Тормозные накладки — это расходные поверхности в тормозных системах, таких как барабанные и дисковые тормоза, используемые в транспортных средствах.
Тормозные накладки были изобретены Бертой Бенц (женой Карла Бенца , который изобрел первый запатентованный автомобиль) во время ее первой в мире поездки на автомобиле на большое расстояние в августе 1888 года, когда она велела сапожнику прибить кожу к тормозным колодкам. Первые асбестовые тормозные накладки были разработаны в 1908 году Гербертом Фрудом . [1] Хотя Фруд был первым, кто внедрил использование асбестовых тормозных накладок, теплоотводящие свойства волокон были проверены различными учеными, включая химика-материаловеда Гвилима Прайса, который провел большую часть своих исследований и испытаний в Кембридже , Великобритания, и различных учреждениях, финансируемых Кембриджем. [ необходима цитата ]
Тормозные накладки состоят из относительно мягкого, но прочного и термостойкого материала с высоким коэффициентом динамического трения (и в идеале идентичным коэффициентом статического трения), обычно монтируемого на сплошную металлическую основу с помощью высокотемпературных клеев или заклепок. Полный узел (включая накладку и основу) затем часто называют тормозной колодкой или тормозным башмаком . Динамический коэффициент трения «μ» для большинства стандартных тормозных колодок обычно находится в диапазоне от 0,35 до 0,42. Это означает, что сила в 1000 Ньютонов на колодке даст результирующее тормозное усилие, близкое к 400 Ньютонов. Существуют некоторые гоночные колодки, которые имеют очень высокий μ от 0,55 до 0,62 с превосходными высокотемпературными характеристиками. Эти колодки имеют высокое содержание железа и обычно превосходят любые другие колодки, используемые с железными дисками. Хотя эти колодки с высоким μ изнашиваются и изнашиваются диски быстрее, они, тем не менее, являются хорошей экономически эффективной альтернативой более экзотическим/дорогим материалам.
Если использовать в качестве примера типичный велосипедный тормоз, то подложка будет металлической оболочкой, которая обеспечивает механическую поддержку, а накладка будет резиновой частью, которая контактирует с ободами при применении тормозов. В большинстве современных транспортных средств система концептуально идентична, за исключением того, что ободья будут заменены сплошным стальным (или иногда экзотическим металлическим) диском . Кроме того, в сборку колодок обычно встроен металлический хвостовик. Хвостовик контактирует с роторами, когда накладки изнашиваются, вызывая раздражающий шум, призванный предупредить водителя о необходимости обслуживания тормозов.
Поскольку накладки являются частью тормозной системы, которая преобразует кинетическую энергию транспортного средства в тепло, накладки должны выдерживать высокие температуры без чрезмерного износа (что приводит к частой замене) или выделения газа (что приводит к снижению эффективности торможения , снижению тормозной способности тормозов).
Благодаря своей эффективности хризотиловый асбест часто использовался в качестве компонента тормозных накладок. Однако исследования, такие как статья Национального института здравоохранения 1989 года , показали, что необычно высокая доля механиков тормозов страдала плевральной и брюшинной мезотелиомой , обе из которых связаны с воздействием хризотила и асбеста. [2] Органы общественного здравоохранения обычно рекомендуют избегать вдыхания тормозной пыли, [3] хризотил был запрещен во многих развитых странах, таких как Австралия в конце 2003 года, [4] и хризотил постепенно заменялся в большинстве тормозных накладок и колодок другими волокнами, такими как синтетические арамиды . Большинство стран мира теперь запрещают использование тормозных накладок, изготовленных из асбеста, ради здоровья людей и защиты окружающей среды. Для большинства людей предпочтительны составы, не содержащие асбеста.
Когда накладка изношена, подложка или заклепки будут соприкасаться с роторами или барабанами во время торможения, что часто приводит к повреждению, требующему повторной обработки или замены барабанов или роторов. Раздражающий визг, вызванный предупреждающим звуком, предназначен как типичный звуковой сигнал о необходимости замены колодок; некоторые автомобили могут также иметь электрические индикаторы износа тормозов. Если визг или индикатор износа игнорируются слишком долго, результатом будет повреждение барабана или ротора (обычно сопровождаемое неприятным скрежещущим звуком или ощущением) вместе с ухудшением тормозной способности.
Тормозная накладка также может загрязниться маслом или вытекшей тормозной жидкостью. Типичным симптомом будет стук тормозов, когда колодки вибрируют, когда накладка захватывает и отпускает поверхность ротора. Решением является ремонт и очистка источника загрязнения, замена поврежденных колодок и, возможно, повторная очистка или замена роторов, если они повреждены.
В сфере ремонта автомобилей потребители могут приобрести тормозные колодки с пожизненной гарантией. [ необходима цитата ] Эти колодки используют гораздо более твердую накладку, чем традиционные тормозные колодки, и, как правило, вызывают чрезмерный износ гораздо более дорогих роторов или барабанов. По этой причине потребители должны убедиться, что новые установленные тормозные колодки соответствуют требованиям или поставляются производителем транспортного средства.
Тормозные колодки всегда следует заменять парами с обеих сторон автомобиля, поскольку разная толщина накладок (и, возможно, типы материалов) приведет к неравномерному торможению, заставляя автомобиль уходить в сторону более эффективного тормоза. Для большинства автомобилей замена колодок (и, следовательно, накладок) не представляет сложности для механика, требуя минимум инструментов и времени — накладки разработаны как расходные материалы и, следовательно, должны быть просты в обслуживании.
Тормозные накладки можно также найти практически везде, где есть тормозные системы и сцепления, от предохранительных тормозов лифта до шпиндельных тормозов внутри видеомагнитофона . Форма и материалы часто различаются, но принцип тот же.
Существуют различные системы каталогизации тормозных накладок. Наиболее часто используемой в Европе является система нумерации WVA . [5]