чем отличаются передние и задние тормозные колодки
Передние и задние колодки: в чем разница
«В чем отличие колодок, которые устанавливают на переднюю и заднюю ось? Чем вообще отличаются тормоза для передней и задней оси?» — такие вопросы периодически задают наши читатели. Давайте разберемся!
Какие силы действуют на автомобиль во время торможения
Для начала выясним, отличается ли работа передней и задней оси во время торможения? Потребуется немного физики и теории механики.
Когда автомобиль движется по дороге с постоянной скоростью, на него действуют несколько сил:
1) сила тяжести, направленная вниз, к центру Земли;
2) сила реакции опоры — упругость дороги, направленная вверх;
3) сила тяги мотора, направленная вперед;
4) сила сопротивления движению, направленная назад.
Если эти силы уравновешивают друг друга, то, первому закону Ньютона, автомобиль движется горизонтально и равномерно.
Когда водитель начинает тормозить, равновесие сил нарушается. Тормоза за счет трения создают силу, которая уменьшает скорость автомобиля — назовем ее силой торможения.
Для пассажира в машине при торможении возникает сила, толкающая все находящееся в нем вперед. В обиходе эту силу называют силой инерции, хотя это не совсем правильно с точки зрения строгой физики. На самом деле сила торможения и сила инерции — это одна и та же сила, действие которой по-разному проявляется для наблюдателей внутри и снаружи движущегося автомобиля.
Точками опоры автомобиля — а они принципиально важны для нашего рассмотрения — являются точки, в которых колеса касаются дороги. При этом сила инерции действует на центр масс (ЦМ) автомобиля, который в обиходе иногда называют центром тяжести, а сила торможения на оси колес. Поскольку перечисленные точки расположены в разных местах автомобиля, приложенные к ним силы стремятся повернуть автомобиль в пространстве.
По величине противоположно направленные силы инерции и торможения равны. Но из-за того, что они действуют на разные точки машины, возникает вращательный момент (в физике его называют момент силы) — он увеличивает давление на передние колеса и уменьшает давление на задние. Рисунок поясняет, как это происходит.
Момент силы зависит от ее направления по отношению к плечу — на рисунке это видно. Сила торможения перпендикулярна плечу, в то время как сила инерции действует на центр масс под острым углом. В таких случаях силу представляют в виде суммы двух сил (на рисунке обозначены зеленым цветом): одна направлена вдоль плеча, другая ему перпендикулярна — именно это слагаемое создает вращающий момент.
Угол между силой инерции и ее плечом определяется высотой центра масс над дорогой. Чем ниже ЦМ, тем меньше возникающий при торможении вращательный момент, который стремится опрокинуть машину. Поэтому гоночные и спортивные машины для большей устойчивости (и не только во время торможения) делают как можно ниже.
Вернемся непосредственно к тормозам. Мы выяснили, что во время торможения давление на переднюю ось всегда больше, чем на заднюю. Сила трения между шиной и дорогой тем больше, чем сильнее колесо прижато к дороге. Следовательно, передние и задние колеса при торможении работают в разных условиях — сцепление передних колес с дорогой больше, чем задних.
Чтобы задние колеса при торможении не блокировались, их тормоза должны быть слабее передних. Для этого регулятор тормозных сил уменьшает давление тормозной жидкости в задних тормозах. Поэтому основную работу во время остановки выполняют механизмы передних тормозов. Они сильнее нагреваются, следовательно, должны рассеивать больше тепла и вообще работают напряженнее, чем задние.
Все это учитывают при разработке конструкции тормозных механизмов.
Отличия механизмов передних и задних тормозов
Как мы выяснили, передние тормозные механизмы более нагружены. На современных легковых автомобилях на передней оси всегда используют дисковые тормоза, в то время как на заднюю ось могут устанавливать барабанные или дисковые, но меньшего размера.
Если сравнить механизмы дисковых тормозов передней и задней оси, обнаружится довольно много различий:
— механизм переднего тормоза в целом крупнее;
— спереди, как правило, устанавливают вентилируемые тормозные диски, которые рассеивают в единицу времени больше тепла, чем монолитные;
— в переднем механизме используют многопоршневые тормозные цилиндры — это, в том числе, обеспечивает более равномерное прилегание больших колодок к рабочей поверхности тормозного диска;
— в задние тормоза интегрирован механизм стояночного тормоза.
Про различия в колодках
Задние тормозные механизмы по размеру меньше передних, поэтому и колодки для них тоже меньше — колодки с разных осей не взаимозаменяемы, и вот почему.
Кроме формы и размера, в колодках для разных осей может использоваться разная фрикционная смесь. Например, из новейших рецептур компания Nisshinbo использует для задних колодок смеси NISG110 и NISG120, а в передних — только NISG110, способную выдерживать большие нагрузки.
Для увеличения ресурса передних колодок некоторых моделей автомобилей, особенно кроссоверов, внедорожников и пикапов, разработана и уже готова к производству новая смесь — NISG130. Артикул колодок с такой смесью будет иметь окончание «SC» (Strong Ceramic). Пример: NP1019SC для Toyota RAV4.
Из состава NISG120 удалось почти полностью убрать медь, благодаря чему эти колодки соответствуют максимальному экологическому стандарту и могут продаваться даже в штате Калифорния (США), где нормы наиболее жесткие. Кроме того, колодки из фрикционной смеси NISG120 тише, ведь коэффициент трения у них несколько меньше, чем у колодок с более «злой» смесью NISG110.
Для снижения шума при малых торможениях на фрикционной накладке высокоэффективных колодок делают скосы. При меньшей площади контакта проще обеспечить равномерное прижатие колодки к диску, а это один из важнейших факторов бесшумной работы колодок. Разумеется, скосы несколько сокращают срок службы колодок, однако устранить писк при торможении, на наш взгляд, важнее.
Чтобы площадь контакта по мере износа не увеличивалась линейно, на большинстве колодок Nisshinbo скосы сделаны полукруглыми, в форме буквы J (J-скосы).
Про износ и коррозию
Подбирая состав фрикционной смеси, производители стремятся уменьшить износ как самих колодок, так и тормозных дисков, но при этом сохранить тормозные качества колодок. Сбалансировать эти три фактора — отдельная задача.
В среднем, задние колодки изнашиваются медленнее передних, хотя они и меньше по размеру — сказывается их менее интенсивная работа.
Помимо износа, на долговечность деталей влияет коррозия. На практике задние тормоза ржавеют интенсивнее передних: нагреваются они слабее, поэтому попадающая на них влага высыхает хуже.
Сочетание медленного износа и ускоренной коррозии часто приводит к тому, что задние тормоза закисают, а когда приходит время менять колодки, вместе с ними меняют и диски, изъеденные коррозией.
«Ручник», а точнее стояночный тормоз, обеспечивает неподвижность машины. Конструкций стояночного тормоза довольно много. Как правило, его интегрируют в механизм задних тормозов. Однако история знает и другие варианты. Например, барабанный механизм стояночного тормоза мог быть установлен в трансмиссии между коробкой передач и карданным валом. Преимущество такого решения в том, что задние тормозные механизмы реализуют только рабочий тормоз, что упрощает их конструкцию.
На большинстве автомобилей привод стояночного тормоза пока еще механический, тросовый. На барабанных механизмах он раздвигает колодки рабочих тормозов.
Если задние тормоза дисковые, то стояночный тормоз реализуется двумя основными способами: колодки сжимаются либо вращающимся винтом, интегрированным в поршень, либо отдельным барабанным механизмом внутри тормозного диска. Какой бы «ручник» ни был на вашей машине, он требует внимания, поскольку неправильная сборка или регулировка приведет к перегреву и ускоренному износу задних колодок.
Регулятор тормозных сил
Регулятор перераспределяет давление тормозной жидкости между передней и задней осями, чтобы задние тормоза вступали в работу чуть позже и в меньшей степени.
Первоначально эти устройства были гидромеханическими. Водители постарше помнят «колдун», впервые появившийся на отечественных автомобилях на «жигулях». Он устанавливался на кузове над балкой задней оси и соединялся с ней тягой. Благодаря такой конструкции регулятор контролирует расстояние между балкой и кузовом и меняет давление жидкости в задних тормозах в зависимости от нагрузки на заднюю ось автомобиля, которую он определяет во величине задира кормы.
На современных машинах блокировку колес контролирует ABS: система просто следит за скорость их вращения и не позволяет им блокироваться, регулируя давление в гидравлической магистрали.
Благодаря ABS, «колдун» стал электронным. Сейчас на автомобилях эту функцию выполняет EBD (англ. Electronic Brakes Distribution — распределение тормозных усилий), которая регулирует давление либо по осям, либо индивидуально для каждого колеса. Система EBD использует датчики системы ABS для наблюдения за их вращением, чтобы контролировать сцепление с дорожным полотном и тормозить задними колесами на грани блокировки. Это позволяет максимально использовать потенциал задних тормозов.
Это огромная и неоднозначная тема, но обойти ее в разговоре о различиях в передних и задних тормозах было бы неправильно. В нашем случае, договоримся понимать под тюнингом тормозов любую замену штатной детали или узла на деталь с другими характеристиками с целью улучшить эффективность тормозов.
На практике глубина тюнинга сильно варьируется. Кто-то из автовладельцев ограничивается минимумом и меняет, например, штатные тормозные диски на перфорированные. Другие подходят радикально и меняют тормозной механизм на оси (осях) частично или полностью — устанавливают диски большего диаметра, заменяют суппорты и т.д.
Здесь очень важно понимать, что таким образом неминуемо вносится дисбаланс в просчитанную автопроизводителем систему, даже если конструкция «полностью переносится» с более продвинутой модификации. Ведь еще есть «софт», который, в свою очередь, заточен под определенные весовые и конструктивные характеристики автомобиля — его перенос в чуждую для него среду таит неведомые для новатора и его последователей сюрпризы.
Такой тюнинг, в том числе, изменяет поведение машины на дороге, что для других участников движения может стать неожиданностью — машина тормозит резче и останавливается раньше. Владельцу тюнингованной машины стоит об этом помнить.
О тюнинге тормозов мы обязательно более подробно поговорим в одной из следующих публикаций.
Что важно запомнить
Задние тормоза работают в принципиально иных условиях, чем передние. Возникающие в момент торможения силы их разгружают. Задние механизмы, в целом, меньше нагреваются и, как правило, медленнее изнашиваются.
— Контролируйте состояние задних тормозов, не дожидаясь полного износа колодок. Для экономии времени совмещайте обслуживание передних и задних тормозов.
— Попадающая на задние тормоза влага испаряется хуже — от этого механизмы сильнее корродируют. При замене колодок скорее всего потребуется замена и других деталей, например, противоскрипных пластин или вставок в скобу суппорта — запаситесь ими заблаговременно.
— Тюнингованные тормоза, конечно, эффективнее. Если тюнингуются тормоза только на одной оси, слаженность работы всей тормозной системы может нарушиться — на дороге она может проявить себя непредсказуемо. Кроме того, машина с тюнингованными тормозами в целом ведет себя иначе.
Тормозные колодки: от А до Я
Хотя и говорят, мол, тормоза придумали трусы, но вряд ли Вы захотите садиться за руль автомобиля, не будучи уверенными в том, что успешно доедете до пункта назначения. И одной из важнейших компонент безопасного движения являются тормозные колодки, устройство и особенности работы которых должен знать любой уважающий себя автомобилист.
Тормозная колодка — это тот элемент, который создает отрицательное ускорение за счет взаимодействия с поверхностью тормозного диска или колеса. Ее расположение наглядно показывает следующее фото:
Разумеется, инженерная мысль за более чем столетнюю историю автомобилестроения придумала немало вариаций этой запчасти.
Колодки тормозные HYUNDAI HD65,72,78,County дв.D4DB,D4DD (M035S5) стояночн.торм.(48мм)(2шт.) OE
Пружина SSANGYONG Actyon (06-),Kyron (05-),Rexton (03-),Stavic (13-) колодок торм.передних (2шт) OE
Колодки тормозные SSANGYONG Actyon (06-),Kyron (05-),Rexton (02-) стояночного торм. (2шт.)JAPANPARTS
А вот с материалом фрикционных накладок производители не перестают экспериментировать. Еще два десятка лет назад наиболее распространенным решением был асбест, однако сегодня его уже почти и не встретишь на новых автомобилях. Используемых материалов и их комбинации довольно много, однако их можно разбить на несколько крупных групп:
Также стоит отметить различие между передними и задними тормозными колодками. Разница между ними обусловлена тем, что при торможении легкового автомобиля нагрузка на передние колеса выше примерно в три раза, соответственно установленный спереди механизм должен быть более массивным. Насколько именно передние колодки будут крупнее, сказать нельзя, все зависит от конкретной модели автомобиля, но, как правило, визуально отличить их не составляет труда:
Более того, на многих современных автомобилях устанавливаются различные тормозные механизмы. Это может быть сочетание барабанного устройства сзади и дисковых тормозов спереди, а люксовые модели имеют на всех колесах дисковые тормоза, но на передней оси устанавливается вентиляционный механизм.
Первые признаки выхода из строя тормозных колодок и некоторые советы по выбору им замены
Во время работы наибольшему износу подвергаются фрикционные накладки, однако далеко не всегда имеется возможность напрямую контролировать их состояние. Современные автомобили, как правило, имеют датчик износа данной детали и могут своевременно информировать водителя о назревающих неприятностях, но ведь далеко не все ездят на новинках автопрома, да и электроника может отказать через пару-тройку холодных сезонов.
Одним из ранних косвенных признаков может служить незначительное, но постоянное снижение уровня тормозной жидкости. Куда более явным сигналом является появление характерного скрежещущего звука, который возникает из-за того, что фрикционная накладка износилась и металлическая основа начала соприкасаться с тормозным диском. Медлить больше нельзя, необходимо отправляться в автомагазин или открывать соответствующий раздел каталога нашего интернет-гипермаркета. Как бы Вы ни поступили, следует иметь в виду несколько общих положений:
Тугой или закисший крепеж становится проблемой, которую можно решить с помощью специального инструмента — ударной отвертки. О том, что такое ударная отвертка, каких типов бывает этот инструмент, как он устроен и работает, а также о правильном выборе и применении ударных отверток — читайте в статье.
Определенные типы лакокрасочных материалов и клеев приобретают необходимые эксплуатационные характеристики при добавлении специальных компонентов — отвердителей. Все об отвердителях, их существующих типах, составе, принципе действия, а также применяемости и особенностях выбора — рассказано в статье.
В сфере ремонта и строительства самое широкое применение находит простой в применении и универсальный материал — монтажная пена. Все, что вы хотели узнать о монтажной пене, ее существующих типах, составе и характеристиках, а также о подборе и применении этого материала — рассказано в данной статье.
В авторемонтной практике и на различных предприятиях часто возникает необходимость розлива топлив, масел и других технических жидкостей из бочек и еврокубов в малые емкости — для этого используются бочковые насосы, о существующих типах которых, их устройстве, выборе и применении рассказано в статье.
Монтажные, слесарные, электромонтажные и другие работы сложно представить без простого, но функционального инструмента — пассатижей и плоскогубцев. О том, что такое пассатижи и плоскогубцы, какими они бывают и как устроены, а также о правильном выборе и использовании инструмента — читайте в статье.
Эксплуатация автомобиля летом сопровождается специфическими загрязнениями — битумными и смолистыми пятнами, следами насекомых и другими. Эти загрязнения не удаляются водой при мойке, решить проблему помогают специальные средства — очистители битума и следов насекомых, о которых рассказано в статье.
Длительная езда на автомобиле приводит к утомляемости мышц шеи и наносит вред здоровью позвоночника. Решить эти проблемы помогают подушки на подголовники. О том, что такое подушки на подголовники и зачем они нужны, а также об ассортименте, подборе и применении данных аксессуаров — узнайте из статьи.
Как выбрать колодки и не остаться в дураках? СТАТЬИ
Замена тормозных колодок — элементарная процедура, с которой сталкивается каждый обладатель автомобиля. Редкий водитель задумывается о том, что колодки это нечто важное, мол, стерлись, поменял и забыл. Как бы не так! Тормозная система, и каждая из ее деталей, имеет самое важное значение и от нее напрямую зависит жизнь водителя и окружающих. Давайте разберемся в этом вопросе подробнее.
Почему колодки нужно выбирать правильно и что от этого зависит?
Наиболее важными деталями в тормозной системе автомобиля являются колодки и диски. Их эффективность и долговечность напрямую зависят от того насколько правильно они были подобраны друг к другу. Рассмотрим простой пример: у вас автомобиль, купленный в автосалоне, с заводскими тормозными дисками и колодки будут меняться в первый раз. До проведенных работ тормоза работали отлично и никаких нареканий не было, но стоило только заменить колодки и сразу появились какие-то нехарактерные звуки, а тормозной путь стал длиннее. Знакомо?
Это говорит о том, что колодки были куплены из дешевых. Через пару тысяч километров на такой «голимой китайщине» вы ещё изничтожите и тормозные диски, так как те начинают изнашиваться неравномерно.
Эти борозды в диске оставили некачественные колодки. Причем это были оригинальные фрикционы Skoda Kodiaq, просто производитель допустил попадание брака на конвейер. Вот вам и пример от чехов)
Когда дело дойдёт до экстренного торможения, такие колодки точно нагадят увеличением тормозного пути. И лучше надеяться, что эта проблема ударит только по карману! Поэтому не стоит экономить на такой элементарной вещи. Лучше один раз вникнуть в суть проблемы и выбрать хорошие колодки.
В любой паре трения в автомобиле, будь то диск и колодка, или диск сцепления и «корзина», одно должно изнашиваться быстрее, чем второе, чтобы более дорогая деталь прослужила дольше. А некачественная колодка, выполненная из плохих фрикционных материалов, не стирается, а трется об диск буквально как камень, при этом оставляя не только борозды, как на плуг на грядке, но и нагревая его до 400-500˚C. Само собой, перегретый диск искривляется, появляется «биение» при торможении и в конце концов он пойдет трещинами и вполне может лопнуть. Вот так сэкономленные несколько сотен рублей могут стать бедой, независимо от того ездите вы на ВАЗ или на Porsche.
Как правильно выбрать колодки?
Каждый из нас когда-либо покупал колодки, как это обычно выглядит? Мы приходим в автомагазин или просто торговый комплекс, просим колодки, допустим, на Lada Priora, спрашиваем подешевле или подороже, берем что-то среднее по цене и не открывая коробку уходим. Знакомо? Скорее всего да, ведь так делают почти все. Но и тут есть парочка нюансов, которые стоит иметь в виду. В первую очередь стоит знать, что все существующие в природе колодки делятся на 3 типа:
Отличить первые проще всего – на них обычно так и пишут, мол, устанавливаются на конвейере либо производятся заводом-изготовителем автомобиля. С иномарками чуть сложнее – здесь нужно по каталогу искать номер запчасти и смотреть, какой бренд считается «оригиналом», и какие бывают аналоги.
Вторая категория колодок вполне качественные запчасти. Колодки Aftermarket могут быть на 30-40% дешевле оригинальных, именно эти запчасти завуалированно называют «аналогами» к заводским запчастям. Вот только вовсе это не аналоги, это другие запчасти, производящиеся по-другому и в других условиях, хоть и территориально возможно на том же заводе, что и оригинал. Тем не менее это могут детали на приемлемом уровне, которые можно поставить в свою машину и не переживать.
И чтобы информация легче усвоилась сразу пример. Есть такой производитель колодок TMD Friction, которому принадлежат бренды PAGID и Textar. Изделия от первого устанавливаются на конвейере на автомобили Audi, Porsche, VW и т.д. Колодки Textar стоят дешевле и на конвейер не попадают вообще. Это яркий показатель того, как один концерн старается покрыть как можно большую долю рынка не сильно заботясь о водителях.
И самый дешевый вариант, и самый небезопасный заодно, это колодки третьего варианта. Сюда попадают как изделия из Китая, так и произведенные в других странах запчасти, которые соответствуют стандартам тех стран, для которых они производятся. Отвечать за качество таких изделий фактически некому и загвоздка в том, что у нас в России найти можно вообще что угодно под видом чего угодно.
Как купить качественные запчасти и не получить подделку?
Не бойтесь, пробовать колодки «на зуб» не придется, но вот из коробки стоит достать. И даже поискать информацию в интернете. Если времени много, то стоит заказать запчасти в каком знакомом региональном интернет-магазине, чтобы получить качественный оригинал. Если же нужно выбирать из того, что есть в наличии, то придерживайтесь следующего алгоритма:
Каким брендам отдать предпочтение?
Взять и сразу сказать, что вот этот бренд плохой, а вот этот хороший, нельзя. Проблема в том, что производителей колодок столько, что на их перечисление уйдет несколько часов. Давайте рассмотрим хотя бы самые известные бренды, выпускающие исключительно оригинальные колодки высшего качества для авто европейского и американского происхождения:
Для корейских, японских и китайских машин список меньше — ATE, AKEBONO, ADVICS, NISSHIMBO, Textar, NIBK, Sangsin (Hi-Q). Последний бренд особенно известен тем, что некоторое время поставлялся на заводы всех корейских автомобилей, чем и заслужил доверие водителей. Сейчас же компания специализируется на выпуске aftermarket запчастей практически для всех марок автомобилей. Остановимся на некоторых брендах немного подробнее, в качестве примера.
Brembo. Название этой компании не слышал разве что только тот, у кого вообще нет машины. Бренд производит запчасти для таких машин как Bugatti, Ferarri, Lamborgini, но и не брезгуют большинством гражданских авто, применяя наработки в производстве колодок и для них. Есть колодки, например, на Lada Priora (если не верите, каталожный номер для этого авто P41003, можете проверить). Ровно таким же образом работают бренды Ferodo и EBC. Про Textar и PAGID мы упоминали немного выше.
Есть и более мелкие концерны, например, Lucas и TRW. Если вы предпочитаете ездить степенно, не часто выезжаете на трассу и не прибегаете к экстренному торможению – этот вариант подойдет. Эксплуатационные характеристики у них скромные, проще говоря, стираются колодки быстро, тормозят средне, но ездить можно. Сюда же относятся изделия от Remsa или NK.
Есть и бренды, изделия от которых лучше держать свой автомобиль подальше. Сюда относятся Quinton Hazell, EuroEx, JP Group, AT, AutoMega, MaxGear, Optimal, Starmann, некоторые отечественные и китайские производители. Такие детали мало того, что делаются с применением низкокачественных фрикционных материалов, так они еще и могут требовать доработки напильником перед установкой. То есть, производят их настолько «криво», что они даже не смогут встать в положенное им место в суппорте. Колодки – это тот уникальные случай, когда правило, чем дешевле, тем хуже, работает идеально, и обращать внимание на цену стоит в первую очередь.
Заключение
Как видим, подходить к выбору и замене колодок нужно подходить ответственно. Здесь не стоит экономить, пытаться как-то упростить себе задачу. Экономия может обернутся не только более серьезными тратами, но и аварией, исход которой никто не сможет предположить заранее. Тем более, что стоит один раз разобраться, выбрать себе колодки хорошего качества от нормального бренда, и больше не тратить на этот вопрос ни времени ни сил.