Из чего состоят колодки тормозные: Тормозная колодка — Википедия – 403 — Доступ запрещён

Содержание

Тормозная колодка — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Тормоз.

Тормозная колодка (иногда башмак) — часть тормозной системы и её основной рабочий компонент. Именно тормозная колодка создаёт тормозное ускорение, за счёт взаимодействия с поверхностью катания колеса или тормозного диска и преобразования силы нажатия в тормозной момент. Активно применяются на всех видах колесного транспорта.

Тормозной колодкой в обиходе также называют противооткатный упор, служащий для дополнительной фиксации транспортного средства при стоянке.

Деревянная тормозная колодка на карете

Первые тормозные колодки имели ручной привод и их применяли уже на каретах, где деревянные колодки прижимались к ободу. Впоследствии нередко ручной привод заменяли на червячную передачу.

Тормозные колодки на поездах[править | править код]

Колодочный тормоз железнодорожного состава Дисковые тормоза на некоторых локомотивах
Магниторельсовый тормоз

Механизм торможения карет вскоре перекочевал на только появившийся железнодорожный транспорт. На нём также тормозные колодки были поначалу деревянные, а тормозное нажатие обеспечивалось исключительно за счёт физической силы специальных работников поезда — тормозильщиков. Однако довольно скоро на смену физической силе человека пришёл сжатый воздух. Повышение нажатия на колодки привело к их повышенному износу и в этом случае дерево как материал уже не подходило. В результате стали применять тормозные колодки из чугуна, а впоследствии и из композитов.

Наиболее распространены тормоза, где колодки прижимаются к ободу колёсной пары, однако при этом, помимо износа самих колодок, происходит износ поверхности качения колёс, что ведёт к необходимости проведения дорогостоящей обточки колёс. Поэтому часто стараются применить электрическое торможение, то есть торможение тяговыми электродвигателями, при котором тормозные колодки не участвуют, что также позволяет уменьшать расход энергии за счёт рекуперации. Однако отказываться от них полностью нельзя, так как при малых скоростях электрическое торможение уже не может дать необходимого тормозного эффекта, к тому же не исключена вероятность его выхода из строя, и в этом случае ему на смену должен прийти механический тормоз с колодками. В результате иногда на железнодорожном транспорте применяют дисковые тормоза, где колодки трутся не о колёса, а о специальный тормозной диск, размещённый на оси колёсной пары. Такой тормоз применяют на высокоскоростных поездах, а также на вагонах трамвая.

Можно также отметить магниторельсовый тормоз, где тормозная колодка прижимается к рельсу, а сила нажатия образуется за счёт электромагнитного поля, создаваемого расположенными на колодке индуктивными катушками. Такой тормоз тоже распространён на высокоскоростных поездах, трамваях, а также на промышленном железнодорожном транспорте.

Тормозные колодки на автомобилях[править | править код]

Тормозные механизмы, используемые на автомобиле, делятся на два типа:

  • Барабанные. В этом случае, эффект торможения происходит из-за трения элементов, являющихся неподвижными, то есть колодками с фрикционными накладками. В свою очередь, они спрятаны в тормозном барабане из чугуна и стали. Зачастую, весь этот механизм, может выполнять роль стояночного и рабочего тормоза.
  • Дисковые. В этом случае, торможение происходит также за счет силы трения, но выполняется оно уже между колодками и тормозным диском, установленным между ними. Но эту систему используют только как рабочий тормоз.

Тормозные колодки на мотоциклах[править | править код]

Тормозные колодки на велосипедах[править | править код]

Велосипедные колодки сильно различаются в зависимости от конструкции тормоза.

Дисковый тормоз[править | править код]

Схож по конструкции с дисковым тормозом автомобиля или мотоцикла. Как и на мотоциклах, используются диски из чугуна или стали.

Ободной тормоз[править | править код]

Колодки прижимаются к ободу колеса. Сами колодки состоят из непосредственно прилегающей к колесу резиновой части и металлического крепления. Есть колодки со сменной резиновой вставкой. На рабочей поверхности колодки делаются насечки для отвода воды.

Барабанный тормоз[править | править код]

Тормозной механизм находится внутри втулки. При торможении цилиндрический тормозной барабан, состоящий из двух половин, раздвигается, прижимаясь к внутренней поверхности корпуса втулки.

Тормозные колодки на самолётах[править | править код]

На летательных аппаратах применяют дисковые или колодочные тормоза. На вертолётах или лёгких самолётах установлены обычные барабанные тормоза с двумя колодками, аналогично автомобильным. На более тяжёлых и скоростных самолётах используются барабанные тормоза, внутри ступицы такого колеса установлено по окружности барабана большое количество относительно небольших металлокерамических тормозных колодок, которые лежат на кольцевой герметичной резиновой тормозной камере. При поступлении в камеру воздуха или гидросмеси камера надувается, обеспечивая поджатие кольцевого набора колодок к внутренней поверхности тормозного барабана, что и вызывает торможение. В настоящее время на многих пассажирских и тяжёлых военных самолётах применяются многодисковые тормоза, выполненные по принципу мотоциклетного сцепления — внутри тормозного барабана установлен пакет чередующихся профилированных стальных или титановых дисков, с наклёпанными по окружности тормозных дисков фрикционными керамическими накладками. При сжатии пакета штоками-толкателями происходит эффективное торможение. Так как при этом выделяется большое количество тепла, то внутри тормозного барабана может устанавливается высокооборотный электромотор с крыльчаткой, нагнетающий воздух внутрь ступицы колеса.

Тормозная колодка представляет из себя металлическую пластинку, являющуюся основой, на которой закреплена фрикционная накладка. Колодка с накладкой повторяют форму поверхности, к которой они прижимаются — диска (плоскость трения прямая) или барабана (плоскость трения дугообразная). Закреплена накладка на основе заклепками или специальным клеем. Кроме того, на некоторых автомобилях предусмотрена установка в колодке датчика её износа.

В состав современной фрикционной накладки входят керамика, специальные смолы, синтетический каучук, органические и минеральные волокна, наполнители и модификаторы. Состав фрикционных материалов довольно сложен, и у каждой фирмы-изготовителя тормозных колодок он свой. Дело в том, что при торможении колодки очень сильно нагреваются, порой до тысячи градусов. При этом они должны уверенно переносить такие экстремальные температуры, не разрушаться и не терять при этом своих фрикционных свойств.

Самые главные враги тормозных колодок — перегрев, вода, масла и агрессивные жидкости (антифриз, тормозная жидкость). При недостаточной эффективности торможения или скрипе и визге тормозов, когда накладка стерта и тормозит одна металлическая основа, колодки необходимо заменить, причем меняются они только парами.

В основе работы колодочных тормозных механизмов лежит принцип преобразования энергии. В данном случае кинетическая энергия движения транспортного средства преобразуется в тепловую за счет активного трения тормозной колодки о тормозной диск, барабан или колесную пару. При торможении в тормозном приводе создается давление воздуха, тормозной жидкости или натяжение троса, которое передается на исполнительные механизмы тормозов — тормозные цилиндры или тормозной кулак. Именно эти механизмы и заставляют прижиматься тормозную колодку к диску/барабану. Чем сильнее прижим колодки, тем большая создается сила торможения. При этом, пара трения колодка-диск (или колодка-барабан) нагревается, вбирая в себя кинетическую энергию движущегося транспортного средства, и оно останавливается.

Особенности выбора тормозных колодок на автомобиль

Инфографика: замена тормозных колодок на автомобиле

Устройство тормозной системы (мотоцикл). Часть 1

Производство тормозных колодок в России

Тормозные колодки: конструкция, свойства, эксплуатация

Исправная тормозная система автомобиля — это гарантия безопасности водителя и пассажиров на дороге. С этим трудно не согласиться. Безусловно, исправность каждой детали тормозной системы имеет огромное значение. Но, пожалуй, одним из важнейших элементов тормозной системы являются тормозные колодки. Ведь именно от состояния тормозных колодок во многом зависит эффективность торможения. В процессе торможения колодки плотно прижимаются к тормозным дискам или барабанам, соединенным с колесами авто. Под воздействием силы трения скорость вращения дисков или барабанов, и соответственно колес, снижается.

Для начала, давайте разберемся, что собой представляют тормозные колодки, и какие эксплуатационные свойства колодок имеют наибольшее значение.

Тормозная колодка состоит из металлической пластины (основы) и накладки. Основу, как правило, изготавливают из стали. В качестве накладки используют фрикционный материал, то есть материал с высоким коэффициентом трения. Основные эксплуатационные характеристики тормозных колодок определяются свойствами фрикционного материала накладки. Разумеется, чем данные характеристики выше, тем качество колодки лучше.

Основой фрикционного материала является армирующий компонент, от которого зависит стабильность свойств, а также прочность тормозных колодок. Раньше в качестве армирующего компонента использовали асбест. Он способен обеспечить стабильные характеристики фрикционного материала, но представляет опасность для здоровья человека. Поэтому современные тормозные колодки не содержат асбест. А в качестве армирующего компонента фрикционных материалов используют стальные волокна, медную, латунную стружку, армирующие нити из кевлара, полимерные соединения, органические волокна и т.д. Отличными эксплуатационными свойствами обладают фрикционные материалы, в состав которых входит керамика. Тормозные колодки с накладками из таких материалов называют керамическими.

Кроме армирующего компонента, в состав фрикционного материала тормозных колодок также могут входить специальные наполнители, различные модификаторы, смолы и другие составляющие. Но чаще всего производители держат в секрете состав материала, из которого они изготавливают накладки для тормозных колодок.

Одной из главных характеристик тормозной колодки является коэффициент трения и его стабильность при различных температурных режимах. Для изготовления неоригинальных тормозных колодок, предназначенных для условий обычного дорожного движения, используют накладки из фрикционного материала с коэффициентом трения 0,25 – 0,35. Коэффициент трения оригинальных колодок находится в диапазоне от 0,35 до 0,5. Применение колодок с довольно низкими коэффициентами трения, как правило, продлевает тормозной путь, соответственно снижая уровень безопасности. При интенсивном торможении коэффициент трения колодок может снижаться вследствие повышения рабочей температуры, поэтому для восстановления нормальных показателей колодке необходимо остыть. Но не стоит думать, что слишком высокие фрикционные свойства будут гарантировать высокую эффективность торможения. В таком случае сильное давление на педаль тормоза может быстро привести к блокировке колес, и автомобиль станет неуправляемым.

При эксплуатации тормозные колодки могут нагреваться до очень высоких температур. Поэтому еще одним важным свойством колодок является термостойкость. Обычно на машины, используемые для передвижения (включая быструю езду) по городским дорогам, устанавливают тормозные колодки, способные выдержать рабочие температуры до 300 °C – 350 °C. Спортивные тормозные колодки, предназначенные для гоночных авто, способны работать при диапазоне рабочих температур до 800 °C – 900 °C. Но для ежедневной эксплуатации в городских условиях такие колодки не подходят, так как не успевают прогреться (их прогрев наступает при 100 °C – 200 °C) и торможение будет неэффективным. Именно поэтому устанавливать спортивные тормозные колодки на обычные машины не имеет смысла.

Высокие рабочие температуры тормозных колодок могут привести к нагреву других элементов тормозной системы, включая тормозную жидкость. Известно, что закипание тормозной жидкости существенно снижает эффективность работы тормозов, и даже приводит к полному их отказу. Для предотвращения такой ситуации между металлической пластиной и фрикционной накладкой в тормозной колодке часто устанавливается специальная прослойка. По сути, она играет роль некоего теплового барьера между нагретой поверхностью колодки и другими элементами тормозной системы, в частности тормозного суппорта и жидкости.

Таким образом, из всего сказанного выше можно сделать вывод, что качественные тормозные колодки должны изготавливаться из экологически чистых материалов и обладать:

  • стабильным коэффициентом трения при перепадах температуры и изменении скорости вращения тормозного диска;
  • стойкостью к высоким температурам;
  • высокой прочностью и износостойкостью;
  • способностью поглощать тепло нагретой поверхности фрикционного материала;
  • отличной демпфирующей способностью и способностью предотвращать шум для обеспечения комфортного торможения.

Для тормозов дискового и барабанного типа используют соответственно дисковые и барабанные тормозные колодки. Дисковые колодки имеют более стабильные характеристики, чем колодки барабанного типа.

Со временем тормозные колодки изнашиваются и подлежат замене. Об износе тормозных колодок может свидетельствовать чрезмерный шум (скрип, писк) при торможении, слишком слабые или наоборот очень резкие тормоза, а также пыль на дисках с примесью металлической стружки. Чтобы предупредить водителя об износе колодок и необходимости их замены, на них устанавливаются специальные датчики износа. Они бывают механические и электронные. При использовании механического датчика изношенная колодка будет издавать резкий и очень неприятный скрип. Во втором случае водитель узнает об износе тормозной колодки благодаря подсвеченному индикатору на панели приборов.

Разумеется, что для каждого авто имеются свои рекомендации по срокам замены тормозных колодок. В среднем ресурс колодок составляет от 8 до 12 тыс. км пробега. Но скорость износа данного элемента тормозной системы зависит от различных факторов, например от качества колодок, стиля вождения, условий эксплуатации и т.д. Интересен тот факт, что передние тормозные колодки всегда подвержены большему износу, чем задние. Связано это с тем, что именно передние колодки испытывают основную нагрузку. Задние тормозные колодки, как правило, служат примерно в три раза дольше.

Не забывайте, что заменять тормозные колодки необходимо сразу на обоих передних или задних колесах. В противном случае, изношенная колодка с одной стороны и новая с другой будут тормозить колеса с разной эффективностью. А это неизбежно приведет к потере управляемости авто.

После замены новые тормозные колодки должны «притереться». В период притирки, примерно первых 300 км (но для каждого авто разные показатели), эффективность торможения может быть снижена, а сами колодки могут скрипеть. Поэтому водителю нужно быть предельно осторожным при торможении.

Купить тормозные колодки сегодня не составит труда. Найти их можно в любом магазине автозапчастей, включая интернет-магазины. Выбирая тормозные колодки для вашего авто, следуйте рекомендациям производителя, указанным в технической документации. Учтите, разные колодки предназначены для разных нагрузок. Поэтому перед покупкой лучше лишний раз убедиться, что колодки действительно подойдут для вашей машины. Помните, только качественные и правильно подобранные тормозные колодки обеспечат эффективное торможение и минимальный тормозной путь при любых климатических условиях. Более того, они позволят сохранить отличное состояние тормозных дисков и барабанов на протяжении длительного срока эксплуатации. Использование колодок низкого качества наоборот ускорит износ других элементов тормозной системы.

Обратите внимание, что на новых высококачественных тормозных колодках обязательно присутствует маркировка, соответствующая европейскому (ECE R90) или американскому (SAE) стандарту качества. Более того, поверхность новых колодок должна быть ровной, без повреждений и сколов. Фрикционные накладки не должны содержать глубоких трещин и отделяться от стальных пластин.

На современном рынке автозапчастей представлен широкий ассортимент тормозных колодок различных торговых марок. Купить тормозные колодки от ведущих производителей можно и в Хмельницком. В настоящее время на полках магазинов автозапчастей можно найти как оригинальные тормозные колодки, так и более дешевые аналоги. Как правило, часть колодок ОЕ качества, отвечающие всем требованиям производителей автомобилей, попадает в свободную продажу, но покупка оригиналов потребует больших финансовых затрат. Тормозные колодки, изначально предназначенные для вторичного рынка автозапчастей, стоят на 30 – 70 % дешевле оригиналов, и часто не уступают им по качеству. В продаже также можно встретить бюджетные тормозные колодки низкого качества по невысоким ценам.

Типы тормозных колодок