Τα τακάκια φρένων είναι τα πιο κρίσιμα μέρη ασφαλείας στο σύστημα πέδησης, το οποίο παίζει καθοριστικό ρόλο στην ποιότητα του αποτελέσματος πέδησης και ένα καλό τακάκι φρένων είναι η προστασία ανθρώπων και οχημάτων (αεροσκάφη).
Πρώτον, η προέλευση των τακακιών φρένων
Το 1897, ο HerbertFrood εφηύρε τα πρώτα τακάκια φρένων (χρησιμοποιώντας βαμβακερό νήμα ως ενισχυτική ίνα) και τα χρησιμοποίησε σε άμαξες με άλογα και πρώιμα αυτοκίνητα, από τα οποία ιδρύθηκε η παγκοσμίως γνωστή εταιρεία Ferodo. Στη συνέχεια, το 1909, η εταιρεία ανακάλυψε το πρώτο στερεοποιημένο στον κόσμο τακάκι φρένων με βάση τον αμίαντο. Το 1968, εφευρέθηκαν τα πρώτα ημιμεταλλικά τακάκια φρένων στον κόσμο και από τότε, τα υλικά τριβής άρχισαν να αναπτύσσονται προς την κατεύθυνση χωρίς αμίαντο. Στο εσωτερικό και στο εξωτερικό άρχισαν να μελετούν μια ποικιλία ινών αντικατάστασης αμιάντου όπως ίνες χάλυβα, ίνες γυαλιού, ίνες αραμιδίου, ίνες άνθρακα και άλλες εφαρμογές σε υλικά τριβής.
Δεύτερον, η ταξινόμηση των τακακιών φρένων
Υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι ταξινόμησης των υλικών πέδησης. Το ένα χωρίζεται από τη χρήση των θεσμών. Όπως υλικά φρένων αυτοκινήτων, υλικά πέδησης τρένων και υλικά πέδησης αεροπορίας. Η μέθοδος ταξινόμησης είναι απλή και κατανοητή. Το ένα χωρίζεται ανάλογα με τον τύπο του υλικού. Αυτή η μέθοδος ταξινόμησης είναι πιο επιστημονική. Τα σύγχρονα υλικά πέδησης περιλαμβάνουν κυρίως τις ακόλουθες τρεις κατηγορίες: υλικά φρένων με βάση τη ρητίνη (υλικά φρένων από αμίαντο, υλικά φρένων χωρίς αμίαντο, υλικά φρένων με βάση το χαρτί), υλικά φρένων μεταλλουργίας σκόνης, σύνθετα υλικά φρένων άνθρακα/άνθρακα και υλικά φρένων με βάση κεραμικά.
Τρίτον, υλικά πέδησης αυτοκινήτου
1, ο τύπος των υλικών φρένων αυτοκινήτων σύμφωνα με το υλικό κατασκευής είναι διαφορετικός. Μπορεί να χωριστεί σε φύλλο αμιάντου, ημι-μεταλλικό φύλλο ή φύλλο χαμηλού μετάλλου, φύλλο NAO (ελεύθερη οργανική ύλη), φύλλο άνθρακα και κεραμικό φύλλο.
1.1.Φύλλο αμιάντου
Από την αρχή, ο αμίαντος χρησιμοποιήθηκε ως ενισχυτικό υλικό για τακάκια φρένων, επειδή οι ίνες αμιάντου έχουν υψηλή αντοχή και αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, επομένως μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις των τακακιών φρένων και των δίσκων συμπλέκτη και των παρεμβυσμάτων. Αυτή η ίνα έχει ισχυρή ικανότητα εφελκυσμού, μπορεί να ταιριάξει ακόμη και με χάλυβα υψηλής ποιότητας και μπορεί να αντέξει υψηλές θερμοκρασίες 316 ° C. Επιπλέον, ο αμίαντος είναι σχετικά φθηνός. Εξάγεται από αμφίβολο μετάλλευμα, το οποίο βρίσκεται σε μεγάλες ποσότητες σε πολλές χώρες. Τα υλικά τριβής αμιάντου χρησιμοποιούν κυρίως ίνες αμιάντου, δηλαδή ένυδρο πυριτικό μαγνήσιο (3MgO·2SiO2·2H2O) ως ενισχυτικές ίνες. Προστίθεται ένα πληρωτικό για τη ρύθμιση των ιδιοτήτων τριβής. Ένα σύνθετο υλικό οργανικής μήτρας λαμβάνεται με συμπίεση της κόλλας σε καλούπι θερμής πρέσας.
Πριν από τη δεκαετία του 1970. Τα φύλλα τριβής τύπου αμιάντου χρησιμοποιούνται ευρέως στον κόσμο. Και κυριάρχησε για πολύ καιρό. Ωστόσο, λόγω της κακής απόδοσης μεταφοράς θερμότητας του αμιάντου. Η θερμότητα τριβής δεν μπορεί να διαλυθεί γρήγορα. Θα προκαλέσει πάχυνση του στρώματος θερμικής αποσύνθεσης της επιφάνειας τριβής. Αυξήστε τη φθορά του υλικού. Στο μεταξύ. Το κρυσταλλικό νερό των ινών αμιάντου κατακρημνίζεται πάνω από 400℃. Η ιδιότητα τριβής μειώνεται σημαντικά και η φθορά αυξάνεται δραματικά όταν φτάσει τους 550℃ ή περισσότερο. Το κρυστάλλινο νερό έχει σε μεγάλο βαθμό χαθεί. Η βελτίωση έχει χαθεί τελείως. Το πιο σημαντικό. Είναι ιατρικά αποδεδειγμένο. Ο αμίαντος είναι μια ουσία που προκαλεί σοβαρές βλάβες στα ανθρώπινα αναπνευστικά όργανα. Ιούλιος 1989. Η Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των ΗΠΑ (EPA) ανακοίνωσε ότι θα απαγόρευε την εισαγωγή, την κατασκευή και την επεξεργασία όλων των προϊόντων αμιάντου έως το 1997.
1.2, ημιμεταλλική λαμαρίνα
Είναι ένας νέος τύπος υλικού τριβής που αναπτύχθηκε με βάση το οργανικό υλικό τριβής και το παραδοσιακό υλικό τριβής μεταλλουργίας σκόνης. Χρησιμοποιεί μεταλλικές ίνες αντί για ίνες αμιάντου. Είναι ένα υλικό τριβής χωρίς αμίαντο που αναπτύχθηκε από την American Bendis Company στις αρχές της δεκαετίας του 1970.
Τα «ημι-μεταλλικά» υβριδικά τακάκια φρένων (Semi-met) κατασκευάζονται κυρίως από τραχύ μαλλί χάλυβα ως ενισχυτική ίνα και σημαντικό μείγμα. Τα οργανικά τακάκια φρένων αμιάντου και μη αμιάντου (NAO) διακρίνονται εύκολα από την εμφάνιση (λεπτές ίνες και σωματίδια) και έχουν επίσης ορισμένες μαγνητικές ιδιότητες.
Τα ημιμεταλλικά υλικά τριβής έχουν τα ακόλουθα κύρια χαρακτηριστικά:
(ιβ) Πολύ σταθερό κάτω από τον συντελεστή τριβής. Δεν παράγει θερμική αποσύνθεση. Καλή θερμική σταθερότητα.
(2) Καλή αντοχή στη φθορά. Η διάρκεια ζωής είναι 3-5 φορές μεγαλύτερη από τα υλικά τριβής από αμίαντο.
(3) Καλή απόδοση τριβής υπό υψηλό φορτίο και σταθερό συντελεστή τριβής.
(4) Καλή θερμική αγωγιμότητα. Η διαβάθμιση θερμοκρασίας είναι μικρή. Ιδιαίτερα κατάλληλο για μικρότερα προϊόντα δισκόφρενου.
(5) Μικρός θόρυβος πέδησης.
Οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ευρώπη, η Ιαπωνία και άλλες χώρες άρχισαν να προωθούν τη χρήση μεγάλων εκτάσεων τη δεκαετία του 1960. Η αντοχή στη φθορά του ημιμεταλλικού φύλλου είναι περισσότερο από 25% υψηλότερη από αυτή του φύλλου αμιάντου. Επί του παρόντος, κατέχει δεσπόζουσα θέση στην αγορά των τακακιών στην Κίνα. Και τα περισσότερα αμερικανικά αυτοκίνητα. Ειδικά αυτοκίνητα και επιβατικά και φορτηγά οχήματα. Η ημιμεταλλική επένδυση φρένων αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 80%.
Ωστόσο, το προϊόν έχει επίσης τα ακόλουθα μειονεκτήματα:
(ιβ) Οι ίνες χάλυβα σκουριάζουν εύκολα, κολλάνε ή βλάπτουν εύκολα το ζεύγος μετά τη σκουριά και η αντοχή του προϊόντος μειώνεται μετά τη σκουριά και η φθορά αυξάνεται.
(2) Υψηλή θερμική αγωγιμότητα, η οποία είναι εύκολο να προκαλέσει το σύστημα πέδησης να παράγει αντίσταση αερίου σε υψηλή θερμοκρασία, με αποτέλεσμα το στρώμα τριβής και την αποκόλληση της χαλύβδινης πλάκας:
(3) Η υψηλή σκληρότητα θα βλάψει το διπλό υλικό, με αποτέλεσμα τη φλυαρία και τον θόρυβο πέδησης χαμηλής συχνότητας.
(4) Υψηλή πυκνότητα.
Αν και το "ημιμέταλλο" δεν έχει μικρές ελλείψεις, αλλά λόγω της καλής σταθερότητας παραγωγής, της χαμηλής τιμής του, εξακολουθεί να είναι το προτιμώμενο υλικό για τακάκια φρένων αυτοκινήτων.
1.3. Ταινία NAO
Στις αρχές της δεκαετίας του 1980, υπήρχε στον κόσμο μια ποικιλία από ενισχυμένες με υβριδικές ίνες επενδύσεις φρένων χωρίς αμίαντο, δηλαδή η τρίτη γενιά τακάκια φρένων χωρίς οργανική ύλη χωρίς αμίαντο τύπου NAO. Σκοπός του είναι να καλύψει τα ελαττώματα των ημιμεταλλικών υλικών πέδησης με μονή ενισχυμένη με ίνες χάλυβα, οι χρησιμοποιούμενες ίνες είναι φυτικές ίνες, ίνες aramong, ίνες γυαλιού, κεραμικές ίνες, ίνες άνθρακα, ορυκτές ίνες και ούτω καθεξής. Λόγω της εφαρμογής πολλαπλών ινών, οι ίνες στην επένδυση των φρένων αλληλοσυμπληρώνονται σε απόδοση και είναι εύκολο να σχεδιαστεί η φόρμουλα επένδυσης φρένων με εξαιρετική συνολική απόδοση. Το κύριο πλεονέκτημα του φύλλου NAO είναι η διατήρηση της καλής επίδρασης πέδησης σε χαμηλή ή υψηλή θερμοκρασία, η μείωση της φθοράς, η μείωση του θορύβου και η επέκταση της διάρκειας ζωής του δίσκου φρένων, αντιπροσωπεύοντας την τρέχουσα κατεύθυνση ανάπτυξης των υλικών τριβής. Το υλικό τριβής που χρησιμοποιείται από όλες τις παγκοσμίου φήμης μάρκες τακάκια φρένων Benz/Philodo είναι το οργανικό υλικό τρίτης γενιάς NAO χωρίς αμίαντο, το οποίο μπορεί να φρενάρει ελεύθερα σε οποιαδήποτε θερμοκρασία, να προστατεύσει τη ζωή του οδηγού και να μεγιστοποιήσει τη διάρκεια ζωής του φρένου δίσκος.
1.4, φύλλο άνθρακα άνθρακα
Το σύνθετο υλικό τριβής άνθρακα άνθρακα είναι ένα είδος υλικού με μήτρα άνθρακα ενισχυμένη με ίνες άνθρακα. Οι ιδιότητες τριβής του είναι εξαιρετικές. Χαμηλή πυκνότητα (μόνο χάλυβας). Υψηλό επίπεδο χωρητικότητας. Έχει πολύ μεγαλύτερη θερμοχωρητικότητα από τα υλικά μεταλλουργίας σκόνης και τον χάλυβα. Υψηλή ένταση θερμότητας. Καμία παραμόρφωση, φαινόμενο πρόσφυσης. Θερμοκρασία λειτουργίας έως 200℃. Καλή απόδοση τριβής και φθοράς. Μεγάλη διάρκεια ζωής. Ο συντελεστής τριβής είναι σταθερός και μέτριος κατά το φρενάρισμα. Τα σύνθετα φύλλα άνθρακα-άνθρακα χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά σε στρατιωτικά αεροσκάφη. Αργότερα υιοθετήθηκε από τα αγωνιστικά αυτοκίνητα της Formula 1, η οποία είναι η μόνη εφαρμογή υλικών άνθρακα από άνθρακα στα τακάκια φρένων αυτοκινήτων.
Το σύνθετο υλικό τριβής άνθρακα άνθρακα είναι ένα ειδικό υλικό με θερμική σταθερότητα, αντοχή στη φθορά, ηλεκτρική αγωγιμότητα, ειδική αντοχή, ειδική ελαστικότητα και πολλά άλλα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, τα σύνθετα υλικά τριβής άνθρακα-άνθρακα έχουν επίσης τα ακόλουθα μειονεκτήματα: ο συντελεστής τριβής είναι ασταθής. Επηρεάζεται πολύ από την υγρασία.
Κακή αντίσταση στην οξείδωση (συμβαίνει σοβαρή οξείδωση πάνω από 50 ° C στον αέρα). Υψηλές απαιτήσεις για το περιβάλλον (στεγνό, καθαρό). Είναι πολύ ακριβό. Η χρήση περιορίζεται σε ειδικά πεδία. Αυτός είναι επίσης ο κύριος λόγος για τον οποίο είναι δύσκολο να προωθηθούν ευρέως τα υλικά περιορισμού άνθρακα.
1,5, κεραμικά τεμάχια
Ως νέο προϊόν σε υλικά τριβής. Τα κεραμικά τακάκια φρένων έχουν τα πλεονεκτήματα του χωρίς θόρυβο, χωρίς πτώση τέφρας, χωρίς διάβρωση της πλήμνης τροχού, μεγάλη διάρκεια ζωής, προστασία του περιβάλλοντος και ούτω καθεξής. Τα κεραμικά τακάκια φρένων αναπτύχθηκαν αρχικά από ιαπωνικές εταιρείες τακακιών φρένων τη δεκαετία του 1990. Γίνετε σταδιακά το νέο αγαπημένο της αγοράς των τακακιών φρένων.
Ο τυπικός εκπρόσωπος των υλικών τριβής με βάση τα κεραμικά είναι τα σύνθετα υλικά C/C-sic, δηλαδή τα σύνθετα υλικά C/SiC με μήτρα καρβιδίου του πυριτίου ενισχυμένα με ίνες άνθρακα. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Στουτγάρδης και το Γερμανικό Ινστιτούτο Αεροδιαστημικής Έρευνας μελέτησαν την εφαρμογή σύνθετων υλικών C/C-sic στον τομέα της τριβής και ανέπτυξαν τακάκια φρένων C/C-SIC για χρήση σε αυτοκίνητα Porsche. Oak Ridge National Laboratory με σύνθετα υλικά Honeywell Advnanced, συστήματα HoneywellAireratf Lnading Systems και συστήματα Honeywell CommercialVehicle Η εταιρεία συνεργάζεται για την ανάπτυξη σύνθετων τακακιών φρένων C/SiC χαμηλού κόστους για την αντικατάσταση των τακακιών φρένων από χυτοσίδηρο και χυτοσίδηρο που χρησιμοποιούνται σε βαρέα οχήματα.
2, πλεονεκτήματα σύνθετου τακάκια φρένων από κεραμικό άνθρακα:
1, σε σύγκριση με τα παραδοσιακά τακάκια φρένων από γκρι χυτοσίδηρο, το βάρος των κεραμικών τακάκια φρένων από άνθρακα μειώνεται κατά περίπου 60%, και η μάζα χωρίς ανάρτηση μειώνεται κατά σχεδόν 23 κιλά.
2, ο συντελεστής τριβής πέδησης έχει πολύ υψηλή αύξηση, η ταχύτητα αντίδρασης πέδησης αυξάνεται και η εξασθένηση του φρένου μειώνεται.
3, η επιμήκυνση εφελκυσμού των κεραμικών υλικών άνθρακα κυμαίνεται από 0,1% έως 0,3%, που είναι μια πολύ υψηλή τιμή για τα κεραμικά υλικά.
4, το κεραμικό πεντάλ δίσκου αισθάνεται εξαιρετικά άνετα, μπορεί να παράγει αμέσως τη μέγιστη δύναμη πέδησης στο αρχικό στάδιο πέδησης, επομένως δεν χρειάζεται καν να αυξηθεί το σύστημα υποβοήθησης πέδησης και το συνολικό φρενάρισμα είναι ταχύτερο και μικρότερο από το παραδοσιακό σύστημα πέδησης ;
5, για να αντισταθεί σε υψηλή θερμότητα, υπάρχει κεραμική θερμομόνωση μεταξύ του εμβόλου του φρένου και της επένδυσης του φρένου.
6, ο κεραμικός δίσκος φρένων έχει εξαιρετική ανθεκτικότητα, εάν η κανονική χρήση είναι αντικατάσταση διάρκειας ζωής, και ο συνηθισμένος δίσκος φρένων από χυτοσίδηρο χρησιμοποιείται γενικά για μερικά χρόνια για αντικατάσταση.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-08-2023