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.
На гоночных машинах центр тяжести расположен на уровне осей колес и даже ниже. Фото: Pixabay
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.
Размеры передних и задних колодок на примере Mazda-3. Фото: Nisshinbo
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.
Скосы на рабочей поверхности колодок предотвращают скрипы при торможении. Фото: Nisshinbo
Чтобы площадь контакта по мере износа не увеличивалась линейно, на большинстве колодок Nisshinbo скосы сделаны полукруглыми, в форме буквы J (J-скосы).
J-скосы — «визитная карточка» Nisshinbo. Фото: Nisshinbo
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.
Детали стояночного тормоза в барабанном механизме. Фото: TMD Friction tmdfriction.com/
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.
Этот задний тормозной диск успел проехать всего 1 км. Стояночный тормоз быстро сделал свое дело. Фото: TMD Friction tmdfriction.com/
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.
Тюнинг 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
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:
-
Органические. Отличаются наиболее мягким воздействием на тормозные диски и малым уровнем шума. Отлично справляются со своей задачей, пока не нагреты, однако с ростом температуры рабочие характеристики стремительно падают. Как правило, устанавливаются на минивэны, сити-кары и им подобные автомобили для спокойной, размеренной езды.
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:
-
не меняются поодиночке, а минимум попарно спереди или сзади, но лучше купить сразу весь комплект. Это поможет избежать ситуации, когда колодки различной степени изношенности несимметрично воздействуют на автомобиль, в результате чего тот уходит в занос.
В завершение дадим несколько рекомендаций по езде с новыми тормозными колодками. Сразу после покупки нажмите несколько раз педаль тормоза, делая это до тех пор, пока она не перестанет проваливаться. После этого стоит на открытом безопасном участке провести несколько экстренных торможений — это позволит вывести деталь в рабочий режим, а Вы привыкнете к новому тормозному пути.
29 Июня Пила циркулярная электрическая: быстрая и качественная резка древесины
Для распиловки древесины самое широкое распространение получил простой механизированный инструмент — циркулярная пила. Все о том, что такое циркулярная (дисковая) пила, каких типов бывает этот инструмент, как он устроен и работает, а также о правильном подборе и эксплуатации пил — читайте в статье.
22 Июня АКБ: подбор, установка, эксплуатация, техника безопасности
Выбор, замена и обслуживание автомобильного аккумулятора — дело несложное, но требующее определенных знаний и навыков. Вопросы правильного побора АКБ для транспортного средства, его монтажа, правильной и безопасной эксплуатации, а также его технического обслуживания подробно рассмотрены в материале.
15 Июня АКБ: типы, устройство и принцип работы аккумуляторов
Одной из основ электросистем современных автомобилей и иной техники являются источники постоянного тока для работы электростартеров — аккумуляторные батареи. Все об аккумуляторных батареях (АКБ), их существующих сегодня типах, конструкции и заложенных в основе их работы принципах — читайте в статье.
8 Июня Маяк проблесковый: свет предупреждает об опасности
Многие транспортные средства оснащаются специальными светосигнальными устройствами для привлечения внимания и предупреждения об опасности — проблесковыми маяками. О том, что такое проблесковый маяк, как он устроен и работает, а также о правилах его применения, покупке и установке — читайте в статье.
30 Ноября 2022 MEGAPOWER: фильтруем лишнее
Фильтры для легковых автомобилей MEGAPOWER — качественные расходники по оптимальной цене.
25 Августа 2022 Пистолет для подкачки шин с манометром: накачка шин для любителей и профессионалов
Одна из самых частых операций по обслуживанию автомобиля — подкачка шин. Для удобства выполнения этой работы созданы специальные приспособления — пистолеты для подкачки шин с манометром. Все об этих пистолетах, их типах, устройстве, характеристиках и применяемости подробно рассказано в данной статье.
11 Августа 2022 Нагнетатель смазки (солидолонагнетатель): незаменимое оборудование для заправки механизмов консистентной смазкой
Многие узлы автотракторной, сельскохозяйственной и иной техники, а также станков и разнообразного оборудования требуют регулярного наполнения консистентными смазками высокой вязкости. Наиболее эффективно эта работа выполняется специальными нагнетателями смазки, о которых подробно рассказано в статье.
Отличаются ли задние и передние тормозные колодки?
Наиболее существенным различием между передними и задними тормозными колодками, вероятно, является разница в размерах, но важно отметить, что передние тормозные колодки, как правило, изнашиваются быстрее, чем задние, поскольку они в большей степени справляются с процессом торможения.
Разница в размерах колодок
Остановка автомобиля требует, чтобы тормозные суппорты прижимали тормозные колодки к тормозному диску, чтобы замедлить автомобиль. Поскольку размеры суппортов отличаются от передних к задним, размеры тормозных колодок будут отличаться.
Размеры суппортов
Передние тормозные суппорты работают значительно тяжелее, чем задние, что требует, чтобы они были другого размера, чтобы справиться с силой, которая применяется к ним. Мало того, что размер суппорта отличается от задней части, но также отличается его форма. Передние и задние тормозные колодки не могут быть взаимозаменяемы, так как передние колодки не будут устанавливаться на суппортах сзади и наоборот.
Износ передних колодок
Износ передних тормозных колодок происходит быстрее спереди, так как вес автомобиля хочет продолжать движение вперед, когда тормозные колодки прикладывают усилие к дискам, чтобы замедлить автомобиль. Поскольку вес постоянно переносится вперед каждый раз, когда тормозные колодки используются, они, как правило, быстрее изнашиваются.
Чем отличаются передние тормозные колодки от задних
Как правильно выбрать тормозные колодки для автомобиля
Нормальное функционирование тормозной системы во многом зависит от правильности подбора колодок. И в вопросе о том, как выбрать тормозные колодки для автомобиля, не так много переменных, как может показаться на первый взгляд. Поэтому рассмотрим ключевые характеристики колодок и основы подбора.
Содержание:
Главные характеристики тормозных колодок
Среди характеристик тормозных колодок выделяются две, которые оказывают наибольшее влияние на эксплуатационные качества всей системы:
- материал изготовления;
- коэффициент трения.
Геометрические параметры, наличие датчика износа, количество проточек для охлаждения и отвода продуктов износа, а также другие второстепенные характеристики в меньшей степени сказываются на эффективности торможения.
В России наиболее популярны следующие типы колодок:
- органические,
- полуметаллические,
- керамические.
Органические колодки чаще обладают повышенной мягкостью и изнашиваются быстрее других. В то же время они щадяще влияют на тормозной диск или барабан и имеют неплохой коэффициент трения.
Полуметаллические занимают золотую середину в этом списке. Средние эксплуатационные характеристики и относительно невысокая цена определили их большую популярность.
Керамические колодки дороже других. Они обладают, как правило, высокими коэффициентами трения и повышенной твердостью материала накладок. этого ускоряется износ дисков, но увеличивается срок службы самих колодок. Современная дорогая керамика менее агрессивна по отношению к металлу дисков.
Коэффициент трения указывается на самих колодках в виде двух заглавных букв латинского алфавита. Первая буква характеризует коэффициент трения «на холодную», второй — после разогрева системы. Ниже приведена расшифровка по стандарту SAE J661:
- C — менее 0,15,
- D — 0,15–0,25,
- E — 0,25–0,35,
- F — 0,35–0,45,
- G — 0,45–0,55,
- H — 0,45–0,8.
Как правильно выбрать тормозные колодки
Процедура выбора сводится к подбору качественных колодок от проверенного производится с параметрами, максимально отвечающими условиям эксплуатации авто и стилю вождения. При этом к вопросу о том, как выбрать передние тормозные колодки, следует подходить более щепетильно. Например, на современных авто есть система распределения тормозных усилий, и на переднюю ось ложится наибольшая нагрузка.
Для легковых автомобилей при спокойной манере вождения преимущественно в режиме трассы вполне подойдут органические колодки: они истираются немного быстрее других и довольно зависимы от температуры, но в то же время благоприятно сказываются на ресурсе недешевых тормозных дисков и барабанов.
Полуметаллические идеально подходят для городских условий, где тормоза применяются часто. Этот тип неплохо справляется с перегревом и обладает хорошим коэффициентом трения, однако повышенная твердость негативно сказывается на дисках.
Часто колодки при своей работе издают характерные скрипы. Отчасти нивелировать раздражающее действие любых посторонних звуков можно, установив дополнительную защиту, увеличивающую звуконепроницаемость салона. Для получения хорошего эффекта важно подобрать лучшие материалы для шумоизоляции авто.
Современная керамика, особенно из , имеет высокий коэффициент трения, долговечна и почти не зависит от температуры. Но важно помнить, что чем выше коэффициент трения, тем быстрее колодки протачивают барабаны и диски. Например, колодки FF снизят отзывчивость тормозов, но продлят жизнь барабанам. В то же время твердые колодки класса HG или HH улучшат тормозные характеристики.
Выбрать задние тормозные колодки, как правило, легче — к ним требования ниже. И на многих авто сзади устанавливаются барабанные тормоза. А на барабанные тормоза в основном делают колодки из более простых материалов: металла и органики.
Не стоит гоняться за так называемым оригиналом. Единичные автопроизводители занимаются выпуском собственных тормозных колодок. Основная масса закупает их у известных производителей, штампует свой логотип и использует на конвейерах.
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.
Тюнинг 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.
Отличаются ли задние и передние тормозные колодки?
Наиболее существенным различием между передними и задними тормозными колодками, вероятно, является разница в размерах, но важно отметить, что передние тормозные колодки, как правило, изнашиваются быстрее, чем задние, поскольку они в большей степени справляются с процессом торможения.
- 1 Разница в размерах колодок
- 2 Размеры суппортов
- 3 Износ передних колодок
Разница в размерах колодок
Остановка автомобиля требует, чтобы тормозные суппорты прижимали тормозные колодки к тормозному диску, чтобы замедлить автомобиль. Поскольку размеры суппортов отличаются от передних к задним, размеры тормозных колодок будут отличаться.
Размеры суппортов
Передние тормозные суппорты работают значительно тяжелее, чем задние, что требует, чтобы они были другого размера, чтобы справиться с силой, которая применяется к ним. Мало того, что размер суппорта отличается от задней части, но также отличается его форма. Передние и задние тормозные колодки не могут быть взаимозаменяемы, так как передние колодки не будут устанавливаться на суппортах сзади и наоборот.
Износ передних колодок
Износ передних тормозных колодок происходит быстрее спереди, так как вес автомобиля хочет продолжать движение вперед, когда тормозные колодки прикладывают усилие к дискам, чтобы замедлить автомобиль. Поскольку вес постоянно переносится вперед каждый раз, когда тормозные колодки используются, они, как правило, быстрее изнашиваются.