Какие колодки лучше металлические или керамические

Обновлено: 05.05.2024

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.

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).

В наше время ходит много слухов о том, что керамические тормозные колодки, вызывают чрезмерный износ тормозных дисков и не могут выдержать высокой температуры нагрева. Мы провели тесты на 10 различных металлических и керамических тормозных колодках, чтобы сравнить особенности износа и работы материалов. Для теста мы взяли тормозные колодки следующих производителей: Hawk , Performance Friction , Raybestos , Power Stop , EBC , Akebono , Morse , и несколько торговых марок из Китая.

Нами было отобрано 5 керамических тормозных колодок и 5 металлических. Все данные теста были записаны, используя испытательный протокол Международной Организации по Стандартизации NWI 2560. Колодки были испытаны на тормозных дисках передней оси автомобиля Chevrolet Tahoe . Тест проводила компания Link Testing из Детроита.

В чем состояло, собственно, испытание? Это - агрессивный тест, колодки нагревают более чем на 1200 градусов по Фаренгейту (приблизительно 650 градусов Цельсия) и испытывают в 3-х типах торможения: интенсивное на высокой скорости, циклическое торможение и экстремальное торможение (педаль “ в пол”).

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;

- Коэффициент трения (mu) при торможении свыше 1100 градусов Фаренгейта (приблизительно 600 градусов Цельсия) - ("горячие" тормоза);

- Коэффициент чувствительности скорости - процентное изменение в коэффициенте трения mu от 160 км/ч до 80 км/ч;

- Коэффициент чувствительности давления на педаль до износа - процентное изменение в коэффициенте трения;

- Коэффициент чувствительности давления на педаль после износа - процентное изменение в коэффициенте трения.

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?

Трение работает в основном с двумя механизмами: 1) жесткое трение и 2) липкое трение. Жесткое трение изнашивает колодку и/или диск путем режущего действия. Процесс липкого трения состоит в следующем: когда поверхность колодки находиться на диске, сила трения получается из-за разрушения всех химических связей поверхностного слоя колодки. Абразивные колодки будут более изнашивать тормозной диск (обычно меньше чем.002") и уменьшат массу тормозного диска. Колодки липкого трения могут фактически увеличить массу тормозного диска. При более высоких температурах липкое трение - первичный способ производства силы трения. Действительно ли керамиеские колодки вредят тормозному диску?

В анализе результатов испытаний, мы не нашли никакого подтверждения, что керамические колодки низкоэффективно работают на тормозных дисках. Более того, тесты продемонстрировали гораздо более завидные результаты по сравнению с органикой. Также стало ясно, что некоторые металлические колодки более жестки, чем керамиеские. Самыми «нежными» для дисков оказались керамические тормозные колодки Akebono и металлические - Power Stop и Performance Friction.

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.

Так в чем разница?

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.

Преимущество металлических тормозных колодок - улучшенные показатели при высокой температуре. Отлично держат перегрев, обладают высокой износостойкостью. Абразивность металла повышает коэффициент трения. Но при этом, все вышеописанные достоинства металлических колодок оборачиваются в один большой минус: они не пощадят ваших тормозных дисков.

На европейском рынке металлические колодки не стали лучшим другом автолюбителя. Прежде всего потому, что за повышенный коэффициент трения приходится платить ранним и не всегда равномерным износом диска, а также - чередой скрипов в период эксплуатации. Поэтому керамика - все более набирающий обороты сегмент, поскольку формула очень удачно сочетает высокую эффективность с комфортным и эстетическим торможением. Наш тщательный анализ рынка производителей керамических колодок показал двух достаточно технологичных североамериканских игрока - Power Friction и Power Stop.

В чем принципиальное отличие высокоэффективных керамических колодок от полуметаллических органических?

В Интернете много статей и мнений пользователей на тему выбора гражданских колодок. Сразу скажем – терминология это неофициальная, но помогает автолюбителю разобраться, что к чему. Проще говоря, гражданские тормозные колодки – это компоненты для повседневной эксплуатации в качестве, приближенном к оригинальному. Такие накладки предназначены для спокойной и средне активной езды. Высокоэффективные же колодки – это продукт, который по ряду показателей эффективности значительно превосходит оригинал. И вот по этим высокоэффективным компонентам – только личные отзывы либо домыслы, построенные на обрывках информации.

Основная масса колодок повышенной эффективности произведены по одной из двух технологий – керамическая либо полуметаллическая органика. К сожалению, современная наука не дает здесь четких определений, но для удобства все же будем придерживаться этих категорий. Использование той или другой технологии сулит автолюбителю определенные преимущества и недостатки. По этой причине эти формулы подлежат разграничению.

Органическая технология известна давно и является доминирующей в ЕС и ряде других стран. Формула может содержать до 40 различных компонентов, безусловно влияющих на поведение тормозов на дороге. Однако, одним из основных элементов состава, продуцирующих коэффициент трения является металл. В органике обычно используются черные металлы и его оксиды. Как следует из названия, в полуметаллической колодке основным решением является увеличение доли металла. Таким образом, инженерам удалось добиться двух показателей: роста коэффициента трения и повышения стойкости к температурам до 600-800 °С. Однако, очевидно, что повышение доли металла будет повышать износ диска. В связи с этим с полуметаллических составах увеличивают количество графита, как смазки.

Недостатки: владельцам полуметаллических колодок, вопреки заверениям производителей, стоит проститься с эстетическими бонусами, как то: отсутствие пыли, тихое торможение и долгий срок службы дисков. Некоторые мануфактуры пытаются повлиять на эти факторы, но особых успехов на практике не наблюдается. И чем выше класс колодок, тем данной эстетики меньше. И еще один немаловажный фактор. Сталь, как основной компонент полуметаллической формулы, является не очень хорошим проводником тепла. Это значит, что чем такой состав будет аккумулировать температуру в точке контакта с дисков, не отводя ее и тем самым нагревая чугунное полотно.

Керамические тормозные колодки. Гораздо более молодая разработка, в сравнению с органикой. Основное отличие – это порошковая технология изготовления и использование керамических соединений и волокон для усиления структуры. В этом составе сталь заменена на медь и латунь, что делает такую формулу более практичной для повседневной езды. Кроме того, такой состав более эстетичен: практически не пылит и не скрипит при торможении. Что касается эффективности торможения – стойкости к температурам и коэффициенту трения, то эту задачу сегодня инженеры решают легко с помощью усиления углеродными, арамидными и иными волокнами.

Недостатки: использование более мягкого металла ограничивает инженеров в повышении коэффициента трения.

Подводя итог – какие основные свойства различаю эти две родственные технологии? С точки зрения возможностей для трека и любительского спорта – полуметаллические колодки могут дать больше: высокий коэффициент трения и стойкости к высоким температурам. Однако, цена этого тоже высока: ранний износ и перегрев дисков, пыль и скрип. Керамический состав – более практичный: тихой и чистое торможение, высокий ресурс и бережливость к тормозным дискам. При этом, достаточно высокий коэффициент трения (до 0,5-0,6) и стойкость до 500-600 градусов, что удовлетворит даже самых требовательных любителей активной уличной езды. Но это их максимум.

Знакомьтесь: керамические тормозные колодки

Рост автомобильного рынка неизбежно влечет за собой бурное развитие рынка запчастей. И как следствие, растет конкуренция: продавать то же, что и все – теряет привлекательность, весь ликвидный товар уже кем-то представлен, а не развиваться нельзя. Такие моменты очень позитивны для рынка, потому что заставляют созидать что-то новое…

Широкий температурный диапазон: такой материал способен эффективно тормозить в «коридоре» от 0 до 650 ° С (спортивные, трековые версии демонстрируют еще более завидные показатели);

Минимальный выброс пыли. По сравнению с обычной органикой, вечно пачкающей колесные диски черной трухой, керамические тормозные колодки практически лишен этого недостатка;

Отсутствие характерных скрипов. Благодаря уменьшению металлов в составе фрикционного материала, керамический композит лишен скрипов;

И одно из важных достоинств – меньшая (по сравнению с металлическими составами) абразивность керамических тормозных колодок. С керамическим составом качественные диски живут намного дольше.

Четверть века назад производители тормозных колодок весьма успешно применяли асбест в составе фрикционного материала: его свойства гарантировали стабильный и достаточно высокий коэффициент трения, а высокий температурный порог (до 800 ° С) допускал широкое поле эксплуатации вещества. Однако, асбестовая компонента имеет и ряд минусов. Основной – экологическая опасность: в результате трения материал выбрасывает пыль, которая задерживается в воздухе, а попадая в легкие, наносит серьезный ущерб здоровью.

И вот, в начале 90-х годов, во многих странах мира, стартовала кампания по замене экологически грязного продукта на более безопасные материалы; острой стала необходимость поиска равной замены асбесту. Начались эксперименты с, например, стальными волокнами, армирующими нитями из кевлара, стекловолокном и т.д. Так наступил период органических и металлических тормозных колодок.

Однако, свежую технологическую струю внесла компания Akebono, которая и изобрела эффективный фрикционный состав с добавкой керамики. Изобретение произвело переворот в индустрии тормозных колодок, поскольку демонстрировало отличные показатели - отсутствие шума и вибрации, а также постоянный коэффициент трения при широкой температурной амплитуде. Настоящие керамические тормозные колодки не содержали ферросплавов, и таким образом не происходил контакт "металл-металл" между колодками и диском (чреватый не только повышенным износом для диска, но и «залипанием» поверхностей).

Тем не менее, на сегодняшний день нет никакого определения - сколько и каких элементов должны содержать керамические тормозные колодки. Таким образом, производитель мог взять металлическую колодку, пульверизировать некоторую порцию керамического материала во фрикционный состав и назвать его керамическим. Это привело к широкому разнообразию показателей в работе тормозных колодок разных производителей. И как следствие – отзывам и мнениям потребителей.

Кроме того, позднее многие производители стали создавать спортивные керамические тормозные колодки, для которых характерно сниженное содержание металла и повышение доли керамики. Это внесло еще больше неразберихи в понимание термина «керамическая колодка».

Для начала разберемся, что за птица такая – эта «керамика»? В узком смысле слово керамика обозначает глину, прошедшую обжиг. Однако современное использование этого термина расширяет его значение до включения всех неорганических неметаллических материалов. Современная промышленность пестрит многообразием типов керамики, которые можно использовать в самых разных областях промышленности. Так, в производстве фрикционных материалов, керамическую основу спрессовывают и спекают с металлической пудрой. В результате получается жаростостойкий материал, используемый для изготовления тормозных дисков и колодок.

Итак, как же отличить теплое от мягкого? Чем руководствоваться при выборе керамических тормозных колодок? Уважающий себя производитель керамического композита, как правило, выпускает несколько серий, каждая из которых предназначена для определенной манеры езды. Каждая серия имеет свое название и указывает на предназначение. Например, «street», «sport», «extreme» либо используют буквенные и цифровые обозначения (например – «HPS», «Ceramic» у компании Hawk; DS разных серий у Ferodo; Z16, Z26, Z36 у Power Stop). Чаще всего, за маркировкой «стрит» кроется состав, предназначенный для активной повседневной езды: обладает всеми свойствами керамики, но не требует прогрева. Ремарка «спорт» имеет больше значений, но «среднетемпературно» растолковывается как состав для активной езды по городу и выездов на трек: это композит с бόльшим содержанием керамического вещества. Как следствие – это более жесткие керамические тормозные колодки, с повышенным коэффициентом трения, но они уже однозначно будут требовать предварительного разогрева. И серии «extreme» - исключительно спортивная версия, не рекомендуемая к использованию в городских условиях, поскольку без прогрева практически не эффективна.

При всем вышесказанном, считаем необходимым еще раз обратить ваше внимание: описанные выше типы маркировки есть не более чем примеры. На практике – каждый производитель керамических тормозных колодок обозначает свою продукцию исходя только их своих собственных маркетинговых соображений. Мы лишь хотели дать вам в руки общие термины, позволяющие разобраться в покупке относительно нового для нашего рынка продукта.

А теперь, подведем итог. Основные достоинства керамических тормозных колодок:

Американский рынок тюнинга один из самых высокоразвитых в мире: и экономически, и технологически. На рынке США представлено немалое количество серьезных тормозных компонентов, в том числе – керамических тормозных колодок. Некоторые марки прошли практические испытания и признаны автоклубами уровня NASCAR, SCCA и др.

Немного науки для любителей научного подхода.

Новизна технологии керамических тормозных колодок породила массу стереотипов и предрассудков. Начнем с главного: ничего общего у керамики глиняного происхождения с "тормозной" керамикой нет. Поэтому не стоит представлять себе белоснежную поверхность колодок, они иные.

В материаловедении керамическая технология является синонимом термина порошковая технология. Иными словами, все оригинальные тормозные колодки делаются на основе смолы (фенола) путем заливки всех компонентов этим веществом. Компоненты керамических тормозных колодок измельчаются сильнее, нежели в органике, после чего подвергаются прессованию под высоким давлением, и при высокой температуре. Благодаря такой технологии керамические колодки демонстрируют долгий срок службы, порой в 2,5-3 раза превосходящий срок оригинальных колодок. При этом, без малейшего вреда тормозным дискам.

Второй важный момент - использование меди вместо оксидов железа (в штатных колодках). Медь обладает высокой теплоемкостью, по сравнению со сталью. Благодаря этому качеству, колодки на медной основе будут интенсивнее отводить тепло от тормозного диска, тем самым оберегая его от перегрева. Поэтому керамические колодки рекомендованы к применению на автомобили японского производства, где проблема перегрева штатных тормозов стоит очень остро.

Наш интернет-салон tormozi.ua предлагает одну из популярных в США марок тормозных компонентов - керамические тормозные колодки Power Stop серии Z16 и керамические тормозные колодки Power Friction серии Real ceramic. Это колодки класса т.н. «стрит»: предназначены для агрессивной езды по городу, эффективны в диапазоне от 0 до 550 ° С. Отсутствует скрип тормозов, так как керамический композит эффективно гасит шум. Power Stop Z16 значительно меньше выбрасывает пыль на колесные диски Вашего авто, и она не оседает черной пылью на деталях автомобиля. Кроме всего прочего, колодки, изготовленные по технологии керамического композита живут на 30-40 % дольше обычной органики. А при незначительной разнице в цене – все вышеописанные плюсы делают тормоза Power Stop очень привлекательными для любого автолюбителя.

Преимущество Керамических Тормозных Колодок

Керамические тормозные колодки – одно из последних новшеств в сфере автомобильных технологий торможения. Керамические колодки с виду ничем не отличаются от традиционных тормозных колодок. Однако они легче, чище, более тихие и более эффективные, чем традиционные колодки. Керамические колодки в действительности стоят немного больше своих металлических и полуметаллических коллег, но они восполняют разницу в стоимости своими рабочими характеристиками.

Люди, которым нравится иметь чистый автомобиль с чистыми хромированными колесами, будут очень удовлетворены керамическими колодками. Они производят очень немного тормозной пыли и могут быть легко вытерты вручную, поддерживая очень опрятный вид автомобиля. Вообще, жесткие обезжиривающие и моющие средства не нужны, чтобы удалить грязь с таких колодок. Они также уменьшают вес автомобиля, что, несмотря на мизерную разницу, является другим преимуществом. Это важно в основном для участия в гонках, где важен каждый килограмм, но не может отрицаться как преимущество и для скромного обычного водителя. Каждый лишний килограмм ухудшает расход топлива. Состав, используемый, в производстве керамических колодок, делает их чрезвычайно тихими. Металлические и полуметаллические тормозные колодки, обычно установленные в транспортных средствах на заводах, часто издают очень раздражающий скрежет. Керамические тормоза решают эту проблему, не вызывая эти звуки. Керамические тормозные колодки не устраняют шум в целом, но они производят его на частоте, которую не может услышать человеческое ухо.

Керамические тормозные колодки сделаны из состава, включающего несколько материалов, которые значительно увеличивают срок полезного использования колодок. В основном это увеличение составляет до 30%. Увеличение одного только срока эксплуатации является серьезным основанием, чтобы потратить дополнительные деньги на керамические колодки. Производство при высокой температуре – один из основных факторов, которые влияют на работу тормозных колодок. Керамические колодки разработаны так, чтобы рассеивать высокую температуру намного быстрее, чем обычные металлические колодки, что помогает уменьшить ухудшение тормозного процесса при повторном торможении. Работа при высокой температуре при наличии керамических колодок также уменьшает вероятность того, что вы деформируете ротор, что обойдется вам в «копеечку». Отсутствие жесткого металла в керамических колодках также может быть приписано более длинному сроку эксплуатации ротора, потому что керамические колодки не имеют металлических волосков, которые повредят ротор при износе колодок, в отличие от традиционных колодок. Для больших грузовиков сокращение высокой температуры при торможении, предоставляемое керамическими тормозами, имеет особенно большую выгоду. Большие тормоза на большегрузном самосвале вырабатывают намного больше тепла по сравнению с традиционным автомобилем, делая эффективное охлаждение тормозов необходимой потребностью. Керамические колодки – это еще один способ защитить тормоза от перегревания, которое может вызвать их неисправность, делая вождение намного более безопасным для всех. Это выгода, которую каждый владелец автомобиля должен учесть, покупая новые колодки. Такую мелочь, которая может позволить вам увеличить безопасность вашего автомобиля, необходимо рассмотреть в первую очередь, если вы часто ездите в автомобиле со своей семьей.

Когда придет время заменить тормозные колодки на вашем транспортном средстве, керамические тормозные колодки должны быть единственным рассматриваемым вариантом. Керамический состав и технологии торможения с течением времени только продолжают улучшаться. А их более высокая цена менее важна, чем ваше душевное спокойствие.

Читайте также: