Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

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, особенно, если вы ездите аккуратно? А если что-то случится, например, экстренное торможение, окончившееся в бампере впереди идущего авто, то винить вы, скорее всего, будете не колодки, а самого себя. Даже если причина, на самом деле, в плохих колодках.

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. Специально для этого я отправился в город Тверь, где в промзоне на окраине расположен небольшой «колодочный» завод.

О производстве тормозных колодок

История этого производства началась в 2011 году, когда один из европейских «автокомпонентных» брендов решил открыть в России завод по производству тормозных колодок для поставки на конвейеры автозаводов, выпускающих автомобили иностранных марок. Таким образом, производители могли бы увеличить процент локализации своих автомобилей в том числе за счет колодок.

Производство было спроектировано европейскими специалистами. Был осуществлен подбор оборудования, разработана оптимальная рецептура фрикционных смесей.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Продукция перемещается по технологической цепочке на тележках как в супермаркете. В условиях небольшого производства это оказалось очень удобно. Такое вот ноу-хау!

Кризис внес свои коррективы – долгожданных заказов от автозаводов не последовало, и вскоре доля иностранцев в бизнесе была выкуплена российскими партнерами.

В 2014 году началась история торговой марки Kotl, работающей на вторичный рынок. Сегодня мощность производства составляет 500 000 комплектов колодок в год, на заводе работает 58 сотрудников.

Номенклатура составляет 225 наименований колодок, преимущественно, для иномарок.

Теперь пройдемся по технологической цепочке.

Каркас колодки

Тормозная колодка состоит из металлического каркаса и приформованной к ней фрикционной части. Соответственно, первый этап – это изготовление каркаса.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента Процесс вырубки и механической обработки каркасов 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.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

От листа металла — до заготовки каркаса

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.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Изготовление оснастки и пресс-формы

Часть «сторонних» каркасов выполнена методом лазерной резки.

Фрикционная смесь

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, в том числе, KOTL, 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 KOTL для своих смесей выбрали 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.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Кевлар, металлошерсть, пыль трения и готовая фрикционная смесь

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.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Формирование смеси происходит в специальном миксере

Компоненты смеси смешиваются в определенной пропорции (согласно технологической карте) в специальном миксере по особой программе. После этого смесь выстаивается, и попадает в цех прессования.

Прессование

Этот этап начинается с предпроизводственной подготовки ранее изготовленных каркасов. Они подвергаются машинной дробеструйной очистке – удаляются окалины, окислы и заусенцы.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Дробеструйная установка

Формируется поверхность для максимальной адгезивности.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента Каркасы до и после дробеструйной обработки Далее на каркас наносится термостабилизационный клей (российского производства). Подготовленные таким образом каркасы поступают на участок прессования, где смесь соединяется с каркасом.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

  • 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.
  • Горячее формование

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.

Термостабилизация

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.

Печь для термостабилизации 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).

Колодки со специальным покрытием не требуют приработки и эффективны с первого нажатия на педаль. Но не будем отходить от темы, ведь нас ждет следующий этап жизненного цикла тормозной колодки – механическая обработка.

Механическая обработка

  1. 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).
  2. После этого колодки направляются на покраску.

Покраска

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 каждом этапе осуществляется визуальный контроль качества.

Комплектация

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.

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.

Источник

Особенности производства тормозных колодок

Тормозные колодки представляют собой один из самых важных элементов транспортного средства, ведь от их корректной работы во многом зависит управляемость автомобиля, а также показатели безопасности при езде на машине. В то же время, многие автовладельцы пренебрегают значимостью данного узла, устанавливая вместо изношенных оригинальных запчастей более дешевые аналоги от неизвестных производителей.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

И правда, зачем платить больше? Особенно, если вы уверены в том, что ездите с предельной осторожностью. Но вот для людей, которые ценят безопасность, приобретение качественных комплектующих является просто незаменимым.

В то же время, известный бренд – не всегда является гарантией долговечной и надежной работы элемента. Особенно, если принять во внимание просто огромное количество поддельных колодок, которые присутствуют сейчас на рынке.

Чтобы избежать приобретения некачественных элементов, важно понимать процесс производства тормозных колодок, а также понимать их устройство. Обо всем этом мы и поговорим сейчас.

Каркас

Производство и оборудование тормозных колодок предполагает наличие каркаса из металла, а также приформированного к нему фрикционного элемента. Основной составляющей тут выступает каркас, так что именно с него необходимо начинать описывать производственный процесс.

Читайте также:  Утечка тока в автомобиле: как проверить?

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Изготовление детали происходит с помощью таких приспособлений, как вырубные штампы, а также механические и гидравлические прессы. В качестве сырья берут листовой металлопрокат.

С него же делают не только сам каркас, но также крепежные элементы для датчиков и других дополнительных элементов.

Некоторые модели (особенно это касается импортных автомобилей) изготавливают с помощью метода лазерной резки.

Видеообзор по производству тормозных колодок:

Фрикционная смесь

Далее изготовление тормозных колодок предполагает работу с фрикционной смесью. Основная задача у производителей тут состоит в том, чтобы добиться оптимального параметра коэффициента трения, независимо от того, до какой температуры будет нагреваться колодка в ходе своей эксплуатации. Если говорить о числовом значении, то параметр должен находиться в диапазоне 0,35-0,45.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

В устройствах такого типа используется низкометаллическая фрикционная смесь. От конкретного состава и особенностей прессования во многом зависят конечные характеристики готовых колодок.

В качестве матрицы сейчас используются различные синтетические волокна. Они отличаются большой стабильностью, при этом вещества намного безопаснее асбеста, который применялся ранее.

Роль наполнения исполняют бариты и мелы. В составе также можно найти ряд модификаторов трения, таких как порошок из меди. Последние предназначены для того, чтобы стабилизировать трение.

Достаточно часто также добавляют скорлупу кешью и другие компоненты.

Смесь формируется в специальном миксере. Когда все будет готово, фрикционная смесь настаивается, после чего она подпадает под прессовку.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Прессование

Необходимым оборудованием для производства тормозных колодок являются прессы. Прежде всего, из каркасов колодок устраняются окислы, заусенцы и прочие дефекты. Затем элементы покрываются термостабилизационным клеем.

Также будет интересно:  Как правильно доливать масло в двигатель автомобиля

Далее смесь засыпают в специальную форму, которая отличается для каждой конкретной модели колодок, после чего приступают к прессованию. Тут используют горячий метод, в результате чего уже на начальном этапе из смеси устраняются газы. Работы происходят под тщательным контролем компьютерных систем, что позволяет избежать пере- или недопрессовки.

Когда процесс прессования окончен, агрегаты подвергаются термостабилизации.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Термостабилизация

Процедура предполагает периодическое нагревание и остывание элемента. Все это занимает около 8-12 часов, исходя из типа конкретной колодки (к примеру, модели для коммерческих авто прожигаются дольше, тогда как для легковых машин требуется не так много времени).

За температурой следят специальные датчики, расположенные в разных зонах. Этот этап является крайне важным, так что если показатель отклонится от нормы, сразу же поступает тревожный сигнал. В ходе термостабилизации смолы окончательно спекаются.

Чтобы коэффициент трения был максимально высоким, на колодки наносят специальное покрытие. В то же время, его стоимость достаточно высокая, так что на бюджетных колодках покрытия не найти. Детали с покрытием отличаются своей эффективностью, при этом для них не требуется приработка.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Механическая обработка

Затем производственный процесс предполагает механическую обработку элементов, чтобы придать им нужную форму, которую рекомендует производитель. Также тут делается пропил.

Если вас интересует вопрос о том, для чего нужен пропил в тормозных колодках, то это необходимо для того, чтобы отводить «мусор». Что же касается скосов, то они обеспечивают лучшую притирку, а также уменьшают шумовую нагрузку.

Покраска

Затем детали покрываются антикоррозионной порошковой полимерной краской. На все требуется около 45 минут, после чего выходит практически готовый элемент тормозной системы.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Комплектация

Финальный этап производства тормозных колодок предполагает маркировку элементов, а также установку дополнительных приспособлений (пластин, пружинок, датчиков). Далее колодки закатывают в специальные пленки и упаковывают в коробку. Но перед тем как попасть к конечным пользователям, детали должны быть протестированы.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Тестирование

Из каждой партии проверяется несколько образцов. При этом тестируют отрыв, сжимаемость, возможность изменения толщины, исходя из температурного режима и другие параметры. Только если все показатели будут находиться в пределах нормы, тормозные колодки отправляются на прилавки.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Что в результате

Итак, мы описали технологический процесс производства тормозных колодок. Разобравшись с тем, как изготавливают подобные элементы, вы сможете более тщательно понять принцип работы узлов, а также поймете, как лучше выбирать подходящие комплектующие для своего авто.

А далее видео о том, как можно самостоятельно сделать тормозные колодки для автомобиля:

Путь тормозной колодки | Автокомпоненты. Бизнес. Технологии. Сервис

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

Вряд ли стоит говорить о том, насколько высокотехнологично производство современных тормозных колодок. Деталь, на первый взгляд кажущаяся довольно элементарной, на самом деле представляет собой квинтэссенцию передовой инженерной мысли и выдающихся конструкторских решений. Познакомиться с ними поближе нам удалось в ходе подробной экскурсии по одному из самых совершенных, оборудованных по последнему слову техники производств, как уже было сказано выше, – заводу концерна TMD Friction, расположенному в немецком городке Леверкузен.

Ну а прежде чем перейти к собственно технологиям, имеет смысл сказать несколько слов о компании, любезно распахнувшей двери предприятия и посвятившей нашего корреспондента в святая святых своего производства.

Сегодня в штате TMD Friction насчитывается около 5000 сотрудников, которыми изготавливается 1 млн тормозных колодок ежедневно на 14 заводах концерна, разбросанных по всему миру. Оборот – примерно 700 млн евро в год.

Эти цифры позволяют с полным правом назвать  корпорацию TMD Friction – Nisshinbo Group Company – крупнейшим глобальным производителем в данном сегменте.

Перечислить всех потребителей продукции TMD Friction в рамках нашей публикации просто физически невозможно – список получится слишком длинным.

Отметим лишь самое главное – среди них буквально все ведущие производители автомобильной техники самых разнообразных типов (грузовые и легковые автомобили, автобусы и спецтехника и т.д.), а также поставщики тормозных систем в сборе (суппорт, тормозной диск и проч.

) на конвейеры автозаводов. Это и ATE (Continental), и Bosch, и Knorr-Bremse, и MANDO, и Meritor, и MOBIS, и TRW, и многие-многие другие.

Фолькер Биркхольц, ведущий технический специалист TMD Friction:

– Среди наших партнеров по направлению OEM многие известные производители тормозных систем. Они получают наши колодки, комплектуют ими свои суппорты.

Но эти суппорты идут только в новые автомобили, сходящие с конвейеров ведущих автопроизводителей. То есть эта кооперация осуществляется исключительно в ОЕМ-секторе.

На вторичном рынке все совершенно иначе – мы самостоятельно через собственную товаропроводящую сеть распространяем нашу продукцию по всему миру.

Структура бизнеса TMD Friction дифференцируется следующим образом:

  • Долю в 32% занимают колодки, которыми комплектуются новые автомобили, сошедшие с конвейера.
  • 25% идут на авторизованные (дилерские) сервисы автопроизводителей (OES), это колодки, лежащие в упаковке с маркировкой автопроизводителя, так называемые «оригинальные» детали.
  • 43% занимает вторичный рынок – продукция под собственными брендами.

Приведенное соотношение, конечно же, может изменяться от года к году в зависимости от ситуации на рынке, но общий порядок цифр постоянно остается примерно таким.

Что, собственно, вполне понятно – экономика циклично переживает то взлет, то падение, промышленность и технологии модернизируются.

Если в мире выпускается много новых автомобилей, то TMD Friction переносит максимальное внимание на сектор первичной комплектации, если, как сейчас, наблюдается спад в автопроизводстве – большее количество продукции идет на вторичный рынок и в сервис.

Ну а кроме этого, ввиду того что компания представлена по всему миру, ее заводы есть почти на всех континентах, спрос получает еще и региональную тенденцию.

Например, в Европе автомобилей в последние годы выпускалось все меньше, а в Китае и Индии – больше. Ситуацию определяет уже локальный спрос – товарные потоки перераспределяются, но общее производство не сокращается.

Одним словом, все сбалансировано, на том TMD Friction и стоит.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

И такой важный момент обязательно нужно учитывать. Приведенные  цифры показывают только, в каких направлениях работает компания. Качество материала, технологии производства, спецификации – все эти параметры продукции, предназначенной для вторичного рынка, абсолютно идентичны конвейерным поставкам. Это принципиально важно.

Вершину линейки TMD Friction венчает «конвейерный» бренд Textar. Mintex и Don – ценовая альтернатива.

Разница обусловлена главным образом разнообразием рецептур фрикционной смеси: при производстве колодок Textar используется 200–250 рецептов фрикционной смеси.

При этом количество артикулов у всех этих брендов (Textar, Mintex) одинаково – около 1200; в каждой оригинальной колодке от TMD Friction присутствует порядка 25 компонентов.

Сырье для производства фрикционной смеси идет самое разное, поскольку различные типы и виды колодок, предназначенные для различных видов транспортных средств, регионов эксплуатации, нагрузок и проч.

, должны отвечать различным требованиям и обеспечивать различные характеристики. Мощность, комфортность, шумность, эффективность, износостойкость тормозной колодки и проч.

параметры напрямую зависят от используемой фрикционной смеси – сырьевой композиции фрикционного слоя.

Сегодня особую актуальность приобретает проблематика присутствия меди в составе фрикционной смеси. Смываемая сточными водами с дорожного полотна, она может очень негативно влиять на окружающую среду.

Сейчас в мире тормозные колодки дифференцируют на три класса: колодки, содержащие медь; колодки, содержащие медь в малых количествах (содержание меди во фрикционном слое менее 5%), и колодки без меди (если доля меди в составе фрикционного слоя менее 0,5%).

В TMD Friction очень внимательно относятся ко всем аспектам производства, стараясь обеспечить максимально возможную экологичность и эффективность процесса.

Поэтому тепло, выделяемое при работе очистной установки – внушительного экологического комплекса, – идет на обеспечение энергетических потребностей основного производства: местного отопления, работы кондиционеров, прессов и проч.

В итоге получается очень экономная, эффективная и практически безотходная система.

Но самое примечательное здесь вот что.

Производитель может полностью избавиться от меди – а вы представляете, скольких сил это будет ему стоить, скольких средств, вложенных в разработку, переоснащение производства, корректировку логистических каналов, создание новых не менее эффективных фрикционных смесей и проч., потребует, – но колодка попадает в сервис, и там при замене… жирным-жирным слоем накладывается медесодержащая паста (медная смазка). Впрочем, данное обстоятельство не останавливает TMD Friction в стремлении создавать и производить все более и более совершенные колодки, отвечающие самым современным требованиям как технико-технологического, так и экологического характера. И параллельно, естественно, проводить активную разъяснительно-просветительскую работу со своими партнерами, потребителями и т.д.

Вот, в общем-то, мы и подошли к самому производству как таковому. Ну что ж, пойдем по порядку. Итак, путь тормозной колодки, как и любой другой детали, начинается с прототипа. Прежде чем колодка поступит в серию, готовится до 300–400 шт. прототипов для проведения всевозможных испытаний и исследований. Цех по изготовлению прототипов есть и в Леверкузене. 

В отличие от серийной продукции изготовление прототипов – фактически ручная работа на небольших прессах: фрикционная смесь наносится вручную (в зависимости от предназначения колодки накладываются промежуточный и дополнительный слои), то есть именно вручную складывается весь колодочный «бутерброд». Потом происходят прессование и закалка при различных показателях давления и температуры. Затем шлифовка и формирование. Еще одна термообработка – скорчинг  для минимизации приработки.

Испытания – неотъемлемая часть производственного процесса, приобретающая в последнее время все большее значение – качество колодок должно соответствовать тем требованиям, которые необходимы потребителю. Предусмотрено два вида испытательных стендов. На первых используются определенные массы, моделирующие автомобиль.

Проверяются такие показатели, как износ, разрыв, коэффициент трения (абсолютный показатель и его стабильность) и проч., в наибольшей степени связанные с механическими свойствами колодки. Второй тип стендов – это скорее кабины, где контролируется уровень шума, моделируются различные условия эксплуатации тормозной колодки: высокие и низкие температуры, дождь и др.

Читайте также:  Села аккумуляторная батарея: как можно открыть автомобиль?

погодные условия, влияющие на процесс торможения. 

Фолькер Биркхольц:

– Скрип может быть спровоцирован диском, суппортом, крепежной системой и  т.д. – именно это все испытывается на этих стендах.

Мы специально вызываем неприятные звуки при различных погодных условиях, степени влажности и проч., замеряем их частоту и по частоте определяем, какая деталь или ее часть вызывает шум.

Таким образом, нам удается совершенно точно вычленить проблему для наиболее продуктивного ее устранения.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

В одном только Леверкузене 14 испытательных стендов. Температурные режимы – от минус 20 до плюс 50, влажность – до 80%. Кроме того, испытательное подразделение располагает весьма обширным парком автотехники, как грузовой, так и легковой.

Машины оснащаются специальным оборудованием, способным измерять температуру колодки, тормозных дисков, всевозможные показатели на осях и проч. Это оборудование и его программное обеспечение идентичны во всех автомобилях, будь то спорткар премиум-марки или же бюджетный семейный универсал.

Проводится минимум 130 испытаний различных видов, каждое из которых со своей четкой программой.

Но вернемся непосредственно в производственные цеха. По аналогичной технологии изготавливаются и серийные колодки, только в гораздо более автоматическом режиме и в значительно больших количествах. При этом процесс производства всех видов и типов тормозных колодок практически идентичен.

В цехе смешения происходит смешивание различных видов сырья для производства фрикционного материала. В зависимости от объемов используются различные емкости и миксеры. Некоторые присадки могут добавляться и вручную, но основные компоненты поступают автоматизированно по магистралям со склада. Смесь в обязательном порядке взвешивается и проверяется.

При любом несоответствии приготавливаемой рецептуре смесь бракуется – установка автоматически отключается, и смесь не поступает на производство. Не существует никаких допусков «плюс-минус» несколько граммов, даже самых минимальных, – количество выверяется вплоть до миллиграммов. Производство почти стерильное: любые примеси (фрагменты упаковки, производственный мусор и проч.

), и в том числе обычная пыль, должны быть исключены.

Несущая пластина тормозной колодки, как правило, выполняется из стали (различные виды стали), но может быть сделана и из других материалов: алюминия, чугуна, всевозможного литья. На пластину наносится клеевой слой.

Значение этого клеевого слоя сложно переоценить – он подвергается максимальным нагрузкам в процессе эксплуатации колодки и должен на протяжении всего срока ее службы обеспечивать безупречную плотность соединения фрикционного слоя с пластиной. Очень важно, чтобы фрикционная масса не отрывалась от пластины, не деформировалась, не смещалась.

Если фрикционная масса оторвется, деформируется, то машина не сможет затормозить с должной эффективностью, что чревато самыми негативными последствиями.

На тормозных колодках большого размера, главным образом это касается колодок грузового транспорта, делаются специальные крепежи для того, чтобы еще сильнее зафиксировать тормозную массу на пластине.

Приспособления могут быть самыми разными: литые шипы, винтовые штифты, металлическая решетка и проч. Все эти механические приспособления, дополнительно удерживающие фрикционный слой, необходимы для тех колодок, которые испытывают наиболее сильную тормозную нагрузку.

Это прежде всего мототехника и грузовики. Естественно, спорт. Все это запатентованные технологии концерна TMD Friction.

Поверх пластины накладывается промежуточный слой. Одна из основных его задач – поглощение возникающих в процессе торможения вибраций и тем самым предотвращение появления неприятных посторонних шумов и свиста. Впрочем, надо сказать о том, что для решения данной задачи используется целая совокупность разнообразных мер, но нанесение промежуточного слоя – одна из самых важных.

Далее идет основной слой, после чего колодка прессуется, закаливается и шлифуется. Для каждой формы колодки при прессовании используется своя оправка. Все инструменты имеют ограниченный срок годности, они стираются, их приходится заменять. До 5000 евро может стоить такая оправка.

Прессовка осуществляется на циркулярном прессе, оснащаемом оборудованием различных видов – от 18 до 24 позиций. Заполняется он очень быстро – от 2 до 4 минут. Эта круговая система позволяет безостановочно прессовать такое количество колодок, какое необходимо для каждой конкретной партии.

После пресса колодка закладывается в печь. В зависимости от требования заказчика происходит тепловая обработка: установленное время (до 1–2 часов) при определенной температуре (от 120–150°С до 230–250°С).

На уже готовом продукте во время шлифовки колодкам придают определенную толщину и в зависимости от модификации они получают определенную форму.

Затем колодка покрывается антикоррозионным слоем, производится маркировка – наносятся  основные данные колодки.

В случае с ОЕ это бренд автопроизводителя, обозначение производителя тормозной системы, номер фрикционного материала, название производителя колодки.

Вот, собственно, на этом и кончается производственный цикл, и готовая тормозная колодка направляется к потребителю – неважно, на первичную ли комплектацию или же на вторичный рынок.

Еще раз отметим – в любом случае все технологические процессы, используемые материалы, сырье и проч. будут абсолютно идентичны.

Именно в этом и видят основной рецепт эффективного торможения, а значит, и успеха своего дела специалисты TMD Friction.

Состав тормозных колодок: конструкция и нагрузки

Тормозные колодки – наиболее важный элемент тормозной системы. Именно от них зависит эффективность работы тормозов.

Хорошие, правильные колодки будут не только долго и надежно выполнять свои функции, но и сохранят тормозной диск или барабан целым и невредимым долгие годы.

Наоборот, плохие, некачественные колодки могут испортить тормозной диск, проделав в нем глубокие канавы, и т. д.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элементаТормозные колодки для дисковых тормозов

Тормозные колодки бывают разными. Причем речь идет не о конструкции и дизайне, а в первую очередь о материале фрикционных накладок, которые собственно и осуществляют торможение. Фрикционных смесей на сегодня существует превеликое множество.

У каждой фирмы своя рецептура и свои ингредиенты. В состав смеси могут входить 15 и более различных компонентов. Их пропорции четко выдержаны.

Любое изменение доли того или иного компонента может существенно изменить свойства будущих тормозных накладок, вплоть до их полной неработоспособности.

Основа фрикционной смеси – армирующий компонент. Именно от него зависит прочность, термостойкость и стабильность тормозных свойств изделия. В последние годы сложились устойчивые виды фрикционных изделий, получивших свое название, именно основываясь на их армирующем компоненте. Выделяются асбестовые, безасбестовые и органические (на основе органических волокон) компоненты.

Первые, как видно из названия, в качестве армирующего элемента используют асбест. Вредность этого материала для человека уже стала притчей во языцех.

Во многих руководствах по ремонту и обслуживанию автомобилей говорится, что менять асбестосодержащие тормозные колодки и даже снимать колеса (если у вас такие тормоза) необходимо предельно осторожно, заблаговременно позаботившись о защите органов дыхания и зрения.

Безасбестовые представляют собой фрикционный материал, в котором роль армирующего компонента выполняют иные составляющие. Это может быть стальная вата, медная, латунная стружка, различные полимерные композиции и т. д.

В бюджетных колодках производители используют смесь органических и неорганических волокон, балансируя между коэффициентом трения, изностойкостью и конечной ценой колодки.

Если речь идет о дорогих колодках, хотя и предназначенных для дорожных автомобилей, то производители могут включать гранулы мягких металлов и искусственного графита, кевларовых и карбоновых волокон, таким образом увеличивая термостабильность фрикционного материала.

Самые современные на данный момент фрикционные материалы выполняют на основе органических волокон. У таких колодок наилучшие тормозные свойства.

Недаром именно они устанавливаются на современные болиды Формула-1, где нагрузки на тормоза (по меркам городских автомобилей) просто запредельные. Ведь им приходится за считанные секунды или даже доли секунды снижать скорость машины с 300 до 60 км/ч.

К сожалению, как и любых высокотехнологичных и наукоемких изделий, стоимость таких колодок доступна лишь таким «денежным» видам автоспорта.

И еще раз вспомним о тепле. Колодки также должны охлаждаться, но, в отличие от дисков, они как раз должны не пропускать тепло через себя.

Нагреваясь, сами, они обязательно начнут греть рабочие тормозные цилиндры, а они, в свою очередь, тормозную жидкость, и если она закипит, тормоза перестанут работать, со всеми вытекающими последствиями.

Вот почему столь важно обеспечить тепловой барьер между фрикционными накладками и металлической основой тормозной колодки.

Нагрузки на передние и задние тормозные колодки

При торможении передние тормозные колодки испытывают основную нагрузку, поэтому они изнашиваются быстрее задних тормозных колодок. Часто приходится слышать, что пока поменяешь задние тормозные колодки, износишь три раза передние тормозные колодки. В принципе, соотношение 1:3 верное.

Многие производители ставят на передние и задние тормозные колодки специальные устройства, предупреждающие об износе этого компонента. Они бывают механические и электронные. В первом случае изношенная задняя или передняя тормозная колодка начинает неприятно скрипеть. Во втором – в случае износа передней или задней тормозной колодки на панели приборов зажигается специальный индикатор.

При замене тормозных колодок лучше поменять все колодки. Например, если вы меняете задние тормозные колодки, то поменяйте колодки сразу на обоих задних колесах. В случае передних тормозных колодок поступайте аналогично. Это позволит избежать ситуации, когда новые и уже износившиеся колодки будут по-разному тормозить колеса, отчего автомобиль будет терять в управляемости.

Фрагменты статьи Ю.Буцкого и В.Карпицкого “О тормозных колодках потребителю – только факты”

Физика безопасности

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элементаТормозные колодки для барабанных тормозов

Фрикционная накладка- важнейшая деталь тормозной колодки. Основные ее задачи- получение необходимых сил трения в процессе торможения и обеспечение стабильности коэффициента трения при изменении скорости вращения тормозного диска и давления в системе. Естественное желание изготовителей автомобилей (как, впрочем, и разработчиков и производителей тормозных накладок)- получение коэффициента трения, близкого к константе при любых условиях эксплуатации. Выполнить это требование нелегко, о чем свидетельствует весь мировой опыт. Можно говорить лишь о поиске оптимального сочетания свойств накладки.

Большинство современных тормозных накладок имеет коэффициент трения 0,35-0,45.

Почему так? Чем плохи значения 0,28 или, положим, 0,55? С первой цифрой все понятно: заниженные фрикционные свойства приводят к увеличению времени торможения и тормозного пути, что отрицательно сказывается на безопасности.

А хороши ли высокие фрикционные свойства? На первый взгляд — да. Но только на первый. На деле же увеличение коэффициента трения сужает диапазон воздействий на педаль от начала торможения до блокировки колес. И начинаются неприятности.

Судите сами: блокировка приводит к скольжению или юзу. Это недопустимо, как минимум, по двум причинам. Во-первых, ухудшаются устойчивость и управляемость автомобиля.

Ведь сцепление колес с дорогой становится одинаковым во всех направлениях — что в курсовом, что в боковом.

Во-вторых, увеличивается тормозной путь, поскольку сцепление с дорогой при скольжении колес значительно меньше, чем при качении.

Поэтому при высоком коэффициенте трения накладок требуется осторожность в «топтании педали», определенные навыки вождения и быстрая реакция. Особо опасны дороги, где чередуются участки с хорошим и плохим сцеплением колеса.

Например, асфальт, гололед, асфальт, снег, снова гололед и это тянется на много километров. Или так: слева асфальт, а справа, ближе к обочине, жидкая грязь. В подобных ситуациях на машинах без ABS торможение может привести к потере управляемости и непредсказуемым последствиям.

Читайте также:  Почему хрипит динамик в авто?

Такие случаи особенно опасны в условиях интенсивного движения с высокой скоростью.

О конструкции: взаимодействие осей

В подавляющем большинстве случаев на передней и задней осях автомобиля устанавливаются разные тормозные механизмы. Секрет прост: осям требуется неодинаковая эффективность торможения.

Сегодня на многих легковых автомобилях и легких грузовиках наиболее распространена система Д-Б — то есть с дисковыми механизмами на передней оси и барабанными — на задней. Тормозные накладки в этих схемах различны — и по технологии изготовления и по набору компонентов фрикционной композиции.

Однако они должны правильно взаимодействовать, то есть иметь согласованные фрикционные характеристики.

Напомним, что опережающая блокировка колес передней оси нарушает управляемость автомобиля, а опережающая блокировка колес задней оси приводит к потере устойчивости, провоцируя занос и опрокидывание.

Поэтому эффективность торможения каждой из осей должна находиться строго в своих рамках — это и есть основа безопасности.

Коэффициент трения зависит от давления между накладкой и контртелом (диском или барабаном), от скорости и, конечно, от температуры.

Более стабильными являются дисковые тормозные механизмы. Они в меньшей степени теряют эффективность с ростом указанных факторов. Кроме того, им не так страшно попадание воды, масла и грязи на поверхности трения. А вот накладки барабанных тормозов более капризны.

Многие знакомы с ситуацией, когда после форсирования большой лужи барабанные тормозные механизмы просто-напросто перестают работать. При интенсивном пользовании тормозами эффективность торможения каждой из осей автомобиля изменяется — причем (внимание!) не пропорционально друг другу.

Отсюда видно, сколь легко может быть нарушено правильное взаимодействие передних и задних механизмов в процессе торможения.

Из чего делают тормозные диски и колодки

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

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.

Как изготавливают тормозные колодки: особенности производства элемента

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.

Тормозные колодки: конструкция, свойства, эксплуатация

Исправная тормозная система автомобиля — это гарантия безопасности водителя и пассажиров на дороге. С этим трудно не согласиться. Безусловно, исправность каждой детали тормозной системы имеет огромное значение. Но, пожалуй, одним из важнейших элементов тормозной системы являются тормозные колодки.

Ведь именно от состояния тормозных колодок во многом зависит эффективность торможения. В процессе торможения колодки плотно прижимаются к тормозным дискам или барабанам, соединенным с колесами авто. Под воздействием силы трения скорость вращения дисков или барабанов, и соответственно колес, снижается.

Для начала, давайте разберемся, что собой представляют тормозные колодки, и какие эксплуатационные свойства колодок имеют наибольшее значение.

Тормозная колодка состоит из металлической пластины (основы) и накладки. Основу, как правило, изготавливают из стали.

В качестве накладки используют фрикционный материал, то есть материал с высоким коэффициентом трения.

Основные эксплуатационные характеристики тормозных колодок определяются свойствами фрикционного материала накладки. Разумеется, чем данные характеристики выше, тем качество колодки лучше.

Основой фрикционного материала является армирующий компонент, от которого зависит стабильность свойств, а также прочность тормозных колодок. Раньше в качестве армирующего компонента использовали асбест. Он способен обеспечить стабильные характеристики фрикционного материала, но представляет опасность для здоровья человека.

Поэтому современные тормозные колодки не содержат асбест. А в качестве армирующего компонента фрикционных материалов используют стальные волокна, медную, латунную стружку, армирующие нити из кевлара, полимерные соединения, органические волокна и т.д. Отличными эксплуатационными свойствами обладают фрикционные материалы, в состав которых входит керамика.

Тормозные колодки с накладками из таких материалов называют керамическими.

Кроме армирующего компонента, в состав фрикционного материала тормозных колодок также могут входить специальные наполнители, различные модификаторы, смолы и другие составляющие. Но чаще всего производители держат в секрете состав материала, из которого они изготавливают накладки для тормозных колодок.

Одной из главных характеристик тормозной колодки является коэффициент трения и его стабильность при различных температурных режимах. Для изготовления неоригинальных тормозных колодок, предназначенных для условий обычного дорожного движения, используют накладки из фрикционного материала с коэффициентом трения 0,25 – 0,35.

Коэффициент трения оригинальных колодок находится в диапазоне от 0,35 до 0,5. Применение колодок с довольно низкими коэффициентами трения, как правило, продлевает тормозной путь, соответственно снижая уровень безопасности.

При интенсивном торможении коэффициент трения колодок может снижаться вследствие повышения рабочей температуры, поэтому для восстановления нормальных показателей колодке необходимо остыть. Но не стоит думать, что слишком высокие фрикционные свойства будут гарантировать высокую эффективность торможения.

В таком случае сильное давление на педаль тормоза может быстро привести к блокировке колес, и автомобиль станет неуправляемым.

При эксплуатации тормозные колодки могут нагреваться до очень высоких температур. Поэтому еще одним важным свойством колодок является термостойкость. Обычно на машины, используемые для передвижения (включая быструю езду) по городским дорогам, устанавливают тормозные колодки, способные выдержать рабочие температуры до 300 °C – 350 °C.

 Спортивные тормозные колодки, предназначенные для гоночных авто, способны работать при диапазоне рабочих температур до 800 °C – 900 °C. Но для ежедневной эксплуатации в городских условиях такие колодки не подходят, так как не успевают прогреться (их прогрев наступает при 100 °C – 200 °C) и торможение будет неэффективным.

Именно поэтому устанавливать спортивные тормозные колодки на обычные машины не имеет смысла.

Высокие рабочие температуры тормозных колодок могут привести к нагреву других элементов тормозной системы, включая тормозную жидкость. Известно, что закипание тормозной жидкости существенно снижает эффективность работы тормозов, и даже приводит к полному их отказу.

Для предотвращения такой ситуации между металлической пластиной и фрикционной накладкой в тормозной колодке часто устанавливается специальная прослойка.

По сути, она играет роль некоего теплового барьера между нагретой поверхностью колодки и другими элементами тормозной системы, в частности тормозного суппорта и жидкости.

Таким образом, из всего сказанного выше можно сделать вывод, что качественные тормозные колодки должны изготавливаться из экологически чистых материалов и обладать:

  • стабильным коэффициентом трения при перепадах температуры и изменении скорости вращения тормозного диска;
  • стойкостью к высоким температурам;
  • высокой прочностью и износостойкостью;
  • способностью поглощать тепло нагретой поверхности фрикционного материала;
  • отличной демпфирующей способностью и способностью предотвращать шум для обеспечения комфортного торможения.

Для тормозов дискового и барабанного типа используют соответственно дисковые и барабанные тормозные колодки. Дисковые колодки имеют более стабильные характеристики, чем колодки барабанного типа.

Со временем тормозные колодки изнашиваются и подлежат замене. Об износе тормозных колодок может свидетельствовать чрезмерный шум (скрип, писк) при торможении, слишком слабые или наоборот очень резкие тормоза, а также пыль на дисках с примесью металлической стружки.

Чтобы предупредить водителя об износе колодок и необходимости их замены, на них устанавливаются специальные датчики износа. Они бывают механические и электронные. При использовании механического датчика изношенная колодка будет издавать резкий и очень неприятный скрип.

Во втором случае водитель узнает об износе тормозной колодки благодаря подсвеченному индикатору на панели приборов.

Разумеется, что для каждого авто имеются свои рекомендации по срокам замены тормозных колодок. В среднем ресурс колодок составляет от 8 до 12 тыс. км пробега.

Но скорость износа данного элемента тормозной системы зависит от различных факторов, например от качества колодок, стиля вождения, условий эксплуатации и т.д. Интересен тот факт, что передние тормозные колодки всегда подвержены большему износу, чем задние.

Связано это с тем, что именно передние колодки испытывают основную нагрузку. Задние тормозные колодки, как правило, служат примерно в три раза дольше.

Не забывайте, что заменять тормозные колодки необходимо сразу на обоих передних или задних колесах. В противном случае, изношенная колодка с одной стороны и новая с другой будут тормозить колеса с разной эффективностью. А это неизбежно приведет к потере управляемости авто.

После замены новые тормозные колодки должны «притереться». В период притирки, примерно первых 300 км (но для каждого авто разные показатели), эффективность торможения может быть снижена, а сами колодки могут скрипеть. Поэтому водителю нужно быть предельно осторожным при торможении.

Купить тормозные колодки сегодня не составит труда. Найти их можно в любом магазине автозапчастей, включая интернет-магазины. Выбирая тормозные колодки для вашего авто, следуйте рекомендациям производителя, указанным в технической документации.

Учтите, разные колодки предназначены для разных нагрузок. Поэтому перед покупкой лучше лишний раз убедиться, что колодки действительно подойдут для вашей машины.

Помните, только качественные и правильно подобранные тормозные колодки обеспечат эффективное торможение и минимальный тормозной путь при любых климатических условиях.

Более того, они позволят сохранить отличное состояние тормозных дисков и барабанов на протяжении длительного срока эксплуатации. Использование колодок низкого качества наоборот ускорит износ других элементов тормозной системы.

Обратите внимание, что на новых высококачественных тормозных колодках обязательно присутствует маркировка, соответствующая европейскому (ECE R90) или американскому (SAE) стандарту качества. Более того, поверхность новых колодок должна быть ровной, без повреждений и сколов. Фрикционные накладки не должны содержать глубоких трещин и отделяться от стальных пластин.

На современном рынке автозапчастей представлен широкий ассортимент тормозных колодок различных торговых марок. Купить тормозные колодки от ведущих производителей можно и в Хмельницком. В настоящее время на полках магазинов автозапчастей можно найти как оригинальные тормозные колодки, так и более дешевые аналоги.

Как правило, часть колодок ОЕ качества, отвечающие всем требованиям производителей автомобилей, попадает в свободную продажу, но покупка оригиналов потребует больших финансовых затрат. Тормозные колодки, изначально предназначенные для вторичного рынка автозапчастей, стоят на 30 – 70 % дешевле оригиналов, и часто не уступают им по качеству.

В продаже также можно встретить бюджетные тормозные колодки низкого качества по невысоким ценам.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *