Доступ к сервису временно запрещён
С вашего IP-адреса одновременно поступает очень много запросов.
Такое поведение показалось подозрительным, поэтому мы временно закрыли доступ к сайту.
Возможно, на вашем устройстве есть программы, которые отправляют запросы без вашего ведома.
Что мне делать?
Напишите в службу поддержки через форму обратной связи.
Подробно опишите ситуацию — поможем разобраться, что случилось, и подскажем, как действовать дальше.
Тормозные колодки: как и из чего их делают
О том, как выглядит тормозная колодка и для чего она предназначена, известно большинству автомобилистов – даже тем из них, которым и в голову не придет заниматься ремонтом своей машины самостоятельно. Тормозные колодки подвержены естественному износу и требуют регулярной замены – как правило, в ходе планового технического обслуживания. В отличие от большинства других узлов и агрегатов автомобиля, вмешательство в которые требуется скорее из-за их внезапной поломки. Из чего же состоят эти простые на вид и знакомые всем детали, и как их производят?
Горячая работа
Колодка дискового тормоза современного автомобиля – часть ответственного механизма, которая должна безотказно работать в очень тяжелых условиях. Выдерживать интенсивные механические нагрузки, воздействие высокой температуры и ее перепады, влияние грязи и химических реагентов, способствующих развитию коррозии. При этом не издавать посторонних звуков, не изнашиваться чрезмерно быстро и не слишком интенсивно «съедать» поверхность более дорогого тормозного диска.
Подобный «букет» задач и требований – подчас весьма противоречивых – неизбежно превращает обыкновенную тормозную колодку в технологически сложное изделие. И чтобы выпустить качественные детали, способные эффективно служить в течение долгого времени, производитель должен строго следовать установленному регламенту, контролируя качество продукта на каждом этапе. Рассмотрим, как это происходит.
Из чего состоит колодка
Основные элементы тормозной колодки – несущая стальная пластина и прикрепленная к ней фрикционная накладка, вступающая во взаимодействие с рабочей поверхностью тормозного диска при торможении. Однако и в этой элементарной конструкции есть несколько важных нюансов.
Основа для будущей колодки должна быть чистой, ровной и шероховатой – для этого перед сборкой металлические заготовки подвергают дробеструйной обработке. Слой клея, наносимого на пластину должен лежать максимально равномерно. В процессе производства колодок Ferodo правильность нанесения клея контролируется автоматически для каждой колодки. Также отслеживаются и их геометрические параметры.
Помимо «рабочего» фрикционного материала на несущую пластину сначала наносят термоизоляционный слой, препятствующий излишней отдаче тепла по направлению к рабочей поверхности поршня тормозного цилиндра. Хотя современные тормозные жидкости имеют высокую температуру кипения (свыше 250° С), а их уплотнительные манжеты изготавливаются из прочных и эластичных материалов, излишнее воздействие высокой температуры здесь ни к чему. Как известно, жидкость является несжимаемой средой. Вскипание тормозной жидкости в гидравлическом контуре тормозной системы приведет к образованию паровых пробок и потере эффективности торможения. Поэтому важно ограничить передачу тепла от колодки в суппорт и далее в гидравлический контур тормозной системы. Главная деталь, служащая для рассеивания тепла, возникшего в процессе трения – сам тормозной диск. Кроме того, термоизоляционный слой способствует лучшему сцеплению фрикционной накладки с несущей пластиной и снижает возникающие в процессе торможения вибрации, уменьшая уровень возникающего шума.
Сделать колодку более «тихой» призван специальный шумоизолирующий слой, получаемый использованием либо специальной антискрипной накладки или нанесением антискрипной мастики на обратной стороне несущей пластины – той, которая обращена к цилиндру. Впрочем, на возникновение шума при торможении влияют очень многие факторы. Подробно об этом мы рассказывали здесь
Оптимальный состав
В состав фрикционного материала для тормозных колодок входит до 30 компонентов. Это органические и неорганические волокна, абразивы, металлы, наполнители, натуральные и синтетические смазочные материалы. И каждая из составляющих тем или иным образом влияет на эксплуатационные свойства готового изделия. К примеру, применение неорганических волокон повышает коэффициент трения и снижает износ колодки, но увеличивает шум при работе. Применение большего процента абразивов увеличивает коэффициент трения, но в то же время делает колодку более шумной и к тому же увеличивает ее износ. Смазывающие вещества снижают шум и износ – но вместе с тем ухудшают эффективность работы за счет уменьшения трения.
Задача специалистов, выводящих формулу смеси – обеспечить оптимальный баланс характеристик. А также учесть, на каком автомобиле будет применяться деталь и какими динамическими свойствами он обладает.
Совместно с автопроизводителем
Тормозные колодки, поставляемые на конвейерную комплектацию, проектируют в тесном сотрудничестве с инженерами автопроизводителя и производителя тормозной системы автомобиля. Колодки Ferodo серии Premier, поставляемые на вторичный рынок, производятся по оригинальным технологиям на тех же предприятиях, что и оригинальные комплектующие, соответствуют всем необходимым спецификациям – а в ряде случаев даже превосходят их. Качественная тормозная колодка должна обеспечивать эффективное торможение в холодном и прогретом состоянии, в сухих и мокрых условиях, быстро восстанавливать работоспособность в случае перегрева, а также обладать высокой прочностью на срез – то есть исключать возможность разрушения рабочей поверхности даже при экстренном торможении на высокой скорости. Отдельные требования предъявляются к шумам, вибрации и сроку службы.
Формуем, прессуем и запекаем
Итак, колодка спроектирована и испытана, состав смеси утвержден, а стальные несущие пластины прошли предварительную обработку. Какова последовательность превращения компонентов в готовое изделие? Смеси для фрикционного и термоизоляционного слоев готовятся в специальных миксерах – при строгом контроле, взвешивании компонентов на электронных весах и точном соблюдении рецептуры. На несущую пластину наносится ровный слой клея (что также контролируется автоматикой). Далее – термоизоляционный и фрикционный слои. Затем будущие тормозные колодки отправляются под пресс и одновременно нагреваются: в течение нескольких минут происходит их формование и первичная вулканизация. После пресса заготовки несколько часов выдерживаются при высокой температуре в специальной камере – для завершения этого процесса и стабилизации. По завершении этого процесса следует первичная механическая обработка – колодки доводят до предусмотренной спецификацией толщины. Затем рабочая поверхность колодки подвергается поверхностному обжигу в печи при температуре около 1050° С. Под воздействием высокой температуры из поверхностного слоя фрикционного материала испаряются летучие соединения, смолы, обнажая зерна абразива. Этот процесс ускоряет период приработки колодки к поверхности тормозного диска, снижая риск его перегрева в первоначальный период эксплуатации.
Финишная прямая
Как? Опять в печь?! Да. Очередное воздействие высоких температур почти готовые тормозные колодки получают для запекания слоя краски, нанесенной в электростатическом поле, формируя надёжную защиту от коррозии. Окраске предшествует окончательная механообработка и нанесение всяких противоскрипных хитростей – фасок, проточек и специальных покрытий или пластин на тыльной стороне основания. Остается только окончательно обмерить изделия, сфотографировать, нанести на них маркировку и упаковать в коробки. Следующая остановка – автомагазин.
Из чего делают тормозные диски и колодки
Зима предъявляет повышенные требования к тормозным свойствам автомобиля. В значительной степени тормозной путь на скользкой дороге зависит от выбора покрышек. И, разумеется, от эффективной работы тормозной системы. В последнем случае стоит уделить особое внимание такой важной части тормозной системы, как тормозные колодки. Отказ или неэффективная работа тормозов в самый неподходящий момент – это, пожалуй, самое худшее, что может произойти с водителем на дороге. В свою очередь, надежные тормозные колодки обеспечат спокойствие и надлежащую безопасность, будут служить верой и правдой до окончания установленного срока их эксплуатации. Чтобы не ошибиться в выборе этого элемента тормозной системы, необходимо побольше узнать о нем.
По большому счету, именно сопряжение тормозных дисков (барабанов) и колодок можно считать самым важным элементом тормозной системы, потому что именно эти элементы, взаимодействуя друг с другом, обеспечивают провоцируемое водителем замедление и остановку колеса. Гидравлическая часть тормозной системы только передает усилие с педали на тормозные механизмы и колодки, а ABS и другие технические достижения лишь призваны сделать процесс торможения максимально эффективным.
Здесь на первый план выходит вопрос материалов, которые используются для производства дисков и накладок. Большая часть тормозных дисков, как и барабанов, делается из чугуна. Этот сплав (железа с углеродом) используется в тормозной системе автомобиля не только потому, что имеет невысокую цену, но и потому, что он обладает лучшими фрикционными свойствами, чем, например, нержавеющая сталь, из которой делают диски для мотоциклов. При том, что масса мотоцикла меньше, чем автомобиля, а сами диски постоянно открыты для агрессивного воздействия окружающей среды, именно поэтому в производстве двухколесной техники применение материала, защищенного от коррозии, является оправданным.
Тормозные колодки TRW
В автопромышленности несколько другие условия эксплуатации и другие материалы. В частности, в автоспорте используют диски из углеволокна. Это легкий и весьма эффективный материал, имеющий как достоинства, так и недостатки. Карбоновые диски эффективно работают только при высоких температурах. Это означает, что применять их целесообразно только в случае агрессивного, спортивного вождения. В обычном городском режиме они просто не будут успевать прогреваться и, по сути, будут работать не так эффективно, как это необходимо. При этом, стоимость таких тормозных механизмов чрезвычайно высока. Диски из углеволокна – это вариант для «Формулы-1» и других элитных автогоночных чемпионатов и серий. Используются также диски из материалов на основе кремния, но они, пока что, также не получили широкого распространения, хотя, возможно, именно за ними будущее.
2011 Ferrari 458 Italia
Главное в тормозных колодках – материал, из которого сделаны накладки. Именно состав отличает одни колодки от других. Важнейшая часть состава – фрикционная смесь, которая отвечает за поведение тормозов. Фрикционные смеси можно разделить на асбестовые, безасбестовые и органические, от которых получили свои названия и соответствующие тормозные колодки. Асбест, используемый в качестве армирующего материала – это недорогой и вполне традиционный вариант, который применяют для изготовления обычных тормозных колодок. Безасбестовые тормозные колодки – это уже следующий этап развития технологий. В них в качестве армирующего материала используют стальную вату, медную или латунную стружку или полимерные материалы. Органические материалы, которые используют для изготовления тормозных колодок, показывают, на данный момент, наилучшие тормозные свойства, но их стоимость позволяет использовать такие накладки только в мире профессионального автоспорта.
И напоследок, об эксплуатации тормозов. Водитель всегда должен помнить о том, что менять тормозные колодки следует в сроки (в зависимости от пробега), указанные в руководстве на данную модель автомобиля. Обычно это происходит каждые 10-12 тыс. км пробега. Если вы сторонник агрессивной манеры езды, в этом случае проверять состояние тормозных накладок нужно регулярно. Если их толщина составляет или приближается к критической отметке (2 мм), колодки следует менять в обязательном порядке. Не дожидаясь неприятностей!
Как в России делают тормозные колодки
Многие не задумываются о том, какое значение в безопасности движения имеют тормозные колодки. Зачастую при ТО мы пытаемся сэкономить, и вместо рекомендованного производителем «оригинала» выбираем неоригинальные колодки известных марок – поставщиков для разных конвейеров, либо что-нибудь еще попроще.Действительно, зачем переплачивать.
Вместе с тем, даже покупка колодок с известным брендом на этикетке не гарантирует высоких и стабильных характеристик. Процент подделок на этом рынке очень высок, и купить «левак» можно на любой популярной интернет-площадке и в практически любом магазине автозапчастей.
Впрочем, о подделках мы поговорим в другой раз, а сегодня я предлагаю перенестись на производство и посмотреть, как в России делают тормозные колодки.
Тормозная колодка состоит из металлического каркаса и приформованной к ней фрикционной части. Соответственно, первый этап – это изготовление каркаса.
Большую часть из используемых каркасов делают тут же, на заводе. При помощью вырубных штампов, механических и гидравлических прессов из листового металлопроката производства НЛМК формируется сам каркас, а также соответствующие элементы к нему — пазы для крепления аксессуаров, отверстия для электрических датчиков и так далее.
Часть каркасов закупается на стороне – в основном, это каркасы для отечественных автомобилей, которые широко распространены, что позволяет сэкономить на штампах, которые, к слову, на заводе изготавливают самостоятельно, используя в том числе электроэрозионные и фрезерные станки с ЧПУ.
Часть «сторонних» каркасов выполнена методом лазерной резки.
Основная задача для производителя колодок для массовых автомобилей – это сохранение стабильности коэффициента трения, независимо от степени нагрева колодок.
Оптимальным показателем КТ является диапазон от 0.35 до 0.45. Многие производители, маркируют свои колодки по системе SAE двухбуквенным индексом. Например, FF означает что указанный выше диапазон коэффициента трения сохраняется и при холодной колодке, и на средней нагретости, и на горячей. Некоторые компании проводят испытания самостоятельно, в данном случае, испытания по температурным диапазонам проводятся в НАМИ в рамках сертификации продукции.
Применяемые фрикционные смеси относятся к классу низкометаллических. Состав смеси, соотношение компонентов, и, самое главное, режим прессования – все это напрямую влияет на характеристики, поэтому именно здесь и скрыта важная часть ноу-хау компании.
Фрикционная смесь – это микс из модификаторов трения, структуро-образующих веществ и наполнителей. Когда-то в качестве матрице-образующего материала широко применялся асбест, обладающий очень хорошими характеристиками стабильности и теплоотвода, но позже он был признан канцерогеном, и его использование во фрикционной промышленности было прекращено.
Вместо асбеста сегодня для создания матрицы используются различные синтетические волокна – арамидные, полиакрилатнитридные. Технологи для своих смесей выбирают более дорогой, но оптимальный с точки зрения свойств материал – оригинальный кевлар, производимый американской компанией Dupont. На вопрос, почему кевлар – не российского производства, руководители пожимают плечами, мол, весь российский кевлар идет на производство бронежилетов, и все, что доступно на рынке – измельченный «вторичный» кевлар, получаемый из содержимого списанных бронежилетов. По свойствам такой материал серьезно уступает «первичному» кевлару, зато дает право производителю гордо написать «кевлар» в рекламе.
Кевлар организует структурную матрицу. В качестве наполнителей используются различные бариты и мелы. В состав смеси также входят модификаторы трения. Например, медный порошок предназначен для лучшего теплоотвода и стабилизации трения. Еще один важный компонент – так называемая пыль трения, представляющая собой измельчённую скорлупу орехов кешью. Этот продукт используется фрикционщиками испокон веков, производят пыль трения в Индии.
Также в состав смеси входит металлошерсть — рубленое металлическое волокно. В России данный продукт в хорошем качестве не производится, и его поставляют из Китая (где его делают из российской проволоки). Крупнейшее европейское производство металлошерсти расположено в Боснии.
Кроме кевлара, металлошерсти и пыли трения, все остальные компоненты фрикционной смеси (графит, сера, силикат циркония, барит и т.д.) производятся в России.
Компоненты смеси смешиваются в определенной пропорции (согласно технологической карте) в специальном миксере по особой программе. После этого смесь выстаивается, и попадает в цех прессования.
Этот этап начинается с предпроизводственной подготовки ранее изготовленных каркасов. Они подвергаются машинной дробеструйной очистке – удаляются окалины, окислы и заусенцы.
Формируется поверхность для максимальной адгезивности.
Далее на каркас наносится термостабилизационный клей (российского производства). Подготовленные таким образом каркасы поступают на участок прессования, где смесь соединяется с каркасом.
Смесь засыпается в изготовленные в слесарном цеху специальные пресс-формы (уникальные для каждой модели колодок), после чего сверху устанавливается каркас и пресс начинает свою работу.
Прессование выполняется «горячим» методом, для того чтобы уже на первом этапе сформировалась структура смеси, вышли первоначальные газы, обусловленные присутствием в составе фенольной смолы. В процессе происходит несколько «подпрессовок», несколько «прогазовок». При помощи пирометров контролируется температура. Также под контролем находится высота, чтобы не было недо- или перепрессовок. Управляемая компьютером программа прессования, соответствующая конкретной технологической карте – еще одно ноу-хау компании.
После прессования колодки попадают на участок термостабилизации.
Программа термостабилизации – это чередование режимов нагрева и остывания. Процесс происходит в специальной печи и занимает от 8 до 12 часов, в зависимости от типа колодки и ее назначения. Например, колодки для коммерческого транспорта «прожигаются» дольше, и при более высокой температуре. Печь работает в автоматическом режиме по технологической карте.
Необходимая температура выдерживается при помощи термодатчиков, расположенных в четырех рабочих зонах. В случае выхода показателей за пределы нормы, печь автоматически отключается, отправляя соответствующий сигнал в управляющую систему. Все параметры и логи процессов сохраняются в облачной системе, к которой инженеры и руководители производства имеют удаленный доступ.
В процессе термостабилизации происходит окончательное спекание смол и формирование структуры колодки. После этого колодки будут практически готовы к использованию – для их приработки будет достаточно 20-30 обычных торможений.
Производственники особенно подчеркивают, что высокие характеристики достигаются без использования так называемого «скорчинга» — «ударного» нагрева контактной части колодки до 650-700 градусов Цельсия. С точки зрения тверских инженеров, этот «стрессовый» процесс не идет на пользу материалу колодок, в отличие от другой, также используемой на производстве, технологии – аналога разработки COTEC от TRW.
Специальное покрытие, нанесенное на рабочую поверхность, позволяет добиться максимального коэффициента трения с первого нажатия педали тормоза. Из-за высокой стоимости данное покрытие применяется только на «премиальных» колодках (отличить их легко по цветному покрытию рабочей поверхности колодки).
Но не будем отходить от темы, ведь нас ждет следующий этап жизненного цикла тормозной колодки – механическая обработка.
На данном этапе происходит окончательное формирование размера колодки по ее габариту, рекомендованному производителем тормозной системы либо автомобиля, придание ей необходимого внешнего вида, формирование пропилов (для отвода «мусора») или скосов (для лучшей притирки и снижения шумовой нагрузки).
После этого колодки направляются на покраску.
На данном этапе на колодки наносится антикоррозионное покрытие методом порошкового напыления полимерной краски в туннельной печи конвейерного типа.
Процесс практически полностью автоматизирован, благодаря чему достигается высокое качество покраски. Процесс прохождения конвейера занимает около 45 минут. После этого мы получаем практически готовый продукт – осталось установить аксессуары и нанести маркировку.
На финальном этапе происходит маркировка колодок и установка аксессуаров – датчиков износа (механических или электрических), пружинки, противошумные пластины. Поставщиком аксессуаров выступает итальянская компания Daico – китайские комплектующие имеют нестабильное качество, а в России производятся лишь самые простые виды «навески».
Примечательно, что маркировка на колодке позволяет проследить весь ее путь по производству – не только конкретную технологическую карту, но и логи производимых процессов по данной партии.
Колодки закатываются в термовакуумную пленку, после чего упаковываются в коробки. Коробки отправляются на склад, а оттуда – к потребителям, но лишь после того, как образцы партии пройдут тестирование.
Образцы каждой партии колодок направляются в собственную технологическую лабораторию на тестирование по ряду показателей.
Проводятся тесты колодок на отрыв, сжимаемость, изменение толщины в зависимости от температуры, коэффициент трения при различной температуре. Лишь после успешного прохождения всех тестов партия колодок готова к отгрузке.