Тормозные колодки: органические, керамические и полуметаллические, в чем разница?

По спирали

В свое время российские заводы закупили в Германии технологию изготовления накладок сцепления из пропитанной нити, армированной латунной или медной проволокой. Суть в следующем: на специальном станке навивалась бобина – дорн. После соответствующей термообработки дорн подобно колбасе разрезался на кольца – полуфабрикаты будущих накладок. А поскольку нить укладывалась по спирали, эти изделия так и назывались – спирально-навитые.

Они противостояли «разносу» намного лучше формованных, но и здесь нашлась своя ложка дегтя: нить, арматура будущей накладки, оказывалась многократно перерезанной в плоскости, перпендикулярной оси дорна. Поэтому изготовители накладок перешли к индивидуальной спиральной навивке каждой накладки.

Комплектация сцепления

Вся конструкция системы сцепления состоит из нажимного диска, ведомого диска, фрикционных накладок, системы привода и педали. Рассмотрим, для чего нужен каждый элемент.

Нажимной диск или корзина сцепления

Это круглая пластина с характерной выпуклостью. Внутрь основания встроены выжимные пружины, соединенные с круглой прижимной площадкой. Диаметр площадки равен диаметру маховика, а одна из ее сторон зашлифована. Пружины приводятся в действие выжимным подшипником и сдвигаются к центру нажимного диска. Корзина прочно прикреплена к маховику.

Ведомый диск

Ведомый диск находится между маховиком и прижимной площадкой. В него вмонтирована шлицевая муфта для подсоединения первичного вала КПП. Площадка оборудована демпферными пружинными пластинами с независимыми фрикционными накладками. Они сглаживают вибрации, возникающие в момент включения сцепления. Круглый диск имеет лучевое основание.

Фрикционные накладки

Изготавливаются из углеродистых композитов, кевларовых нитей или керамики. Место расположения — ведомый диск. Чаще всего, они крепятся к основе специальными заклепками. Шлицевая муфта располагается внутри накладок.

Система привода и выжимной подшипник

Наиболее распространенный вид привода — механический. Педаль в сочетании с подвижным тросом позволяет управлять выжимом сцепления. Подшипник представляет собой круглую площадку, соответствующую диаметру выжимных пружин в центре нажимного диска. Элемент крепится на кожухе вала КПП и приводится в действие коромыслом привода.

О ресурсе

Сколько служат накладки сцепления? Эта величина оговорена в нормативной документации в форме так называемого гамма-процентного ресурса. Но нам с вами привычнее километры. Так вот: АВТОВАЗ требует от изготовителей накладок ресурс 160 тыс. км, за рубежом производители сцепления называют 150 тыс. км пробега.

Доводить сцепление до запредельного износа не следует – при уменьшении толщины накладок начинают работать торцы заклепок. Это приводит, как правило, к пробуксовке сцепления и к появлению кольцевой выработки на контртеле.

Перенаклепка накладок на бывшем в употреблении ведомом диске, по мнению специалистов, восстановит его работоспособность лишь на 80%. Ведь многие другие детали, и прежде всего демпфирующие пружины, уже будут «усталыми». Поэтому лучше менять диск в сборе. И разу­меется, он должен быть с фрикционными накладками от надежного производителя.

В статье использована информация АО «ТИИР»

К сцеплениям предъявляются следующие основные требования:

надежная передача крутящего момента в течении длительного времени от двигателя к трансмиссии;

плавность и полнота включения;

малый момент инерции ведомых деталей;

хороший отвод тепла от поверхностей трения;

уравновешенность осевых усилий во включенном состоянии;

предохранение трансмиссии от динамических нагрузок;

поддержание нажимного усилия в заданных пределах в процессе эксплуатации;

минимальные затраты физических усилий на управление.

Кроме того, к сцеплению, как и ко всем механизмам автомобиля, предъявляют такие общие требования: обеспечение минимальных размеров и массы, простота установки и обслуживания, технологичность, ремонтопригодность, низкий уровень шума, информативность.

Об отверстиях

Накладкам необходимы отверстия для креп­ления. Они должны делаться строго по чертежу предприятия, собирающего узел сцепления.

Отверстия бывают двух типов: под заклепки, с утопленной площадкой (заплечиком) для шляпки, и технологические, для работы с заклепками противоположной накладки.

Однако заводы, выпускающие накладки, изготавливают их как с отверстиями, так и без оных. Дело в том, что многие заказчики, автомобильные и моторные заводы, хотят выполнять эту операцию сами.

Отверстия можно получать тремя способами: закладывать в конструкцию пресс-формы, пробивать специальным штампом или сверлить. Понятно, что изготовитель накладок может применять любой из перечисленных способов, а заказчик (автозавод или ремонтное предприятие) – лишь второй или третий.

На большинстве предприятий отверстия сверлят на многопозиционных станках. Этот метод обеспечивает отменную точность, да вот беда: нить при сверлении перерезается, уменьшая прочность накладки. Поэтому ведущие заводы применяют технологию получения отверстий на стации прессования накладок.

То, что нить при этом остается целой, само собой. Но это еще не все: данная технология позволяет уменьшить толщину заплечиков и увеличить ресурс изделий до контакта заклепок с нажимным диском или маховиком.

А это готовая нить с пропиткой, поступающая на навивочный станок Навивочный станок Стол вращается, на нем формируется кольцо – будущая накладка Штанга прокидывает нить по дуге эллипса, от внутренней окружности к внешней. В итоге получается эллипсонавитая накладка А вот и полуфабрикат – свитая из нити накладка

Критерии выбора

На что же обратить внимание и как не совершить ошибку при выборе необходимого элемента для тормозной системы. В каждом индивидуальном случае подбор тормозной колодки должен отталкиваться от некоторых технических параметров

1. Теплоотдача. Оптимальный температурный режим для работы колодок старых отечественных автомобилей — +280 — +360 градусов. Для транспортных средств спортивного типа или модернизированных иномарок с хорошей теплоотдачей этот показатель достигает до +950 градусов. Основной рабочий элемент тормозной системы, рассчитанный для езды спортивных авто, не рекомендован для установки в машинах, совершающих обычные поездки по городу. Так как в этом случае колодки не смогут проявить свои оптимальные свойства.
2. Основная характеристика трения. Очень важный критерий, так как в случае не достаточного прогрева тормозной колодки, коэффициент трения уменьшается. Из-за этой особенности тормозные колодки будут очень быстро стираться. Стандартные «башмаки» имеют коэффициент 0,3 – 0,6. Увеличенное цифровое значение колодки свидетельствует о более качественном торможении.

Виды пластин

До того, как купить лучший тормозной элемент для своего авто, стоит узнать о существующих разновидностях колодок

На классификацию запчасти следует обратить внимание по ее виду. В соответствии с материалом изготовления, комплектующие разделяют на четыре вида:

Полуметаллические

Данный расходный материал тормозной системы содержит в составе от тридцати до шестидесяти процентов металла. В большинстве случаев производитель применяет железный порошок, графит и медь. Дополнительными элементами являются синтетические вещества. При изготовлении таких накладок часто используется специальное приспособление, модифицирующее работу машины. Модификатор позволяет удачно соединить все компоненты «башмака».

Основным плюсом таких деталей является оптимальная отдача тепла. Однако они быстрее изнашиваются, плохо исполняют свои функции при пониженной температуре, обладают повышенным уровнем шума при включении тормозов. Также такие детали интенсивно стирают тормозной диск. Средняя цена на подобную продукцию составляет от 14 до 25 долларов и определяется самим производителем.

Органические

Такие расходники сделаны из волокон и органических веществ, скрепленных вместе при помощи смолы. При изготовлении используются: стеклянные, кевларовые, углеродные и высококачественные резиновые материалы. Покупая подобный продукт, можно рассчитывать на мягкую работу деталей. Кроме того, при езде можно избежать повышенного шума.

Минусом таких колодок является плохое торможение при попадании влаги во внутренние элементы и очень быстрое истирание. К тому же органические «башмаки» часто создают повышенный уровень пыли, приводя к порче вентилируемые диски. Цена на продукцию составляет от десяти до двадцати долларов.

Металлические

При изготовлении подобных расходников возможно полное или частичное добавление металла. Стоимость этой продукции намного выше, чем у колодок из других материалов. Однако запчасти отличаются идеальным качеством и долгим эксплуатационным сроком. Основным отличием металлических «башмаков» является основа из стали или меди. Установка таких колодок улучшает работу тормозов и обмен тепла с дорожным покрытием.

Долговечные накладки очень износостойкие и гарантируют водителю оптимальный уровень эффективности езды авто. Небольшой минус деталей состоит в том, что есть риск их повреждения диском. Средняя стоимость запчастей колеблется от сорока до пятидесяти долларов. Титановые расходники имеют чуть большую цену.

Керамические

Эти расходники являются самыми идеальными по качеству, однако имеют немалую стоимость. Отличаются высоким качеством торможения, устойчивостью к повышенным температурам, сохранении первоначальных характеристик даже при попадании в конструкцию влаги. Изготавливается из керамических волокон и цветмета. В некоторые модели производитель добавляет небольшой процент стали или никеля. Такие колодки хорошо работают в паре с тормозными дисками, не выделяют много пыли и не перегреваются. Средняя цена на керамические запчасти начинается от ста долларов. Точные расценки зависят от бренда и марки транспортного средства, на которое будут устанавливаться запчасти.

При выборе материала расходников, стоит определиться с подбором запчастей, учитывая:

• будет ли осуществляться езда в горной местности;
• климат региона проживания;
• стиль вождения;
• терпимость к образованию скрипов тормозов;
• пользование прицепами;
• наличие на дорожных полотнах ям и глубоких луж в холодное время года.

Опорные кольца диафрагменной пружины

Опорные кольца диафрагменной пружины (рис. 4. «Стандартное опорное кольцо диафрагменной пружины«) выполнены из закаленной, сваренной под давлением проволоки из пружинной стали. Поперечное сечение колец составляет прим. 4 мм.

Как правило, в ведущем диске сцепления используются два опорных кольца, обеспечивающих изгиб диафрагменной пружины. Варианты с одним опорным кольцом требуют дополнительных технологических операций, в частности, изготовления специального выступающего желобка на кожухе ведущего диска. Этот желобок позволяет не использовать второе опорное кольцо и обеспечивает изгиб диафрагменной пружины.

Волнистая форма опорного кольца обеспечивает плотное прилегание и оптимальную фиксацию кольца по окружности. Расположенные на диафрагменной пружине опорные кольца иногда по ошибке принимают за транспортировочные фиксаторы. Однако если их снять, диафрагменная пружина не будет изгибаться и сцепление не будет работать.

Эллипс и синус

Потом выяснилось, что и спирально-навитые накладки панацеей не являются. Требования к стабильности веса, равномерности износа накладки и контртела (маховика и нажимного диска), переход на безасбестовые ингредиенты и ряд других условий заказчиков привели к внедрению иного, более совершенного способа укладки нити – по дуге эллипса, направленной от внутреннего кольца накладки к внешнему.

При изготовлении детали тарелка навивочного станка вращалась – да так, чтобы при повороте на 360° нить не ложилась на нить. Тем самым достигалась равномерная плотность укладки, а значит, и прочность изделия. Накладки, полученные таким способом, назвали эллипсонавитыми. Эта технология стала господствующей, а потому будем говорить о ней в настоящем времени.

При изготовлении накладок среднего и большого диаметра (например, для дизельных двигателей грузовиков) применяют более «хитрый» способ укладки нити: по синусоиде, «бегающей» между внутренней и внешней окружностями кольца. Нить при этом укладывается еще более равномерно.

Это сырье, а точнее компонент будущей нити, из которой навивается диск сцепления Сама нить, а точнее «косичка», формируется из нескольких компонентов, включая проволоку

Эллипсонавитые изделия (к ним относят и «синусоидальные») позволили исключить возникновение кольцевых трещин, усреднили кольцевые износы и вылечили многие другие болезни, присущие спирально-навитым накладкам.

Сегодня все производители накладок, как российские, так и зарубежные, выпускают эллипсонавитые изделия. Они легко узнаваемы по характерному рисунку фрикционной поверхности (см. нижнее фото на с. 37).

Диагностика и обслуживание вилки выключения сцепления

Окончательно вилку выключения трансмиссии можно снять, если вытащить ее, расцепить с муфтой выжимного подшипника и снять с шаровой опоры.

Однозначной выбраковке и замене подлежат детали:

• имеющие любые трещины в силовой части вилки или области контакта с шаровой опорой;
• износ опорной точки на шаровой опоре превысил допустимые величины;
• в местах сцепления вилки с выжимным подшипником наблюдается выработка металла и большой люфт.

Кроме того, стоит обратить внимание на отсутствие трещин и порывов резинового чехла вилки. Пыльник подлежит замене новым, если резина постарела, потеряла гибкость и упругость

Ремонт вилки выключения перед установкой

Ремонт вилки практически всегда осуществлялся заменой на новую деталь. В отдельных случаях допускается правка геометрии вилки с помощью медной оправки и молотка, весом не менее 600гр. Деталь предварительно разогревают до температуры 200-230 о С. Более качественных результатов можно добиться при использовании механического или гидравлического пресса. В этом случае правку вилки выполняют в два-три перехода.

Работоспособность исправленной вилки восстанавливается на уровне 70% от нового изделия, поэтому рекомендовать рихтовку можно лишь при незначительной деформации.

Кроме рихтовки, возможно восстановление опорных рабочих поверхностей наваркой специальным электродным материалом на основе никеля или железоникелевого сплава. Наварку выполняют током обратной полярности с периодической проковкой наваренного слоя. После наварки необходимый профиль поверхности получают обработкой на шлифовальном круге с последующей полировкой восстановленного участка микронной наждачной шкуркой.

Перед обратной сборкой узла выключения трансмиссии все поверхности трения, в том числе пазы муфты подшипника и шаровую опору, смазывают консистентной смазкой «Литол 40».

Жидкое стекло

На сегодняшний день полировка воском уже не считается передовой технологией. Покрытие автомобиля составами на его основе не держится долго, быстрее тускнеет и не защищает лакокрасочное покрытие от сколов и царапин. До недавнего времени в фаворе у автолюбителей было покрытие авто виниловой плёнкой, которая с этих позиций действует лучше. Благодаря своим механическим свойствам она прочнее, долговечнее и более безопасна для краски кузова. Однако у неё есть и минусы: и главный из них в том, что она теряет при износе свои внешние свойства. Естественно, любое покрытие рассчитано на определённый срок; так вот, по мере истечения этого срока плёнка начинает тускнеть и облазить с кузова, что выглядит совсем не презентабельно.

Конечно, это не могло не озадачить современную индустрию со всеми её наработками в химии и в области наночастиц. И хотя сегодня «нано» суют куда не лень, в этом случае это слово как раз имеет смысл. Требования к новой технологии были жёсткими до крайности. Покрытие автомобиля должно было придавать кузову вид нового, выдерживать атмосферное воздействие и защищать от механических повреждений лучше, чем это делают аналоги, которые, как мы знаем, и так постоянно совершенствуются. Решение, кстати, было найдено в доавтомобильную эпоху. Сегодня мы знаем его как керамическое покрытие авто.

Жидкое стекло отвечает всем перечисленным требованиям. Его использование обещает плюсы во всём. Но всё ли так радужно? Начнём с того, что у керамического покрытия автомобиля сложный химический состав, в который входят не только силикаты и их соли, но и, например, диоксид титана, тот самый нано элемент, который своими свойствами обеспечивает адгезию и защиту от химических реакций с частицами из внешней среды, уравнивая валентности других ингредиентов состава. Помимо всего прочего, компоновка состава такова, что он не реагирует и на атмосферные растворители вроде воды. Составов для керамической полировки авто на рынке множество и различия между ними могут быть достаточно явственными, однако общее всегда есть: они все созданы на основе песка, то есть диоксида кремния. Поэтому они и называются по-другому «жидким стеклом».

У покрытия автомобиля жидким стеклом множество плюсов. Оно придаёт деталям кузова зеркальный блеск, создаёт для них водо- и грязеотталкивающий слой. Солнечные лучи также отражаются, не создавая для кузова дополнительного нагрева. Ну и главное — камни и мусор, которые на скорости могут сколоть краску до металла, будут отражены этим защитным слоем.

Эксплуатационные требования

Все это обусловлено высокими требованиями к качеству выпускаемого продукта. Тормозные накладки функционируют в очень сложных и агрессивных условиях. Поэтому они должны не только обладать хорошим трением, а и обеспечивать эффективное и безопасное торможение в критических условиях:

• при резких перепадах температуры;
• повышенном загрязнении и запылении механизма;
• попадании воды и разных химически деструктивных веществ.

Вместе с тем фрикционные накладки понижают уровень шума во время трения о тормозной диск или барабан. Если качество материала накладки плохое, то при торможении издается характерный пищащий неприятный громкий звук, который слышал почти каждый человек у проезжей части дороги.

Нюансы при самостоятельном нанесении керамической защиты

Лучше всего наносить керамику на автомобили с заводским лакокрасочным покрытием, достаточно сложно производится обработка (приходится долго отмывать кузов), если поверхность уже покрывали твердым воском. В этом случае на лаке даже после достаточно тщательной мойки заметны пятна, переходы краски. Итак, какие же есть особенности обработки:

отмывать кузовную поверхность желательно с помощью спиртового раствора;
остатки клея, трудноудаляемые пятна хорошо оттираются с помощью химического средства Eulex, при этом совершенно не страдает ЛКП, но нужно учитывать, что нельзя допускать попадания этого состава на неокрашенный пластик, на резиновые уплотнители;
насухо протирать кузов удобно с помощью мягкой светлой ветоши, на белых и желтых полотенцах хорошо видна грязь;
важно поверхность хорошо обезжирить и просушить, если с первого раза не получится нормально положить слой керамики, придется работу делать повторно, а это – лишняя трата немалых средств;
перед нанесением КПК необходимо скотчем заклеить все дверные уплотнители, наружные рамки дверей, пластик. Радиаторную решетку и оптику оклеивать не нужно, это уже лишнее

Не следует клеить скотч перед обработкой керамикой на кузовную поверхность – клеевая основа вступит в реакцию с КПК, после нанесения химического состава лак будет поврежден;
наносится керамика с помощью аппликатора, самые надежные бренды здесь – Gyeon и Ceramic PRO, с аппликатором используются только хлопковые тряпки (лучше специальные, купленные в фирменном магазине), синтетику применять нельзя;

если аппликатор падает, его обязательно нужно промыть и продуть (при возможности заменить), а саму тряпку выкинуть;
температура в помещении должна быть около +18-19 градусов Цельсия, выше не нужно, иначе керамический состав будет слишком быстро сохнуть.

Первый слой на поверхность наносится обильно, если на защитном средстве экономить, высыхать керамика будет неравномерно, появятся заметные переходы. Излишки состава убираются мягким пушистым полотенцем, лучше поверхность проходить за два приема (2-мя полотенцами). Разводы оставлять при этом нельзя, они после высыхания будут заметны. Хорошее качество покрытия достигается с помощью специальной инфракрасной сушки, температура высушивания поверхности выставляется на 60 градусов.

Есть еще множество различных нюансов, поэтому лучше не проводить самостоятельно эксперименты, довериться профессионалам. Нанесение керамики на кузов – трудоемкая, кропотливая работа, поэтому и стоит она достаточно дорого.

голоса

Рейтинг статьи

Популярные производители и их продукция

На рынке автомобильных запчастей представлено достаточное количество сцеплений. Ниже приведем изделия популярных производителей:

Определить некачественное сцепление можно по двум критериям — заниженной цене и низкому качеству комплектующих. Так, в магазинах попадаются детали из Южной Кореи, Испании и Италии. Иногда на продажу выставляется продукция из Франции (но в последние годы все реже).

По качеству сцепление Валио одно из лучших. Оно отличается своей надежностью и доступной ценой. Подтверждением этих слов являются положительные отзывы автолюбителей, которые отдали предпочтение именно этому бренду. В среде водителей сцепление Valeo называется «женским» из-за повышенной плавности и мягкости.

К преимуществам этого бренда стоит отнести большой ресурс и надежность. При правильной эксплуатации сцепления хватит на 150-170 тысяч километров. При этом узлу не страшны высокие температуры и активный режим езды. Что касается маховика, то его и вовсе называют вечным.

Главное преимущество сцепления Luk — демпфирование (снижение) общих вибраций при работе. Это достигается, благодаря специальному гасителю колебаний между двумя дисками сцепления (нажимным и ведомым). Плюсы деталей подтверждают и отзывы автолюбителей из стран СНГ.

Преимущества сцеплений Kraft — мягкость срабатывания, стойкость к высоким температурам, способность эксплуатации в условиях активной эксплуатации, длительный ресурс маховика и сцепления. При грамотной эксплуатации изделие данного бренда сможет прослужить до 150 тысяч километров. Недостаток — частый выход из строя выжимного подшипника, но здесь все зависит от стиля вождения водителя.

О ресурсе

Сколько служат накладки сцепления? Эта величина оговорена в нормативной документации в форме так называемого гамма-процентного ресурса. Но нам с вами привычнее километры. Так вот: АВТОВАЗ требует от изготовителей накладок ресурс 160 тыс. км, за рубежом производители сцепления называют 150 тыс. км пробега.

Доводить сцепление до запредельного износа не следует – при уменьшении толщины накладок начинают работать торцы заклепок. Это приводит, как правило, к пробуксовке сцепления и к появлению кольцевой выработки на контртеле.

Перенаклепка накладок на бывшем в употреблении ведомом диске, по мнению специалистов, восстановит его работоспособность лишь на 80%. Ведь многие другие детали, и прежде всего демпфирующие пружины, уже будут «усталыми». Поэтому лучше менять диск в сборе. И разу­меется, он должен быть с фрикционными накладками от надежного производителя.

В статье использована информация АО «ТИИР»

Фрикционные накладки сцепления: из каких материалов лучше

Эффективность передачи крутящего момента, плавность включения, износостойкость и долговечность сцепления в большей степени зависит от материала, который используется для фрикционных накладок ведомого диска. В данной статье описаны все наиболее популярные на сегодняшний день материалы, которые используют автопроизводители.

Каков итог?

Как вы уже поняли, отказываться от традиционных материалов накладок сцепления стоит далеко не всегда. Помимо высокой стоимости у спортивных сцеплений могут быть и большие недостатки. Причем именно рост термостойкости ведет к их более контрастному проявлению. Несколько улучшить ситуацию может применение оптимизированных под эти фрикционные материалы пар трения.

Со стандартными маховиками и корзинами тюнинговые диски сцепления работают не лучшим образом: они требуют не только более жесткой диафрагменной пружины, но и новых материалов для рабочих поверхностей. Также множество противопоказаний для обычной городской эксплуатации. К тому же на практике не всегда «керамика» действительно ею является. Так называют сразу несколько существенно различающихся между собой по характеристикам и области применения типов сцеплений. И настоящая «керамика» среди них, пожалуй, наименее распространена.

Источник