Керамические и металлические тормозные колодки

, в чем разница?

Тормозная система, пожалуй, самый важный механизм безопасности в вашем автомобиле. Но хотя вы каждый день полагаетесь на тормоза, чтобы безопасно добраться из точки А в точку Б, вы, вероятно, не задумываетесь о том, что на самом деле происходит, когда вы нажимаете на педаль тормоза.

Вот основные принципы работы системы: когда вы нажимаете на педаль тормоза, ваш автомобиль проталкивает жидкость под давлением через тормозные магистрали в суппорт на каждом колесе, где расположены тормозные колодки. Тормозная жидкость прижимает тормозные колодки к ротору диска в каждом колесе, замедляя его, постепенно останавливая колеса.

Другими словами, ваша тормозная система преобразует кинетическую энергию вашего автомобиля в тепловую за счет трения тормозных колодок. В этой статье мы более подробно рассмотрим этот важный компонент вашей тормозной системы, а также плюсы и минусы каждого типа — например, керамические или полуметаллические тормозные колодки — чтобы помочь вам решить, какие из них лучше всего подходят для вашего автомобиля и стиль вождения.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ТОРМОЗНЫХ КОЛОДОК

В наши дни у водителей обычно есть выбор между тремя типами тормозных колодок: керамическими, полуметаллическими или органическими тормозными колодками. Так было не всегда. Первое использование тормозных колодок восходит к 19 веку.век. Берте Бенц — известному изобретателю и жене основателя Mercedes-Benz Карла Бенца — приписывают создание первых тормозных колодок из кожи для раннего патента на их автомобиль в 1888 году.

С тех пор материалы, используемые для изготовления тормозных колодок, изменились. с достижениями в области технологий. Только в середине-конце 20-го века, когда барабанные тормоза все чаще заменялись современными дисковыми тормозами, производители начали производить керамические, металлические и органические тормозные колодки, используемые сегодня.

ОРГАНИЧЕСКИЕ ТОРМОЗНЫЕ КОЛОДКИ

Тормозные колодки в дисковых тормозах изначально изготавливались из асбеста, теплопоглощающего материала, хорошо подходящего для износа, которому подвергаются тормозные колодки. Однако было обнаружено, что асбест является сильнодействующим канцерогеном, вызывающим рак у людей с длительным воздействием. Когда эти тормозные колодки на основе асбеста изнашивались, они выпускали асбест в воздух, и водители неосознанно вдыхали его. Производители поняли, что асбест небезопасен для использования в тормозных системах. В результате были созданы органические тормозные колодки или не содержащие асбеста органические (NAO) тормозные колодки, чтобы заполнить этот пробел.

Органические тормозные колодки, которые входят в стандартную комплектацию примерно 67% новых автомобилей, продаваемых в США, изготовлены из смеси волокон и материалов, таких как резина, углеродные соединения, стекло или стекловолокно и кевларⓇ, и связаны вместе со смолой. Они, как правило, производят меньше пыли, чем некоторые другие типы тормозных колодок, например металлические, и доступны по более низкой цене.

В отличие от высокопроизводительных тормозных колодок, которые в основном используются в тяжелых и высокопроизводительных транспортных средствах, органические тормозные колодки создают умеренное трение без особого нагрева, что делает их подходящими для водителей, которые используют свои автомобили для повседневного вождения и поездок на работу. Органические тормозные колодки также имеют тенденцию быть тихими и не создают большой нагрузки на тормозные диски, что является плюсом, поскольку ремонт или замена тормозных дисков в случае их повреждения часто обходится дорого.

Однако органические тормозные колодки имеют некоторые недостатки по сравнению с другими типами тормозных колодок. Органические тормозные колодки могут изнашиваться быстрее из-за своей составной природы, а это означает, что их, возможно, придется заменять чаще. Они также, как правило, лучше всего функционируют в меньшем диапазоне температур. Они не работают так же хорошо, как полуметаллические тормозные колодки в экстремальных погодных условиях или при слишком сильном нажатии и перегреве. Органические тормозные колодки также имеют более высокий уровень сжимаемости, что означает, что водителю приходится сильнее нажимать на педаль тормоза, чтобы задействовать их.

КЕРАМИЧЕСКИЕ ТОРМОЗНЫЕ КОЛОДКИ

Керамические тормозные колодки изготовлены из материала, очень похожего на тип керамики, используемой для изготовления гончарных изделий и тарелок. Керамический материал тормозных колодок, однако, более плотный и значительно более прочный. В керамические тормозные колодки также встроены тонкие медные волокна, которые помогают увеличить их трение и теплопроводность.

С тех пор как керамические тормозные колодки были разработаны в середине 1980-х годов, их популярность постоянно растет по ряду причин:

• Уровень шума: Керамические тормозные колодки очень тихие, практически не издают дополнительного звука при торможении.
• Остаток износа : По сравнению с органическими тормозными колодками, керамические тормозные колодки, как правило, производят меньше пыли и других частиц по мере их износа.
• Температура и условия вождения: По сравнению с органическими тормозными колодками керамические тормозные колодки могут быть более надежными в более широком диапазоне температур и условий вождения.

Тем не менее, керамические тормозные колодки имеют некоторые ограничения. В первую очередь, их стоимость: из-за более высоких производственных затрат керамические тормозные колодки, как правило, являются самыми дорогими из всех типов тормозных колодок. Кроме того, поскольку и керамика, и медь не могут поглощать столько тепла, сколько другие типы материалов, большая часть тепла, выделяемого при торможении, будет проходить через тормозные колодки и в остальную часть тормозной системы. Это может привести к большему износу других компонентов тормозной системы. Наконец, керамические тормозные колодки не считаются лучшим выбором для экстремальных условий вождения. Если вам предстоит очень холодная погода или предстоящая гонка, и вы выбираете между керамическими и полуметаллическими тормозными колодками, вам лучше выбрать металлические.

ПОЛУМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ТОРМОЗНЫЕ КОЛОДКИ

Последним типом тормозных колодок являются полуметаллические тормозные колодки. Полуметаллические тормозные колодки отличаются от полностью металлических тормозных колодок тем, что в них используются наполнители для создания состава колодки, а не 100% металл. Цельнометаллические тормозные колодки обычно предназначены для действительно экстремальных требований к торможению.

Полуметаллические тормозные колодки содержат от 30% до 70% металла, включая медь, железо, сталь и другие композитные сплавы. Эти различные металлы в сочетании с графитовой смазкой и другими наполнителями образуют тормозную колодку. Доступные металлические составы тормозных колодок различаются, каждый тип предлагает свои преимущества для всего, от ежедневных поездок на работу до гонок на треке.

Для многих водителей, особенно тех, кто ценит высокую производительность, выбор между керамическими и полуметаллическими тормозными колодками прост. Водители, ориентированные на производительность, как правило, предпочитают металлические тормозные колодки, поскольку они обеспечивают улучшенную эффективность торможения в гораздо более широком диапазоне температур и условий. Поскольку металл является таким хорошим проводником тепла, металлические тормозные колодки, как правило, выдерживают больше тепла, одновременно помогая тормозным системам быстрее остывать. Они также не сжимаются так сильно, как органические тормоза, а это означает, что к педали тормоза нужно прикладывать меньше усилий, чтобы повлиять на тормозную способность.

Однако у металлических тормозных колодок по сравнению с керамическими и органическими тормозными колодками есть некоторые недостатки. Металлические тормозные колодки, как правило, более шумные, чем их керамические или органические аналоги, что приводит к более громкой езде. Металлические колодки также создают большую нагрузку на тормозную систему, увеличивая нагрузку и износ тормозных дисков. Что касается цены, металлические тормозные колодки, как правило, находятся где-то между органическими и керамическими колодками. Они, как правило, производят больше тормозной пыли, чем две другие разновидности.

КЕРАМИЧЕСКАЯ ПРОТИВ. МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ПРОТИВ. ОРГАНИЧЕСКИЕ ТОРМОЗНЫЕ КОЛОДКИ: ЧТО ПОДХОДИТ ВАМ?

Итак, какие тормозные колодки лучше всего подходят для вас: керамические, полуметаллические или органические тормозные колодки? Это зависит от рекомендаций производителя вашего автомобиля и ожидаемой от вашего автомобиля езды в сочетании с вашим стилем вождения.

Если у вас есть спортивный автомобиль с высокими характеристиками или, по крайней мере, вы управляете им как спортивным автомобилем, вам, вероятно, лучше выбрать полуметаллические тормозные колодки. С другой стороны, если вы много ездите по городу, возможно, лучшим вариантом будут твердые керамические тормозные колодки. Если вы не набираете много пробега на своем автомобиле, органические тормозные колодки могут быть лучшим и недорогим вариантом для ваших привычек вождения.

Независимо от того, какой тип вы выберете, регулярно проверяйте тормоза и заменяйте тормозные колодки. Вы узнаете, что ваши тормозные колодки нуждаются в замене, когда услышите визг металлического «хвостика» у основания колодки, когда он соприкасается с ротором. Шипы встроены во все типы тормозных колодок в качестве индикатора износа; если вы это слышите, не ждите слишком долго, чтобы получить новые колодки. В этот момент выбор между керамическими и металлическими тормозными колодками или органическими колодками для недорогого варианта остается за вами.

Ниже приведена простая таблица, иллюстрирующая некоторые сравнительные различия между органическими, керамическими и металлическими тормозными колодками.

ТИП ТОРМОЗНЫХ КОЛОДОК	ОРГАНИЧЕСКИЙ	КЕРАМИЧЕСКИЙ	МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ
Цена	$	$$$	$$
Производительность	Низкий	Средний	Высокий
Шум	Низкий	Очень низкий	Высокий
Износ тормозной системы	Низкий	Очень низкий	Средний

Какие существуют основные типы тормозных колодок и какие подходят именно вам?

Способность быстро останавливаться гораздо важнее ускорения, поэтому выбор правильной тормозной колодки является важной частью любого процесса модификации автомобиля

Напомнить позже

Как вы все знаете, тормозная способность автомобиля может быть столь же важна, как и мощность в лошадиных силах или выходной крутящий момент. Когда вы собираетесь на выходных и подходите к своей любимой череде поворотов, вы хотите быть полностью уверенными, что приложение вашей ноги к средней педали создаст соответствующее тормозное усилие.

В то же время ваши тормоза могут создавать только определенное тормозное усилие. Тормоза подбираются с учетом веса и мощности автомобиля с целью создать достаточное усилие, чтобы полностью заблокировать все четыре колеса, преодолевая крутящий момент вращающегося тормозного диска. С этого момента шины создают необходимую силу трения, чтобы остановить автомобиль. Так что нет смысла использовать гоночные тормоза в сочетании с дешевыми переработанными уличными шинами.

Чтобы максимально увеличить сцепление колодок с роторами, в составе колодок могут использоваться различные материалы, соответствующие тормозным и температурным требованиям. В конце концов, наибольшее значение имеет коэффициент трения между тормозной колодкой и ротором, так как это основной фактор, который преобразует кинетическую энергию вращающегося тормозного диска в тепловую энергию, иначе известную как тепло.

Сохранение этой тепловой энергии определяется теплопроводностью материала. Тормозные колодки имеют определенные диапазоны рабочих температур, и постоянное резкое торможение может привести к перегреву колодок, если они не смогут достаточно быстро отводить тепло в окружающую среду, поэтому требуется высокая теплопроводность.

Чтобы представить все это в перспективе, вот краткий обзор различных типов тормозных колодок с учетом характеристик каждого из них, чтобы помочь вам выбрать правильный материал для различных сценариев вождения.

Неметаллические (органические)

Самая мягкая форма тормозных колодок, неметаллические колодки состоят из различных комбинаций стекла, каучука и смол, таких как целлюлоза, а также небольшого количества металлических волокон, которые производятся и отверждаются, чтобы выдерживать значительное количество тепла. Полученный композит относительно мягок и поэтому быстро изнашивается, но легко воздействует на тормозные диски. Это делает их плохими для всего, кроме ежедневной езды по дорогам, и даже в этом случае предпочтительнее использовать колодки на металлической основе, чтобы избежать частой замены.

Ускоренный износ органических колодок приводит к тому, что большое количество тормозной пыли покрывает близлежащие компоненты, что также может причинять неудобства. Первоначально изготовленные из асбеста (из-за его способности рассеивать тепло) неметаллические прокладки были быстро заменены на другие соединения из-за проблем со здоровьем и безопасностью, связанных с токсичным материалом, когда он находится в воздухе.

Природа новых компаундов означает, что этот тип колодок следует использовать только в тех случаях, когда редко требуются большие тормозные усилия. Можно найти чисто органические тормозные колодки, в которых используются резиновые или стеклянные композиты, но они быстро изнашиваются при регулярном использовании. Кевларовые колодки являются более дорогой альтернативой, поскольку они в шесть раз прочнее стали, и имеют гораздо меньше недостатков в производительности по сравнению с органическими колодками.

Полуметаллический

Их можно найти в большинстве автомобилей, продаваемых сегодня. Они используют комбинацию синтетических материалов и металлов для образования преимущественно металлического гибридного соединения. Как только материал волокон выбран, они соединяются вместе с помощью органической смолы. Затем им придают заранее заданную форму и запекают в печи в течение трех-пяти часов, чтобы повысить их долговечность.

Металлический элемент в компаунде делает их более устойчивыми к нагреву и износу, чем чисто органические варианты, но поскольку металл имеет более низкий коэффициент трения при низких температурах по сравнению с более податливым синтетическим материалом, для создания того же материала требуется чуть больше усилия на педали. тормозное усилие с полуметаллическими колодками в холодном состоянии.

Статистика полуметаллических колодок через Edge Autosport

Добавление большего количества металла в компаунд (около 60 процентов) может сделать металлические колодки подходящими для тяжелых ситуаций торможения, когда требуется долговечность, а не органический материал. Эти высокие характеристики идеально подходят для автомобилей с высокими характеристиками и тяжелых транспортных средств, которым постоянно требуется большое тормозное усилие для отвода кинетической энергии от больших роторов, быстро вращающихся из-за высокого входного крутящего момента.

Полуметаллические тормозные колодки, обычно изготавливаемые из спеченной стали, графита или железа, обладают высокой теплопроводностью и — в сочетании с надлежащими тормозными каналами для охлаждения — могут быть всем, с чем должен справиться высокопроизводительный автомобиль, даже на самых интенсивные трек-дни.

Керамика

Но если комплект стальных колодок по-прежнему приводит к износу тормозов при перегреве, то, возможно, стоит потратиться на комплект полностью керамических тормозных колодок. Керамический компаунд, используемый в этих высокотехнологичных колодках, предназначенный для самых дорогих суперкаров из-за высокой стоимости производства, чрезвычайно хорошо поглощает тепло, выделяемое при очень жестком, непрерывном резком торможении.

Это означает, что они могут постоянно восстанавливаться после любых требований, предъявляемых к ним, даже в таких соревнованиях, как гонки на выносливость. Однако эта особенность затрудняет прогрев керамики до рабочей температуры, что может стать препятствием для ежедневного вождения.

Использование глины в составе керамики дает этим подушечкам преимущества высокого коэффициента трения органической подушечки в холодном состоянии в сочетании с прочностью и долговечностью, обеспечиваемыми присутствием небольшого процента меди, вплавленной в компаунд.

Статистика керамических колодок через Edge Autosport

У каждого типа тормозных колодок есть свои недостатки; органические колодки, как правило, слишком мягкие для общего использования, металлические колодки очень жестко воздействуют на тормозные диски и создают больше шума и пыли, а керамические колодки катастрофически дороги, а также долго нагреваются. Но выбор того, какое соединение выбрать для всех, сводится к области применения.

Например, использование колодок из жаропрочной стали или керамики на трамвае было бы расточительным, учитывая, что колодки редко — если вообще когда-либо — достигают своей оптимальной рабочей температуры. Опять же, если вы предпримете серьезное движение по горам или треку со стандартными металлическими или органическими колодками, вы рискуете перегреть их и сделать педаль тормоза пугающе длинной. В спринтерских гонках приоритетом является коэффициент трения, в то время как в гонках на выносливость первостепенное значение имеет долговечность, не выбрасывая фрикционные свойства в окно.

Тормозные колодки Yellowstuff, продаваемые EBC, являются популярным выбором для автомобилей, начиная от горячих хэтчбеков и заканчивая полноценными маслкарами.

Производители тормозных колодок часто предлагают ряд колодок, подходящих для любого применения. EBC, например, использует систему цветовой кодировки: колодки Greenstuff повышают эффективность торможения на 15% по сравнению со средними стандартными колодками, колодки Redstuff добавляют керамический элемент для быстрых дорожных автомобилей, а затем колодки Yellowstuff с минимальным выцветанием используются для повышения производительности. автомобили, которые время от времени оказываются на треке. Другие производители, такие как Tarox, предоставят вам на выбор аналогичные составные разновидности с такими названиями, как strada, corsa и track.

Замена тормозных колодок на более производительные может быть простой и дешевой модификацией, чтобы привести тормозную способность вашего автомобиля в соответствие с движущей силой под капотом. Но с учетом бесчисленных факторов, таких как взаимодействие ротора, теплопроводность и полезный коэффициент трения, стоит провести некоторое исследование точных характеристик соединения, которое можно использовать для вас.