Как изготавливают карбоновые тормозные диски

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.

Керамические тормозные колодки — основные моменты.

Как отмечалось ранее, тормозные колодки из керамики появились на автомобильном рынке не так давно – это последняя из технологических разработок в сфере автомобилестроения и технологий торможения в частности. По своему внешнему виду они не отличаются от обычных, тем не менее, именно изготовленные из керамики по своему весу будут намного легче и чище, в работе они более тихие и наиболее эффективны, нежели обычные.

По своей стоимости они стоят несколько больше металлических аналогов, но их рабочие характеристики с лихвой покрывают такую разницу. Сами керамические колодки производят из сплава, включающего в своем составе несколько материалов – именно это и увеличивает срок их службы и технические характеристики на 30%. Так увеличение лишь одного срока эксплуатации есть серьезным основанием, чтоб приобрести их и установить на своем автомобиле.

Минусы керамических тормозных колодок

Говоря о минусах тормозных колодок из керамики, стоит уточнить то, что хоть они и присутствуют в их характеристиках, но таковых очень мало. В самом начале речь пойдет о пыли – среди сильных сторон тормозных колодок из керамики отмечали то что они практически не пылят. В данной ситуации положение дел обстоит несколько иначе – в процессе работы и износа керамические колодки также пылят, но сама пыль мене заметна на колесах авто в силу своего светлого цвета.

Наравне с этим можно отметить и такой минус керамических колодок как то, что при нагревании до температурного уровня в 550 градусов характеристики самого материала колодок – керамики, начинают ухудшаться. Помимо этого многие специалисты и автолюбители отмечают для себя и низкий уровень фрикционных свойств керамических тормозных колодок при так называемом холодном торможении.

Плюсы и минусы керамических тормозов

Начнем с преимуществ керамических тормозов, часть из которых уже была перечислена в предыдущем пункте:

1. Снижают неподрессоренную массу и нагрузку на подвеску за счет того, что керамический диск легче металлического.
2. При  трении практически не выделяется пыль.
3. Увеличивают коэффициент трения и эффективность торможения в нагретом до высоких температур состоянии.
4. Высокий срок эксплуатации керамических дисков за счет того, что они не содержат в своем составе сплав железа.

Тормозные колодки из керамики

Переходим к минусам керамических тормозов:

1. Высокая цена по сравнению с обычными тормозами.
2. Требуют прогрева перед работой.
3. При работе могут издавать скрип, который устраняется добавлением металлических примесей в состав дисков.

Об устройстве и работе дисковых тормозов

Основными их элементами являются:

• тормозные колодки;
• тормозной диск;
• суппорт с поршнем.

Внешний вид устройства и его конструкция приведены на рисунке

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.

Виды тормозных колодок в зависимости от тормозной системы

Условно все тормозные системы в автомобилях можно разделить на две основных категории: дисковые и барабанные. Последние пользовались наибольшей популярностью в прошлом, однако сегодня считаются уже устаревшими, поэтому такие колодки используются крайне редко. Дисковые передние и задние тормозные колодки различаются своими размерами, что объясняется отличием передних и задних тормозных суппортов.

Барабанные тормозные колодки выполняются в форме усеченного полукруга, они изготавливаются обычно из специальных сплавов, что позволяет обеспечить их максимальную долговечность и эффективность замедления автомобиля. Также принято выделять тормозные колодки для ручного тормоза, располагаются они в задних тормозных дисках, обычно стираются они к пробегу в 50 000 километров и более, меняясь одновременно с дисками и колодками.

Передние колодки

В силу особенностей конструкции передний суппорт на автомобилях значительно массивнее и тяжелее, поэтому требуется использовать крупноразмерные передние тормозные колодки. Изготавливаться они могут из различных материалов, их степень износа будет зависеть в большей степени от манеры езды водителя и применения специальных сверхпрочных и износоустойчивых материалов.

Износ передних колодок происходит быстрее задних, это объясняется тем, что при торможении именно на переднюю часть автомобиля приходится большая часть веса автомобиля, поэтому на всю тормозную систему приходится повышенная нагрузка. Поэтому нередки такие ситуации, когда передние колодки требуется менять буквально через 10 000 километров пробега, когда как задние выдерживают пятнадцать-двадцать тысяч пробега и более.

Задние колодки для дисковых тормозов

Задние колодки для дисковых тормозов могут отличаться меньшими размерами, в процессе эксплуатации автомобиля на них приходится меньшая нагрузка, соответственно их срок службы больше, чем у передних колодок. Их замена требуется в том случае, если остаточный износ накладки составляет 1,5 миллиметра и меньше. Необходимо использовать исключительно качественные задние колодки, меняя их уже при первых признаках критического износа. Если у вас имеются сложности с выбором запчастей, то лучше эту информацию уточнить у специалистов в сервисе, которые подскажут, какие тормозные колодки лучше для конкретного автомобиля.

Колодки ручного тормоза для задних дисковых тормозов

Основным назначением ручного тормоза является неподвижное удержание автомобиля во время стоянки. В конструкция ручного тормоза имеются специальные колодки, расположенные внутри задних тормозных дисков. В процессе эксплуатации авто даже лучшие тормозные колодки могут изнашиваться, обычно к пробегу в 50 000 километров требуется их замена, причём такую работу можно выполнить самостоятельно или обратиться в специализированные компании. Мастера подскажут, какие выбрать тормозные колодки для ручника и выполнят все необходимые ремонтные работы.

Задние барабанные колодки

Несмотря на повсеместное внедрение дисковых тормозов, барабанные тормоза не утратили своей популярности, во многом это объясняется их универсальностью и повышенной надежностью. Если вы задумываетесь о том, как выбрать колодки тормозные для задних барабанов, то можно воспользоваться технической документацией к автомобилю или же уточнить этот вопрос у специалистов в магазине автозапчастей, которые используют специальные каталоги для подбора деталей. Обычно такие колодки для задних барабанов служат 30-50 тысяч километров пробега, они не требуют частой замены, что позволяет существенно сократить расходы автовладельцы.

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.

Характерные особенности

• 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.

Преимущества и недостатки

Начать стоит с явных преимуществ. Отзывы говорят, что за счет нового материала, колодки и диски позволяют снизить неподрессоренную массу и нагрузку на подвеску. Дело в том, что тормозной керамический диск значительно легче металлического. В процессе снижения скорости с карбоно-керамическими тормозами практически нет выделения пыли – говорят отзывы. Повышается коэффициент трения и эффективность при нагреве. Керамические диски имеют большой срок эксплуатации, так как в составе отсутствует железо.

Не обошлось и без минусов. Самый главный минус, который отмечают отзывы – это высокая цена по сравнению с традиционными металлическим механизмами и расходными материалами. Для того чтобы от керамических тормозов получить максимальную эффективность, необходимо прогревать их. В процессе работы может появится скрип.

Плюсы и минусы керамических тормозов

Начнем с преимуществ керамических тормозов, часть из которых уже была перечислена в предыдущем пункте:

1. Снижают неподрессоренную массу и нагрузку на подвеску за счет того, что керамический диск легче металлического.
2. При  трении практически не выделяется пыль.
3. Увеличивают коэффициент трения и эффективность торможения в нагретом до высоких температур состоянии.
4. Высокий срок эксплуатации керамических дисков за счет того, что они не содержат в своем составе сплав железа.

Тормозные колодки из керамики

Переходим к минусам керамических тормозов:

1. Высокая цена по сравнению с обычными тормозами.
2. Требуют прогрева перед работой.
3. При работе могут издавать скрип, который устраняется добавлением металлических примесей в состав дисков.

Полуметаллические тормозные колодки

Второй вид фрикционного материала тормозных колодок носит название “полуметаллические”. Причина этого в том, что в них используется от 30 до 65% металла. Применяется несколько видов металлов, от меди и железа, до стали. Остальная поверхность материала 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 есть свои недостатки, от этого никуда не деться, но многие считают, что устанавливать на автомобили полуметаллические тормозные колодки- лучший вариант из всех, компромисс надежности и качества, если использовать автомобиль в стандартных условиях или даже 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 идут в ногу со временем и до сих пор этот тип колодок превосходит конкурентов со многих точек зрения.

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 порт USB в технике, вроде бы достаточно универсальное устройство, 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. Автомобилистам, в основном использующим 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.

Что выбрать?

Делая выбор между керамикой и металлом, следует учитывать особенности эксплуатации автомобиля, а также стиль вождения конкретного автолюбителя. Керамические колодки оптимальны для агрессивного вождения, при котором требуется частое или резкое торможение. В этих условиях керамические колодки могут значительно сократить тормозной путь. Это могут быть спортивные или дорогие автомобили, которые двигаются с высокой скоростью при любых дорожных условиях.

Для движения по городским и проселочным дорогам достаточно будет металлических колодок. Высокая цена керамики не оправдывает ее применение в этих условиях.

Об устройстве и работе дисковых тормозов

Основными их элементами являются:

• тормозные колодки;
• тормозной диск;
• суппорт с поршнем.

Внешний вид устройства и его конструкция приведены на рисунке

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.

Отличия керамических тормозов

Тормозные диски из разных материалов

Основными элементами дисковых тормозных механизмов являются:

1. тормозной диск;
2. тормозные колодки;
3. суппорт.

В обычных тормозах суппорт и диск изготовлены из металла, а колодки (накладки) – из смеси металла с асбестом. В процессе работы тормозных колодок возникает трение, которое преобразовывается в тепло. Выделившееся тепло сильно нагревает колодки и диски, что негативно сказывается на эффективности торможения. Для снижения их нагрева тормозные диски делают вентилируемыми. Применение асбеста также позволяет выдерживать высокую температуру и поглощать тепло, которое выделяется при торможении.

Суппорт, керамический диск и колодки

Однако для действительно тяжелых условий эксплуатации этих мер не достаточно, и температурный режим работы тормозов будет выше допустимого. Поэтому производители принялись внедрять новые материалы, которые бы одинаково хорошо выдерживали температурные нагрузки и обеспечивали необходимое трение. Так появились керамические накладки тормозных колодок и керамические диски.

Керамика изготавливается по следующей технологии: под давлением металлическая стружка в определенной пропорции смешивается с керамикой. Затем смесь запекается при высокой температуре. А итогом всего является керамический тормоз, обладающий высокой температурной стойкостью и другими полезными свойствами. К ним можно отнести:

• снижение вибрации и шумов;
• обеспечение постоянных коэффициентов трения в разных температурных диапазонах;
• более бережное отношение колодок к дискам за счет замены железосодержащих сплавов на медные.

На данный момент выпускается несколько модификаций керамических тормозов, рассчитанных на определенный стиль езды: street, sport, extreme. Первые подходят для повседневной езды, вторые предназначены для мощных спортивных автомобилей, которые могут ездить как по дорогам общего пользования, так и по гоночной трассе, а третьи устанавливаются только на гоночные автомобили, участвующие в соревнованиях, и не могут использоваться на обычных дорогах.

Мифы и реальность

Среди автомобилистов по поводу этих тормозов ходит много мифов. Попробуем их развеять. Есть стойкое убеждение, что керамические дисковые тормоза могут проявить себя максимально только на спорткарах, ведь им необходим прогрев. Также считается, что колодки очень агрессивны по отношению к дискам. Это не так. Есть уличная керамика. Она обладает отличными фрикционными свойствами даже при низкотемпературном торможении. Эти колодки можно использовать каждый день.

Следующий миф – керамику можно устанавливать только в паре с таким же керамическим диском. И это тоже в корне неверно. Керамические тормоза “Ауди” в виде колодок появились гораздо раньше дисков. Колодки отлично эксплуатируются с традиционными металлическим, а эффективность работы очень высокая.

Далее некоторые владельцы жалуются, что колодки убивают диск. Сегодня трудно проследить, откуда появились именно эти предубеждения. Но после проведенных тысяч испытаний, специалисты выяснили, что керамические тормоза BMW равномерно изнашивают диск.

«Керамика»

В то же время, керамическая продукция обладает более длительным сроком службы, при этом она менее производительная, чем колодки с полуметаллическим фрикционным материалом и стоит на порядок дороже.

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

Это значительные недостатки, из-за которых другие элементы тормозной системы будут нагреваться больше положенного, что в итоге приведет к снижению производительности всей тормозной системы.

Основное преимущество керамических тормозных колодок- более длинная продолжительность жизни и температурная стабильностью в широком диапазоне использования. Например, если вы просто хотите нарезать несколько кругов на небольшой треке или ваш стиль езды по обычным дорогам иногда становится агрессивнее, но в итоге вы всегда возвращаетесь к езде в обычном режиме, из дома, на работу, керамические колодки могут стать неплохим выбором для вас.

Но если автолюбитель профессионально начинает заниматься гоночными делами и ему требуется большая производительность, то выбор будет только один- керамические тормозные колодки. Меньше шума, меньше пыли и абразива.

Вывод:

В конце концов, если сомневаетесь, спросите опытных автомобилистов 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 ваш автомобиль.

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

Вывод

Принимая во внимание все особенности и характеристику керамических тормозных колодок можно сделать вывод – их сильные стороны, достоинства перевешивают имеющиеся недостатки и у многих автомобилистов не вызывают ни тени сомнения в их качестве и надежности. Установив их на собственное авто можно добиться и большего срока эксплуатации самой машины и его запчастей, а также увеличить такой показатели как безопасность, снизив при этом необходимость в более частом осмотре, ремонте, профилактике и соответственно денежном вложении

Главное в этом случае выбрать качественный продукт и тогда сам автомобиль прослужит своему владельцу не один год, оставаясь на ходу и радуя прекрасной ездой и бесперебойной работой.