Тормозные колодки - неподвижная часть тормозной системы автомобиля, преобразующая его кинетическую энергию в тепловую энергию трения для замедления и остановки движения. Колодки состоят из металлического каркаса и фрикционного материала и могут располагаться как на колесе автомобиля, так и за раздаточной коробкой или коробкой передач. В зависимости от типа вращающейся части тормозного механизма различают дисковые и барабанные тормозные колодки.
Принцип работы тормозных колодок
Тормозной дисковый механизм состоит из суппорта, в котором размещены один или два тормозных цилиндра, двух тормозных колодок и тормозного диска, вращающегося вместе с колесом. Тормозные колодки находятся с обеих сторон диска, к которому при нажатии тормоза начинают прижиматься фрикционной накладкой, останавливая транспортное средство.
Тормозной механизм барабанного типа включает две тормозные колодки с накладками, барабан, жестко связанный с вращающимся колесом, и щит с тормозным цилиндром. При торможении накладки колодок под действием поршней цилиндра прижимаются к внутренней стороне барабана, создавая тормозной момент.
Так как при торможении автомобиля высвобождается большое количество тепловой энергии, особые требование предъявляются к фрикционной прокладке тормозных колодок, которая должна обладать не только достаточным коэффициентом трения (обычно 0,35-0,45), но и высокой термической стойкостью. Важным также является вентиляция дисков (барабанов) как основных элементов, рассеивающих тепло, и в этом смысле предпочтительным видом тормозных систем считаются дисковые. Кроме того, такие механизмы обладают большей устойчивостью и к «увяданию тормоза» - потери сцепления, например, из-за образования пленки от перегрева связующих смол, небольшой процент которых содержат все тормозные колодки.
В общем случае, существует несколько основных характеристик, которые учитываются при выборе фрикционного материала для тормозных систем:
- Стойкость к увяданию тормоза при временном воздействии воды и высокой температуре
- Долгий срок службы
- Быстрое восстановление после любого повышения температуры или влажности
- Способность к равномерному износу и мягкому контакту с диском или барабаном, без быстрого разрушения.
В течение многих лет асбест рассматривался как лучший материал во всех четырех категориях, однако, после того, как были обнаружено, что он представляет серьезную опасность для здоровья, для изготовления фрикционных накладок было найдено альтернативное сырье.
Типы тормозных колодок
В настоящее время, в зависимости от материала изготовления, тормозные колодки делятся на следующие виды:
- Полуметаллические колодки. Они на половину состоят из стального, медного или железного порошка, не очень долговечны, шумны и чаще всего устанавливаются на новые автомобили.
- Колодки с низким содержанием стали имеют в своем составе не более тридцати стального волокна. Имеют хорошие тормозные характеристики, низкую стоимость, но довольно пыльные.
- Нестальные колодки изготавливают из волокон цветных металлов и органики. Они самые тихие и мягкие, не имеющие вибраций в суппорте.
- Керамические колодки состоят из керамики и медных волокон, работают исключительно тихо, не пылят и демонстрируют хорошую прочность и сцепление. К недостаткам можно отнести высокую цену и плохой отвод тепла, несмотря на присутствие меди, которая имеет высокую теплопроводность.
- Полностью металлические колодки выполнены из закаленной стали без синтетических добавок. Они долговечны, но производят много шума и приводят к быстрому износу дисков. Чаще всего ставятся на гоночные автомобили.
- Органические колодки делают из волокон резины, стекла и высокотемпературных смол. Они практически бесшумные и мягкие, но производят большое количество пыли и имеют короткий срок службы.