что такое керамические тормоза
Керамические тормозные колодки, плюсы и минусы.
Керамические тормозные колодки, плюсы и минусы.
Современные автомобили обычно оснащаются исключительно дисковыми тормозами. Подобное решение вполне понятно – надежность, высокая эффективность и простота обслуживания являются несомненными их достоинствами. Но зачастую условия применения оказываются чрезвычайно жесткими, и это порой вынуждает использовать вместо обычных керамические тормоза.
Об устройстве и работе дисковых тормозов
Основными их элементами являются:
— тормозные колодки;
— тормозной диск;
— суппорт с поршнем.
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.
Керамические колодки: плюсы и минусы при использовании на автомобиле
Принимая решение о применении таких тормозов для повседневной езды, стоит помнить о свойствах материала.
Керамические колодки обеспечивают значительные плюсы, например:
— существенно снижают неподрессоренную массу;
— улучшая управляемость и устойчивость автомобиля.
Но в их использовании есть определенные минусы – они обладают высокой стоимостью по сравнению с обычными и хорошо работают при повышенной температуре, т.е. их нужно предварительно разогревать.
Скажем так – не все, что годится для болида Формулы 1, подходит в чистом виде для серийного автомобиля. Чаще всего керамические колодки ставят на дорогие и спортивные машины, которые при любых дорожных условиях будут двигаться с повышенной скоростью. А для перемещения в обычном городском потоке или при езде по проселку на дачу керамические колодки точно не понадобятся.
Многие компоненты и технические решения, используемые в современном автомобиле, проходят проверку на гоночных трассах. Одним из таких элементов являются керамические тормоза. Однако при всех своих достоинствах широкое их применение в обычном серийном автомобиле вряд ли можно признать целесообразным, хотя и здесь возможны разные мнения.
Керамика керамике рознь. Развеем заблуждения
Автолюбители, которые любят высокие скорости, нередко останавливают свой выбор на так называемых керамических колодах: бытует мнение, что они лучше подходят для активного стиля вождения. На самом деле это не всегда так.
Из-за разнообразия информации в интернете у многих людей керамические колодки ассоциируются со спортивными. Путаница возникает из-за того, что для многих автомобилей, и не только гоночных, часто используют карбон-керамические диски. Это более дорогие диски, их применяют на таких машинах как Bugatti Veyron, Porsche Carrera GT, Audi R8, способных развивать высокую скорость. Отсюда идет заблуждение, что слово «керамика» в сочетании с колодками – это спорт. Хотя на самом деле для карбон-керамических дисков требуются специальные колодки и далеко не всегда они имеют в составе керамику.
Этой путанице нередко способствует информация на сайтах различных производителей тормозных колодок, как правило, небольших фирм, позволяющих себе вольности в формулировках для создания маркетингового эффекта. И потребитель попадает в этакую «информационную кашу». Например, на одном из таких сайтов представлена серия колодок под названием Performance Ceramic. Слово Performance должно означать, что колодки предназначены, в первую очередь, для активного вождения. При этом в перечне достоинств перечисляются довольно противоречивые характеристики: тихое торможение, малый износ тормозных дисков и улучшенные тормозные характеристики. При этом не уточняется, в сравнении с какими колодками они обладают «улучшенными тормозными характеристиками». Иными словами, эта характеристика ни к чему не обязывает. Плюс каждый такой производитель вводит еще и свою классификацию типов колодок.
На самом деле отличия тормозных колодок для быстрых и спортивных авто от «гражданских» очень велики. Задачи у них принципиально разные. В спорте главное качество торможения в экстремальных условиях, тут все направлено для достижения результата на соревнованиях. Все остальные характеристики колодок уходят на второй план. Настоящие спортивные колодки отличаются высоким коэффициентом трения и выдерживают очень высокие температуры, их фрикционная смесь состоит только из тех компонентов, которые нужны для высоких нагрузок, а не для обеспечения комфорта или долговечности. Если мы говорим конкретно про автомобили, которые участвуют в автогонках, то тут гонщикам все равно, что эти колодки сильно шумят и «убивают» тормозной диск. Задача таких колодок – «выжить» во время гонки при частом торможении на высокой скорости.
«Керамические» колодки для гражданских автомобилей решают совершенно другие задачи. Помимо безопасности торможения, тут важен ещё и комфорт. Поэтому «гражданская керамика» обладает следующими качествами: отсутствием шумов при торможении, низким пылеобразованием, бережным отношением к тормозному диску и, как правило, несколько меньшим коэффициентом трения (по сравнению с «обычными» колодками из материала класса «low-steel»).
Важно понимать, что «керамические» тормозные колодки на обычных автомобилях не призваны тормозить лучше чем «обычные» колодки. Их задача – обеспечить повышенный комфорт при торможении, поэтому фрикционная смесь «керамических» колодок разрабатывается с учётом понимания первоочередных ожиданий автовладельцев. Когда вы видите на колодках Nisshinbo (или колодках других именитых брендов) надпись «Ceramic», надо понимать, что это значит для покупателя. Все понимают, что керамика в колодках – это хорошо, но мало кто знает, почему именно. Керамика гарантирует, что эти колодки не пылят, не шумят и меньше изнашивают тормозные диски. Да, такие колодки, как правило, дороже обычных, зато они более комфортные, и если все как следует подсчитать – и более экономичные.
Что такое керамика в колодках?
Керамика – неорганическое соединение, хотя такие колодки и входят в группу NAO (безасбестовая органика): в их фрикционной смеси нет стали, но довольно много меди. Само обозначение «керамика» больше маркетинговое (в хорошем смысле этого слова), оно проще для позиционирования колодок на рынке. Вообще, термин «керамика» означает содержание в составе керамических компонентов, на основе оксида кремния (SiO2). Но наверняка в огромном море предложений найдутся «керамические» колодки, где керамики как таковой (в её прямом химическом понимании) нет вообще. Но если производитель дорожит своей репутацией, основные преимущества «керамических» колодок будут соответствовать колодкам этого типа. Поэтому ещё раз обращаем ваше внимание на то, что, купив неизвестные (даже недешевые) «керамические» тормозные колодки, будьте осторожны и не испытывайте их на прочность в уличных гонках.
Отдельная история – это карбоно-керамические диски. Они легче обычных и выдерживают более высокие температуры. Но это тоже очень узкая сфера. Повторимся, что тут мы говорим о довольно дорогих автомобилях или об автогонках. Для таких дисков, естественно, нужны специальные тормозные колодки. Например, Textar выпускает специальные колодки для таких дисков, но для гражданских машин в продаже их нигде не найдешь.
Отличия керамических колодок от их предшественниц
Основное преимущество керамических колодок перед металлизированными (изготовленными с применением металлического волокна) заключается в отсутствии этого самого волокна. Безусловно, сталь эффективно отводит образующееся в процессе торможения тепло, но она же является источником характерного скрипа тормозов. Кроме того, сталь обладает абразивными свойствами, что приводит к повышенному износу тормозных дисков. Использование вместо стали смеси меди и керамики позволило новым тормозным колодкам эффективно противостоять воздействию высоких температур, обладать большей теплопроводностью и износоустойчивостью. Помимо этого значительно снизился износ тормозных дисков и издаваемый при торможении шум. Характерный скрип тормозов исчез, так как керамический композит гасит шум, перенося основные колебания в диапазон, не воспринимаемый человеческим ухом.
Другой секрет бесшумной работы кроется в нанесении на поверхность колодки скосов и проточек и использовании изолирующей прослойки.
Скосы (или фаски) наносятся на боковые поверхности колодки и обеспечивают плавное увеличение тормозного усилия при соприкосновении колодки с поверхностью тормозного диска в начале торможения. Кроме того, скосы немного снижают площадь соприкосновения колодки, что также способствует снижению шума.
Проточки наносятся на рабочую поверхность вертикально, горизонтально либо по диагонали. Они служат для смещения частоты возникающих звуковых колебаний выше порога их восприятия человеческим ухом. Кроме того, проточки служат для удаления пыли и газов, возникающих в следствие трения и препятствующих дальнейшему торможению.
Изолирующая прослойка, в свою очередь, поглощает и рассеивает вызывающие шум колебания.
Еще одним преимуществом керамических колодок является отсутствие пыли. То есть пыль то, конечно, от них есть. Любой фрикционный материал образует пыль в процессе износа. Только керамические колодки образуют ее намного меньше, она имеет более светлый оттенок и не так обильно оседает на деталях автомобиля. Так что с применением керамических колодок, ваши колесные диски будут выглядеть намного опрятнее.
Применение керамического композита позволило значительно увеличить срок службы тормозных колодок. Согласно проведенным исследованиям, этот срок в полтора раза превышает показатели колодок предыдущего поколения, для которых аналогичный срок службы мог быть достигнут только в ущерб показателям шума и эффективности торможения.
В заключение хотелось бы отметить, что цена комплекта керамических тормозных колодок незначительно превосходит цену обычных. При обилии эксплуатационных преимуществ это делает выбор в пользу керамики весьма оправданным.
Интересная статья о керамических тормозных колодках
21 век-век инноваций. Они коснулись буквально всех аспектов жизни человека. И создание керамических тормозных колодок — прямое тому доказательство. Однозначно они заслуживают внимания и по многим причинам. Еще в начале 90-х годов крупные производители тормозных колодок задумались о применении керамического элемента во фрикционе колодок. Результаты превзошли ожидания. Тормозные колодки на керамической основе обладали настолько выдающимися характеристиками, что ими стали укомплектовывать серийные автомобили. Этот факт стал стимулирующим для рынка и дал толчок для независимых производителей в качестве аналогов для автомобилей выпущенных ранее.
Главным и очень существенным отличием керамических колодок от органических (с металлизированными волокнами) является отсутствие самого волокна. Металл, несомненно, хорошо отводит тепло образующееся в процессе трения. Но эта же сталь является основной причиной скрипов в тормозной системе. Помимо этого сталь достаточно абразивная, что ведет к повышенному износу тормозных дисков. В результате долгих испытаний было принято решение вместо стали использовать смесь медной стружки и керамического компонента. Это сделало более эффективным противостояние высоким температурам, обладать большей теплопроводностью и износоустойчивостью. При этом значительно снизился износ тормозных дисков и шум, возникающий при торможении. Этот шум исчезает благодаря физической особенности керамики, которая переносит главные колебания в диапазон неслышимый человеческим ухом.
Еще одним важным фактором снижающим уровень шума в тормозной системе являются скосы и проточки, использование изолирующих прокладок. Скосы позволяют сделать увеличение тормозного усилия более плавным при начале контакта колодки с тормозным диском. Скосы уменьшают пятно контакта колодки с диском, что в свою очередь снижает уровень шума.
Проточки так же играют свою роль в снижении шума, так же способствует выводу отработанного фрикциона из пятна контакта диска с колодкой.
Еще одним положительным фактором «за» использование керамических колодок — минимальный выброс пыли. В трении этот фактор неизбежен, так как какими бы не были инновации — законы физики никто не отменял. В органических колодках процент выброса гораздо больше чем у керамики. Казалось бы, этот фактор не так важен, но порой фрикционной пыли бывает очень много. При использовании керамики выброс пыли в разы меньше и она сама по себе светлого цвета.
Замечено что керамика в 1,5 раза повышает срок эксплуатации комплекта колодок по сравнению с органическими аналогами. Примечательно, что это происходит без ущерба для эксплуатационных характеристик самой колодки.
Цена керамических колодок, несомненно, выше, чем органика, но при обилии эксплуатационных преимуществ это делает выбор в пользу керамики очень оправданным.
Особенности керамических тормозов
Тормозная система должна быть надежной, выдерживать максимальные нагрузки и эффективно обеспечивать торможение автомобиля при любых условиях. Но этими качествами похвастаться дисковые тормоза могут не всегда. Несмотря на свою эффективность, порой они далеко не стабильно выполняют свои функции в экстремальных условиях эксплуатации. Для компенсации этих негативных свойств стали применять керамические тормозные диски и колодки, способные работать при повышенных температурах. Из статьи узнаем, что такое керамические тормоза и каковы их особенности, сравним тормоза данного типа с обычными дисковыми тормозами, а также выявим их плюсы и минусы.
Отличия керамических тормозов
Основными элементами дисковых тормозных механизмов являются:
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.
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:
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.
Плюсы и минусы керамических тормозов
Начнем с преимуществ керамических тормозов, часть из которых уже была перечислена в предыдущем пункте:
Переходим к минусам керамических тормозов:
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.
Заключение
Итак, нужны ли вам керамические тормоза? Подумайте о том, куда вы ездите и как вы это делаете. Если вы любитель быстрой, спортивной езды, то трата на керамику будет оправдана. Если же основным вашим передвижением является спокойная езда по городу, то в керамических колодках нет необходимости.