Накануне открытия выставки Automechanika Astana 2023 технический консультант компании bilstein group Александр Сосновский провел для столичных сервисменов семинар на тему «Тормозная система: причины шумов и вибраций».
В ходе семинара мастера рассмотрели конструктивные особенности тормозной системы, изучили причины повреждений ее компонентов, освежили в памяти правила обслуживания тормозов и, конечно, заострили внимание на природе возникновения неприятных звуков и вибраций.
Торможение автомобиля происходит в результате преобразования кинетической энергии в тепловую и электрическую. Излишки тепла от тормоза отводят, а электрическую энергию используют в системе рекуперации. В тормозной системе используется два типа исполнительных механизмов – дисковый и барабанный. Оба эти механизма имеют как преимущества, так и недостатки.
Когда водитель нажимает на педаль тормоза и вместе с замедлением автомобиля получает неприятный скрип, в голову ему, как правило, приходит одна мысль: пора менять тормозные колодки. Между тем у специалистов в таком случае мыслей возникает гораздо больше. Дело в том, что инженеры воспринимают автомобиль как единую систему и рассматривают конструкцию тормоза во взаимодействии с деталями подвески, ведь скрипеть тормоза могут по многим причинам, да и формировать неприятный громкий звук может не только тормозная система.
Скрип, как и любой звук, – это вибрация, волновое движение на высокой частоте. Подвижные части в конструкции автомобиля способны распространять волны различных частот. Когда длины волн совпадают, возникает акустический резонанс, то есть взаимное усиление звуковых волн.
Инженеры-разработчики, проектируя тормозную систему, стараются сбалансировать взаимодействие всех компонентов. Для уменьшения вероятности возникновения резонирующих колебаний колодки или суппорты оснащаются дополнительными грузами. Помимо этого технологи разрабатывают различные составы смесей, из которых изготавливаются фрикционные накладки тормозных колодок. Накладки стараются сделать мягче, чтобы снизить вибрации, но очевидно, что тут важно остаться в разумных пределах, ведь колодка должна создавать достаточное давление на тормозной диск, чтобы уверенно снижать скорость вращения колеса. Баланс в такой сложной системе – вещь хрупкая. Именно поэтому специалисты рекомендуют при обслуживании менять тормозные колодки или диски на детали от одного производителя. Так вероятность возникновения резонирующих колебаний будет ниже.
В резонанс с тормозной системой могут включаться, например, стойки амортизаторов, подшипники ступицы или стабилизаторы поперечной устойчивости. Нежелательные вибрации могут возникать и тогда, когда на автомобиль устанавливают неподходящие колесные диски или высокопроизводительные шины. Таким образом, детали подвески способны усиливать звуки, возникающие в тормозной системе.
Автомобили со значительным сроком эксплуатации больше подвержены возникновению различных нежелательных шумов и скрипов именно потому, что конструкция разбалтывается, в ней возникает возможность движения тех частей, которые в новой машине закреплялись неподвижно. Компоненты системы на уровне звучания вступают в сложное и плохо контролируемое взаимодействие. Тем не менее разработчики расходных материалов стараются предлагать разумные решения. Так, например, фрикционные накладки лишают резких граней, создавая боковые скосы, или, как их еще называют, фаски, а на металлическую основу колодки наклеивают антискриповые пластины. Фрикционную накладку иногда пересекают поперечные разрезы – слоты. Они позволяют тормозной колодке слегка изгибаться под давлением и плотнее прилегать к поверхности диска. Колодки для современных автомобилей также оснащаются датчиками износа.
Для тормозного диска решающее значение имеют масса, плотность и содержание углерода в стальном сплаве. Диски сейчас производят с перфорациями, слотами, балансировочными пропилами, теплоотводящими каналами и вентиляцией. Эти меры призваны обеспечить оптимальный температурный баланс и помочь тормозной системе самоочищаться.
Неприятный звук часто возникает после простоя автомобиля, когда тормозной диск окисляется и ввиду этого коэффициент трения увеличивается. Колодки могут «запеть» и после мойки. В этих двух случаях скрип быстро исчезает – с самоочисткой диска от ржавчины и просыханием в движении.
Скрип в тормозной системе может возникнуть и потому, что водитель имеет привычку оттормаживаться резко, с большим усилием на педали. В данном случае возникает перегрев фрикционной накладки с критичным изменением физических свойств материала. Пористая структура накладки «стекленеет», она не только начинает визжать, но и не позволяет эффективно оттормаживаться. Звук может появиться и тогда, когда новые компоненты тормозной системы забыли обкатать или сделали это неправильно. Тормоза могут заскрипеть и из-за банального загрязнения колодок или диска, когда причиной скрипа выступают соль, мелкие камешки или другой мусор.
Мастер, производящий замену компонентов тормозной системы, во избежание появления в ней скрипа должен обращать особое внимание на корректную сборку. Как известно, некоторые производители тормозных колодок обозначают на них направление вращения колеса при движении автомобиля вперед. Необходимо устанавливать такую колодку только согласно обозначению. Заменяя тормозные колодки или диски, стоит подтягивать и крепеж суппортов, но только с контролем предписанного усилия затяжки.
Нужно иметь в виду, что чем тоньше становится тормозной диск, тем выше вероятность появления резонирующих колебаний. При обновлении тормозных дисков будет нелишним обновить и колодки. Следует также проверить состояние компонентов шасси, таких как детали рулевого управления, амортизаторы и пружины. Тормозную систему в ходе обслуживания следует тщательно очистить. Помимо прочего, это позволит обнаружить механические повреждения или износ. Там, где предписывает автопроизводитель, при обслуживании тормозной системы нужно наносить смазку.
В ходе семинара слушатели смогли получить ответы на интересующие их вопросы и ознакомиться с наглядным материалом, которым Александр Сосновский сопровождал занятие.
Текст: Андрей Сафонов, фотоматериал редакции и компании bilstein group