Керамические колодки: плюсы и минусы, отзывы

С момента создания самоходных транспортных средств возникла необходимость в разработке механизма, который позволял бы водителю вовремя останавливать машину. В современном транспорте это уже не механизм, а целая система, состоящая из большого количества разных элементов, которые обеспечивают максимально быстрое снижение скорости автомобиля или мотоцикла.

В систему активной и пассивной безопасности входит много компонентов, включая и тормоз. В их устройство входит магистраль, по которой перемещается тормозная жидкость, тормозные цилиндры (один главный с вакуумным усилителем и по одному на каждое колесо), диск (в бюджетных автомобилях на задней оси используется барабанный тип, о котором подробно можно причитать в другом обзоре), суппорт (если используется дисковый тип) и колодки.

Когда автомобиль замедляет свой ход (не используется торможение двигателем), работа тормозной системы сопровождается сильным нагревом колодок. Сильное трение и высокая температура приводят к ускоренному износу материала контактных элементов. Конечно, это зависит от скорости транспорта и силы нажатия на педаль тормоза.

По этим причинам тормозная колодка нуждается в периодической замене. Эксплуатация транспортного средства с отработавшими свой ресурс тормозными элементами рано или поздно приведет к аварии. Быстрый износ элементов ТС, высокая нагрузка при экстренном торможении и другие условия побуждают автомобилистов задумываться над приобретением более качественных тормозных систем. Среди них – керамический вариант.

Рассмотрим, чем эта система отличается от классической, какие бывают ее разновидности, а также в чем плюсы и минусы такой модификации.

История создания керамических тормозов

Сама технология изготовления керамических модификаций ТС появилась на американском производстве автозапчастей. Несмотря на то, что многие европейские автопроизводители тоже стараются освоить данную разработку, именно американский аналог обладает максимальной эффективностью и надежностью. Такая тормозная система завоевывает все больше популярности по всему миру. Эта технология часто используется при сборке спецтранспорта: машины полиции, скорой помощи, пожарных авто. Как видно, в некоторых странах эта технология признана лучшей на государственном уровне.

Первые тормоза были разработаны инженерами, занимавшимися изготовлением качественных конных экипажей. Изначально это были деревянные башмаки, которые при помощи рычажного механизма плотно прижимались к наружной части обода. Да, такие тормоза работали, но они были опасными. Первый минус был связан с тем, что материал не выдерживал длительного трения, и мог загореться. Второй недостаток касался частой замены отработавших свой ресурс башмаков. В-третьих, мощеная брусчаткой дорога часто деформировала обод, из-за чего тормозной элемент имел неэффективный контакт с поверхностью, поэтому для замедления транспорта нужно было прилагать много усилий.

Следующей разработкой, которая стала применяться в транспорте, это металлический элегантный башмак с кожаной накладкой. Данный элемент все так же контактировал с наружной частью колеса. От того, насколько большими были усилия водителя на рычаг, зависело качество торможения. Но и у данной модификации был существенный недостаток: покрышка колеса в месте контакта с колодкой сильно изнашивалась, из-за чего нужно было часто ее менять. Примером таких систем является Panhard&Levassor (конец XIX века), а также идентичная модель 1901-го года.

Спустя один год английский инженер Ф.У. Ланчестер регистрирует патент на первую модификацию дискового тормоза. Так как металл в те времена был роскошью (сталь в основном использовалась на военные нужды), то в качестве тормозных колодок использовалась медь. Вождение транспорта с такими тормозами сопровождалось сильным шумом, а колодки из-за мягких свойств меди быстро истирались.

В том же году французский разработчик Л.Рено спроектировал тормоз барабанного типа, внутри которого располагались полукруглые колодки (дополнительно о том, как настраивать такие тормоза, читайте здесь). При активации системы эти элементы разжимались, упираясь в боковые бортики барабана с внутренней стороны. По тому же принципу работают современные тормоза барабанного типа.

В 1910-м году такая конструкция была признана самой надежной из всех имевшихся на то время (помимо перечисленных выше также тестировались ленточные тормоза, которые устанавливались как на конные экипажи, так и на 425 моделей Oldsmobile, появившиеся на протяжении 1902-го года). Эти элементы устанавливались на каждое колесо. В отличие от предыдущих разработок это изделие было способно выдержать интенсивное торможение в пределах одной-двух тысяч километров пробега.

Достоинство барабанных тормозов было в том, что они были защищены от агрессивного воздействия окружающей среды на их отдельные элементы. Дорога в те времена была далека от идеала. Часто автомобили подвергались воздействию сильных неровностей, грязи, воды и пыли. Все эти факторы отрицательно влияли как на состояние колес и ходовой, так и на работоспособность колодок. Благодаря тому, что механизм был закрыт, он был защищен от такого воздействия. Также механизм подразумевал меньше усилий со стороны водителя, чтобы остановить машину (гидравлические модификации тогда еще не были разработаны).

Несмотря на эти достоинства, у механизма был серьезный недостаток – он плохо охлаждался, а если торможение активировалось на высокой скорости, этот фактор может привести к быстрому износу фрикционных накладок. Еще первые разработки барабанных тормозов состояли из большого количества узлов (50) и огромного количества деталей (200). Такая ТС состояла из двух контуров. Первый (задний) приводился в работу при помощи педали, а второй (передние барабаны) – ручным рычагом. Впервые такой тормозной системой оснащался автомобиль Isotta-Fraschini Tipo KM (1911г.в.).

В период между 1917-м и 1923-м годами патентуется несколько разновидностей гидравлических систем. Они основаны на принципе передачи усилий от главного тормозного цилиндра на исполнительные через тормозную жидкость (подробно о том, что это такое, и какие свойства у данного вещества, читайте в другом обзоре).

После Второй мировой войны производители автомобилей оснащали свои модели более мощными силовыми агрегатами, которые позволяли развивать транспорту все большие скорости. Примером тому служит Pontiac Bonnevile 1958 года. Его 6-литровый восьмицилиндровый ДВС позволял ему разгоняться до 210км/ч. Классические тормозные системы барабанного типа слишком быстро выходили из строя, и не могли справиться с возросшей нагрузкой. Особенно если водитель использовал спортивный стиль езды.

Чтобы транспорт был безопасным, вместо барабанных тормозов стали использоваться дисковые аналоги. Раньше этой разработкой оснащался только гоночный, железнодорожный и авиационный транспорт. Такая модификация состояла из чугунного диска, который с двух сторон зажимался тормозными колодками. Эта разработка показала свою эффективность, поэтому автопроизводители оснащают премиальные и люксовые модели именно такими тормозами.

Разница современных систем в том, что в них используются разные компоненты и конструкции суппортов (подробно о том, что это такое, какие бывают разновидности и как работают, читайте отдельно).

Более 25 лет назад в тормозных системах применялся асбест. Этот материал обладал неплохими характеристиками. Его особенность в том, что он способен выдерживать высокие температуры и сильное трение, а это основная нагрузка, с которой сталкивается накладка в момент прочного контакта с тормозным диском. По эй причине данная модификация долгое время пользовалась популярностью, и мало какие аналоги могли составить настоящую конкуренцию этой продукции.

Однако у асбеста, входящего в состав накладок ТС, есть существенный недостаток. Из-за сильного трения невозможно полностью устранить образование пыли. Со временем было доказано, что подобного рода пыль очень вредна для здоровья людей. По этой причине применение таких колодок резко сократилось. Практически все производители по всему миру прекратили изготовление подобной продукции. Вместо этого стал использоваться другой материал из органических веществ.

В конце 1990-х годов инженеры некоторых автопроизводителей стали рассматривать керамический вариант в качестве альтернативы асбестовому. На сегодняшний день этот материал используется в премиальных тормозных системах, которыми оснащаются спортивные автомобили, а также модели с мощным мотором.

Особенности керамических тормозов

Чтобы оценить особенности керамических тормозов, необходимо сравнить их с классическим аналогом, который используется по умолчанию во всех машинах.

Почти 95 процентов рынка колодок для тормозов занимают органические варианты. В зависимости от технологии изготовления в состав накладки на колодку может входить до 30 компонентов, которые скрепляются органической смолой. Независимо от того, смесь каких компонентов использует тот или иной производитель, классическая тормозная колодка на основе органики будет состоять из:

• Органической смолы. Этот материал способен обеспечивать прочную фиксацию всех компонентов накладки. В процессе торможения колодка начинает выделять тепло, температура которого способно повышаться до 300 градусов. Из-за этого начинает выделяться едкий дым и материал горит. Это условие в значительной степени снижает коэффициент сцепления накладки с диском.
• Металла. Этот материал используется в качестве основы для замедления вращающегося тормозного диска. Чаще всего для изготовления данного элемента используется сталь. Данный материал не так быстро изнашивается. Это свойство делает эффективной бюджетную тормозную систему. Но оно же является и ключевым недостатком металлических колодок – интенсивное торможение приводит к быстрому износу самого диска. Плюс такого материала в низкой стоимости и устойчивости к высокой температуре. Однако у него есть и несколько существенных минусов. Один из них – плохой теплообмен с тормозным диском.
• Графита. Данный компонент неотъемлемый во всех органических колодках. Причина в том, что он обеспечивает снижение износа тормозного диска из-за постоянного контакта с металлом в колодках. Но его количество не должно превышать определенное процентное соотношение с металлической частью. Слишком мягкие колодки образуют сильный налет на колесных дисках. Дополнительно о том, как с ним бороться, читайте отдельно.

Итак, к особенностям органических колодок относится низкая стоимость, эффективная работа на небольших скоростях, сохранность тормозного диска при умеренном использовании тормоза. Но недостатков у данного варианта больше:

1. Наличие графитового налета портит внешний вид колесных дисков;
2. Быстро ездить и использовать тормоз в последний момент не рекомендуется, так как из-за высокой температуры колодки могут «плыть». В таких ситуациях лучше использовать торможение двигателем, но тормозной путь при этом в любом случае будет больше (о том, как измеряется данный параметр, читайте в другой статье);
3. При частом задействовании экстренного тормоза ускоряется износ диска, так как графит из элемента быстро улетучивается, и металл начинает тереться о металл.

Теперь что касается особенностей керамических тормозов. В первую очередь не следует путать обычную керамику с данной разработкой. Технология, по которой изготавливается эта продукция, еще называется порошковой. Все компоненты, входящие в состав подобной колодки, измельчаются в порошок, благодаря чему все они прочно соединяются между собой. Эта особенность не только предотвращает быстрый износ колодки при частом использовании тормоза, но и не образует графитовый налет на дисках (этого материала в составе керамических тормозов намного меньше).

Помимо процента графита, в состав этих изделий также входит меньше металла. Но вместо стали в таких колодках используется медь. Этот материал более качественно отводит тепло при нагреве тормозов. Данная особенность окажется практичной для тех автомобилистов, кто привык ездить по принципу «тормоза придумали трусы», поэтому задействует их в самый последний момент. Хотя мы не поддерживаем такого подхода к управлению транспортными средствами, керамические тормоза могут предотвратить некоторые аварийные ситуации, которые возникают из-за того, что колодки не справились с большой нагрузкой.

Еще одна причина, по которой в керамических колодках используется не сталь, а медь, заключается в мягкости металла. Благодаря этому изделие не деформируется при критическом нагреве, что в значительной степени увеличивает рабочий ресурс элемента.

Итак, в отличие от органики, керамика не образует пыли, коэффициент сцепления накладки с диском намного выше, что значительно сокращает тормозной путь авто. При этом система способна выдержать достаточно высокие температуры.

Отличия керамических тормозов

Вот небольшая таблица, которая поможет сравнить органический тип колодок с керамическим аналогом:

Параметр сравнения:	Органика:	Керамика:
Образование пыли	максимальное	минимальное
Срок службы	средний	максимальный
Нагрев диска	сильный	минимальный
Естественный износ диска	сильный	минимальный
Образование скрипов	средняя	минимальная
Максимальный температурный режим	350 градусов	600 градусов
Эффективность	средняя	максимальная
Цена	низкая	высокая

Конечно, данная таблица не отражает полной картины на счет всех тормозных систем, в которых используется керамика или органика. Спокойная езда с минимальным торможением на больших скоростях способна продлить ресурс стандартных колодок и дисков. Поэтому данное сравнение больше касается максимальных нагрузок.

К исполнительным элементам тормозной системы относятся:

• Тормозные диски (по одному на каждое колесо, если автомобиль оснащен полностью дисковой ТС, в противном случае их два – спереди, а сзади используются барабаны);
• Колодки (их количество зависит от типа ТС, но в основном их по два на один диск);
• Суппорты (по одному механизму на тормозной диск).

Как уже говорилось ранее, в процессе торможения колодки и диски подвергаются сильному нагреву. Чтобы снизить этот эффект большинство современных тормозных систем проектируется так, чтобы эти элементы хорошо вентилировались. Если автомобиль эксплуатируется в обычных условиях, этого обдува достаточно, чтобы тормоза хорошо справлялись со своей задачей.

Но в более сложных условиях стандартные элементы быстро изнашиваются и не справляются со своей задачей при высоких температурах. По этой причине компании по производству ТС внедряют новые материалы, которые при высоких температурах не теряли своих фрикционных свойств, а также не так быстро изнашивались. К таким материалам как раз и относится керамическая колодка, а в некоторых типах ТС еще и керамический диск.

В процессе изготовления порошок керамического материала под большим давлением соединяется с порошкообразной медной стружкой. Эта смесь подвергается высокотемпературной обработке в обжиговой печи. Благодаря этому изделие не боится сильного нагрева, а в процессе трения его составные части не рассыпаются.

Помимо этих свойств, керамический тормоз способен:

• Издавать меньше шума и в процессе активации ТС не так вибрировать;
• Обеспечить высокий коэффициент трения в значительно больших температурных режимах;
• Менее агрессивно воздействовать на тормозной диск (это достигается тем, что сплав стали заменен медью).

Типы керамических колодок

Прежде чем выбрать керамические колодки для своего транспортного средства, следует учесть, что их существует несколько типов. Классифицируются они по стилю езды, для которого предназначаются:

• Street – городской режим с повышенными нагрузками на тормозную систему;
• Sport – спортивный стиль езды. Эта модификация обычно используется на спорткарах, которые могут передвигаться как по дорогам общественного пользования, так и на закрытых треках;
• Extreme – предназначены исключительно для экстремальных заездов на закрытых трассах, например, соревнования по дрифтингу (подробно об этом виде соревнований читайте здесь). Керамические тормоза этой категории не разрешено использовать на транспорте, передвигающемся по обычным дорогам.

Если говорить о первом типе колодок, то они отлично подходят для ежедневного использования. Так называемая «уличная керамика» не так сильно изнашивает стальной тормозной диск. Для езды они не нуждаются в предварительном прогреве. Что касается «трековых колодок», то их эффективность проявляется после предварительного прогрева, поэтому их нельзя использовать для ежедневной эксплуатации. Из-за этого диск будет намного сильнее изнашиваться.

Вот несколько распространенных мифов относительно использования керамики в обычных автомобилях:

1. Керамические колодки предназначены исключительно для спортивных авто, потому что обычный тормозной диск в паре с ними быстро изнашивается. На самом деле существуют модификации, адаптированные для использования на обычных машинах. Это любительские керамические колодки. Покупая новые расходники, необходимо уточнять, в каком режиме они будут эксплуатироваться.
2. Материал, из которого изготавливается тормозная колодка и диск, должен быть идентичным. Разрабатывая данный тип колодок, инженеры тестировали их именно на стальных тормозных дисках и адаптировали под них.
3. Керамическая колодка быстрее износит диск. Заявления обратного – это не маркетинговый ход автопроизводителей. Опыт многих автомобилистов подтверждает ошибочность данного утверждения.
4. Надежность колодок проявляется только при экстремальном торможении. На самом деле эта модификация сохраняет свои свойства в значительно большем температурном диапазоне. Но обычные тормоза в экстренных ситуациях могут быть более опасными (из-за перегрева могут перестать тормозить). Если изделие правильно подобрано, оно будет отлично справляться с нагрузкой в зависимости от стиля езды.
5. Слишком высокая стоимость. Хотя по сравнению с обычными колодками и наблюдается разбежность, эта разница не настолько велика, чтобы автомобилист со средним материальным достатком не смог их себе позволить. Учитывая, что данный элемент имеет увеличенный рабочий ресурс, цель оправдывает средства.

Керамику можно приобретать, если водитель часто жмет на тормоз на высоких скоростях. Необходимости в ее установке на обычную тормозную систему нет, так как обычные органические элементы со стальным диском отлично выдерживают городской режим и езду по дорогам на средних скоростях.

Сильные стороны тормозных керамических колодок

Если рассматривать плюсы керамических тормозов, то можно выделить следующие факторы:

• Керамика меньше изнашивает диск за счет низкого абразивного состава. Меньшее количество металлических частиц не царапают диск, благодаря чему изделие имеет большой рабочий ресурс. Естественно, чем чаще нужно менять элементы тормозной системы, тем дороже обслуживание автомобиля. В случае керамических колодок плановое ТО тормозов имеет увеличенный период.
• Керамические тормоза намного тише работают. Причина тому – низкое содержание металлических частиц, которые царапают поверхность диска.
• Увеличенный диапазон рабочих температур. Изделия выдерживают повышение температуры до 600 градусов и быстрое охлаждение, но при этом не теряют своих свойств. У трекового типа колодок этот параметр еще больше.
• Образуется меньше пыли. Благодаря этому автомобилисту не нужно приобретать средства для очищения колесных дисков от графитового налета.
• Быстрее выходят на нужный температурный режим. Благодаря этому при повторном нажатии на педаль не снижается качество торможения.
• При сильном нагреве колодки не деформируются, что исключает необходимость в частом ремонте ТС.

Керамические тормозные колодки с успехом применяются не только в спортивных автомобилях. Данная модификация отлично зарекомендовала себя и в тормозных системах грузовых автомобилей.

Минусы керамических тормозных колодок

По сравнению с положительными сторонами, минусов у керамики для тормозов намного меньше. Например, один из параметров, на который опираются некоторые автомобилисты, останавливая свой выбор именно на керамическом варианте, это отсутствие пыли. На самом деле это не совсем верно. В процессе трения колодок о диск они обязательно будут изнашиваться, а это означает, что пыль все-таки образуется. Просто ее не такое большое количество, да и на светлых дисках ее не так заметно, потому что в ее составе намного меньше или вообще не присутствует графит.

Некоторые автомобилисты, подбирая сменные запчасти, исходят только из цены изделия. Они думают: чем выше стоимость, тем выше и качество. Часто это верно, но это не основной параметр, на который нужно опираться. Так, если подбирать самую дорогую керамику, есть большая вероятность, что будет куплена разновидность для спортивного автомобиля.

Установка на стандартный автомобиль, который эксплуатируется в обычных условиях, принесет мало пользу, а в некоторых случаях даже может стать причиной аварии, так как профессиональные колодки нуждаются в предварительном прогреве, прежде чем они достигнут максимального КПД. По этой причине следует внимательно подбирать детали, отталкиваясь от того, в каких условиях они будут эксплуатироваться.

Вывод

Итак, как видно, керамические тормоза обладают большей надежностью и эффективностью по сравнению с классическими колодками. Многие автомобилисты останавливают свой выбор именно на этой продукции. Однако следует также учитывать, какой нагрузке обычно подвергает водитель тормозную систему.

Правильно подобранные тормоза позволяют повысить безопасность транспорта в оживленном потоке, а также уменьшить частоту замены колодок при интенсивном торможении. Еще один важный фактор – выбирать следует только продукцию проверенных производителей.

В завершение предлагаем посмотреть несколько видео-тестов керамических тормозов:

КЕРАМИЧЕСКИЕ ТОРМОЗА - ЗАЧЕМ?

Вопросы и ответы:

Чем лучше керамические тормоза? Отлично подходят для агрессивного стиля езды. Способны выдержать нагрев до 550 градусов без потери эффективности. Низкое количество пыли и шума. Не повреждают диск.

Как отличить керамические тормоза? На упаковке указывается тип колодок. Если не указано иначе, они имеют высокую рабочую температуру. Они стоят намного дороже обычных колодок.

Сколько ходят керамические колодки? По сравнению с обычными такие колодки намного долговечные (зависит от частоты резких торможений). Колодки отхаживают от 30 до 50 тысяч при частом торможении.