЕМ стандарт, включают синтетические материалы, графит, металлы, органические смолы и др. Более устойчивы к износу, но быстрее изнашивают роторы. Более устойчивы к температурным режимам. Коэффициент трения «на холодную» ниже чем у органических. Подвидом полуметаллических колодок являются колодки с низким содержанием металлов (low-metallic).
3) Ceramic (керамические) — включают керамику, медь или другие металлы. Имеют широкий температурный коридор, высокий коэффициент трения, менее пыльные. Керамические материалы не рассеивают тепло, что может привести к их перегреву. Быстрее изнашивается ротор.
Что же касается потребительских или эксплуатационных характеристик тормозных колодок, можно выделить 6 наиболее важных пунктов, и понятно что в зависимости от вида компануда они будут отличаться:
1) Коэффициент трения (некоторые производители наносят соответствующее буквенное обозначение на свои колодки, например FF, где первая буква означает коэффициент трения «на холодную», а вторая при номинальной температуре)
2) Устойчивость к температурам (температурный коридор, или диапазон в котором коэффициент трения соответствует нормам)
3) Анти-пыль (отсутствие пыления, на самом деле сказывается не только на эстетической стороне вопроса, но и излишне пыльная поверхность тормозного диска снижает коэффициент трения)
4) Срок службы дисков (средний срок службы передних тормозных дисков порядка 60-80 тыс.км., в зависимости от автомобиля, стиля езды, климатических условий и состава колодок)
5) Анти-скрип (отсутствие посторонних звуков в слышимом диапазоне частот)
6) Износостойкость колодки (средний ресурс работы передних колодок на МКПП порядка 30-50, на АКПП 25-30 тыс.км.)
Вот тут и кроется причина всех споров, так как часть этих характеристик являются взаимоисключающими. Нельзя технологически изготовить такие колодки, которые бы были идеальными по всем вышеуказанным пунктам. При улучшении одного параметра, автоматически ухудшается другой. Запомните закономерность – чем мягче колодка, тем меньшей термостойкостью она обладает и более низким коэффициентом трения, но при этом производит меньшее количество шума и зачастую более бережна к дискам. Чем тверже колодка – тем она более эффективна в тяжелых условиях эксплуатации, но при этом быстрее изнашивает диск, и более шумная. Важен баланс – хорошие колодки, это всегда совокупность взаимоисключающих характеристик. В видеоролике вы можете увидеть наглядно, как отличаются колодки по своим характеристикам друг от друга.
Большое заблуждение думать, что «оригинальные» колодки являются залогом того, что при установке не вызовут конкретно на вашем автомобиле нареканий. «Оригинальность» является залогом того, что колодки изготовлены в соответствии с международными стандартами. Но по своим характеристикам они могут быть такими же как и «не оригинальные» — дубликаты. Мало того, основная часть брендов поставщиков ОЕМ компонентов на автомобильные конвейеры, делают также продукцию на вторичный рынок (aftermarket) на одном и том же заводе, и на одной и той же линии. Какие же международные стандарты при тестировании тормозных колодок существуют и какое оборудование для этого необходимо? Их на самом деле большое количество, и они могут отличаться в зависимости от страны в которой применятся:
На следующих слайдах вы можете увидеть отчет по тестам наших колодок Gerat серии Performance на эффективность, шумность и износ в соответствии со стандартами SAE J2522 и SAE J2521. Так визуально выглядят несколько страниц из этих Test reports:
Важно также отметить, что причиной большинства проблем связанных с неисправной работой тормозной системы является неправильная установка, «прикатка» и эксплуатация. Но автолюбитель скорее переложит вину на производителя колодок, чем начнет разбираться в существующих неисправностях своего автомобиля. Многие не придают значение правильной установке, экономят на качественном сервисе, не хотят соблюдать регламенты. Давайте разберемся, какие могут быть причины:
А) Состояние тормозных суппортов и других элементов тормозной системы. Перекос тормозного цилиндра или направляющих могут влиять на плотность прилегания колодки к тормозному диску, что является причиной вибраций, скрипа и неравномерной выработки.
Б) Состояние и характеристики тормозного диска, некачественный состав металла, износ толщины диска, борозды и боковые канавки. А также нарушение балансировки диска, его геометрических параметров. Зачастую автовладелец ставит новые колодки на уже порядком изношенные диски, и при возникновении скрипа грешит на колодки. При этом скрип может отсутствовать на старых колодках, в виду того что их профиль повторяет профиль бороздок, каналов и буртиков на диске.
В) Неправильная эксплуатация, перегрев тормозной системы, резкое охлаждение (езда по воде), износ, характер езды.
Г) Состав фрикциона, более твердый состав долговечнее, но более требователен к правильной установке.
Д) Конструкция колодки – пропилы, скошенные концы, противоскрипные пластины. Необходимо смазывать поверхности между колодкой и противоскрипной пластиной соответствующими смазками.
Е) Остекленение, в процессе экстремальной эксплуатации колодок происходит «остекление» их рабочих поверхностей, что может быть причиной характерного скрипа и снижения эффективности.
Ж) Погодные условие и эксплуатация в грязных условиях. Образование водяной пленки, отсыревание колодки, пониженные температуры, наличие пыли и песка между рабочими поверхностями.
З) Прикатка — для правильной работы пары трения необходим режим прикатки минимум первые 500 км, что требуется для дальнейшей долгой службы
И) Комплект колодка и тормозной диск произведенный одной компанией тестируется и разрабатывается как пара трения, то есть характеристики дисков и колодок (в частности твердость по Бринеллю) наиболее эффективно подходят друг к другу.
Общепринятые рекомендации по правильной замене тормозных колодок:
1) Снимите и очистите все направляющие и штифты суппорта.
2) Очищайте упорные приливы суппорта и колодки наждачной бумагой только в том случае, если необходимо удалить значительные загрязнения и ржавчину. Примечание: Заедание при перемещении суппорта может вызвать конусообразный износ колодок или неравномерный износ колодок на одной оси, что приведет к скрежету и вибрациям.
3) Чтобы обеспечить свободное перемещение и предотвратить заедание штифтов в корпусе суппорта, смазывайте их соответствующей смазкой. Также проверяйте состояние резиновых колпачков скользящих штифтов, чтобы не допустить попадания воды. Примечание: Если штифты не смазаны, они могут заедать, что приведет к конусообразному износу и возникновению шумов.
4) Проверяйте свободный ход поршня и втягивайте его полностью: это важно для предотвращения повреждения прокладки или резинового покрытия.
5) Убедитесь в том, что тормозные колодки легко устанавливаются в кронштейны суппорта.
6) При необходимости удалите заусенцы с кромок тормозных колодок. Примечание: Если колодка не может перемещаться свободно внутри кронштейнов, это приведет к текущему неплотному соприкосновению с дисками, что вызовет скрежет, а также может привести к конусообразному износу колодок или неравномерному износу колодок на одной оси.
7) В некоторых случаях (например, на старом ржавом суппорте) рекомендуется слегка смазать точки соприкосновения металлической поверхности несущей пластины и направляющих медной смазкой в соответствии с инструкциями производителя автомобиля. Примечание: НЕ допускайте попадания смазки на фрикционный материал.
8) Когда это целесообразно, устанавливайте индикаторы износа в тормозные колодки или на них.
9) Закрутите крепежные болты суппорта.
10) Замените болты со стопорящим герметиком новыми.
11) Соблюдайте надлежащий момент затяжки и следуйте рекомендациям по последовательности затяжки.
12) После сборки суппорта надавливайте на педаль тормоза до тех пор, пока ее ход не составит порядка 1/3 от полного хода.
13) Убедитесь в том, что тормоз работает правильно, включая и втягивание колодки. Установите колесо на место. Если колесо вращается свободно, автомобиль готов к эксплуатации. Примечание: Перед началом эксплуатации проведите ходовое испытание автомобиля, чтобы убедиться в полной работоспособности тормозной системы. Соблюдайте правильную процедуру приработки, чтобы обеспечить надлежащую эффективность тормозов
Резюмируя данную статью хотелось бы отметить, что тормозные колодки являются одним из основных компонентов вашей безопасности при вождении. Поэтому не стоит пренебрегать рекомендациями по правильной установке и эксплуатации. Если возникли посторонние шумы, либо потерялась эффективность торможения, обращайтесь в квалифицированные сервис центры. Выбирайте тормозные колодки в соотвествии с вашим стилем вождения и автомобилем. Выбирайте параметры, которые наиболее важны для вас и для вашего автомобиля. Важно отсуствие скрипа на уже не новых дисках — выбирайте более мягкие органические компаунды. Вы сторонник агрессивной езды, с резкими и частыми торможениями в пол — керамические колодки для вас. Для основной же массы потребителей подойдут полуметаллические колодки, как баланс между эффективностью торможения и комфортом. Важно, чтобы колодки были изготовлены в соотвествии с международными стандартами качества и имели соответсвтующие отчеты по тестам. Ждем ваших вопросов касательно темы. Всем ровных дорог и зеленого света!
Колодки за копейки: меньше служат или хуже тормозят? Разбираемся с Ferodo
Всем, наверно, знакома расхожая фраза, которая гласит: «кроилово ведет к попадалову». В переводе на литературный русский это значит, что попытка сэкономить может обернуться такими потерями, которые многократно превысят неуместную экономию. В автомобиле одна из наглядных иллюстраций такого «кроилова» – это экономия на тормозах, и в частности на тормозных колодках. Опытные водители, правда, так не делают и напоминают, что самые дешевые колодки меньше служат. А очень опытные еще и говорят, что такая экономия иногда заканчивается торможением в столб или заднюю балку грузовика. Может, драматизируют? Давайте раскроем интригу и посмотрим, в чем может заключаться подвох.
Всё не так просто
Для понимания того, что даже такая банальная вещь, как тормозные колодки, на деле не так проста, достаточно вспомнить, что колодки делают и в каких условиях работают. На базовом уровне все помнят, что колодки прижимаются к тормозному диску и тем самым затормаживают его. Но нам надо копнуть чуть глубже. Во-первых, колодки работают в условиях крайне высоких температур: при интенсивной работе тормоза разогреваются до нескольких сотен градусов. При этом колодкам надо сохранять стабильный коэффициент трения с диском в широком диапазоне температур, не трескаться, не гореть, не рассыпаться, да еще, видите ли, и не скрипеть. Коэффициент трения – безразмерная величина, характеризующая эффективность торможения. Чем он выше, тем короче тормозной путь автомобиля. Однако с ростом температуры, как правило, коэффициент трения снижается. Вместе с этим снижается и эффективность торможения. В ходе работы тормозным колодкам приходится иметь дело не только с водой и грязью, но и с дорожной химией. Вдобавок им нужно изолировать тормозной механизм от нагрева со стороны дисков: тормозная жидкость, конечно, рассчитана на то, чтобы не закипать при температуре до 230-250 градусов, но диски-то могут разогреваться и до более высоких отметок. При этом колодки должны обеспечивать оптимальный коэффициент трения, но одновременно не быть слишком абразивными, чтобы не изнашивать чрезмерно тормозной диск. В общем, условия работы кошмарные, вплоть до взаимоисключающих. Однако многие колодки с ними справляются. Как им это удается?
Прежде всего, это выработанная годами конструкция. Снова начнем с базового уровня: все помнят, что колодка – это накладка истираемого материала на металлической пластине. Накладка официально именуется фрикционным слоем – именно ему приходится выполнять большую часть работы, которую мы перечислили выше. С металлической пластиной все понятно: это стальная основа, закрепляемая в тормозном механизме. Между основой и фрикционным слоем есть еще один важный элемент: клеевой слой, скрепляющий их. На этом структура колодки для многих заканчивается – а что, собственно, еще сюда можно добавить? На самом деле, еще много чего. Следующий важный слой – термоизоляционный: он наносится на стальную основу и призван дополнительно изолировать тормозной механизм и жидкость от нагрева, кроме того выполняя демпфирующую роль, снижая уровень вибраций и, соответственно, риск возникновения скрипа при торможении. Еще один – шумоизолирующий: это либо накладка, либо специальная высокотемпературная мастика на обратной стороне колодки. Ну а финишные слои – антикоррозийный и притирочный: первый покрывает всю колодку, кроме рабочей поверхности, а второй, наоборот, является частью поверхностной структуры рабочей поверхности фрикционного материала. Правда, если термоизоляционный слой – обязательный для крупных производителей качественных колодок, то остальные – уже «опциональные»: их наличие может зависеть от технологического уровня производителя или ценовой категории колодок.
Итак, мы выяснили, что самый большой и сложный набор задач – у фрикционного слоя. Из чего он состоит? Единого и исчерпывающего ответа на этот вопрос нет. Во-первых, потому что его состав разнится у разных производителей. А во-вторых, даже у одного производителя есть великое множество вариаций состава фрикционного материала для разных задач, продуктовых линеек и конечных потребителей. Тем не менее можно выделить основные вещества, позволяющие фрикционному слою выполнять свои задачи. Это связующие волокна, обеспечивающие прочность; эластомеры, снижающие хрупкость; абразивы, повышающие коэффициент трения; смазывающие вещества, позволяющие колодке скользить по диску и снижающие нежелательные вибрации, а также наполнители и связующие клеи, обеспечивающие гомогенность структуры и прочную связь между компонентами. Если говорить о составе с фактической точки зрения, то можно отметить такие компоненты, как графит, стальная вата, окись алюминия, кевларовая стружка, нитрильный каучук и так далее. Отдельно можно упомянуть, что при производстве колодки Ferodo серии Premier проходят процедуру обжига поверхности фрикционного материала при высокой температуре, что позволяет удалить смолы и органические включения с поверхности, обнажая зерна абразива. Это позволяет обеспечить высокую эффективность с первых торможений. При производстве дисковых тормозных колодок для грузового транспорта на рабочую поверхность фрикционного материала наносится притирочный слой. Он фактически представляет собой нечто вроде мелкодисперсной абразивной притирочной пасты, позволяющей поверхностям диска и колодки быстрее приработаться друг к другу, обеспечивая надежное торможение в первоначальный период обкатки тормозов.
Помимо особенностей состава на пользу фрикционному слою могут идти конструктивные особенности. Самый простой вариант – это проточка на рабочей поверхности фрикционного материала. Эта проточка в основном служит для снижения внутренней напряженности материала при нагреве, позволяет отводить из рабочей зоны продукты износа и также может использоваться в конструкции колодки для снижения вероятности возникновения скрипа при торможении. Вторая конструктивная особенность некоторых колодок – снятие фаски с одной или обеих сторон фрикционной накладки. Этот прием позволяет облегчить приработку диска и колодки, а также снизить вибрационный фон, который провоцирует шум и скрип при работе тормозов.
Помогает ли все вышеперечисленное колодкам абсолютно идеально выполнять поставленные перед ними задачи? В идеальных условиях – да: если колодка изготовлена по всем правилам, а рабочие условия остаются в расчетных пределах. В реальной жизни же не все всегда идет так, как задумано, и колодкам приходится еще более туго. К примеру, затяжной спуск на горном серпантине в жаркий летний день – это приятные эмоции для водителя и персональный ад для тормозов. Слякотная зима, когда на дорогах день за днем копится смесь из воды, грязи, реагентов, горюче-смазочных материалов и прочего добра – это тяжелая пора не только для кузова, но и для тормозов. Ну и банальный износ тоже нельзя списывать со счетов: даже если не говорить об условиях, когда беспечный ездок выкатывает колодку до металла, чрезмерно изношенная колодка работает менее эффективно. Давайте поподробнее поговорим о том, почему качество колодок в сложных условиях выходит на первый план.
Что не так с дешевыми колодками?
В общем-то, ответ на вопрос «что не так с дешевыми некачественными колодками» прост: буквально все. Можно взять список задач и проблем выше и пририсовать минус к каждой из них. Собственно, этим мы сейчас и займемся.
Прежде всего, дешевые колодки – это неэффективный состав смеси фрикционного слоя. Речь об экологии в этом случае даже можно и не заводить: экономия и экология – это практически всегда взаимоисключающие параграфы. Собственно, до какого-то времени об экологии никто и не думал: на заре своего развития, в начале 20 века, колодки изготавливались на основе асбестовых волокон и фенолформальдегидных смол. Однако к концу прошлого века канцерогенность асбеста стала общеизвестной проблемой, так что его грядущий запрет стал всем ясен. Лидеры отрасли начали разрабатывать альтернативные составы: так, Ferodo уже в начале 80-х годов выпустил первую в Европе тормозную колодку, не содержащую асбеста. В нынешнем веке запрет на его использование ввели практически все крупные государства, так что современные колодки, если не брать в расчет откровенный контрафакт, уже не имеют его в составе.
О составе фрикционного материала мы уже говорили выше, но можно добавить еще кое-что. По составу большинство современных колодок можно условно разделить на колодки с низким содержанием стали, полуметаллические и органические. Собственно, категории требуют минимум пояснительных комментариев. В колодках с низким содержанием стали, как ясно из названия, фрикционная смесь содержит небольшое количество стальных волокон, в том числе используются ингибиторы коррозии и абразивные материалы. В полуметаллических колодках значительную часть фрикционного состава составляют металлы – в частности, стальное волокно (>50%) и графит, без использования особых абразивных включений. В органических колодках не используется стальное волокно и абразивные частицы присутствуют в мелкодисперсной форме. Следуя ужесточающимся экологическим нормам, современные фрикционные материалы производятся с низким или нулевым содержанием меди. Как раз специалисты Ferodo одними из первых разработали и внедрили технологию производства фрикционных материалов именно с таким содержанием меди, получившую название ECO-FRICTION. Все колодки Ferodo серии Premier производятся по этой инновационной технологии. Есть еще одна группа узкоспециализированных фрикционных материалов, предназначенных для высокопроизводительных тормозных систем, рассчитанных на работу в экстремальных условиях. В них в том числе используется повышенное содержание керамических включений. Пороговая рабочая температура в таких тормозных системах может составлять около тысячи градусов, поэтому колодки из таких материалов работают уже в паре с карбон-керамическими тормозными дисками.
Если вернуться к дешевым колодкам, то с точки зрения их эффективности работы все становится очевидно. Слабое сцепление фрикционного слоя с тормозным диском – это только вершина айсберга. Во-первых, оно может быть еще и неоднородным в зависимости от температуры – и без того низкоэффективные колодки при нагревании могут работать еще хуже. При очень сильном нагреве ситуация может усугубляться возникновением эффекта «газовой подушки» от испаряющихся смол при высокой температуре – в этом случае эффективность торможения падает практически до нуля.
Плохая износостойкость – следующий недостаток дешевых колодок. Современные автовладельцы – народ в некоторой степени избалованный, и они требуют от колодок не только тишины, но и чистоты дисков. Если колодки сильно пылят, их ругают – мол, на мойку не наездишься, да еще и черная пыль крепко пристает к колесным дискам. К тому же пыль от колодок – это не только эстетическая проблема, ведь она загрязняет и тормозные механизмы. Так вот, добавьте к этому еще и то, что «пылящие» колодки – это, как правило, быстро изнашивающиеся колодки, и картина неудачной экономии сложится сама собой.
В контексте потери колодками эффективности при работе можно вспомнить совсем уж недопустимое для колодок явление: склонность к перегреву. Если дешевые колодки «горят», пиши пропало: перегрев – это разрушение структуры фрикционного слоя и колодки в целом, падение эффективности торможения в разы, а вдобавок возможное закипание тормозной жидкости, особенно если ее давно не меняли, и она содержит повышенное содержание влаги.
Следующий недуг дешевых колодок – повышенная агрессивность к тормозным дискам. Ведь один из способов повысить коэффициент трения колодки без особых затрат – банально увеличить содержание абразива. Для изготовителей дешевых колодок не так важно, что чаша весов смещается в другую сторону, и уже колодки начинают активно изнашивать диски. Ну а при активной эксплуатации все это чревато перегревом дисков и суппортов, а также последующей деформацией дисков. Перегретые диски вызывают биение при торможении, и следующий шаг – их замена или в меньшей степени вероятности проточка. О том, что колодки повышенной абразивности еще и склонны к шумам при торможении, и говорить нечего: на общем фоне это просто мелочи жизни.
