Велосипедные тормозные колодки

О конструкции: взаимодействие осей

В подавляющем большинстве случаев на передней и задней осях автомобиля устанавливаются разные тормозные механизмы. Секрет прост: осям требуется неодинаковая эффективность торможения. Сегодня на многих легковых автомобилях и легких грузовиках наиболее распространена система Д-Б — то есть с дисковыми механизмами на передней оси и барабанными — на задней. Тормозные накладки в этих схемах различны — и по технологии изготовления и по набору компонентов фрикционной композиции. Однако они должны правильно взаимодействовать, то есть иметь согласованные фрикционные характеристики.

Напомним, что опережающая блокировка колес передней оси нарушает управляемость автомобиля, а опережающая блокировка колес задней оси приводит к потере устойчивости, провоцируя занос и опрокидывание. Поэтому эффективность торможения каждой из осей должна находиться строго в своих рамках — это и есть основа безопасности. Коэффициент трения зависит от давления между накладкой и контртелом (диском или барабаном), от скорости и, конечно, от температуры.

Более стабильными являются дисковые тормозные механизмы. Они в меньшей степени теряют эффективность с ростом указанных факторов. Кроме того, им не так страшно попадание воды, масла и грязи на поверхности трения. А вот накладки барабанных тормозов более капризны. Многие знакомы с ситуацией, когда после форсирования большой лужи барабанные тормозные механизмы просто-напросто перестают работать

При интенсивном пользовании тормозами эффективность торможения каждой из осей автомобиля изменяется — причем (внимание!) не пропорционально друг другу. Отсюда видно, сколь легко может быть нарушено правильное взаимодействие передних и задних механизмов в процессе торможения

Разновидности тормозов

Колодки могут быть нескольких типов или видов, конструкций и различаться в цене. Чем дороже система торможения, тем у нее выше качество, эффективнее торможение и она надежнее. Виды велосипедных тормозов бывают:

• педальные или барабанные;
• стремянные;
• роллерные;
• ободные;
• дисковые.

Барабанные

Тормозной механизм располагается во втулке заднего колеса велосипеда и представляет собой барабан с тормозными колодками. Они могут быть с ручным и ножным приводом. В настоящее время практически не встречается барабанный вид ручного типа. Он достаточно тяжелый, не совместим с переключением скоростей велосипеда.

Ножной тип еще встречается в городских, прогулочных вариантах. Но у него невысокая мощность и при неудачном расположении педалей экстренная остановка не получится. Если цепь спадет, то при отсутствии ручной системы, велосипед нельзя остановить. Также они отличаются большой массой и снижением маневренности при езде.

Из плюсов этого вида:

• неприхотливость;
• редкое техобслуживание;
• стойкость к грязи, пыли и непогоде;
• возможность торможения при искривлении колеса «восьмеркой» (в отличии от клещевых, ободных систем).

Стремянные

Система торможения данного вида выпускалась в СССР до 60-х годов прошлого века. Ее можно встретить лишь на старых моделях велосипедов. В настоящее время ее не используют в связи со сложностью конструкции.

Роллерные

Этот вариант тормоза схож с барабанным видом, имеются различия в зажатии тормозных колодок к барабану. Роллерный вид изобрели в конце прошлого века, но из-за тяжелого веса и больших габаритов, дороговизны он не стал популярен. Но плюсы роллерного вида неоспоримы – длительный срок работы без технастроек, устойчивость к непогоде, отсутствует износ обода и возможность использования велосипеда при искривлении геометрии колес.

Ободные

Ободная тормозная система в наши дни является одной из самых распространенных для велосипедов начального уровня, а также для шоссейных моделей. Здесь рабочей поверхностью является обод. Система имеет ряд преимуществ:

• простая установка на велобайк – на одно или два колеса;
• возможность воздействовать сразу на оба колеса;
• легкое техобслуживание;
• доступная цена;
• высокая эффективность и надежность в работе колодок;
• различные крепления.

Тормоза ободного вида могут быть одноразовые и картриджные, также делятся на:

1. Механические – управление через трос. Среди них самые распространенные V-brake, где крепления рычагов V-образное по отношению к колодкам. Клещевые – расположение рычагов U – образное, используют в шоссейных и ВМХ моделях.
2. Гидравлические – управление через гидравлическую линию жидкостью-маслом.

V-brake система велосипеда начинает работу с ручки управления тормозом, при нажатии на которую приводится в натяжение трос. Он сжимает рычаги спереди – на передней вилке, сзади – на верхних перьях. Закрепленные на рычагах тормозные колодки (продолговатой формы) соприкасаются с тормозной поверхностью обода и происходит остановка велосипеда.

Дисковые

Дисковыми тормозамичаще комплектуют средне-дорогие модели велосипедов, но, тем не менее, они практически вытеснили ободные системы торможения. В этой конструкции рабочей поверхностью является не обод, а диск из металла, расположенный на втулке, в центре колеса. Снижение скорости велобайка происходит в результате сжатия диска колодками (они округлой формы), которые приводятся в движение через нажатие тормозной ручки и натяжения троса (в случае механических тормозов) или гидравлического давления (в случае гидравлических).

Дисковая тормозная система также может быть двух видов – механическая и гидравлическая. Последняя отличается только тем, что управление происходит не за счет тросика, а за счет гидравлической линии. Велосипеды с дисковой системой для торможения стоят дороже, но это оправдывается:

• нет износа обода;
• не нужно частое техобслуживание;
• отлично работают в любую непогоду, в грязи, снегу, воде;
• плавно регулируется торможение – хорошая модуляция;
• самые надежные и долговечные;
• есть возможность использования с нарушением геометрии колеса.

В зависимости от места установки тормозов на колесах велосипеда, они бывают передние или задние.

Материалы изготовления

Велоколодки для велосипедов изготавливают из разных материалов, и соответственно качество и срок службы у них тоже будет разный. Резина или органика может использоваться на ободных и дисковых тормозных системах, а вот металлические колодки исключительно на дисках. Для экстремального катания последний вид просто необходим. Он отлично справится с затяжными торможениями на сложных трассах, где присутствует вода, грязь, камни и при любой непогоде.

Материал для ободной системы

В этом случае используется только органика, резина:

1. Одноразовые тормозные колодки для велосипеда состоят из пластинки металлической и резиновой составляющей с болтами. Они дешевые, имеют низкий уровень шума, но быстро изнашиваются;
2. В картриджных версиях имеются дополнительные накладки. Толщина рабочей силы увеличивается, срок эксплуатации становится более продолжительным. Рекомендуется использовать трехцветные накладки.

Тормозные колодки велосипеда разделяют на предназначение по погоде:

• универсальные;
• для сухой погоды;
• для влажной погоды.

Материал для дисковой системы

Тормозные колодки для дискового тормоза велосипеда бывают следующих видов:

1. Органические – они легкие, недорогие, обеспечивают отличное сцепление, но недолговечны. При непогоде эффективность падает, плохо поддаются очистке. Состав материала – металлическая стружка до 30% и органика – резина, смола;
2. Металлические – имеют в составе крошку или стружку из металлов – стали или меди. Обладают износостойкостью, повышенной надежностью и качеством. Дают мгновенное торможение велобайку, при любой погоде. Модуляция средняя, не требуют постоянной просушки, подходят для тяжелых моделей велосипедов. Имеют некоторые минусы: больший вес, более высокие цены, издают скрежет металла об металл;
3. Полуметаллические – имеют в составе до 65% металлических составляющих и органический компаунд (смолы, резина и другие компоненты). Этот материал является золотой серединой между органикой и металлом. Используются в непогоду, имеют хорошую модуляцию, эффективно тормозят велосипед, медленнее изнашиваются, чем органические;
4. Керамика – обладающая повышенными фрикционными свойствами. Редко, но встречается, имеет высокую цену, подходит только под специальный ротор. Самый высокий ресурс из всех вышеперечисленных материалов. В непогоду свойства ухудшаются, фрикцион может раскрошиться.

Ободные тормоза: преимущества и недостатки

На протяжении длительного периода времен, начиная с середины 90-х, альтернативы для ободных тормозных систем практически не существовало. Их устанавливали на все выпускаемые велосипеды. И такие модели стоили немалых денег. Но с середины 2000-х годов ободные тормоза стали вытесняться дисковыми аналогами. Но это не означает, что они устарели, так как и по сегодняшний день ободные тормозные системы устанавливаются на большое количество двухколесных транспортных средств.

Итак, из названия понятно, что данные тормоза воздействуют на обод колеса, тем самым замедляя его движение. Как правило, их применяют при производстве шоссейно-гоночных моделей. Основной принцип действия: при помощи нескольких дугообразных рычажков тормозные колодки зажимают велосипедный обод. Что касается качественных, технических и эксплуатационных параметров, присущих данным тормозным системам, то они напрямую зависят от совершенства выбранной модели. Например, системы компаний Campagnolo и Shimano выпускают профессиональные комплектующие. Поэтому их тормозные системы будут отличаться от аналогов высоким уровнем эффективности, отличной функциональностью и надежностью в использовании.

Если говорить в общем, не обращая внимания на элитные комплектующие, то можно сказать, сила торможения у ободных систем невелика, а также у них посредственная эффективность и модуляция.

Замена ободных тормозных колодок на велосипеде

Со временем ободные тормозные колодки (как и любые другие вело-детали) выходят из строя. И любой уважающий себя велолюбитель, не говоря уж о профессионалах, должен уметь их заменить. Тем более, что с тормозами типа v-brake осуществить это несложно. Главное, все делать не торопясь, четко соблюдая технологические этапы в необходимой последовательности:

1. Раскрыть тормоз — свести вместе его рычаги и вынуть из образовавшегося паза железный наконечник «рубашки» (из него выходит трос).
2. Убрать старые колодки, запомнив в какой последовательности использовался крепеж.
3. Установить новые колодки, последовательно собирая все крепежные прокладки и шайбы.

Если речь идет о колодках картриджного типа, то все еще проще! Следует заменить лишь резиновые прокладки — вынуть фиксирующий шплинт, убрать старую и поставить новую прокладку, а затем закрепить ее все тем же (или новым) шплинтом.

Необходимо быть внимательным, меняя тормозные колодки v-brake, поскольку они могут быть левыми и правыми (маркировка стоит прямо на колодках). Тогда их ни в коем случае нельзя перепутать.

К тому же, мало только поменять колодки, надо их еще и настроить. А перед этим проверить на предмет износа или разрыва тормозной тросик. Он должен быть абсолютно целым и легко передвигаться в «рубашке». Проверить надо и форму колес, чтоб не было никаких «восьмерок».

Тормозные колодки должны правильно прижиматься к колесному ободу. И прижатие можно отрегулировать (настроить) с помощью колодочного крепежа. Получить нужный угол несложно, если зажать тормоз и расслабить гайку на каждой из колодок.

Картриджные колодки типа v-brake должны располагаться строго горизонтально, прикасаясь всей своей поверхностью к ободу, но не задевая покрышку. А когда необходимое положение достигнуто, следует зафиксировать его колодочной гайкой. Что касается обычных тормозных колодок, то соприкасаться с ободом по горизонтали должна сначала их задняя часть.

В процессе настройки надо также добиться, чтобы одинаково сошлись тормозные рычаги. Регулирование положения возможно при помощи крестообразного винта натяжения пружины. Если рычаг еле двигается, то винт следует закрутить, а когда рычаг ходит чересчур легко — открутить.

Техническое обслуживание

Чтобы тормозная система работала исправно надо регулярно проводить техосмотр велосипеда. Профессионалы рекомендуют проверять настройку системы в идеале перед каждым выездом. Если вдруг система сбивается, слетает, то только одна из колодок может зажимать обод. Если этому не придать значения – это может привести к плачевным последствиям на трассе или выходу тормозов из строя. То же касается и дисковой системы. Обязательно надо содержать велосипед в чистоте.

При поломке дисковая система чинится в несколько простых действий. Старые элементы заменяют новыми по инструкции и проводят настройку системы. В случае с гидравлическими системами может понадобиться прокачка гидролинии

Ободная система заменяется с помощью ключа-шестигранника: снимают вышедшие из строя элементы и надевают новые. Проводят регулировку.

Характеристики тормозной системы

Для качественного описания работы ободных тормозов используются следующие термины:

• сила воздействия;
• эффективность;
• износостойкость;
• модуляция;
• требования к обслуживанию;
• сравнительные особенности.

Сила воздействия, или торможения, – параметр, который показывает, насколько тормоз может зажать обод так, чтобы велосипед нельзя было сдвинуть с места. Максимальное усилие потребуется только для полной остановки и фиксации на месте. В дороге для регулировки скорости усилие используется не полностью. Диапазон воздействий на обод колеса с помощью нажатий ручки называется модуляцией, или точностью, тормозов.

Активный велосипедист использует свой транспорт не только в сухую и безоблачную погоду. Дождь, грязь, песок – с этим придется столкнуться каждому, кто выкатывает свой байк на дальние поездки. Эффективность тормозов позволяет описать их поведение в самых разнообразных условиях.

Износостойкость – показатель долговечности с учетом предписаний по эксплуатации велосипеда в целом. Своевременный уход позволяет увеличить срок службы тормозной системы. В требованиях по обслуживанию указано, как правильно устанавливать и регулировать механизм, как часто это нужно делать и руководство по замене комплектующих.

Тормоза ободные

Принцип действия ободных тормозов чрезвычайно прост. На велосипедном руле размещается тормозная ручка, от которой натянут специальный тросик (или проложена гидравлическая линия) к тормозным колодкам, расположенным с двух сторон от обода вело-колеса. При нажатии ручки происходит сжатие обода колодками, после чего вращение колеса замедляется и сходит на нет.

Есть два типа ободных тормозов, которые в свою очередь подразделяются на несколько подвидов:

1. Механические тормоза, в том числе:

• векторные (V-brake или «вибрейки») с V-образным креплением рычагов к тормозным колодкам;
• клещевые («крабики») с U-образными рычагами;
• и кантилеверные (устаревшие предшественники тормозов типа V-brakes).

1. Гидравлические тормоза, в которых прилагаемое усилие передается от ручки к колодкам тормозной жидкостью по специально проложенной гидравлической линии.

Ободные тормоза имеют целый ряд очевидных преимуществ перед другими типами велосипедных тормозов:

1. Невысокие нагрузки на втулки и спицы.
2. Меньше тормозной нагрев.
3. Простая настройка, доступная даже в полевых условиях.
4. Небольшая масса собственно тормозного механизма.
5. Совсем не высокая цена.

Гидравлический дисковый тормоз

Гидравлические тормоза для остановки двухколесного транспортного средства передают по гидролинии тормозную жидкость. Что касается механических моделей, то здесь торможение осуществляется с помощью тросика.

Если говорить о преимуществах дисковых систем по отношению к существующим аналогам, то стоит отметить их простоту в эксплуатации. В связи с тем, что они монтируются в непосредственной близости от центра колеса, во время езды тормоза практически не засоряются. В отличии от ободных моделей, дисковые тормоза позволяют велосипедисту плавно регулировать тормозное усилие. Как показывает практика, дисковые тормозные системы редко выходят из строя и не особо нуждаются в обслуживании. Помимо этого, они не влияют на уровень износа обода.

С примером настройки дискового тормоза, переднего и заднего переключателя велосипеда вы можете ознакомиться на видео:

Как и другие комплектующие транспортных средств, тормозные дисковые системы помимо преимуществ имеют и свои недостатки. Здесь можно отметить высокие финансовые расходы во время обслуживания. Несмотря на то, что дисковые тормозные системы отличаются длительным сроком эксплуатации, при возникновении неисправности они потребуют немалой денежной суммы для ее устранения. Нужно сказать и про вес дисковых тормозов. Во многих дисциплинах данный показатель играет большое значение.

Выбор колодок для покупки

Если появилась необходимость в замене тормозных элементов, перед покупкой следует правильно определиться с выбором:

• какой был тип тормозов на велосипеде – современные диски, обода, или барабанный;
• из какого материала можно и нужно выбирать тормозную систему;
• в зависимости от того, какая модель велосипеда и тип катания можно отдать предпочтение той или иной системе, если возможен выбор;
• необходимо учитывать в какую погоду и по каким маршрутам, трассам будет эксплуатироваться велосипед.

Тормозные колодки для дисков должны подбираться в зависимости от модели тормозящей системы – это можно определить визуально по внешнему виду и форме.

Часто бывает уместным использовать один тип колодок на одном колесе и другой на втором, например:

• заднее колесо – металлический вариант для торможения при повышенной нагрузке в более «грязных» условиях. Так как распределение веса в экстремальных дисциплинах таково, что вес райдера зачастую смещен за седло и припадает как раз на заднее колесо;
• переднее колесо – органика, она уместна потому что нагрузки на перед немногим меньше.

Что такое тормозные колодки

Тормозные колодки (ТК) это часть тормозной системы велосипеда, они являются основной составляющей. За счет соприкосновения ТК с поверхностью обода колеса или диска создается тормозное ускорение. Благодаря этому появляется возможность регулирования (замедления) скорости движения велотранспорта. Система торможения на велосипеде, в зависимости от разновидности,  состоит из:

• зажимной клешни или поршней;
• троса регулировки или гидролинии;
• основного корпуса, на котором фиксируются прижимные составляющие, калипера.

В случае с механическими тормозами, при нажатии на ручку регулировки торможения на руле, трос натягивается и приводит в рабочее состояние основной корпус – он сжимается. Сжавшись, колодки касаются обода или ротора (тормозного диска). От того с какой силой они сжимаются, зависит величина и время тормозного пути. При сильном и резком сжатии колодок происходит мгновенная остановка, при плавном и слабом нажатии – более размеренная, медленная. Профессионалы рекомендуют научиться правильно пользоваться системой торможения велобайка и не выжимать из колодок «все соки» без необходимости. Это приводит к их скорейшему износу.

Физика безопасности

Тормозные колодки для барабанных тормозов

Фрикционная накладка- важнейшая деталь тормозной колодки. Основные ее задачи- получение необходимых сил трения в процессе торможения и обеспечение стабильности коэффициента трения при изменении скорости вращения тормозного диска и давления в системе. Естественное желание изготовителей автомобилей (как, впрочем, и разработчиков и производителей тормозных накладок)- получение коэффициента трения, близкого к константе при любых условиях эксплуатации. Выполнить это требование нелегко, о чем свидетельствует весь мировой опыт. Можно говорить лишь о поиске оптимального сочетания свойств накладки.

Большинство современных тормозных накладок имеет коэффициент трения 0,35-0,45. Почему так? Чем плохи значения 0,28 или, положим, 0,55? С первой цифрой все понятно: заниженные фрикционные свойства приводят к увеличению времени торможения и тормозного пути, что отрицательно сказывается на безопасности. А хороши ли высокие фрикционные свойства? На первый взгляд — да. Но только на первый. На деле же увеличение коэффициента трения сужает диапазон воздействий на педаль от начала торможения до блокировки колес. И начинаются неприятности.

Судите сами: блокировка приводит к скольжению или юзу. Это недопустимо, как минимум, по двум причинам. Во-первых, ухудшаются устойчивость и управляемость автомобиля. Ведь сцепление колес с дорогой становится одинаковым во всех направлениях — что в курсовом, что в боковом. Во-вторых, увеличивается тормозной путь, поскольку сцепление с дорогой при скольжении колес значительно меньше, чем при качении.

Поэтому при высоком коэффициенте трения накладок требуется осторожность в «топтании педали», определенные навыки вождения и быстрая реакция. Особо опасны дороги, где чередуются участки с хорошим и плохим сцеплением колеса

Например, асфальт, гололед, асфальт, снег, снова гололед и это тянется на много километров. Или так: слева асфальт, а справа, ближе к обочине, жидкая грязь. В подобных ситуациях на машинах без ABS торможение может привести к потере управляемости и непредсказуемым последствиям. Такие случаи особенно опасны в условиях интенсивного движения с высокой скоростью.

Скрип тормозов

Часто на велосипедах сильно скрипят колодки во время торможения. С сильным зажатием вместе со звуком появляется вибрация тормозной поверхности и прокручивание колес вперед. В последнем случае наблюдается серьезное повреждение накладок по причине износа: прижимными элементами затирается обод, но они не могут его зажать, поэтому колесо проскакивает. При резких звуках не следует эксплуатировать систему, нужно узнать причину этого явления и устранить ее.

Неприятные звуки появляются на ободных и дисковых системах торможения. Причины этого явления следующие:

1. Загрязнение диска или обода.
2. Замасливание колодки.
3. Жесткость материала колодок.
4. Износ.
5. Несоответствующее положение относительно обода.

При скрипе надо обратить внимание на поверхность: такое явление наблюдается из-за накопления грязи, жирности и влаги. Очистка выполняется растворителем: уайт-спиритом или бензином

Затем детали протираются сухим, чистым материалом.

С накоплением масла на тормозной площади не следует выбрасывать накладки. Их прокаливают до сгорания пятен. Выполняется это на нагретой поверхности или над горелкой. После исчезновения следов колодки оставляют на открытом воздухе. С такой процедурой они не будут служить долго, но качественные варианты, например, от Shimano, выдерживают нагрев и могут эксплуатироваться еще достаточно продолжительный период.

От жесткости резины зависит сила трения. Но плотный материал изнашивается не быстро, как мягкий. Недостатком мягких колодок является низкая эффективность торможения. Они редко шумят, нуждаются в частой замене. При несоответствии материала и поверхности торможения возникает быстрый износ. Чтобы этого не было, нужно выбирать оригинальные детали в специальных магазинах.

V-brake

Такие тормоза считаются самыми популярными, поскольку присутствуют на большинстве велосипедов. Они дешевые и простые, но надежные. Устанавливают их обычно на городские, детские, бюджетные виды транспорта. На данных велосипедах скорость небольшая, поэтому резкое торможение для них не нужно.

К основным частям механизма относят:

1. Тормозную ручку. Она крепится на руль и приводит в запуск всю систему.
2. Трос. Благодаря ему передается натяжение и сведение рычагов.
3. Рычаги. Устанавливаются на переднюю вилку и верхние перья.
4. Тормозные колодки. Крепление происходит на рычаги, детали соприкасаются с тормозной поверхностью.

Как свидетельствуют отзывы, механизм достаточно прост в обслуживании. Колодки обладают продолговатой формой. Обычно они производятся из плотной резины, закрепленной на железном или пластиковом основании. Какова цена тормозных колодок на велосипед? Стоимость определяется качеством материалов. Цена начинается от 700 рублей. Более дешевые детали перетираются за 1-2 сезона при регулярном катании, менять их приходится часто.

Итоги

О тормозных колодках обычно никто никогда не задумывается вплоть до того момента, когда приходит время заменять изношенные “обрубки” на новые. Зачастую только в этот момент райдеры начинают разбираться в том, какие колодки стояли у них все это время и на какие их стоит заменять. Сила торможения и модуляция влияют на поведение велосипеда на трассе.  Металлические колодки лучше для использования в непогоду и для более эффективного торможения, но они более тяжелые и сильнее изнашивают ротор дисковых тормозов. Органические и полуметаллические дают более качественную модуляцию торможения и не издают скрежет металла, но скорее изнашиваются. Выбирать надо каждому самостоятельно, а при затруднении в выборе, всегда можно обратиться к специалисту в профильном магазине или веломастерской.