Suprafața de suprapunere pentru un pantof modern de frână este fabricată dintr-un compozit compozit. Ar trebui să ofere siguranță și confort, să minimizeze uzura contraside (disc sau tambur) și să fie ecologic. Și, de asemenea, să câștige în lupta competitivă pe piață. Prin urmare, producătorii de tampoane păstrează secretele tehnologiei lor sub șapte încuietori. Dar tendințele generale în dezvoltarea materialelor de fricțiune pot fi discutate.
Greutatea nu depinde de greutate
Distanța de frânare depinde de greutatea automobilului? Pun pariu că mulți vor spune "da"? În timp ce răspunsul corect este "nu, nu."
Să vorbim. Lăsați mașina să aibă masa și viteza de mișcare V. Și astfel șoferul se luptă să frâneze. Apoi, energia cinetică a mașinii se duce la munca de frecare:
unde F este forța de frecare redusă, ținând cont de frecarea plăcuțelor de pe disc (sau de tambur) și de interacțiunea anvelopelor cu caroseria; S - distanța de oprire. Pentru secțiunea orizontală, forța F este mgk, unde g este accelerația datorată gravitației, k este coeficientul redus de frecare, ținând seama, printre altele, de aderența anvelopelor la drum.
Ca rezultat, ecuația inițială are forma:
Împărțind ambele părți ale ecuației cu m, obținem:
Ei bine, există o masă și, prin urmare, greutatea mașinii, nu joacă nici un rol aici. Apropo, cei curiosi pot sa vada manualele de automobile ale NIIAT si sa vada formula de distanta de franare pe paginile sale. În principiu, nu diferă de a noastră: nu există masă a mașinii în ea.
Ce influențează masa în timpul frânării? Pe forța aplicată pe pedala de frână, creșterea temperaturii pantofilor, discurilor și anvelopelor. Cu cât energia cinetică este mai mare în partea stângă a ecuației, cu atât este mai mare forța de frecare redusă în partea dreaptă. Și mai multă muncă pe care trebuie să o faceți pentru a opri mașina. Lucrarea este atribuită plăcuțelor și anvelopelor de frână. Deci, hai să vorbim despre tampoane care pot "lua greutatea" și nu arde și nu se prăbușesc.
Au înlocuit azbestul
Baza bazelor pantofului este amestecul de fricțiune, compoziția din care este "arsă" tamponul de frână. Compoziția este cea care asigură proprietățile operaționale ale piesei. De exemplu, coeficientul de frecare trebuie să rămână stabil cu creșterea temperaturii. Pentru aceasta întâlniți anumite ingrediente. Alte componente asigură rezistență la uzură. Totuși, alții îndeplinesc rolul de armare în baza polimerului (se mai numește și o matrice), al patrulea se confruntă cu zgomot - această listă poate fi continuată.
Sincer: în timp util, pantoful de azbest nu a fost atât de rău. Este rezistent la căldură, perfect împărțit în fibre, azbest, ca și cum natura ar fi fost creată pentru produsele de fricțiune. A servit ca o armă excelentă și a asigurat eficiența necesară de frânare. Da, iar coeficientul de frecare la acesta este adecvat - 0,4. Cu faptul că majoritatea tampoanelor se află în intervalul de 0,35-0,45.
După o interdicție cunoscută privind utilizarea azbestului, producătorii au trebuit să caute înlocuitori eficienți. Astăzi, formularea cea mai "simplă" a amestecului de frecare are 10, 15 sau mai multe ingrediente, fiecare dintre ele rezolvând propria problemă. Și peste combinațiile lor zi și noapte, cele mai bune departamente de cercetare ale companiilor producătoare de produse de frână sunt rafturi creierul lor.
Producătorii de încălțăminte utilizează astăzi trei tipuri de materiale de fricțiune:
• Semi-metalice (semi-metalice);
Aici este nevoie de o explicație.
Ca non-azbest sunt toate cele trei grupuri. Termenul Non-azbest din abrevierea NAO este un dispozitiv de marketing, dorința de a accentua compatibilitatea ecologică a rețetei. Și acum - mai mult.
Semi Metalice
Primele plăcuțe de azbest au apărut în a doua jumătate a secolului trecut în Europa. Acest lucru este ușor de explicat: depozitele de azbest sunt departe, trebuie să le importăm, iar acestea sunt cheltuieli considerabile. Prin urmare, firmele europene au întărit și au creat compoziții semi-metalice - semi-metalice de frecare.
De ce "semi-metalice"? Nici un secret: aproximativ jumătate din volumul amestecului de fricțiune (40-65%) este alcătuit din fibre de oțel. Obțineți fibrele după cum urmează: luați firul de oțel și pe o mașină specială pieptene cele mai fine benzi. Apoi au tăiat-o și i-au pus în compoziție.
De ce sunt Semi Metalice atractive? Ele sunt rezistente la căldură, cu o matrice bine întărită. Asigurați performanța necesară, disiparea excelentă a căldurii.
Și sunt răi că sunt zgomotoase la viteze mari și agresivitate la discul de frână. Da, și conductivitatea termică merge în lateral: când este încălzită la 500-700 ° C, este posibilă fierberea fluidului de frână. Cu toate acestea, conductivitatea termică ar trebui să fie optimă, nu doar "scăzută" sau "ridicată".
În URSS, rețetele semi-metalice nu au fost folosite. Și nu pentru că specialiștii noștri nu le-au putut crea - doar fibra de oțel a fost o materie primă strategică și nu a fost furnizată industriei auto. Dar nu există subțire fără bine: în căutarea unui înlocuitor dezvoltatorii noștri au creat compoziții din alte fibre - bazalt, carbon și poliaramid. Și astfel, înainte de timp. Astăzi a venit la îndemână.
De-a lungul timpului, Occidentul a început să abandoneze rețetele semi-metalice în favoarea compozițiilor low metal - low metal. Ele conțineau și fibre de oțel, dar în cantități mai mici - de la 20 la 30%.
Desigur, amestecul a devenit mai complicat. Probleme ale eficienței frânării, stabilității coeficientului de frecare, reductibilității etc. a rezolvat acum alte ingrediente, în special combinații artificiale de fibre minerale. Fiecare firmă avea propriile lor, păstrate ca mărul ochiului lor.
Ca urmare, nivelul de zgomot redus, au crescut discuri de frână de resurse stabilizate de disipare a căldurii, a scăzut de metal pad prăfuire, îmbunătățită colectibilitatea după încălzire, termo-rezistenta si alte calitati.
ONC-materiale
Dar cele mai interesante și promițătoare sunt compozițiile non-azbest Organics. Același NAO. Principala diferență dintre aceste materiale este următoarea: ele nu au fibre de oțel. În general, nu. Sarcinile care i-au fost atribuite în formulările Semi Metalice și Low Steel, rezolvă alte componente - ceramică și combinații de fibre alternative. De asemenea, desigur, clasificat.
Cum au apărut aceste NAO-uri? Patria lor este Asia, pentru a fi exact, Japonia. Iar Japonia, destinată pieței din America de Nord - nu e de mirare că furnizează acolo o mulțime de mașini.
În SUA, au folosit Semi Metallic, până când au impus standarde stricte privind praful "negru" de pe roată. Astăzi, rețetele "de fier" nu favorizează - sunt praful cu oxizi de fier. Dar NAO se comportă perfect - nu există praf "negru" de la ei.
Prin urmare, tampoanele pentru aceeași mașină în Lumea Veche și Nouă vor fi diferite. Pentru Europa - Low Steel, pentru America - NAO.
Este posibil să furnizăm plăcuțe de NAO în Europa? Este imposibil și de aceea. Americanii pun accent pe confort și curățenie, iar europenii - eficiența. Amintiți-vă: în Germania, viteza pe autostrăzi nu este limitată. Prin urmare, avem nevoie de frâne adecvate. Și NAO confortabil pierde din eficiență pentru compozițiile Semi Metalice și Low Steel.
Dar experții propun trupelor de compoziții ale NAO un viitor minunat. Pentru că ei au o caracteristici mai stabile și previzibile decât omologii „de fier“, oferind un sentiment de pedală constantă, ceea ce privește discul mai puțin predispuse la zgomot și vibrații. ONC-tampoane pentru osii posterioare „europenii“ rapide sunt create, nu departe o soluție pentru osii frontale mai solicitante.
Și te compari.
Mai sus sunt diagrame care compară cele trei rețete descrise - Semi Metallic, Low Steel și NAO. Toate caracteristicile sunt estimate la o scară condiționată de la 1 la 10 puncte.
Puteți analiza meritele și dezavantajele unei compoziții. Și vom ajuta la descifrarea criteriilor de evaluare.
Fade - frânarea intermitentă frecventă, imitarea coborârii de-a lungul serpentinei montane;
AMS - jurnal de testare «Auto Motor und Sport» a performanței (în special, stabilitatea cuplului de frânare de evaluare), la temperaturi ridicate, dar mai mică decât HFT (cm.);
HFT - o temperatură ridicată de frecare, o încercare pentru eficiența frânării la temperaturi extreme, ajungând până la 700 ° C;
forță de legătură cu tampoane cadru (Test „coaja de cadru“, cu o forță de-a lungul razei discului) precum și rezistența materialului de fricțiune în timpul impactului tangențială - Integritate;
Hot wear - rezistență la uzură în stare încălzită (parte din așa-numitele teste bloc);
Hot Judder - rezistență la vibrații în stare încălzită;
Praf de roată - nu există depuneri de roată și suport (în principal - oxizi de fier). Cu cât placa este mai mică, cu atât este mai mare scorul;
Life Time Pad - tampoane de resurse;
Durata de viață a rotorului - durata de viață a discului de frână;
DTV - Variația grosimii discului. diferite grosimi ale discului, ceea ce provoacă "vibrații la rece". Cu cât scorul este mai mare, cu atât este mai mic;
Squeal - "scârțâind" frânele, indicatorul de înaltă frecvență al confortului acustic;
Creep Groan - "spargerea" frânelor, indicatorul de frecvență joasă a confortului acustic;
MPU - Metal Pick Up. Un test pentru identificarea particulelor de metal pe suprafața de lucru a încălțămintei. Cauzează zgomot, uzură crescută și alte probleme. Cu cât este mai mare scorul, cu atât mai bine;
μ nivel - coeficient de frecare (în acest caz nivelul său condițional pentru comparație).
Non-cupru
Conceptul de "încălțăminte de mediu" sa extins astăzi. După azbest, în afara legii, se declară cuprul. Prin urmare, trebuie de asemenea să fie excluse din rețetă.
Ce este bun despre cupru? Mai întâi, are o conductivitate termică excelentă. În al doilea rând, este prietenos cu contra-corpul. Fiind mai moale decât oțelul sau fonta, aceasta contribuie la pătrunderea pantofului, protejând discurile de scoruri. În al treilea rând, datorită efectului de transfer, cuprul contribuie la restaurarea parțială a discului, reduce eterogenitatea acestuia și stabilizează coeficientul de frecare.
Și ce e în neregulă cu asta? Mai întâi de toate, duceți-vă. Amestecul de fricțiune nu este metal chimic pur, ci cu resturi, alamă și bronz. Inclusiv plumb. Și plumbul pentru natura vie este dezastruos. În plus, cuprul este un metal greu. Noțiuni de bază cu produsele de uzură în mediul înconjurător, formează oxizi nocivi și sulfat de cupru - un instrument excelent pentru combaterea dăunătorilor din grădină. Din păcate, în același timp, ucide alte flori și faune.
În SUA, există deja o interdicție privind cuprul în plăcuțele de frecare. Producătorii auto din Europa urmează exemplul colegilor din străinătate. Și companiile care produc produse de fricțiune, selectează noi ingrediente ale amestecului care pot înlocui cuprul - și pentru conducerea căldurii, pentru rularea și alte funcții "cupru". Care dintre ele sunt din nou un secret.