Колодки органика или металл

Обновлено: 16.05.2024

Когда дело доходит до спуска по крутой технически сложной трассе или тряски на брусчатке в плотно упакованном пелотоне, последнее, в чём хотел бы сомневаться любой гонщик, это тормоза. Для многих велосипедистов - шоссейных, горных, гравийных или кроссовых - тормозные колодки являются одним из тех компонентов, которые не вызывают особой любви и внимания. Они воспринимаются как должное, и мы предполагаем, что они будут отлично работать, когда придёт время. По большей части, к счастью, они это делают. Но, в зависимости от того, где, когда и как вы ездите, выбор правильного типа колодок дисковых тормозов - металлических или органических - может существенно повлиять на вашу езду на велосипеде.

Итак, в чем разница между металлическими и органическими тормозными колодками и каковы преимущества того и другого типа? Как выбрать, какие из них подходят именно вам? Вот ответы на эти и другие сопутствующие вопросы.

Металл против органики

Органические тормозные колодки (также называемые полимерными или полуметаллическими) изготовлены из смеси волокон, скреплённых смолой. Как правило, эти материалы мягче, чем их металлические аналоги, что обычно означает, что они более тихие при торможении.

Между тем, металлические тормозные колодки (которые иногда называют спечёнными), как вы уже догадались, сделаны из металлических частиц, сваренных вместе. Металлические тормозные колодки часто используются для OEM-спецификаций, это значит, что вы их обычно получаете, если покупаете новый велосипед. Такой выбор производителей объясняется универсальностью металлических тормозных колодок и их способностью работать в самых разных условиях. Именно поэтому вы их увидите и на большинстве автомобилей и мотоциклов.

О погоде

Являетесь ли вы горным байкером, шоссейным гонщиком, поклонником гравела, циклокросса или ездите на электровелосипеде, основная причина, по которой стоит ездить с металлическими тормозными колодками, это непогода. Если вы часто ездите в дождь, то металлические колодки, наверное, будут лучшим выбором – они дольше служат в мокрых условиях, чем их органические аналоги. За сезон вы сэкономите на металлических тормозных колодках, потому что вам не нужно будет менять их каждые несколько поездок, как это, скорее всего, будет с органическими.

О шуме

Если и есть одна штука, которую абсолютное большинство велосипедистов терпеть не может, то это шум при езде. А производить больше шума, чем неисправные тормозные колодки дисковых тормозов, могут лишь немногие детали (если вообще могут). Высокая температура, влажность, пыль и прочая грязь могут вызывать визг тормозных колодок. Металлические колодки при этом визжат значительно чаще и громче, чем органические.

Если вы проводите большую часть езды на пыльных трассах МТБ или живёте в сухом климате, органические тормозные колодки могут предоставить вам гораздо больше тишины и покоя.

«Укус» и модуляция

Металлические и органические тормозные колодки несколько отличаются по мощности и модуляции. Решение о том, какой тип колодок вам подходит, зависит от личных предпочтений. Некоторые гонщики предпочитают почти мгновенный хват металлических тормозных колодок. Другие склоняются к более модулированному ощущению при органических колодках, что позволяет наращивать мощность в более размеренном темпе.

Различные типы местности и ваш стиль катания помогут вам определиться с тем, какие именно колодки для вас лучше. Например, если вы едете на гравийном велосипеде и хотите затормозить на рыхлой дороге, более лучшая модуляция органических тормозных колодок даст вам больше контроля. И наоборот, если вы катаете на шоссейнике по ровному асфальту, где сцепление с поверхностью дороги, как правило, не представляет особой проблемы, металлические тормозные колодки, вероятно, будут работать очень хорошо (и не будут быстро изнашиваться).

Мощность, управление теплом и устойчивость к потере эффективности при нагреве

Если речь идёт о мощности торможения и рассеивании тепла (что помогает уменьшить проскальзывание при нагреве из-за трения), металлические тормозные колодки будут лучшим выбором. Так что, если вы участвуете в супер гонке эндуро или выстреливаете на крутом электробайке, металлические колодки при нагреве будут работать наверняка лучше.

Например, тормозные машинки Shimano с технологией Ice-Technologies имеют на корпусе своего рода радиатор - специальные рёбра охлаждения, рассеивающие тепло при нагреве от трения. Доступные с металлическими и органическими колодками, эти тормозные калиперы имеют двухслойную структуру из алюминия и нержавеющей стали. Вся конструкция обеспечивает быстрое рассеивание тепла, продляя интервалы между техническим обслуживанием, обеспечивает более длительный срок службы колодок и уменьшает снижение эффективности при нагреве и шум во время езды.

Сочетайте

Всё ещё не можете определиться? Ну, возможно, вам и не нужно останавливаться на чём-то одном. Некоторые из лучших в мире профессиональных гонщиков часто используют сразу оба типа колодок в одной установке.

Идея в том, что, поскольку внутренняя тормозная колодка обычно изнашивается быстрее, чем внешняя, вы ставите металлическую тормозную колодку с внутренней стороны и органическую снаружи. Компромисс, позволяющий пользоваться преимуществами обоих материалов, сводя к минимуму недостатки.

Выбор правильного типа тормозных колодок (или лучшего сочетания колодок) может иметь большое значение при езде, так что не бойтесь экспериментировать и подумайте о том, чтобы использовать оба типа, адаптируясь к конкретным условиям и типу гонки.

Не забывайте притереть новые колодки перед первой поездкой с ними. Общая рекомендация для новых колодок дискового тормоза: сделайте 10 резких остановок на медленной скорости (несколько оборотов педалей с места, а затем сильно нажмите на рычаги тормозов – и так 10 раз). Таким образом вы подготовите к нормальной работе новые колодки, гарантируя их эффективность при дальнейшем торможении.

Зачем делают органические тормозные колодки

Hella PAGID Brake Systems начала продажу NAO-колодок (изображены выше) всего несколько лет назад. Состав фрикционной смеси подбирается под каждый тип авто. Полный цикл разработки нового состава занимает примерно два года. Американские нормы практически поставили крест на колодках с содержанием стали и меди, поэтому специально для неевропейских рынков — США, России и стран Азии — разработаны органические колодки Hella PAGID. Источник: Hella

Вот уже несколько лет Hella PAGID Brake Systems и другие ведущие производители выпускают современные безасбестовые органические тормозные колодки, причем делают на них особую ставку. Зачем, если большинство водителей устраивают прежние полуметаллические колодки? Как минимум потому, что органические колодки превосходят привычный всем «полуметалл» по ряду важных параметров. Но чтобы объяснить, по каким именно и зачем придумали органику, придётся начать с базы.

Как изготавливают колодки

Тормозная колодка для дисковых тормозов проста внешне, но сложна в производстве, если делать всё качественно. Не станем говорить за других и расскажем, как делаются колодки Hella PAGID.

Первым делом берется толстый стальной лист, из которого прессом или лазером вырезается основание будущей колодки. Под каждую тормозную систему требуется тщательно просчитанный трафарет. Затем стальное основание обрабатывается пескоструйной машиной, чтобы увеличить адгезию (сцепление) для последующего нанесения клея. Клей будет соединять основание с фрикционной накладкой, которая и соприкасается с тормозным диском. Этот клей твердеет под действием высокой температуры. Для высоконагруженных колодок между клеем и накладкой наносится дополнительный укрепляющий слой толщиной 2 мм. Он также снижает шум и обеспечивает термоизоляцию.

Фрикционный материал при высокой температуре прессуется на основание колодки, а клей фиксирует фрикционную накладку настолько крепко, чтобы ее не могло сорвать даже при очень резком и сильном торможении. Затем накладку шлифуют до нужных параметров, колодку окрашивают для защиты от коррозии и наносят информационные метки. Весь этот процесс относительно быстрый и не такой сложный, как разработка фрикционной смеси.

Фрикционный материал (01) вместе с промежуточным укрепляющим слоем (02) и клеем (03) наносится на основание (04). Основание покрывается порошковой краской (05), защищающей колодку от ржавчины. Могут быть добавлены дополнительные элементы, улучшающие торможение и комфорт при езде (06). Источник: Hella

А вот в составе фрикционной смеси может быть более 20 различных компонентов. Так, у Hella PAGID применяется более 50 различных составов фрикционной смеси в зависимости от назначения колодки. Точные рецепты назвать не можем — они являются частью коммерческой тайны, и не только у нас, но и у любого производителя.

Если говорить в общем, не разглашая секретов фирмы, в случае обычных малометаллических колодок к 80% основного состава (фенольная смола, алюминий, магний, графит, оксид железа, стальная или полиамидная вата, минерал барит, цинковый порошок, каучук) прибавляется 10% смазывающего материала и 10% меди.

Тончайшая стальная вата — основа фрикционной смеси в большинстве тормозных колодок. Источник: Johan / Wikimedia Commons

Зачем нужны разные фрикционные смеси

Разные составы смеси имеют разные свойства. При одной рецептуре коэффициент трения колодки повышается при ее нагреве свыше 200 градусов. При другой ровно наоборот — эффективней всего сочетание диска и колодки работает, пока они холодные, а при перегреве их взаимное трение резко снижается, а торможение почти пропадает. Нельзя утверждать, что один тип смеси хороший, а другой плохой — каждый рецепт используется для конкретных условий, определенных нагрузок, влажности, частоты и продолжительности торможений.

Для гоночных автомобилей, которые резко тормозят каждые несколько секунд на протяжении часа и более, очевидно, нужны колодки, фрикционная смесь которых улучшает свои свойства при перегреве. Для рядового автовладельца такие колодки противопоказаны, так как в городских условиях нечастых плавных торможений холодная спортивная фрикционная смесь будет работать хуже, чем у самых простых и дешёвых «гражданских» колодок. И наоборот, если водитель любит «жечь резину» на треке, обычные колодки при перегреве могут лишить автомобиль тормозов.

К сожалению, до сих пор не существует универсальной фрикционной смеси, идеально удовлетворяющей всем критериям. Либо получаются дорогие эффективные спортивные колодки, «съедающие» диск, либо тихие, комфортные, но пыльные и недолговечные, либо оптимальные по всем параметрам, но страшно вредные для человека и окружающей среды.

При разработке состава смеси учитывают четыре основных характеристики:
— Коэффициент трения. При соприкосновении с движущимся тормозным диском должно возникать трение, не разрушающее при этом ни диск, ни колодку. Мягкая колодка не затормозит диск, слишком твердая быстро его сотрет. Необходим тонкий баланс.

Неудачное сочетание плохих колодок и диска: ржавчина, глубокие канавки, сколы. И это за 7000 км! Источник: ksey3000 / DRIVE2

— Теплопроводность. Фрикционная смесь должна отводить тепло из зоны контакта с диском с определенной скоростью, чтобы диск и колодки успевали остыть, но не отдавали жар тормозной жидкости.

Последствия перегрева колодок — радиальные микротрещины на тормозном диске. Ездить с таким диском, мягко говоря, небезопасно. Источник: zharkov-s / DRIVE2

— Шумность. Торможение должно быть тихим — никаких неприятных свистов, скрипов и скрежетов в норме не предполагается. Тем не менее скрип далеко не всегда свидетельствует о том, что колодка требует замены, иногда он появляется на некачественных колодках, при их перегреве, при загрязнении суппортов, несовместимости с диском и ещё по ряду причин.

— Безопасность. Тормозная колодка не должна загрязнять окружающую среду свинцом, медью и оксидом железа и отравлять человека.

Знакомый всем автомобилистам черный налёт на внутренней стороне диска — та самая пыль от колодок. И хорошо бы, чтобы её не было. Но если есть, чтобы она была безвредная. Источник: akliuzhyn / DRIVE2

Фрикционные материалы, окружающая среда и наше здоровье

Вместе с первыми тормозными дисками в 50-х годах прошлого века использовались асбестовые колодки. В сочетании с чугунными дисками они демонстрируют идеальный коэффициент трения 0,4, не меняют своих свойств при нагреве и к тому же они очень дешевые. Его доля в составе фрикционной смеси обычно была равна 30%. Асбест оставался идеальным материалом для производства автомобильных тормозных колодок вплоть до 1970-х годов, когда его безопасность была поставлена под сомнение — подробнее об этом мы расскажем чуть ниже.

Металлические колодки используют в высоконагруженных тормозных системах гоночных машин. Они состоят из спеченной стали без примесей, и потому весьма долговечны, но зато жутко шумят и быстро «съедают» диски. Металлические колодки требуют значительно большего тормозного усилия, поэтому их установка в городской автомобиль не просто расточительна, но и небезопасна.

Полуметаллические колодки стали внедрять около сорока лет назад как альтернативу асбесту. Около 50% фрикционной смеси в них составляет металл, вернее, тончайшая стальная стружка, а остальное — скрепляющие материалы. Среди плюсов полуметаллических колодок износостойкость и достойные фрикционные характеристики при плохой погоде. Минусы критичней: колодка быстро нагревается, отдавая тепло в тормозную систему, что при активном торможении может привести к отказу тормозов. К тому же «полуметалл» очень шумный и пыльный — стесанная сталь загрязняет оксидом железа и тормозные механизмы, и окружающую среду.

Малометаллические колодки являются экологичным развитием полуметаллического типа. В них содержание стали уменьшено до 20-30%, а остальное составляют синтетические волокна, медь и скрепляющий агент. Колодки с низким содержанием металла меньше «пылят» и портят тормозной диск, но шумят при торможении. Им тоже не везде рады надзорные органы: в США даже малометаллические колодки попадают под ограничения по выбросу оксида железа, но в Европе и России таких требований нет.

Металлические колодки (1), на которых видно медный отблеск, полуметаллические (2), керамические (3) и органические (4). Источник: A7N8X / Wikimedia Commons

У керамических колодок фрикционные накладки представляют собой спечённую смесь металлических вкраплений и керамики/фарфора. Такие колодки отлично выдерживают перегрев, сохраняя коэффициент трения на стабильном уровне. Керамические колодки ходят дольше и меньше стирают тормозной диск. Но есть у этой фрикционной смеси и особенности: при намокании и в мороз качество торможения может снижаться. Ещё керамика очень дорогая, и потому штатно её устанавливают только на премиальные автомобили. Лучше всего керамичекие колодки работают в паре с карбон-керамическими тормозными дисками, но цена такого комплекта просто космическая — 600-800 тысяч рублей!

Безасбестовые органические колодки (NAO, Non-Asbestos Organic) — самый современный и перспективный вид. Во фрикционной смеси таких колодок применяется микс органических, то есть углеродосодержащих, материалов без стали. Спектр применяемых вместо стали фрикционных материалов очень широк: от песка и стекла до кевлара. Такие колодки появились в каталогах большинства крупных и передовых производителей. Наши органические колодки, напомним, называются Hella PAGID NAO.

К достоинствам NAO-колодок относится тихое плавное торможение и уменьшенная абразивная нагрузка на тормозной диск — оригинальные качественные безасбестовые органические колодки меньше портят диск, чем низкометаллические. Органику можно использовать вместе с обычными чугунными дисками.

Тесты показывают, что при перегреве колодки эффективность торможения падает незначительно, меньше, чем у полуметаллических собратьев. К очевидным плюсам конкретно Hella PAGID NAO можно причислить их низкую стоимость в сравнении с малометаллическими и тем более керамическими колодками.

Вместе с тем NAO стираются чуть быстрее, чем полуметаллические аналоги, что компенсируется меньшей стоимостью. Однако отсутствие стали в составе накладки органической колодки — куда больший плюс, причём и для автомобиля, и для экологии.

Кстати, весьма вероятно, что для вашего автомобиля уже давно разработаны NAO-колодки. Найти NAO-колодку производства Hella PAGID на ваш авто можно в этом полезном каталоге.

Чем не угодил асбест

Может показаться, что запрет асбеста — это очередная блажь экологов и уловка производителей, чтобы придумать и продать продукт подороже. Это не так. Не раз бывало в истории, что изобретение химиков и инженеров с замечательными свойствами поначалу активно применялось, но при этом оказывалось ядом, о вреде которого люди узнавали, подводя печальную статистику заболеваний (см. свинец в бензине, например). Асбест оказался одним из таких материалов: отлично решал технические проблемы, но создавал проблемы со здоровьем.

Асбест под микроскопом похож на переплетение тончайших минеральных игл — они создают высокий коэффициент трения. Источник: Ravaka / Wikimedia Commons

Примерно в 1970-е появились первые серьёзные данные об аномально высокой заболеваемости раком (лёгких, желудка, пищевода и др.) среди рабочих абсестовых рудников. Дальнейшие исследования показали, что микроволокна асбеста — тончайшие иглы диаметром около 26 нанометров — попадая в организм, например, в лёгкие, остаются там навсегда. Человеческое тело не в силах растворить и вывести амфибол-асбест, который, накапливаясь, приводит к росту опухолей.

Асбестовое волокно и клетки организма. Тончайшая игла так и останется в лёгких и со временем вызовет образование опухоли. Источник: Yale Rosen / Wikimedia Commons

К счастью, асбест в состоянии покоя не выделяет опасные волокна, для этого его нужно механически повредить или нагреть. Например, распилить абразивным диском шифер. Или затормозить в автомобиле с асбестовыми колодками. А теперь представьте, что все машины на улицах имеют по восемь маленьких источников канцерогенов.

С момента появления первых подозрений о вреде асбеста его постепенно начали запрещать во многих странах мира. Запрет коснулся и фрикционных материалов, в том числе для тормозных колодок, — он оговаривается в правилах № 13, 78 и 90 ЕЭК ООН. Эти правила соблюдает и Россия, поэтому с осени 2010 года использование асбестовых тормозных колодок у нас запрещено.

Что не так с медью

В течение следующего десятилетия медь в тормозных колодках постигнет та же участь, что и асбест, и причиной тому стало влияние меди на состояние окружающей среды (для человека медь не несет такой опасности, как асбест): этот тяжелый металл, накапливаясь в виде пыли на дорогах и попадая с дождём в почву, проникает в водоносный слой и загрязняет воду, а через неё травит всю живность, что водится в водоёмах. Пруды рядом с оживленными трассами пустеют в том числе из-за повышения содержания меди.

Вред медной пыли не настолько велик, чтобы металл попадал под массовые запреты, как в случае с асбестом, — планируется постепенное выведение меди из состава колодок в течение нескольких лет, а уровень содержания меди в материале колодок уже сейчас обозначается с помощью такого значка:

В пионерах тут снова США: по закону к 2021 году содержание меди в колодках не должно превышать 5,0%, а к 2025 году — всего 0,5%. В Европе и России пока нет планов по ограничению содержания меди, что, впрочем, не отменяет возможности появления таких законов в будущем.

Времена меняются: эпоха асбестовых колодок закончилась, приговор меди подписан, железосодержащие колодки тоже впадают в немилость. Уже через несколько лет производители тормозных колодок сосредоточат усилия на производстве дорогих керамических и массовых безасбестовых органических фрикционных смесей. Большинству автовладельцев, использующих машину не как гоночный болид, а как средство передвижения, лучше всего подойдут именно безасбестовые органические колодки: недорогие, тихие, щадящие диск, с плавным торможением.

Сказанное выше — не пустые слова, а итог испытаний: в рамках комплексной программы тестирования тормозные колодки Hella PAGID, в том числе органические NAO, проходят более 300 тысяч километров дорожных испытаний и 1000 часов тщательных лабораторных проверок перед началом серийного производства. Чтобы продукт не разрушался и ходил положенный срок, мы тестируем колодки на физические свойства: сжатие, теплоотдачу, расширение, прочность на сдвиг. А чтобы за рулём было тихо и комфортно, испытываем колодки на динамометрическом стенде: измеряем коэффициент трения, шума, вибрации и жесткости в условиях, близких к реальным. Не будем же мы рисковать репутацией и затратами на НИОКР, выводя на рынок заведомо некачественный продукт!

Колодочный батл. Органические японцы против железных европейцев

Если говорить упрощенно, тормозная колодка состоит из металлического основания и фрикционной накладки, которая контактирует с тормозным диском, собственно, осуществляя торможение. Эта деталь должна обладать определенным коэффициентом трения, хорошей теплостойкостью и сопротивляемостью износу.

О принципиальных различиях в подходе к изготовлению фрикционных материалов мы попросили рассказать Юрия Буцкого – научного редактора специализированного журнала «АБС-авто», инженера-механика со стажем, кандидата технических наук и автора множества статей и книг по автомобильным темам.

Материал накладки тормозной колодки получается из фрикционной смеси – массы в виде комбинированного порошка. Его готовят из множества компонентов, добавляемых в строго определенных пропорциях. Рецептура смеси включает 10, 15 и более ингредиентов, и каждый решает собственную задачу. Любое изменение доли того или иного компонента может существенно изменить свойства фрикционной накладки.

Что же входит в рецептуру?

Например, армирующие компоненты для упрочнения накладки – от них зависит прочность, термостойкость и стабильность тормозных свойств. Этот «скелет» будущей фрикционной накладки выполняется из комбинаций различных волокон – кое-что о них мы узнаем далее. А еще – наполнители для получения нужного коэффициента трения и обеспечения его стабильности, ингредиенты для повышения износостойкости и многое другое.

Коэффициент трения колодки должен оставаться стабильным при росте температуры. Для справки: если коэффициент трения становится меньше 0,2 – фрикционная деталь превращается в «антифрикционную». Это уже не тормозная колодка, а подшипник скольжения. А у колодки для среднестатистического европейского легкового автомобиля коэффициент трения лежит, как правило, в диапазоне 0,35-0,45.

Каковы требования к тормозным колодкам, поставляемым для рынка запчастей? Никакого секрета: согласно требованиям Правил ЕЭК ООН, сменные колодки по своим тормозным свойствам могут отличаться от оригинальных не более чем на ±15%.

Когда-то в рецептуре широко применяли асбестовые волокна. Плюсы асбеста: дешев в использовании, технологичен, создает прекрасную арматуру фрикционной накладки, имеет коэффициент трения 0,40. Минусы: подвержен фибрилляции (непрерывному расщеплению), признан канцерогеном и запрещен Правилами ЕЭК ООН.

Сегодня из фрикционной рецептуры исключают и медь. Плюсы меди: отлично отводит тепло, бережет тормозные диски и барабаны, способствует приработке колодки, способствует частичному восстановлению диска благодаря эффекту избирательного переноса, стабилизирует коэффициент трения. Минусы: медное сырье (лом) содержит вредный для природы и человека свинец. Да и сама медь является тяжелым металлом. Попадая в окружающую среду, образует вредные оксиды и медный купорос, отравляющий все живое.

Чем же заменяют асбест и медь?

Производители колодок сегодня применяют три вида фрикционных композиций:
− Полуметаллические (Semi Metallic)
− С низким содержанием стали (Low Steel)
− Неасбестовые органические NAO (Non-Asbestos Organic)

Здесь важно знать следующее. Безасбестовыми являются все три группы. Термин Non-Asbestos в аббревиатуре NAO – это прием, призванный подчеркнуть экологичность рецептуры.

А теперь – подробнее.

Semi Metallic

Первые безасбестовые колодки появились в Европе еще до запрета асбеста. Их рецептура получила название Semi Metallic – полуметаллические фрикционные композиции. Почему «полуметаллические»? А потому, что в них примерно половину объема фрикционной смеси (а точнее, от 40 до 65%) составляют стальные волокна. Но это не просто металлическая стружка! Получают волокна так: берут стальную проволоку и на специальном станке счесывают тончайшие полоски. Затем рубят их и вводят в композицию.

Чем привлекательны Semi Metallic? Они термостойкие, с хорошо армированной матрицей. Обеспечивают требуемые эксплуатационные характеристики, прекрасно отводят тепло. А плохи они шумностью при высоких скоростях и агрессивностью к тормозному диску. Да и теплопроводность выходит боком: при нагреве до 500–700° C возможно закипание тормозной жидкости. Все же теплопроводность должна быть оптимальной, а не просто «низкой» или «высокой».

Со временем на Западе стали отказываться от полуметаллических рецептур в пользу Low Steel – малометаллических композиций. Они тоже содержат стальные волокна, но в меньших количествах – от 15 до 30%. Разумеется, рецептура усложнилась. Задачи эффективности торможения, стабильности коэффициента трения, восстанавливаемости и т.д. теперь решали другие ингредиенты – в частности, хитрые комбинации минеральных волокон. У каждой фирмы они были свои, хранимые как зеница ока.

В результате уменьшилась шумность, повысился средний коэффициент трения и его температурная и скоростная стабильность, стабилизировался отвод тепла, улучшилась восстанавливаемость после нагрева, термомеханическая стойкость и другие качества.

NAO-материалы. Органика

Но самые интересные и перспективные композиции – это Non-asbestos Organics, те самые NAO. Главное отличие этих материалов в следующем: в них нет стального волокна. Вообще нет. Задачи, возложенные на него в рецептурах Semi Metallic и Low Steel, решают другие ингредиенты – керамика и комбинации альтернативных волокон. Тоже, разумеется, засекреченные.

Как они появились на свет, эти NAO? Их родина Азия, а точнее, Япония. Причем Япония, нацеленная на североамериканский рынок – недаром она поставляет туда огромные партии автомобилей. А для рынка США приходится учитывать довольно жесткие требования клиентов к чистоте колесных дисков. Поэтому рецептуры NAO и Semi Metallic там востребованы, а Low Steel хоть и применяют, но не жалуют – они сравнительно больше пылят, образуя характерный черный налет на суппорте и колесе. А вот NAO ведут себя в этом смысле безупречно – никакой «черной пыли» от них нет. Поэтому для европейского Ford материал low-steel в тормозных колодках является нормой, а для американского Ford – нежелателен.

Специалисты прочат колодкам из NAO-композиций большое будущее. Они обеспечивают бережное отношение к тормозному диску, меньшую склонность к шуму и вибрации. А про более чистые колесные диски при применении NAO-композиций мы уже говорили.

В заключение

По мере ужесточения требований автопроизводителей и экологов состав фрикционных смесей постоянно совершенствуется. Ясно одно: универсальной композиции пока не существует – слишком уж строги и противоречивы требования к тормозным колодкам. Разные страны и автомобили, разные условия эксплуатации и законодательство. Так что работа над оптимизацией рецептур продолжается.

Более подробно о современных технологиях фрикционных изделий можно почитать в брошюре «О тормозных колодках – элементарно», выпущенной издательством «Аудитория». Авторы: Юрий Буцкий и Евгений Пивень.

Тормозные колодки: Органические, Керамические и Полуметаллические, в чем разница?

Для водителей-новичков - выбор разных типов колодок

Данная статья рассчитана на водителей-новичков, которые хотят лучше изучить свой автомобиль и во многом разобраться.

Тормозные колодки - это расходники, но пренебрегать ими ни в коем случае нельзя, ведь они считаются крайне важным элементом тормозной системы машины. Несмотря на важнейшую роль колодок, которую они играют в автомобиле, про них частенько забывают, а в таком случае последствия могут быть непредсказуемыми и катастрофическими.

Немного основных азов для начинающих водителей.

Роль предназначения тормозных колодок - это прижиматься к тормозным дискам, в результате такого захвата (прижимания) происходит трение, что и приводит к уменьшению скорости движения автомобиля. Колодки крепятся внутри тормозных суппортов напротив поршней, которые в свою очередь и толкают накладки по направлению к дискам. Как и другие расходники в машине тормозные колодки тоже страдают от износа, и при определенном уровне износа они должны быть заменены прежде чем дойдут до своего минимального уровня.

В случае работы тормозных колодок их износ измеряется толщиной фрикционного материала. При взаимодействии этого материала с тормозным диском как-раз и происходит замедление вращения колеса, что соответственно помогает уменьшить скорость движения автомобиля, т.е. всякий раз, когда вы нажимаете на педаль тормоза машина замедляется. В современных автомобилях, где установлены различные электронные системы наподобие контроля тяги и того же ESP (электронный контроль устойчивости), колодки также работают и могут притормаживать в случае необходимости одно из колес, выполняя таким образом вспомогательные функции при движении автомобиля.

Типы тормозных колодок

Колодки бывают разных типов. Фрикционный материал, что используется для тормозных колодок, как-раз и определяет их тип. Все тормозные колодки устанавливаются на металлической пластине на которую крепится данный фрикционный материал, где сам его состав во многом и предопределяет, как эти колодки дальше будут работать. Ниже мы с вами друзья рассмотрим плюсы и минусы различных фрикционных накладок. Но сначала мы должны вас предупредить, что в мире не существует общего правила в отношении компаунда тормозных колодок, который бы предопределил качество тех или иных тормозных колодок. Нельзя просто сказать, что какой-то один тип будет лучше, а все остальные будут уступать ему.

Скорее более важным условием для определения того варианта какие тормозные колодки подойдут для вашего автомобиля, станет то правило, в каких именно условиях вы будете их использовать. Одни колодки могут быть лучше для повседневной езды в любых погодных условиях, в то время как другие предназначаются только для использования на треке или для езды в гоночном стиле вождения на мощном автомобиле, где нагрузки на этот элемент тормозной системы увеличиваются и крайне велики. В последнем случае, при использовании скажем керамических колодок, необходимо крайне осторожно подходить к процессу покупки тормозных колодок, иначе в противном случае стираться будут не колодки, а сами диски.*

*Причина кроется в составе гоночных тормозных колодок, которые предназначены для работы в определенных условиях и которые не совместимы с повседневным использованием. Мы подробно расскажем вам об этом в нашей статье ниже наряду с другой важной информацией, где упомянем о видах тормозных колодок которые используются в большинстве серийных автомобилей.

Прежде чем перейти к конкретике, мы настоятельно рекомендуем вам друзья инспектировать тормоза на машине в регламентируемых промежутках технического обслуживания. Причем учтите, делать это нужно не только при прохождении ТО, но и во время самой эксплуатации автомобиля и особенно в тех случаях, когда вы заметили ухудшение эффективности торможения вашего автомобиля.

Никогда не экономьте на тормозных колодках, всегда покупайте оригинальную продукцию проверенных брендов. Дешевые колодки могут стоить вам в последствии ухудшения безопасности и привести на дороге к тяжелым последствиям и даже в обычных условиях эксплуатации.

Органические тормозные колодки

До 1970-х годов все тормозные колодки производились с добавлением в них асбеста. Хорошие тормозные качества таковых омрачились нехорошими последствиями. Само вещество (как доказали впоследствии врачи) оказалось опасным для здоровья человека, поэтому его запретили использовать не только в этой продукции, но и в других областях промышленности. С исчезновением асбестовых колодок на смену им пришли органические тормоза.

Этот тип колодок содержит в себе от 10 до 30% металла, остальная часть фрикционного материала создана из растительных волокон, например, смол способных выдержать высокие температуры, ну и естественно из других материалов. Помимо перечисленных компонентов они также могут включать в себя кевлар, карбон, резину и даже стекло.

Существует также разновидность и органических тормозных колодок носящих название Low-metallic NAO, они относятся к безасбестовой технологии производства. Отличительной особенностью такой продукции является большее количество содержащегося в ней металла, что положительно сказывается на увеличеннии теплопередачи.

Большинство производителей бюджетных и даже премиальных автомобилей начиная прямо с завода, комплектуют свою продукцию органическими тормозными колодками. Количество «органики» в этом направлении производства тормозных элементов составляет более 50%. Другие же автопроизводители используют различные типы тормозных колодок, которые устанавливают на свои машины.

Полуметаллические тормозные колодки

Второй вид фрикционного материала тормозных колодок носит название “полуметаллические”. Причина этому кроется в том, что в них используется от 30 до 65% металла. В таких колодках применяется несколько видов металлов, начиная от меди и железа, и заканчивая сталью. Остальная поверхность материала колодок состоит из наполнителей, модификаторов и других веществ необходимых для повышения производительности и обеспечения надежности торможения.

Этот тип фрикционного материала тормозных колодок очень популярен среди автопроизводителей, не зря они считаются наиболее универсальным типом колодок на рынке. У них тоже естественно есть свои недостатки и от этого никуда не деться. Многие считают, что устанавливать на автомобили полуметаллические тормозные колодки это лучший вариант из всех имеющихся, одним словом, компромисс надежности и качества если использовать автомобиль в стандартных условиях или допустим в сложных условиях эксплуатации.

До появления керамических тормозных колодок полуметаллические тормоза долгие годы были самым эффективным предложением на рынке. Видимо с приходом новых технологий это преимущество нивелировалось, но они еще по-прежнему идут в ногу со временем и до сих пор превосходят конкурентов со многих точек зрения.

Керамические тормозные колодки *

Изначально керамический фрикционный материал для тормозных колодок был разработан в качестве как-бы замены органических материалов и для полуметаллических колодок. Правда этого пока не произошло и на это есть две важных причины.

Первая причина: -Пришедшие из автоспорта керамические тормозные колодки достаточно дорогие, не каждый автовладелец может позволить себе их приобрести. Стоимость качественной «керамики» может свободно превысить несколько десятков тысяч рублей.

Вторая причина: -Далеко не всем автопроизводителям в данный момент (т.е. сейчас) подходят их характеристики. Например, на непрогретой «керамике» торможение будет уступать обычным полуметаллическим колодкам, а это знаете ли в первую очередь, безопасность.

Вместо органического материала в первом из рассматриваемых нами типов тормозов описанном выше, компаунд третьего варианта состоит из плотного керамического материала. Керамические волокна особым технологичным образом смешиваются с волокнами меди или с другими металлами. Вместе такое сочетание материалов обеспечивает более высокую производительность при торможении и заодно и легкость, также этот тип колодок наиболее тихий из всех рассматриваемых нами в данной статье.

Керамические тормозные колодки ценятся в первую очередь за их долгий срок службы, а еще за стабильную работу на протяжении всего срока эксплуатации. Из минусов данного типа колодок можно назвать посредственную работу в местностях с холодным климатом а также, как отмечают некоторые владельцы, появляются какие-то странные ощущения от этих колодок во время эксплуатации автомобиля в холодных условиях. К примеру, такие колодки могут попросту «съедать» тормозные диски.

*Не нужно путать данный тип тормозных колодок с карбон-керамическими тормозными системами, которые ставятся на суперкары. На некоторых спортивных автомобилях высокого класса они предлагаются в качестве дополнительного оборудования. На них ставятся керамические колодки, а сами тормозные диски изготавливаются с применением композитных материалов, а не из чугуна как на обычных автомобилях. Они обеспечивают высочайший уровень производительности, но стоят баснословно дорого, плюс ко всему, они еще более привередливы к температуре окружающей среды и требуют обязательного «разогрева» перед использованием.

Плюсы и минусы рассмотренных типов колодок

В начале обзора мы отдельно пояснили, что идеальных тормозных колодок еще не изобретено. Нет единого решения для всех видов деятельности на автомобилях и стилях вождения и скорее всего никогда не будет изобретено. Это словно бы порт USB в технике, вроде бы и достаточно универсальное устройство, но оно однако может выполнять не все требуемые функции при пользовании ПК.

Все зависит от того, что вы хотите делать с автомобилем, именно это станет отправной точкой поиска тормозных колодок. Тем автомобилистам, использующим в основном автомобиль в гражданских целях (утром приехали на работу, вечером с работы), можно смело задумываться о приобретении «органики», хотя полуметаллические колодки также неплохо удовлетворят их потребности.

Органические колодки

Большая часть органических колодок способна дать хорошее трение без необходимости предварительно их разогревать, торможение всегда будет достаточно стабильным сколько бы автомобиль не простоял на морозе. Также этот тип продукции неплохо представлен и на рынке и имеет привлекательную цену по сравнению со своими конкурентами, которые выполнены по другим технологиям. От них летит меньше пыли при работе, а еще они достаточно тихо исполняют и выполняют свои прямые обязанности.

К большому сожалению, не все так гладко с колодками на Органическом компаунде, как это многим кажется на первый взгляд. Если использовать их в жестком режиме, под нагрузками, то ничего кроме разочарования и невнятной работы они вам не принесут. Быстрый перегрев сделает тормозную педаль «мягкой» и вы забудете о нормально торможении.

Если автомобиль, на котором вы ездите, предназначен для тяжелых нагрузок (предположим вы часто перевозите грузы), то забудьте об органических колодках, вам нужны полуметаллические колодки. То же самое касается тех водителей, которые хотят иметь более высокую производительность автомобиля в условиях бездорожья. Автомобилисты, которые хотят получить большую эффективность торможения при интенсивном движении по дорогам общего пользования, должны сделать выбор между керамическими и полуметаллическими тормозными колодками.

Полуметаллические колодки

С такими колодками автомобиль будет отлично схватываться при торможении. Они также как и органические колодки широко представлены сегодня на полках магазинов, их стоимость надо сказать не кусается.

Последние отличаются повышенным износом тормозных дисков, большим уровнем шума при работе и обилием летящей с них пыли.

«Керамика»

В то же время, такая керамическая продукция обладает более длительным сроком службы хотя при этом менее производительна. Поэтому колодки с полуметаллическим фрикционным материалом и стоит на порядок дороже.

Все усложняется, когда начинаются поиски тормозов и колодок к ним предназначенных для спортивных автомобилей, владельцы которых нет-нет да выезжают иногда на гоночные треки по выходным дням. У «керамики» есть определенная особенность чтобы полностью раскрыть свой потенциал, для этого требуется предварительно разогреть колодки до нужной рабочей температуры, также помимо этого у них наблюдается тажа меньшая теплопроводность и они больше рассеивают полученное тепло.

Это является значительным недостатком из-за которого другие элементы тормозной системы будут нагреваться больше положенного, что в итоге приведет к снижению производительности всей тормозной системы.

Основное преимущество керамических тормозных колодок - это более длинная продолжительность жизни и температурная стабильность в широком диапазоне использования. Например, если вы хотите просто "нарезать" несколько кругов на небольшом треке или ваш стиль езды по обычным дорогам иногда становится более агрессивным, но в конечном итоге вы всегда возвращаетесь к езде в обычном режиме (из дома на работу и с работы домой), то такие керамические колодки могут стать неплохим выбором для вас.

Но, если автомобилист начинает профессионально заниматься гоночными делами и ему требуется от машины большая производительность, то выбор у него остается только один - приобретать керамические тормозные колодки. Меньше шума, меньше исходящей пыли и абразива от таковых.

Вывод:

В конце концов, если кто-то сомневается, то спросите опытных автомобилистов прямо на форумах, почитайте отзывы о тех или иных тормозных колодках разных производителей, или проконсультируйтесь у специалистов разбирающихся в автомобильных тормозах, прежде чем ставить новые колодки на свой автомобиль.

Для обычных водителей органические колодки могут быть лучшим выбором, хотя не стоит отказываться и от более выносливых полуметаллических колодок. Спортсменам же любителям, а также тем автомобилистам для кого стиль вождения подразумевает частые и интенсивные торможения, стоит выбирать между полуметаллическими и керамическими тормозами. Полуметаллические колодки будут также предпочтительнее и для грязевых условий эксплуатации машины. Все зависит безусловно от ваших потребностей и желаний.

Типы тормозных колодок для дискового тормоза велосипеда и их особенности

Тормозные колодки – это расходный материал. Одна из самых востребованных запчастей для велосипеда и других транспортных средств. Замена их необходима один-два раза в сезон или чаще при интенсивной эксплуатации велосипеда. Тормозные колодки разных типов есть почти в каждом магазине. Например, можно подобрать для себя какие-то подходящие колодки тут. Есть почти все современные модификации и цена адекватная.

Каждый раз при замене колодок человек сталкивается с проблемой выбора новых колодок.

Давайте в этой статье рассмотрим, какие бывают колодки для дискового тормоза велосипеда и чем они отличаются.

Дисковые тормоза получили широкое распространение, но существуют ещё и другие типы тормозных систем велосипеда: барабанные или клещевые (вибрейки). Для них информация из этой статьи не будет полезна (хотя иногда колодки для вибрейков изготавливают из аналогичных материалов).

Итак, велосипедисты делятся на два типа: те, кто тщательно подбирает компоненты и те, кто ставит то, что влезет физически. Наверное, информация будет полезна как для тех, так и для других. Начнем по порядку.

Дисковый тормоз велосипеда включает в себя пару трения (чаще всего металл-неметалл), которая представлена металлическим диском (или ротором) и неметаллическими (бывают и металлические композиты) тормозными колодками.

При выборе новых колодок нужно обратить внимание на следующие важные параметры:

1. Под какие колодки рассчитан ваш ротор (если вы конечно не планируете заменить и его)

2. Какой стандарт колодок используется сейчас – размерная характеристика

3. Какой материал используется для колодок, которые установлены на велосипеде сейчас

Пройдемся по каждому из пунктов подробно.

Ротор для дискового тормоза велосипеда и его совместимость с колодками

Роторы могут быть изготовлены из разных материалов и иметь разные покрытия. Бывают и комбинированные роторы (с использованием паука для рассеивания тепла и облегчения конструкции). Некоторые роторы считаются универсальными, а некоторые подходят только для определенного типа колодок.

Например, если на роторе красуется надпись Resin PAD Only, то ротор можно использовать только с мягкими органическими колодками (чуть дальше описано, что такое органические колодки). Материал диска в этом случае более мягкий и вязкий, что не особенно хорошо скажется на долговечности детали и качестве торможения в случае использования твердых колодок.

Есть и ещё одна проблема – если диск мягкий, а колодки слишком жесткие, металл будет «наматываться» на поверхность колодок и портить фрикционные свойства колодок.

При выборе колодок изучите характеристики вашего ротора. Информацию эту обычно чрезвычайно сложно раздобыть. Особенно если речь идёт про ноунейм китайское железо.

Единственный источник информации обычно – это или официальный сайт производителя, или гравировка на самом диске. Прайсам большинства велосипедных магазинов лучше не доверять. Замученный жизнью котентщик лупит всем подряд дискам одинаковые характеристики, а проверить это невозможно. Поэтому, можно сильно обжечься при выборе. Да и в большинстве каталогов попросту отсутствует подобная характеристика. В этом случае логично будет приобрести те колодки, которые у вас уже были установлены – на самих колодках часто тоже есть маркировка.

Есть и более изощренные способы, например, измерить твердость диска и тем самым определить, какой это материал. Но способ весьма сложный, да и такая точность редко бывает необходима.

Прежде, чем мы продолжим обсуждение, нам нужно запомнить, что такое модуляция тормозов. Эта характеристика часто встречается в статьях и на форумах. Часто прошаренные велосипедисты умничают, закидывая новичка сложными терминами.

Итак, модуляция тормоза – это способность тормоза реагировать на силу нажатия. Сильнее надавили на ручку – сильнее затормозили. Эта характеристика не всегда линейна и не всегда соответствует описанной закономерности. Напротив, некоторые колодки при сильном нажатии перестают реагировать на увеличение силы нажатия ручки, а на дешевых материалах может вообще начать проскальзывать. Соответственно, тип и материал колодок напрямую влияют на модуляцию тормозов.

Стандарт колодок и размерная характеристика

Для разных тормозных машинок используются разные колодки. В этом нет ничего нового. Хорошо, когда производитель использует одинаковые расходники для всей линейки своих продуктов. Тогда проблем с подбором колодок не возникнет.

Все колодки имеют разные размеры. Подобрать аналогичные можно или исходя из маркировки на колодках, или по типу используемой тормозной системы, или непосредственно замерив ваши колодки и выбрав такие же.

Ассортимент типорзамеров колодок для дискового тормоза огромный.

Важно понимать, что требуется 100% размерное соответствие. Отклонение в несколько миллиметров уже может сделать использование запчасти невозможным.

Вам также будет полезно ознакомиться со следующими статьями на нашем проекте:

Какие типы колодок для дискового тормоза существуют?

Вот мы и подошли к самой интересной части статьи. Сейчас мы рассмотрим материалы, из которых изготавливают колодки. Всего сейчас существует несколько типов: органические колодки, керамические колодки (часто называются органическими, хотя по своей сути, ими и являются), полуметаллические, спеченный металл.

Они различаются фрикционным материалом (фрикционные материалы – это группа материалов, разрабатываемая специально для увеличения трения в паре трения), который нанесен на жесткую оснастку.

Органические колодки (Resin PAD)

В этих колодках фрикционный материал представлен композитом, состоящим из металлической стружки (или, правильнее сказать, металлических включений), которые погружены в специальный компаунд. Таких включений в составе композита не более 30%. Компаунд может быть представлен органическими смолами, стойками при высокой температуре, резинами или другими мягкими материалами. Часто обозначаются Resin PAD.

Характерные особенности

Относительно быстро стираются, но при этом обладают высокой эффективностью торможения.
Не особенно хорошо справляются с плохими погодными условиями. При попадании жидкости или грязи требуют регулярной просушки. В плохую погоду теряют львиную часть эффективности.
Обладают высокой модуляцией (благодаря общей высокой мягкости). Один из лучших показателей среди всех типов.
Используются с роторами, не имеющими сильных выступов и зазубрин – ротор пила легко сотрет в порошок такие колодки за пару недель.
Не рекомендуются для использования велосипедистам с большим весом.
Не рекомендуются для электровелосипедов или электросамокатов.
Очень быстро притираются.
Имеют меньший срок службы.
При правильном подборе пары трения ротор-колодка практически не шумят.
Довольно сложно очистить такие колодки от загрязнения – прокаливать колодки нужно с большой осторожностью (читайте статью о том, что делать, если на колодки попало масло), а мыть их не всегда помогает. Поэтому, к очистке нужно подходить аккуратно. Прокаливание может уничтожить неметаллический компаунд.

Спеченные металлические колодки – неорганические колодки (Sintered PAD)

Колодки изготовлены из металлической крошки или стружки, которая спрессовывается в брикеты и спекается. Металлы используются как однородные, так и разнородные. Применяются такие металлы как медь или высокоуглеродистая сталь. Иногда используют модифицирующие добавки, например, графит. Цель таких добавок разнообразная. В частности, мягкий графит иногда исключает задиры ротора.

Хорошо работают в любую погоду. Ни в дождик, ни в снег не теряют своей эффективности.
Долго притираются
Обладают средней модуляцией – колодки твердые и прожимаются плохо.
Должны использоваться только с подходящим ротором. Ротор для резиновых колодок быстро изотрётся и на нем появятся тормозные канавки, которые не позволят колодкам плотно прилегать к ротору, а значит и эффективность торможения уменьшится.
Обладают низкой эффективностью торможения. Работают стабильно в любую погоду, но требуют большей силы нажатия на ручку. Имеют чуть больший тормозной путь.
Не требуют постоянной просушки.
Даже при правильном подборе пары ротор-колодка в плохую и морозную погоду часто вопят.
Имеют высокий ресурс.
Подходят для тяжелых велосипедистов и выосконагруженных велосипедов – тяжелые байки или электровелосипеды.
Могут быть легко очищены от любого загрязнения как прокаливанием, так механическими способами очистки.

Полуметаллические колодки (Semi-Metallic)

Состав фрикциона здесь не отличается от органических, а вот количественный состав изменен – допускается до 65% металлических включений. Они всё также погружены в специальную термостойкую смолу или другое связующее.

Традиционно принято считать, что полуметаллические колодки являются компромиссом между органикой и неорганикой. Они обладают достоинствами одного вида и лишены недостатков другого. В частности, они:

Меньше шумят, чем неорганика, но при этом имеют лучшую модуляцию.
Тормозят эффективнее спечённых колодок, но изнашиваются медленнее органических.
Быстрее притираются.
Работают с любыми типами роторов, кроме откровенных роторов-пил.
Адекватно реагируют на изменение погодных условий.
Прокаливать нужно с большой осторожностью.

Керамические колодки (Ceramic)

Довольно редкое явление для велосипедной отрасли, однако периодически встречаются. Стоят относительно дорого. Фрикционный материал тут представлен керамикой с фрикционными свойствами.

Требуют использования специального ротора.
Не воспринимают мелкие удары. Фрикцион может раскрошиться.
Быстро замыливаются в грязи. Плохо работают при изменении погодных условий.
Долго притираются.
Имеют самый большой ресурс из всех видов колодок.
Стоят дорого, а распространены мало. Изначально пришли в велоспорт как оружие профессионалов и не особенно хорошо подойдут для повседневного использования.

Заключение

Мы ознакомились с основными типами велосипедных колодок для дискового тормоза и их особенностями. У каждого из типов колодок есть свои достоинства и недостатки. Конечно же, у каждого типа есть как фанаты, так и ненавистники. Какой из них предпочесть решить нужно вам самостоятельно. Однозначного ответа на этот вопрос нет – одни колодки хорошо ведут себя в одной ситуации, а другие в другой.

Компромисс между этими характеристиками – это только ваш выбор, который должен быть основан на личных предпочтениях и здравом смысле.

На практике часто бывает удобно использовать один тип колодок на одном колесе, а другой на другом. Так, иногда очень удобно установить спечённые металлические колодки на задний тормоз, так на него попадет больше грязи и нагрузка там выше, а на передний поставить органику.

Полезно попробовать использовать как один тип колодок, так и другой, а на основе личного опыта сделать окончательный вывод.

Читайте также: