Тормозные колодки - виды, конструкции, стандарты
Содержание.
1. Предназначение и принцип работы тормозных колодок.
2. Виды тормозных колодок.
3. Барабанные тормозные колодки.
Типы барабанных механизмов.
Чем же плохи барабанные тормоза?
Какие же достоинства имеют барабанные тормоза?
4. Дисковые тормозные колодки.
Виды дисковых тормозных механизмов.
Виды дисковых тормозных колодок.
Стандарт ECE R90.
5. Когда следует менять тормозные колодки?
6. Популярные производители тормозных колодок.
Безопасность водителя и пассажиров на дороге зависит не только от стажа и опыта вождения самого водителя, но и от исправности многих узлов автомобиля в том числе и тормозной системы. В этой статье мы расскажем о такой детали тормозной системы, как тормозные колодки и рассмотрим различные виды, конструкции и механизмы этой системы.
1. Предназначение и принцип работы тормозных колодок.
Современные виды транспортных средств уже давно и неизменно используют одинаковые тормозные системы, в основу которых заложена сила трения. В зависимости от того, какой тормозной механизм установлен на авто, силу трения вызывают следующие детали - тормозные барабаны или диски и тормозные колодки. Торможение автомобиля осуществляется прижимом тормозной колодки к тормозному диску или барабану посредством гидравлического или пневматического привода.
Таким образом тормозные механизмы в момент контакта тормозного барабана или диска с тормозными колодками нагреваются, что происходит в следствии перехода одного вида энергии в другой - кинетическая энергия движущегося автомобиля преобразуется в тепловую энергию в месте контакта трущихся деталей. Этот процесс позволяет понизить скорость автомобиля либо же полностью остановить его.
| ! | Важно знать. Вода понижает коэффициент трения, поэтому в условиях высокой влажности тормозные колодки в паре с тормозными дисками и барабанами могут работать менее эффективно. |
2. Виды тормозных колодок.
Сегодня существует два вида тормозных колодок:
- Барабанные тормозные колодки, для барабанных тормозных механизмов;
- Дисковые тормозные колодки, соответственно, для дисковых тормозных механизмов.
3. Барабанные тормозные колодки.
Барабанные тормозные колодки были изобретены Луи Рено ещё в 1902 году. Единственным отличием первых барабанных колодок от современных был тросовый привод, т.е. колодки были исключительно механическими и не имели автоматической регулировки. Недостатком такого принципа работы была постоянная проверка зазора между колодками и барабаном.
Развитие индустрии автомобилестроение никогда не стояло на месте и не прошло стороной и барабанные тормозные колодки. Таким образом современный барабанный тормозной механизм выглядит следующим образом (рис. 1):
Барабанный вид тормозного механизма обладает довольно простым строением, и состоит из тормозных колодок, которые являются статическими, вокруг колодок есть тормозной барабан, который не вращается. В этом механизме используется сила трения элементов конструкции за счет прижима тормозных колодок к внутренней или внешней поверхности барабана цилиндрической формы. Практически всегда в барабанном тормозном механизме колодки размещены внутри тормозного барабана - такой тормозной механизм имеет название барабанный.
Типы барабанных механизмов.
Различают следующие типы барабанного тормоза:
- Simplex – с одним разжимным устройством
- Duplex – с индивидуальным приводом
- Duo-Duplex – с двумя разжимными устройствами
- Servo – с максимальным самоусилением
- Duo-Servo – с самоусилением при любом направлении вращения барабана
Эффект механического самоусиления – также одно из преимуществ барабанного тормоза. Этот эффект возникает по причине того, что нижние части тормозных колодок связаны между собой, и трение о тормозной барабан передней колодки усиливает прижим к барабану задней тормозной колодки.
Эффект самоусиления возникает, как правило, при движении автомобиля вперед. Но в конструкции Duo–Servo он возникает и при обратном вращении колеса (заднем ходе). В среднем, самоусиление позволяет увеличить тормозное усилие в 2–4 раза. В варианте Servo тормозное усилие может увеличиться в 6 раз.
Рассмотрим достоинства и недостатки барабанного тормозного механизма.
Чем же плохи барабанные тормоза?
Тормоза барабанной конструкции замедляют автомобиль хуже, чем дисковые. Причем разница внушительная и в тормозном пути достигает 20%. Чем выше скорости, тем сильнее отличия. Причин этому несколько:
- Скольжение. Внутри барабана находятся продукты износа колодок — пыль с фрикционных накладок. Она попадает на поверхности трения и ухудшает сцепление.
- Плохой контакт. Из-за большой площади колодки даже два поршня не могут прижать её равномерно к барабану. Как следствие — площадь контакта нестабильна, как и замедление.
- Низкие предельные нагрузки. Колодки в барабанных тормозах работают 'наружу', поэтому слишком сильное давление в цилиндрах может попросту 'порвать' барабан. В дисковых тормозах колодки сжимают диск, и усилие на них может быть значительно большим.
- Перегрев. Так как поверхности трения не обдуваются воздухом (в отличие от конструкции дисковых тормозов), то они намного хуже охлаждаются. Тут надо сказать, что температура барабанов во время экстренного торможения может достигать 500-600 градусов. В этих условиях барабан расширяется, расстояние до колодок увеличивается и педаль нужно продавливать сильнее. С перегревом барабанов пробовали бороться установкой дополнительных рёбер снаружи — они обдувались воздухом и 'сливали' часть тепла. Впрочем, эта конструкция всё равно не выдерживает никакой конкуренции с дисковыми тормозами.
Какие же достоинства имеют барабанные тормоза?
При всех своих недостатках у барабанных тормозов есть и неоспоримые достоинства:
- Защищённость от грязи. Колодки тут работают в замкнутом пространстве, и грязь снаружи туда не проникает.
- Высокое тормозное усилие. Выше мы говорили о том, что эффективность барабанных тормозов и предельное давление колодок у них ниже, чем у дисковых. Однако закрытая конструкция позволяет сделать площадь трения очень большой за счёт увеличение диаметра и ширины барабана. В силу этого тормозные барабаны очень долго были безальтернативными для больших грузовиков и автобусов.
- Износостойкость колодок. Худшее сцепление колодок с барабаном делает своё дело: колодки изнашиваются медленнее, хоть и качество торможения от этого страдает.
Барабанные тормозные механизмы, давно проиграли эволюционную войну дисковым, но по сей день достаточно активно используются на недорогих и легких машинах.
4. Дисковые тормозные колодки.
Дисковые тормозные колодки являются частью дискового гидравлического тормоза, который в свою очередь является одной из разновидностей тормозных механизмов фрикционного типа. Их вращающаяся часть представлена тормозным диском, а неподвижная – суппортом с тормозными колодками. Несмотря на достаточно распространенное применение тормозов барабанного типа, дисковые тормоза все же приобрели наибольшую популярность.
Рис. 2. Устройство дисковых тормозов.
Суппорт, представляет собой корпус из алюминиевого или чугунного сплава в виде скобы, который закреплен на поворотном кулаке. Такая конструкция позволяет суппорту перемещаться по направляющим в горизонтальной плоскости относительно тормозного диска (в случае механизма с плавающей скобой). Поршни размещены в корпусе суппорта и при торможении прижимают тормозные колодки к диску.
Рабочий тормозной цилиндр находится в корпусе суппорта, внутри также расположен поршень с уплотнительной манжетой. На корпусе установлен штуцер, который удаляет скопившийся воздух при прокачке тормозов.
Тормозные дисковые колодки - это металлические пластины, на которых прикреплены фрикционные накладки, монтируются в корпус суппорта по обеим сторонам тормозного диска.
На ступицу колеса, при помощи колёсных болтов, крепится вращающийся тормозной диск.
Виды дисковых тормозных механизмов.
Существует два вида дисковых тормозных механизмов, такие как:
- механизмы с фиксированной скобой;
В таких механизмах (рис. 3-а) скоба жестко крепится к поворотной цапфе, а усилие прижатия создают гидроцилиндры, расположенные по обе стороны тормозного диска. Достоинство подобного механизма — высокая жесткость, однако он весьма чувствителен к перегреву. - механизмы с плавающей скобой.
Механизмы такого вида (рис. 3-5) позволяют скобе перемещаться перпендикулярно плоскости диска, цилиндр расположен с одной стороны диска. При воздействии поршня на колодку реактивная сила сдвигает скобу в противоположном направлении, при этом вторая колодка прижимается к диску.
Виды дисковых тормозных колодок.
Дисковые тормозные колодки делятся на 4 вида, в зависимости от составляющих, которые входят в состав фрикционного материала (слой, который непосредственно прижимается к тормозному диску в момент торможения, рис. 5. – фрикционный материал):
Рис. 5. Конструкция дисковых тормозных колодок.
- Низкометаллические (lower metallic).
Фрикционный материал такого вида содержит в себе 10%-30% металла (меди или стали). Основные компоненты такого состава – это органические материалы. Такой вид колодок создаёт больше шума и выделяет много угольной пыли в рабочем процессе, торможении. - Полуметаллические (semi metallic).
Композит такого фрикционного материала состоит из 30%-60% метала (меди или стали) и графита. Данный композит дополнен другими неорганическими материалами и связующими веществами. Такая фрикционная масса может издавать больше шума во время торможения, является более долговечной, но это, в свою очередь, влияет на уменьшение срока жизни тормозного диска. - Керамические (ceramic).
Фрикционный слой такого вида тормозных колодок состоит из керамических волокон и цветных металлов. Такой композит служит дольше, не увеличивает износ и работает тише. К недостатку таких колодок можно отнести сравнительно дорогую цену. - Органические, или безасбестовые (organic, non-asbestos).
Для создания такого вида тормозных колодок используют такие компоненты, как: кевларовые волокна, смолы, резину, углерод и стекло. Композит органических колодок обеспечивает мягкое и плавное торможение, он менее шумен и слабо влияет на износ тормозного диска. Но и недостатки у такого вида колодок также присутствуют – они быстро стираются и выделяют много пыли, пачкая весь тормозной механизм.
Также тормозные колодки классифицирует по наличию датчиков износа:
1. Без датчиков износа и без механических сигнализатором износа (скрипунов).
2. С механическими сигнализаторами износа (скрипунами).
3. С датчиками износа:
- С предустановленными датчиками.
- С посадочными местами для установки имеющихся датчиков.
- Со встроенными датчиками.
Стандарт ECE R90
ECE R90 – это стандарт для тормозных колодок, который был разработан в Европе, 1999 году. В зависимости от производителя колодки могут быть маркированы как R-90 так и 90К (рис. 6).
Рис. 6. Стандарт ECE R90 – маркировка.
Что же это за стандарт и почему он так важен?
Стандарт ECE R90 представляет собой норму европейского законодательства. Согласно требованиям документа, все тормозные колодки, выпущенные на территории Европы, должны соответствовать стандарту R90. Назначение данной нормы, заключается в сравнивании характеристик продукции так называемого неоригинального производства с основными эксплуатационными показателями оригинала.
Проведение же самого теста подразумевает принятие мер по холодному и горячему тестированию колодок. С потребительской точки зрения, одобрение качества тормозных колодок по стандарту R90 означает, что продукт соответствует оригинальному изделию, либо превышает его по тем или иным свойствам.
| ! | Важно знать. Маркировка о соответствии наносится на упаковку и на тыльную сторону тормозных колодок. Перед знаком соответствия (90R) указывается страна, где была произведена сертификация. Например, E1 – Германия, E3 – Италия, E11 – Великобритания. |
5. 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.
Также необходимо обратить внимание или не появился шум при торможении или не увеличился тормозной путь. Один из таких признаков является сигналом, чтобы заехать на станцию техобслуживания.
Если же никаких вышеупомянутых признаков в процессе эксплуатации авто не возникает, рекомендуем придерживаться следующих интервалов для осмотра тормозных колодок:
- Проверяйте состояние тормозных колодок каждые 20'000-30'000 км.
- При небольших годовых пробегах (5'000-10'000 км) проверяйте состояние тормозных колодок раз в 1-2 года.
6. Популярные производители тормозных колодок.
ТОП эталонных производителей тормозных колодок:
- Тормозные колодки ATE (Германия) - бренд основан в 1958 году. С присущей тягой к созданию всего совершенного немцы продолжают развивать собственные технические и технологические возможности. Получается хорошо, что нам может доказать их популярность на мировом рынке.
- Тормозные колодки BOSCH (Германия) - многолетнее сотрудничество со многими мировыми авто производителями говорит само за себя про качество данного бренда.
- Тормозные колодки BREMBO (Италия) - славятся износостойкостью и низким уровнем брака. Компания стремится к инновациям. Недостатком BREMBO является более высокая стоимость - если сравнивать с аналогами с схожими характеристиками.
- Тормозные колодки TRW (США) - его особенностью, равно как и самым главным достоинством, является приверженность классическим методам производства с поэтапным контролем качества, что закономерно отражается на тормозных колодках и их рабочих характеристиках.
- Тормозные колодки ZIMMERMANN (Германия) - тормозные колодки данного бренда подготовлены к серьёзным испытаниям на сложных ландшафтах и высоких рабочих скоростях. Так же, это премиальный производитель тормозного оборудования, работающий и на поставках для конвейеров (например, Volkswagen Group), и на розничный рынок более 60 стран мира.
ТОП надёжных и недорогих брендов тормозных колодок:
- Тормозные колодки ABE (Польша) - Automotive Brake Engineering (Инженерные решения автомобильных тормозных систем). В каталоге ABE - широкая гамма дисков и других деталей по конкурентным ценам.
- Тормозные колодки BLUE PRINT (Великобритания) - компания имеет европейское происхождение, она выпускает различные запчасти для легковых, грузовых машин. Все запчасти имеют высокое качество, практичность.
- Тормозные колодки REMSA (Испания) – это один из двух брендов испанской компании EUROFREN. Колодки производятся на 12 заводах по всему миру. И в год производится до 130 миллионов штук. Тестируются колодки на горных дорогах в Альпах, где тормозные системы испытывают все виды перегрузок. Дополнительно колодки прогоняют в тестах на вращающихся динамометрах, которые позволяют имитировать до 10 000 часов работы. Тормозные колодки REMSA чаще всего покупают владельцы автомобилей марки Фольксваген, так как стоимость их значительно ниже, чем у конкурентов.
- Тормозные колодки TOKO (Польша) – бренд известен покупателю за относительно не высокую цену и высокое качество продукции. Детали их тормозной системы зарекомендовали себя на рынке высокими ресурсными показателями и надежностью. Износ колодок наступает в среднем в промежутке 20'000-25'000 км.
Каждый автовладелец должен помнить – исправная тормозная система, это залог его безопасности на дороге, а также и других участников дорожного движения. Проводите диагностику вовремя и реагируйте на неисправности, чтобы не допустить ситуаций, которые могут угрожать жизни людей. Другими словами – «Не тормозите», чтобы затормозить в нужный момент!».
В нашем каталоге вы легко можете подобрать и купить дисковые тормозные колодки, а также заказать барабанные тормозные колодки.
