Керамические тормозные колодки, плюсы и минусы.
Керамические тормозные колодки, плюсы и минусы.
Современные автомобили обычно оснащаются исключительно дисковыми тормозами. Подобное решение вполне понятно – надежность, высокая эффективность и простота обслуживания являются несомненными их достоинствами. Но зачастую условия применения оказываются чрезвычайно жесткими, и это порой вынуждает использовать вместо обычных керамические тормоза.
Об устройстве и работе дисковых тормозов
Основными их элементами являются:
— тормозные колодки;
— тормозной диск;
— суппорт с поршнем.
Работает все достаточно просто – при нажатии на педаль тормоза под действием поршня колодки прижимаются к диску. За счет возникающей силы трения энергия движущегося автомобиля снижается, преобразуясь в тепло, и автомобиль замедляется. Выделившееся тепло очень сильно нагревает колодки и диски, для того, чтобы снизить степень их нагрева, тормоза делают вентилируемыми.
Однако порой этого оказывается недостаточно, тормоза буквально раскаляются, и ухудшается торможение автомобиля. Тогда лучше всего использовать карбоно керамические тормоза, способные работать при повышенных температурах. Чаще всего это происходит в условиях частого и резкого торможения. Подобное характерно для условий спортивных соревнований и всевозможных гонок.
Немного о керамике в целом
Надо отметить, что в обычных тормозах диск и суппорт изготавливают из металла, а колодки – из смеси металла с асбестом. Это позволяет им выдерживать достаточно высокие рабочие температуры (800°С) и поглощать значительное количества тепла, выделяющегося при торможении. Однако асбест был признан небезопасным для здоровья, после чего стали подбирать ему замену. Поиски нового фрикционного состава привели к тому, что появились керамические тормозные колодки, а также керамические тормозные диски.
С тех пор было создано много различных материалов, использующихся для этих целей. Их состав мог значительно отличаться друг от друга, ведь никаких нормативных требований, распространяющихся на керамические колодки и керамические диски, нет. Фактически, возникла обычная путаница и неразбериха. Можно было на обычный металл нанести какой-либо материал, а потом объявить, что это керамические тормозные диски.
Пытаясь понять, а что есть что, необходимо сделать несколько уточнений. Керамика в данном контексте не соответствует общепринятому понятию, это не обожженная глина. Подобным термином может быть назван любой неорганический неметаллический материал.
Кроме того, керамические тормозные колодки и керамические диски изготавливаются не просто так, а по порошковой технологии, металлические опилки смешиваются с керамикой в какой-то пропорции, а затем все это запекаются при высоком давлении и температуре. В итоге будет получен жаростойкий материал, подходящий для изготовления деталей с нужными свойствами. Обычно производители, изготавливающие, например, те же самые керамические тормозные колодки, выпускают несколько различных модификаций, рассчитанных на определенный стиль езды – «street», «sport», «extreme».
Керамические колодки каждого из этих типов имеют свои плюсы и минусы, одни необходимо пред работой прогревать, другим ничего подобного не требуется, из-за чего они подходят для повседневной езды, третьи же можно применять только в условиях гоночной трассы.
Керамические колодки: плюсы и минусы при использовании на автомобиле
Принимая решение о применении таких тормозов для повседневной езды, стоит помнить о свойствах материала.
Керамические колодки обеспечивают значительные плюсы, например:
— существенно снижают неподрессоренную массу;
— улучшая управляемость и устойчивость автомобиля.
Но в их использовании есть определенные минусы – они обладают высокой стоимостью по сравнению с обычными и хорошо работают при повышенной температуре, т.е. их нужно предварительно разогревать.
Скажем так – не все, что годится для болида Формулы 1, подходит в чистом виде для серийного автомобиля. Чаще всего керамические колодки ставят на дорогие и спортивные машины, которые при любых дорожных условиях будут двигаться с повышенной скоростью. А для перемещения в обычном городском потоке или при езде по проселку на дачу керамические колодки точно не понадобятся.
Многие компоненты и технические решения, используемые в современном автомобиле, проходят проверку на гоночных трассах. Одним из таких элементов являются керамические тормоза. Однако при всех своих достоинствах широкое их применение в обычном серийном автомобиле вряд ли можно признать целесообразным, хотя и здесь возможны разные мнения.
5 МИФОВ О КЕРАМИЧЕСКИХ КОЛОДКАХ
Появление на рынке автомобильных запчастей тормозных колодок с таким необычным компонентом, как керамика обусловлено двумя основными причинами.
Долгие годы тормозные колодки изготавливались с применением асбеста. Специалистам прекрасно известно его негативное влияние на человеческий организм и окружающую среду. Но основным, опасным для человека фактором, являются мощные канцерогенные свойства этого минерала.
Идеальное торможение и управляемость
Значительно возросший уровень управляемости, «отзывчивая» система вождения автомобилей, которые строились на Американских и Европейских автозаводах в 80-х — начале 90-х годов, привел к тому, что водители стали ощущать малейшие биения, вибрации или иной дискомфорт в тормозной системе. И вслед за возросшим уровнем комфорта вождения автомобиля следующим логичным шагом потребителей стали более высокие требования к работе тормозных механизмов.
Так, две эти причины – борьба с сокращением вредных выбросов и повышенные запросы автолюбителей, более не соглашавшихся с посредственным качеством, – привели к активной исследовательской работе автопроизводителей по разработке иного состава тормозной колодки.
В течение десятка лет рядом компаний предлагались различные замены асбесту в этой детали тормозной системы. Были произведены тормозные колодки с включением в них органических материалов, ферросплавов. Также были выпущены колодки, армированные кевларовыми нитями. Все они имели свои существенные недостатки.
Итогом этой работы стало появление на мировом рынке нескольких удачных вариантов керамических колодок без содержания асбеста, выпущенных в разное время несколькими независимыми лабораториями. Многолетний практический опыт этих исследователей стал залогом того, что эта продукция пришлась по вкусу даже предвзятым водителям и удовлетворила самые притязательные требования по вибрации, шуму и выделению пыли.
Сегодня керамическая колодка получила самое широкое распространение и признание своих более высоких эксплуатационных качеств в сравнении с традиционной асбестовой.
1. Существует предубеждение, что керамические колодки в полной мере проявляют свои свойства только на спортивных автомобилях, поскольку требуют прогрева и к тому же достаточно агрессивно ведут себя по отношению к тормозному диску. Это не совсем так. Существует и обычная, так называемая «уличная» керамика, которая показывает хорошие фрикционные свойства даже при холодном торможении. Такие колодки подходят для каждодневного использования и достаточно бережно относятся к тормозным дискам.
2. Керамические тормозные колодки необходимо устанавливать только в паре с керамическими тормозными дисками. Это предположение в корне не верно, поскольку изначально керамические колодки появились на мировом рынке как разновидность стандартной детали. Керамические колодки прекрасно подходят к традиционным металлическим дискам и надежно работают в совокупности с ними.
3. Керамические колодки вредят тормозному диску. Сейчас уже трудно отследить откуда возникло это заблуждение. На самом деле, в результате многочисленных испытаний и лабораторных исследований*, было установлено, что они обеспечивают равномерный износ тормозного диска. (*По результатам испытаний, проведенных по заказу Friction Master, керамической тормозной колодки CMX1258 в Link Testing Laboratories по протоколу US City Traffic, тормозной диск потерял всего 1,1 грамма массы, тогда как при использовании стандартных полуметаллических колодок диск терял от 1,6 до 2,0 грамм массы. Test Request #: 111787-1 )
4. Керамика в тормозах ненадежна. Чтобы доказать ошибочность этого суждения, необходимо обратиться к устройству тормозного механизма.
Его основными элементами являются:
• Тормозной цилиндр
• Тормозной диск
• Суппорт
• Тормозные колодки
При нажатии на педаль тормоза тормозной цилиндр прижимает колодки к тормозному диску. В результате автомобиль замедляется, а энергия благодаря силе трения преобразуется в тепло, нагревая диск. Это часто приводит к перегреву диска, его деформации, появлению биения и вибраций в рулевом управлении.
В отличии от традиционных колодок, керамические менее чувствительны к нагреву — это создает больший запас надежности всей системы торможения.
Таким образом, практика применения керамических колодок полностью опровергает это утверждение.
5. Высокая стоимость. Отчасти это действительно было так на первоначальном этапе появления этих запчастей на российском рынке. Однако, сейчас цены на керамические колодки, представленные в магазинах, более чем доступны.
Но, также хотелось бы отметить, что тормозная система играет важнейшую роль в обеспечении безопасного вождения, личной безопасности водителя и его пассажиров. Поэтому символическая экономия при выборе комплектующих тормозной системы в большинстве случаев неуместна. Здесь необходимо применять те компоненты, которые способны дать максимальную безопасность всем участникам движения.
FRICTION MASTER стал первым брендом, поставившим на Российский рынок полную линейку керамических колодок в 2007 году, и на сегодняшний день занимает лидирующие позиции на рынке среди производителей аналогичных запчастей.
В ассортименте FRICTION MASTER имеются 4 полноценных линейки дисковых тормозных колодок.
Одна из них – тормозные колодки CERAMIC (CMX), характеризуется максимальным сроком службы и сниженным пылевыделением.
Установив тормозные колодки CERAMIC (CMX), Вы получите:
• Больший срок службы колодок и тормозных дисков
• Гораздо меньше пыли и следов выработки на колесных дисках.
Отличия керамических колодок от их предшественниц
Основное преимущество керамических колодок перед металлизированными (изготовленными с применением металлического волокна) заключается в отсутствии этого самого волокна. Безусловно, сталь эффективно отводит образующееся в процессе торможения тепло, но она же является источником характерного скрипа тормозов. Кроме того, сталь обладает абразивными свойствами, что приводит к повышенному износу тормозных дисков. Использование вместо стали смеси меди и керамики позволило новым тормозным колодкам эффективно противостоять воздействию высоких температур, обладать большей теплопроводностью и износоустойчивостью. Помимо этого значительно снизился износ тормозных дисков и издаваемый при торможении шум. Характерный скрип тормозов исчез, так как керамический композит гасит шум, перенося основные колебания в диапазон, не воспринимаемый человеческим ухом.
Другой секрет бесшумной работы кроется в нанесении на поверхность колодки скосов и проточек и использовании изолирующей прослойки.
Скосы (или фаски) наносятся на боковые поверхности колодки и обеспечивают плавное увеличение тормозного усилия при соприкосновении колодки с поверхностью тормозного диска в начале торможения. Кроме того, скосы немного снижают площадь соприкосновения колодки, что также способствует снижению шума.
Проточки наносятся на рабочую поверхность вертикально, горизонтально либо по диагонали. Они служат для смещения частоты возникающих звуковых колебаний выше порога их восприятия человеческим ухом. Кроме того, проточки служат для удаления пыли и газов, возникающих в следствие трения и препятствующих дальнейшему торможению.
Изолирующая прослойка, в свою очередь, поглощает и рассеивает вызывающие шум колебания.
Еще одним преимуществом керамических колодок является отсутствие пыли. То есть пыль то, конечно, от них есть. Любой фрикционный материал образует пыль в процессе износа. Только керамические колодки образуют ее намного меньше, она имеет более светлый оттенок и не так обильно оседает на деталях автомобиля. Так что с применением керамических колодок, ваши колесные диски будут выглядеть намного опрятнее.
Применение керамического композита позволило значительно увеличить срок службы тормозных колодок. Согласно проведенным исследованиям, этот срок в полтора раза превышает показатели колодок предыдущего поколения, для которых аналогичный срок службы мог быть достигнут только в ущерб показателям шума и эффективности торможения.
В заключение хотелось бы отметить, что цена комплекта керамических тормозных колодок незначительно превосходит цену обычных. При обилии эксплуатационных преимуществ это делает выбор в пользу керамики весьма оправданным.
Керамика керамике рознь. Развеем заблуждения
Автолюбители, которые любят высокие скорости, нередко останавливают свой выбор на так называемых керамических колодах: бытует мнение, что они лучше подходят для активного стиля вождения. На самом деле это не всегда так.
Из-за разнообразия информации в интернете у многих людей керамические колодки ассоциируются со спортивными. Путаница возникает из-за того, что для многих автомобилей, и не только гоночных, часто используют карбон-керамические диски. Это более дорогие диски, их применяют на таких машинах как Bugatti Veyron, Porsche Carrera GT, Audi R8, способных развивать высокую скорость. Отсюда идет заблуждение, что слово «керамика» в сочетании с колодками – это спорт. Хотя на самом деле для карбон-керамических дисков требуются специальные колодки и далеко не всегда они имеют в составе керамику.
Этой путанице нередко способствует информация на сайтах различных производителей тормозных колодок, как правило, небольших фирм, позволяющих себе вольности в формулировках для создания маркетингового эффекта. И потребитель попадает в этакую «информационную кашу». Например, на одном из таких сайтов представлена серия колодок под названием Performance Ceramic. Слово Performance должно означать, что колодки предназначены, в первую очередь, для активного вождения. При этом в перечне достоинств перечисляются довольно противоречивые характеристики: тихое торможение, малый износ тормозных дисков и улучшенные тормозные характеристики. При этом не уточняется, в сравнении с какими колодками они обладают «улучшенными тормозными характеристиками». Иными словами, эта характеристика ни к чему не обязывает. Плюс каждый такой производитель вводит еще и свою классификацию типов колодок.
На самом деле отличия тормозных колодок для быстрых и спортивных авто от «гражданских» очень велики. Задачи у них принципиально разные. В спорте главное качество торможения в экстремальных условиях, тут все направлено для достижения результата на соревнованиях. Все остальные характеристики колодок уходят на второй план. Настоящие спортивные колодки отличаются высоким коэффициентом трения и выдерживают очень высокие температуры, их фрикционная смесь состоит только из тех компонентов, которые нужны для высоких нагрузок, а не для обеспечения комфорта или долговечности. Если мы говорим конкретно про автомобили, которые участвуют в автогонках, то тут гонщикам все равно, что эти колодки сильно шумят и «убивают» тормозной диск. Задача таких колодок – «выжить» во время гонки при частом торможении на высокой скорости.
«Керамические» колодки для гражданских автомобилей решают совершенно другие задачи. Помимо безопасности торможения, тут важен ещё и комфорт. Поэтому «гражданская керамика» обладает следующими качествами: отсутствием шумов при торможении, низким пылеобразованием, бережным отношением к тормозному диску и, как правило, несколько меньшим коэффициентом трения (по сравнению с «обычными» колодками из материала класса «low-steel»).
Важно понимать, что «керамические» тормозные колодки на обычных автомобилях не призваны тормозить лучше чем «обычные» колодки. Их задача – обеспечить повышенный комфорт при торможении, поэтому фрикционная смесь «керамических» колодок разрабатывается с учётом понимания первоочередных ожиданий автовладельцев. Когда вы видите на колодках Nisshinbo (или колодках других именитых брендов) надпись «Ceramic», надо понимать, что это значит для покупателя. Все понимают, что керамика в колодках – это хорошо, но мало кто знает, почему именно. Керамика гарантирует, что эти колодки не пылят, не шумят и меньше изнашивают тормозные диски. Да, такие колодки, как правило, дороже обычных, зато они более комфортные, и если все как следует подсчитать – и более экономичные.
Что такое керамика в колодках?
Керамика – неорганическое соединение, хотя такие колодки и входят в группу NAO (безасбестовая органика): в их фрикционной смеси нет стали, но довольно много меди. Само обозначение «керамика» больше маркетинговое (в хорошем смысле этого слова), оно проще для позиционирования колодок на рынке. Вообще, термин «керамика» означает содержание в составе керамических компонентов, на основе оксида кремния (SiO2). Но наверняка в огромном море предложений найдутся «керамические» колодки, где керамики как таковой (в её прямом химическом понимании) нет вообще. Но если производитель дорожит своей репутацией, основные преимущества «керамических» колодок будут соответствовать колодкам этого типа. Поэтому ещё раз обращаем ваше внимание на то, что, купив неизвестные (даже недешевые) «керамические» тормозные колодки, будьте осторожны и не испытывайте их на прочность в уличных гонках.
Отдельная история – это карбоно-керамические диски. Они легче обычных и выдерживают более высокие температуры. Но это тоже очень узкая сфера. Повторимся, что тут мы говорим о довольно дорогих автомобилях или об автогонках. Для таких дисков, естественно, нужны специальные тормозные колодки. Например, Textar выпускает специальные колодки для таких дисков, но для гражданских машин в продаже их нигде не найдешь.
Поединок за звание чемпиона: металлические колодки против керамических
Для более полной картины рынка колодок – керамического и металлического составов приводим вам результаты тестов, проведенных нашим поставщиком – производителем тормозных компонентов Power Stop (США).
Одна из испытуемых тормозных колодок, принадлежащая одному очень известному бренду, была снята с испытаний, поскольку полностью износилась до завершения теста. Поэтому, дальше нам пришлось сравнивать только 4 керамические колодки и 5 металлических.
Мы измерили и записали следуюшие показатели:
— Износ тормозных дисков за полный цикл испытаний;
— Износ колодок за полный цикл испытаний,
— Коэффициент трения (mu) при торможении со 100 км/ч («холодные» тормоза);
— Коэффициент трения (mu) при циклическом торможении 15 последовательных остановок без охлаждения;
Итак, дабы избавить читателя от сложных цифр и взаимосвязей, мы решили обобщить итоги тестов и преподать их в виде выводов.
Вредят ли керамические колодки тормозному диску?
Выполняли ли металические колодки свою работу лучше чем керамические?
При «холодных» условиях разница в показателе коэффициента трения и его стабильности в сравнении металлических и керамических колодок практически нет. Справедливости ради, стоит заметить, что когда температура достигает 1000 °F/ 538 °C. металлические тормозные колодки не снижают своих качеств. Керамика в это же время начинает нисходящий путь.
Керамика: отличные колодки для агрессивной езды, горным серпантинам. Демонстрируют стабильность торможения до 550 ° С, низкий уровень шума и отработанной пыли. Ну и, конечно, ваши тормозные диски прослужат вам дольше, работая в паре с керамическими колодками.