Как работают, чем отличаются автомобильные тормозные колодки

История и виды тормозных колодок — от асбеста к керамике

Принцип действия дисковых тормозов одинаков для всех моделей — тормозной диск, закреплённый на ступице, жёстко соединённой с колесом, зажимается с двух сторон через тормозные колодки поршнями тормозного суппорта. Отличие лишь в конструкции — диски могут быть монолитные, вентилируемые, разборные. А суппорта — с плавающей скобой, однопоршневые, многопоршневые, а то и вовсе по два суппорта на колесо. От педали тормоза усилие передаётся с помощью тормозной жидкости, а помогают торможению вакуумный усилитель и модуль ABS.

Казалось бы, в 50-е годы был найден оптимальный материал для тормозных колодок — асбест. Он обеспечивал отличный коэффициент трения (около 0,4) как в холодном виде, так и при нагреве, устойчивость к намоканию, оптимальную прочность (до 30 тыс. кгс/см²), теплопроводность и долговечность. Но впоследствии был запрещён на западе, а затем и в России как канцерогенный — по мнению зарубежных медиков, асбестовая пыль увеличивает риск онкологических заболеваний.

И асбест в автомобильных колодках был заменён десятком (в некоторых моделях количество «ингредиентов» доходит до 50) различных компонентов, в том числе железом и медью. Содержание которых тоже постепенно уменьшают, т.к. считается, что медная пыль вредна для почвы.

В итоге сегодня мы имеем большой выбор тормозных колодок, предназначенных для разных условий:

• Безасбестовые (Non-asbestos, NAO) и малометаллические (Low metallic) — предназначены для повседневной эксплуатации с температурой 200…400 °C, обладают приемлемыми свойствами при доступной цене.
• Металлические, полуметаллические (Semi-metallic) и органические (композитные) — используются в автоспорте в условиях экстремальных температур (до 600–700 °C).
• Керамические (CMC, CCM) — накладки способны выдерживать температуры до 700–900 °C без потери эффективности, не скрипят, не пачкают колёсные диски пылью, но стоят существенно дороже, чувствительны к влажности и ударам, требуют прогрева и термостойких тормозных дисков. Поэтому, если планируется использовать обычный автомобиль для активного вождения, желательна замена комплекта диски-колодки.

Сколько служат тормозные колодки и когда их нужно менять

Срок службы зависит от качества колодок и стиля вождения. Даже качественные накладки можно «убить» в течение часа — достаточно их перегреть серией экстренных торможений без обкатки. Не говоря уже о контрафакте, который может просто «расклеиться».

В среднем у обычных водителей в мегаполисах передние колодки служат 20–60 тыс. км. Аккуратные автомобилисты из небольших городов могут привести примеры, когда меняли колодки при пробеге 100–150 тысяч километров.

Признаки необходимости замены

• Остаточная толщина накладки 3–5 мм;
• Срабатывание акустического или электронного индикатора износа;
• Материал начал расслаиваться или крошиться;
• При замене дисков колодки также нужно устанавливать новые, причём весь комплект на одну ось.

Какими должны быть правильные тормозные колодки

Требования к тормозным колодкам находятся в двух плоскостях — безопасности и комфорта, и отражены в ГОСТ Р 50507-93.

Требования к безопасности

• Надёжное крепление накладки к основанию (ГОСТ Р ИСО 6311-93 и 6312-93) — даже изношенная или перегретая колодка не должна отклеиваться от металлической основы;
• Устойчивость к перегреву (ГОСТ Р 6313-93) — при сильном нагреве материал не должен «плыть» или становиться хрупким, изменять размеры или заклинивать;
• Отсутствие гигроскопичности (ГОСТ Р 6314-93) — намокшая колодка должна быстро высыхать и включаться в работу, не терять свойств от воздействия зимних реагентов;
• Минимальное влияние внешних факторов на линейность характеристик, в первую очередь — коэффициента трения (буквенная маркировка от C (<0,15) до H (>0,55)).

Свойства, влияющие на комфорт

• Тактильные ощущения при торможении для точного дозирования усилия — педаль тормоза не должна «вставать колом» или быть «ватной». Это достигается плотностью смеси накладок (сжимаемость по ГОСТ Р ИСО 6310-93);
• Снижение скрипа — для этого используются противоскрипные наклейки и прокладки из шумопоглощающего материала;
• Отсутствие дребезга обеспечивают специальные вкладыши, пружины и держатели;
• Уменьшение количества пыли — на дисках не появляется трудносмываемый чёрно-коричневый налёт;
• Долговечность — колодки не должны слишком быстро изнашиваться и «грызть» тормозной диск.

Почему нельзя создать идеальные тормозные колодки

Фермеру на гружёной «ГАЗели» с прицепом важно, чтобы педаль не «провалилась» в горах. Любителю спортивного стиля вождения нужно, чтобы тормоза не «поплыли» после серии интенсивных торможений. Дачнику — чтобы обеспечивали приемлемое замедление сразу после выезда в прохладную дождливую погоду.

Но основные свойства фрикционного состава находятся в противоречии между собой — когда одни улучшаются, другие ухудшаются:

• Прочные твёрдые колодки практически с неограниченным сроком службы либо будут плохо тормозить, либо «съедят» диск;
• Чтобы обеспечить идеальное торможение — придётся жертвовать ресурсом: жёсткие «зацепистые» колодки моментально сточат диски, а мягкие сотрутся сами;
• Нужно продлить жизнь тормозным дискам — тогда колодки придётся делать либо мягкими, чтобы в паре трения изнашивались именно они, либо уменьшать коэффициент трения (эффективность торможения).

Применение «керамических» технологий зарекомендовало себя положительно — так, несколько лет назад для обычных автомобилей была представлена линейка колодок Riginal Ceramic, которые оптимально совмещают эффективность торможения и устойчивость к перегреву при доступной цене, соотношение ресурса колодок и дисков, водостойкость, бесшумность и отсутствие пыли.

Ошибки при установке тормозных колодок

В заключении напомним, что какими бы хорошими ни были колодки, всё может испортить неверный подбор и неправильная установка. Известны случаи, когда:

• Колодки устанавливали металлическим основанием к диску;
• Путали внутреннюю и внешнюю колодки;
• Покупали внешне похожие, но неподходящие;
• Устанавливали «спортивные» колодки по принципу «дороже — значит лучше», а в итоге автомобиль плохо тормозил, потому что тормоза не выходили на рабочий температурный режим.