Моя машина начинает визжать, когда я нажимаю педаль тормоза. Интересно узнать, что вызывает этот неприятный звук и как можно избавиться от него. В этой статье я постараюсь ответить почему скрипят тормозные колодки?
Почему тормоза скрипят при торможении?
Существует множество причин, которые могут быть ответственными за скрипящий звук при остановке автомобиля, который так не нравится водителям. Одной из самых распространенных является использование смеси для колодок, которая слишком жесткая. Это может вызывать износ накладок, отсутствие антивибрационной колодки, повреждение тормозного диска, а также неправильный выбор тормозных колодок и дисков.
История тормозных колодок насчитывает уже более 150 лет. Вначале они использовались для замедления конных экипажей, где деревянные блоки прижимались к колесам с помощью специального рычага. В первых автомобилях также применялись деревянные тормозные колодки, которые были обтянуты кожей. Учитывая, что автомобили тогда не достигали больших скоростей, такое решение было достаточным. Однако современные тормозные колодки должны справляться с нагрузками при высоких скоростях, что может приводить к выделению большого количества тепла и, в некоторых случаях, к раздражающему визгу.
История тормозной системы
Несколько десятилетий назад, скрип тормозных колодок в автомобилях был обычным явлением, особенно на последней стадии замедления. Материалы, используемые для изготовления тормозных колодок, оказали влияние на генерацию шума. Звуки, издаваемые при торможении, зависят от состава фрикционных материалов, применяемых при создании этих компонентов. С течением многих лет состав смесей, использованных для производства колодок, претерпел значительные изменения.
Чтобы ответить на вопрос о причинах скрипа тормозных колодок, стоит рассмотреть историю этих элементов тормозной системы. Одним из серьезных ограничений было разложение материалов при температуре 150 °C, что считалось очень низким значением в контексте автомобильных тормозов.
Только использование соединения армированной латунной проволоки с асбестом позволило достичь высокой термостойкости, гибкости и необходимых фрикционных свойств. Однако в 70-х годах было обнаружено, что скрипящие тормозные колодки, содержащие асбест, не являются самой маленькой проблемой, учитывая канцерогенные свойства этого материала. В результате асбест был исключен из процесса производства тормозных компонентов. В настоящее время для создания колодок используются смеси фрикционных материалов без вредного асбеста.
Наиболее распространенными смесями, используемыми в тормозных колодках, являются полуметаллические, керамические и металлические. Среди них керамические колодки считаются наиболее бесшумными: при их использовании скрип не должен появляться вообще, за исключением возможного проникновения шлифовальных частиц между колодками и тормозными дисками. Первым серийным автомобилем, оснащенным керамической тормозной системой, стал французский суперкар Venturi 400 GT в первой половине 1990-х годов.
В начале следующего десятилетия керамические тормоза стали популярными. Эта технология впервые появилась в Ferrari Enzo 2002 года, а затем была использована в Porsche Carrera GT и Mercedes SLR. В настоящее время такие тормоза используются в спортивных внедорожниках и даже в самых мощных компактных автомобилях, например, в Audi RS3. Керамические тормоза обладают большей стойкостью к износу и высоким температурам по сравнению с классическими тормозными колодками из фрикционных материалов, соединенных с дисками из стали. Однако такая высокая производительность имеет свою цену, и использование керамической тормозной системы сопряжено с доплатой, составляющей не менее 1 173 730 рублей, а затраты на обслуживание этой системы также не являются невысокими.
Конструкция
Для полуметаллических тормозных колодок используется добавка с более высокой стойкостью к высоким температурам, что придает им большую эффективность, но может приводить к нежелательному шуму. Это связано с особенностями материалов, используемых при создании таких компонентов. В последние 50 лет вместо асбеста, ранее применявшегося в фрикционных материалах, были использованы стеклянные, синтетические, стальные или натуральные волокна. Кроме того, в состав фрикционных смесей входят стальная вата и ее минеральные аналоги. Разнообразные составы фрикционных слоев приводят к наличию твердых частиц, которые при соприкосновении колодок с тормозным диском могут вызывать вибрацию.
Звук скрипа тормозов в автомобиле — не единственная проблема, с которой сталкиваются производители тормозной системы. Средний вес компактного автомобиля за последние 30 лет возрос на 40-50%.Современные автомобили также становятся намного быстрее и достигают высоких скоростей. Кроме того, замена тормозных колодок является одним из основных видов обслуживания, поэтому затраты на поддержание тормозов в идеальном состоянии не должны быть чрезмерными. Все это требует создания эффективных и комфортных конструкций тормозных колодок, с приемлемыми производственными затратами для автовладельцев.
Почему спортивные тормозные колодки скрипят?
Металлические колодки, чаще всего применяемые в спортивных автомобилях, проявляют высокую степень склонности к генерации нежелательных шумов. Их конструкция адаптирована для экстремальных условий, где интенсивные торможения происходят в кратчайшие сроки, как, например, на гоночных трассах. Однако, в мире автоспорта, факторы комфорта не стоят на первом плане. Главная цель – обеспечить долговечность и надежность тормозных компонентов, которые позволят завершить гонку без необходимости их замены. Именно по этой причине скрип тормозных колодок во время гонок не вызывает особых нареканий у водителей.
Откуда берется визг тормозных колодок?
Визг тормозов во время движения чаще всего возникает из-за высокочастотных вибраций, которые происходят при торможении на грани контакта между колодками и тормозным диском. Эти вибрации можно сравнить с колебаниями струн скрипки, когда по ним проходит смычок. Визг тормозов представляет собой звук с частотой более 5 кГц, который человеческое ухо воспринимает как пронзительный шум. Звуки с более низкой частотой воспринимаются как обычный шум, в то время как ультразвук с частотой выше 12 кГц абсолютно невидим для человеческого слуха.
Одной из причин визга тормозов, помимо упомянутых ранее, может быть наличие различных видов загрязнений в области суппорта. Когда фрикционные накладки изнашиваются, на колодке появляется металлическая пластина, которая становится источником шума. В момент нажатия на тормозную педаль эта пластина начинает трется о тормозной диск, издавая звук. Этот звук служит сигналом для водителя о необходимости замены тормозных колодок.
Многие современные автомобили, оснащенные бортовыми компьютерами, предостерегают водителя о необходимости замены тормозных колодок не только через звук скрипа при торможении. Обычно, о необходимости замены колодок на автомобиле появляется специальное сообщение на приборной панели. Это сообщение может быть представлено в виде желтого круга с пунктирными линиями по бокам. Для более современных бортовых компьютеров информация о необходимости замены колодок может быть представлена в текстовой или графической форме.
Иногда бывает, что новоустановленные колодки начинают издавать скрип. В таких случаях наиболее вероятной причиной является ослабление крепежных элементов, таких как пластины и болты.
Почему скрипят новые тормозные колодки?
Новые тормозные колодки и старые чугунные диски могут не сразу идеально сочетаться. Поэтому после установки колодок автомобиль должен пройти проверку на тест-драйве. Механик проведет серию торможений, чтобы колодка и диск “привыкли” друг к другу. Это поможет уменьшить скрип и улучшить качество торможения.
Процесс “притирки” тормозных колодок, или по-другому, “beading”, требует выполнения около 30 торможений с определенными условиями. Во-первых, скорость автомобиля не должна снижаться более чем на 50 км/час. Оптимальное торможение происходит, например, со скорости 70-20 или 80-30 км/час. В первые 10 торможений, температура накладки не должна превышать 200°C, и этот процесс должен проводиться аккуратно. Между 10 и 20 торможениями, оптимальная температура составляет около 300°C. А после 20 торможений, она может увеличиться еще на 50°C.На практике, эти строгие проверки не всегда проводятся после установки новых колодок.
Поэтому, когда вы забираете автомобиль у механика, в течение первых 350 км рекомендуется мягкое и частое торможение, конечно, если дорожные условия позволяют это. Избегая значительного нагрева покрытия, вы сводите к минимуму риск постоянных изменений в структуре фрикционного материала. Это помогает значительно уменьшить скрип тормозных колодок во время движения.
Очень часто проблема скрипящих тормозов связана с повреждениями тормозных дисков. Во время торможения диски нагреваются, и может произойти их перегрев. Тогда на поверхности диска образуется очень твердый осадок — цементит, который значительно снижает эффективность тормозов и вызывает шум в виде скрипа. Имейте в виду, что поврежденные перегревом детали не подлежат ремонту и единственным эффективным решением является замена поврежденных деталей на новые тормозные диски.