Тормозные накладки — это расходуемые поверхности в тормозных системах, например, барабанных и дисковых тормозах, используемых в транспортных средствах.
Тормозные накладки были изобретены Бертой Бенц (женой Карла Бенца , изобретшего первый запатентованный автомобиль) во время ее первого в мире автомобильного путешествия на дальние расстояния в августе 1888 года, когда она велела сапожнику прибить кожу к тормозам. блоки. Первые асбестовые тормозные накладки были разработаны в 1908 году Гербертом Фрудом . [1] Хотя Фруд был первым, кто применил асбестовые тормозные накладки, свойства теплоотвода волокон были проверены различными учеными, в том числе химиком по материалам Гвилимом Прайсом, который провел большую часть своих исследований и испытаний в Кембридже , Великобритания, и различные учреждения, финансируемые Кембриджем. [ нужна цитата ]
Тормозные накладки состоят из относительно мягкого, но прочного и термостойкого материала с высоким коэффициентом динамического трения (и в идеале с идентичным коэффициентом статического трения), который обычно крепится к прочной металлической основе с помощью высокотемпературного клея или заклепок. Полный комплект (включая накладку и опору) часто называют тормозной колодкой или тормозной колодкой . Коэффициент динамического трения «μ» для большинства стандартных тормозных колодок обычно находится в диапазоне от 0,35 до 0,42. Это означает, что сила воздействия на колодку в 1000 Ньютонов даст результирующую тормозную силу, близкую к 400 Ньютонам. Существуют некоторые гоночные колодки с очень высоким значением µ (от 0,55 до 0,62) и отличным поведением при высоких температурах. Эти колодки имеют высокое содержание железа и обычно превосходят любые другие колодки, используемые с железными дисками. Хотя эти колодки с высоким значением µ изнашиваются быстрее, а диски изнашиваются, они, тем не менее, являются хорошей экономичной альтернативой более экзотическим/дорогим материалам.
Если взять в качестве примера типичный велосипедный тормоз, то основой будет металлическая оболочка, обеспечивающая механическую поддержку, а накладкой — резиновая часть, которая контактирует с ободом при нажатии на тормоза. В большинстве современных транспортных средств система концептуально идентична, за исключением того, что обода заменяются дисками из цельной стали (или иногда из экзотического металла) . Кроме того, в сборку колодки обычно встроен металлический хвостовик. Хвостовик соприкасается с роторами, когда накладки изнашиваются, вызывая раздражающий шум, призванный предупредить автомобилиста о необходимости обслуживания тормозов.
Поскольку накладки являются той частью тормозной системы, которая преобразует кинетическую энергию автомобиля в тепло, накладки должны выдерживать высокие температуры без чрезмерного износа (приводящего к частой замене) или выделения газов (что приводит к угасанию тормозов , снижению эффективности торможения). мощность тормоза).
Благодаря своей эффективности хризотиловый асбест часто входил в состав тормозных накладок. Однако исследования, такие как исследование Национального института здравоохранения 1989 года , показали, что необычайно высокий процент механиков тормозов страдает плевральной и перитонеальной мезотелиомой , оба из которых связаны с воздействием хризотила и асбеста. [2] Органы общественного здравоохранения обычно не рекомендуют вдыхать тормозную пыль, [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. такие как синтетические арамиды . Большинство стран мира в настоящее время запрещают использование тормозных накладок из асбеста ради здоровья людей и защиты окружающей среды. Безасбестовые составы являются выбором для большинства людей.
Когда накладка изнашивается, основа или заклепки соприкасаются с роторами или барабанами во время торможения, что часто приводит к повреждению, требующему повторной обработки или замены барабанов или роторов. Раздражающий визг, вызванный предупреждающим выступом, задуман как типичное звуковое предупреждение о необходимости замены колодок; некоторые автомобили также могут иметь электрические индикаторы износа тормозов. Если слишком долго игнорировать индикатор визга или износа, это приведет к повреждению барабана или ротора (обычно сопровождаемому неприятным скрежетающим звуком или ощущением) вместе с ухудшением тормозной способности.
Тормозная накладка также может быть загрязнена маслом или вытекшей тормозной жидкостью. Типичными симптомами будет стук тормозов, когда колодки вибрируют, когда накладка захватывает и отпускает поверхность ротора. Решение состоит в том, чтобы отремонтировать и очистить источник загрязнения, заменить поврежденные колодки и, возможно, также провести повторную очистку или замену роторов, если они повреждены.
В сфере ремонта автомобилей потребители могут приобрести тормозные колодки с пожизненной гарантией. [ нужна цитата ] В этих колодках используется гораздо более твердая накладка, чем в традиционных тормозных колодках, и они имеют тенденцию вызывать чрезмерный износ гораздо более дорогих роторов или барабанов. По этой причине потребители должны убедиться, что новые установленные тормозные колодки соответствуют характеристикам или поставляются производителем автомобиля.
Тормозные колодки всегда следует заменять парами с обеих сторон автомобиля, поскольку разная толщина накладок (и, возможно, типы материалов) приведет к неравномерному торможению, заставляя автомобиль тянуть в направлении более эффективного тормоза. Для большинства автомобилей замена колодок (и, следовательно, накладок) не составляет труда для механика, требует минимум инструментов и времени — накладки сконструированы как расходные материалы и поэтому должны быть просты в обслуживании.
Тормозные накладки также можно найти практически везде, где есть тормозные системы и сцепления, от предохранительных тормозов лифта до тормозов шпинделя внутри видеомагнитофона . Форма и материалы зачастую разные, но принцип один и тот же.
Существуют различные системы каталогизации тормозных накладок. Наиболее часто используемой системой в Европе является система нумерации WVA . [5]