На российских железнодорожных вагонах используются два типа тормозных колодок: чугунные, применяемые, как правило, на пассажирских вагонах (например, колодки из чугуна по ОСТ 32.194-2002), и композиционные – на основе полимеров (ТИИР-300, ТИИР-303, ТИИР-308) материалов [1]. И те и другие колодки обладают как преимуществами, определившими их продолжительное использование на железнодорожном транспорте, так и недостатками, усугубление которых в связи с ростом скоростей движения составов, нагрузок на ось вагона требует перехода к колодкам новых модификаций с проработкой фрикционных материалов.
Важной положительной особенностью колодочного тормоза является то, что при его использовании очищается поверхность катания и за счет этого улучшается сцепление между колесом и рельсом. Однако за это приходится расплачиваться повышением шума при движении подвижного состава. В ходе проведенного теоретического анализа, расчета тормозных процессов и параметров при использовании чугунного и композиционного материалов в колодочном тормозе были сформулированы некоторые выводы по отношению к каждому виду колодочного материала [5].
Основным недостатком чугуна как материала тормозных колодок является значительная зависимость коэффициента трения от скорости (таблица).
Эта зависимость может быть частично компенсирована за счет уменьшения тормозного нажатия при уменьшении скорости. Обычно применяется двухступенчатое торможение, но можно также добиться плавности остановки поезда с помощью многоступенчатого изменения силы нажатия колодок с уменьшением скорости [5].
Отрицательное воздействие на эффективность работы тормоза оказывают также относительно низкое среднее значение коэффициента трения μ = 0,1…0,15 и обратно пропорциональная зависимость между изменением силы прижатия тормозной колодки и коэффициентом трения [5]. Но в качестве достоинства чугуна следует учесть его высокую теплопроводность, благодаря которой 25 % преобразованной тормозной энергии отводится через тормозные колодки и не передается диску колеса.