Спирачните накладки са най-критичните части за безопасност в спирачната система, които играят решаваща роля за качеството на спирачния ефект, а добрата спирачна накладка е защитник на хората и превозните средства (самолети).
Първо, произходът на спирачните накладки
През 1897 г. HerbertFrood изобретява първите спирачни накладки (използвайки памучна нишка като усилващо влакно) и ги използва в конски каруци и ранни автомобили, от които е основана световноизвестната компания Ferodo. След това през 1909 г. компанията изобретява първата в света спирачна накладка на базата на втвърден азбест; През 1968 г. са изобретени първите в света полуметални спирачни накладки и оттогава фрикционните материали започват да се развиват към безазбест. У дома и в чужбина започнаха да изучават различни влакна за заместване на азбест като стоманени влакна, стъклени влакна, арамидни влакна, въглеродни влакна и други приложения във фрикционни материали.
Второ, класификацията на спирачните накладки
Има два основни начина за класифициране на спирачните материали. Единият е разделен от използването на институциите. Като материали за автомобилни спирачки, спирачни материали за влакове и спирачни материали за авиация. Методът на класификация е прост и лесен за разбиране. Едната е разделена според вида на материала. Този метод на класификация е по-научен. Съвременните спирачни материали включват основно следните три категории: спирачни материали на базата на смола (азбестови спирачни материали, неазбестови спирачни материали, спирачни материали на хартиена основа), спирачни материали от прахова металургия, спирачни материали от въглерод/въглерод и спирачни материали на керамична основа.
Трето, материали за автомобилни спирачки
1, типът на автомобилните спирачни материали според производствения материал е различен. Може да бъде разделен на азбестов лист, полуметален лист или нисък метален лист, лист NAO (органична материя без азбест), лист въглероден въглерод и керамичен лист.
1.1.Азбестов лист
От самото начало азбестът се използва като усилващ материал за спирачни накладки, тъй като азбестовите влакна имат висока якост и устойчивост на висока температура, така че могат да отговорят на изискванията на спирачните накладки и дисковете на съединителя и уплътненията. Това влакно има силен капацитет на опън, може дори да съответства на висококачествена стомана и може да издържи на високи температури от 316 °C. Нещо повече, азбестът е сравнително евтин. Извлича се от амфиболова руда, която се намира в големи количества в много страни. Азбестовите фрикционни материали използват главно азбестови влакна, а именно хидратиран магнезиев силикат (3MgO·2SiO2·2H2O) като армировъчно влакно. Добавен е пълнител за регулиране на триещите свойства. Композитен материал с органична матрица се получава чрез пресоване на лепилото в гореща пресформа.
Преди 1970 г. Триещите листове от азбестов тип са широко използвани в света. И доминира дълго време. Въпреки това, поради лошото представяне на топлопреминаване на азбеста. Топлината от триене не може да се разсее бързо. Това ще доведе до удебеляване на слоя от термично разпадане на повърхността на триене. Увеличете износването на материала. Междувременно. Кристалната вода от азбестови влакна се утаява над 400 ℃. Свойството на триене е значително намалено и износването се увеличава драстично, когато достигне 550 ℃ или повече. Кристалната вода е до голяма степен загубена. Подобряването е напълно загубено. по-важното. Това е медицински доказано. Азбестът е вещество, което има сериозни увреждания върху дихателните органи на човека. Юли 1989 г. Американската агенция за опазване на околната среда (EPA) обяви, че ще забрани вноса, производството и обработката на всички азбестови продукти до 1997 г.
1.2, полуметален лист
Това е нов тип фрикционен материал, разработен на базата на органичен фрикционен материал и традиционен фрикционен материал от праховата металургия. Той използва метални влакна вместо азбестови влакна. Това е неазбестов фрикционен материал, разработен от American Bendis Company в началото на 70-те години на миналия век.
„Полуметалните“ хибридни спирачни накладки (Semi-met) са направени главно от груба стоманена вата като подсилващо влакно и важна смес. Азбестовите и неазбестовите органични спирачни накладки (NAO) могат лесно да бъдат разграничени от външния вид (фини влакна и частици), а също така имат определени магнитни свойства.
Полуметалните фрикционни материали имат следните основни характеристики:
(l) Много стабилен под коефициента на триене. Не предизвиква термично разпадане. Добра термична стабилност;
(2) Добра устойчивост на износване. Срокът на експлоатация е 3-5 пъти по-голям от този на азбестовите фрикционни материали;
(3) Добро триене при високо натоварване и стабилен коефициент на триене;
(4) Добра топлопроводимост. Температурният градиент е малък. Особено подходящ за по-малки дискови спирачни продукти;
(5) Малък шум при спиране.
Съединените щати, Европа, Япония и други страни започнаха да насърчават използването на големи площи през 60-те години. Износоустойчивостта на полуметалния лист е с повече от 25% по-висока от тази на азбестовия лист. В момента тя заема доминираща позиция на пазара на спирачни накладки в Китай. И повечето американски коли. Особено автомобили и пътнически и товарни автомобили. Полуметалните спирачни накладки представляват повече от 80%.
Продуктът обаче има и следните недостатъци:
(l) Стоманените влакна са лесни за ръжда, лесни за залепване или повреда на двойката след ръжда, а здравината на продукта намалява след ръжда и износването се увеличава;
(2) Висока топлопроводимост, която лесно може да накара спирачната система да произвежда газова устойчивост при висока температура, което води до отделяне на фрикционния слой и стоманената плоча:
(3) Високата твърдост ще повреди двойния материал, което ще доведе до бърборене и нискочестотен спирачен шум;
(4) Висока плътност.
Въпреки че "полуметалът" няма малки недостатъци, но поради добрата си производствена стабилност, ниска цена, той все още е предпочитаният материал за автомобилни спирачни накладки.
1.3. NAO филм
В началото на 80-те години на миналия век в света имаше разнообразие от хибридни спирачни накладки без азбест, подсилени с влакна, тоест третото поколение спирачни накладки тип NAO без органична материя. Неговата цел е да компенсира дефектите на единични подсилени полуметални спирачни материали със стоманени влакна, използваните влакна са растителни влакна, влакна от араминг, стъклени влакна, керамични влакна, въглеродни влакна, минерални влакна и т.н. Поради прилагането на множество влакна, влакната в спирачната накладка се допълват по отношение на производителността и е лесно да се проектира формулата на спирачната накладка с отлична цялостна производителност. Основното предимство на листа NAO е да поддържа добър спирачен ефект при ниска или висока температура, да намали износването, да намали шума и да удължи експлоатационния живот на спирачния диск, представлявайки текущата посока на развитие на фрикционните материали. Фрикционният материал, използван от всички световноизвестни марки спирачни накладки Benz/Philodo, е органичен материал без азбест NAO от трето поколение, който може да спира свободно при всякаква температура, да защитава живота на водача и да увеличи максимално живота на спирачката. диск.
1.4, карбонов лист
Въглероден въглероден композитен фрикционен материал е вид материал с подсилена с въглеродни влакна въглеродна матрица. Триещите му свойства са отлични. Ниска плътност (само стомана); Високо ниво на капацитет. Има много по-висок топлинен капацитет от материалите на праховата металургия и стоманата; Висок интензитет на топлина; Няма деформация, феномен на сцепление. Работна температура до 200℃; Добро триене и износване. Дълъг експлоатационен живот. Коефициентът на триене е стабилен и умерен по време на спиране. Въглеродно-въглеродни композитни листове са използвани за първи път във военни самолети. По-късно е възприет от състезателните автомобили на Формула 1, което е единственото приложение на въглеродни въглеродни материали в автомобилните спирачни накладки.
Въглероден въглероден композитен фрикционен материал е специален материал с термична стабилност, устойчивост на износване, електрическа проводимост, специфична якост, специфична еластичност и много други характеристики. Въпреки това, въглерод-въглеродните композитни фрикционни материали също имат следните недостатъци: коефициентът на триене е нестабилен. Силно се влияе от влажността;
Слаба устойчивост на окисление (тежко окисляване настъпва над 50 ° C във въздуха). Високи изисквания към околната среда (сухо, чисто); Много е скъпо. Използването е ограничено до специални полета. Това е и основната причина, поради която въглеродните материали с ограничаване на въглерода са трудни за широко популяризиране.
1,5, керамични парчета
Като нов продукт във фрикционните материали. Керамичните спирачни накладки имат предимствата на липса на шум, липса на падаща пепел, липса на корозия на главината на колелото, дълъг експлоатационен живот, защита на околната среда и т.н. Керамичните спирачни накладки първоначално са разработени от японски компании за спирачни накладки през 90-те години. Постепенно станете новият любимец на пазара на спирачни накладки.
Типичният представител на фрикционните материали на базата на керамика са C/C-sic композитите, т.е. композитите C/SiC с матрица от силициев карбид, подсилени с въглеродни влакна. Изследователи от университета в Щутгарт и Германския аерокосмически изследователски институт са проучили приложението на C/C-sic композити в областта на триенето и са разработили C/C-SIC спирачни накладки за използване в автомобили Porsche. Oak Ridge National Laboratory с Honeywell Advanced Composites, HoneywellAireratf Lnading Systems и Honeywell CommercialVehicle системи. Компанията работи заедно за разработване на евтини C/SiC композитни спирачни накладки, които да заменят спирачните накладки от чугун и стомана, използвани в тежкотоварни превозни средства.
2, предимства на спирачната накладка от въглеродна керамика:
1, в сравнение с традиционните спирачни накладки от сив чугун, теглото на въглеродно-керамичните спирачни накладки е намалено с около 60%, а масата без окачване е намалена с близо 23 килограма;
2, коефициентът на спирачно триене има много голямо увеличение, скоростта на реакция на спирачката се увеличава и затихването на спирачката се намалява;
3, удължението при опън на въглеродните керамични материали варира от 0,1% до 0,3%, което е много висока стойност за керамичните материали;
4, педалът с керамичен диск се чувства изключително удобен, може незабавно да произведе максимална спирачна сила в началния етап на спиране, така че дори няма нужда да се увеличава системата за подпомагане на спирането, а цялостното спиране е по-бързо и по-кратко от традиционната спирачна система ;
5, за да устои на висока температура, има керамична топлоизолация между спирачното бутало и спирачната накладка;
6, керамичният спирачен диск има изключителна издръжливост, ако нормалната употреба е доживотна безплатна подмяна, а обикновеният чугунен спирачен диск обикновено се използва за няколко години за подмяна.
Време на публикуване: 08 септември 2023 г