منشأ و توسعه لنت های ترمز

لنت های ترمز مهمترین قطعات ایمنی در سیستم ترمز است که نقش تعیین کننده ای در کیفیت اثر ترمز دارد و یک پد ترمز خوب محافظ مردم و وسایل نقلیه (هواپیما) است.

اول ، منشأ لنت های ترمز

در سال 1897 ، Herbertfrod اولین لنت های ترمز (با استفاده از نخ پنبه ای را به عنوان فیبر تقویت کننده) اختراع کرد و از آنها در واگن های اسب سواری و اتومبیل های اولیه استفاده کرد ، که از آن شرکت مشهور جهانی Ferodo تأسیس شد. سپس در سال 1909 ، این شرکت اولین پد ترمز مبتنی بر آزبست در جهان را اختراع کرد. در سال 1968 ، اولین لنت های ترمز نیمه فلزی جهان اختراع شد و از آن زمان ، مواد اصطکاک به سمت بدون آزبست شروع به توسعه کردند. در داخل و خارج از کشور شروع به مطالعه انواع الیاف جایگزینی آزبست مانند فیبر فولادی ، فیبر شیشه ای ، فیبر آرام ، فیبر کربن و سایر کاربردهای موجود در مواد اصطکاک کرد.

دوم ، طبقه بندی لنت های ترمز

دو روش اصلی برای طبقه بندی مواد ترمز وجود دارد. یکی با استفاده از موسسات تقسیم می شود. مانند مواد ترمز اتومبیل ، مواد ترمز قطار و مواد ترمز هواپیمایی. روش طبقه بندی ساده و آسان برای درک است. یکی با توجه به نوع مواد تقسیم می شود. این روش طبقه بندی علمی تر است. مواد ترمز مدرن عمدتاً شامل سه دسته زیر است: مواد ترمز مبتنی بر رزین (مواد ترمز آزبست ، مواد ترمز غیر ASBESTOS ، مواد ترمز مبتنی بر کاغذ) ، مواد ترمز متالورژی پودر ، مواد ترمز کامپوزیت کربن/کربن و مواد ترمز مبتنی بر سرامیک.

سوم ، مواد ترمز اتومبیل

1 ، نوع مواد ترمز اتومبیل با توجه به مواد تولیدی متفاوت است. می توان آن را به ورق آزبست ، ورق نیمه فلزی یا ورق فلزی کم ، ورق NAO (ماده آلی بدون آزبست) ، ورق کربن کربن و ورق سرامیکی تقسیم کرد.
برگه 1.1.asbestos

از همان ابتدا از آزبست به عنوان ماده تقویت شده برای لنت های ترمز استفاده شده است ، زیرا فیبر آزبست دارای مقاومت بالا و مقاومت در برابر دمای بالا است ، بنابراین می تواند نیازهای لنت های ترمز و دیسک های کلاچ و واشر را برآورده کند. این فیبر از ظرفیت کششی قوی برخوردار است ، حتی می تواند با فولاد با درجه بالا مطابقت داشته باشد و می تواند در برابر دمای بالا 316 درجه سانتیگراد مقاومت کند. چه بیشتر ، آزبست نسبتاً ارزان است. این سنگ از سنگ معدن آمفیبول استخراج می شود که در بسیاری از کشورها در مقادیر زیادی یافت می شود. مواد اصطکاک آزبست به طور عمده از فیبر آزبست ، یعنی سیلیکات منیزیم هیدراته (3MGO · 2SIO2 · 2H2O) به عنوان فیبر تقویت استفاده می کنند. یک پرکننده برای تنظیم خصوصیات اصطکاک اضافه می شود. یک ماده کامپوزیت ماتریس آلی با فشار دادن چسب در قالب مطبوعات داغ بدست می آید.

قبل از دهه 1970 ورق های اصطکاک از نوع آزبست به طور گسترده در جهان استفاده می شود. و برای مدت طولانی مسلط شد. با این حال ، به دلیل عملکرد ضعیف انتقال حرارت آزبست. گرمای اصطکاک را نمی توان به سرعت از بین برد. این باعث می شود لایه پوسیدگی حرارتی سطح اصطکاک ضخیم شود. سایش مواد را افزایش دهید. در ضمن آب کریستالی فیبر آزبست بالاتر از 400 است. خاصیت اصطکاک به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و با رسیدن به 550 ℃ یا بیشتر ، سایش به طرز چشمگیری افزایش می یابد. آب کریستال تا حد زیادی از بین رفته است. پیشرفت کاملاً از بین رفته است. مهمتر از همه از نظر پزشکی اثبات شده است. آزبست ماده ای است که آسیب جدی به اندامهای تنفسی انسان وارد می کند. ژوئیه 1989. آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) اعلام کرد که واردات ، تولید و پردازش کلیه محصولات آزبست را تا سال 1997 ممنوع خواهد کرد.

1.2 ، ورق نیمه فلزی

این نوع جدیدی از مواد اصطکاک است که بر اساس مواد اصطکاک آلی و مواد اصطکاک متالورژی پودر سنتی ساخته شده است. از الیاف فلزی به جای الیاف آزبست استفاده می کند. این یک ماده اصطکاک غیر ASBESTOS است که در اوایل دهه 1970 توسط شرکت Bendis آمریکایی ساخته شده است.
لنت های ترمز هیبریدی "نیمه فلزی" (نیمه متری) عمدتاً از پشم فولادی خشن به عنوان یک فیبر تقویت کننده و مخلوط مهم ساخته شده اند. لنت های ترمز آلی آزبست و غیر ASBESTOS (NAO) را می توان به راحتی از ظاهر (الیاف و ذرات ریز) متمایز کرد و همچنین دارای خاصیت مغناطیسی خاصی هستند.

مواد اصطکاک نیمه فلزی ویژگی های اصلی زیر را دارند:
(l) بسیار پایدار در زیر ضریب اصطکاک. پوسیدگی حرارتی تولید نمی کند. ثبات حرارتی خوب ؛
(2) مقاومت در برابر سایش خوب. عمر خدمات 3-5 برابر مواد اصطکاک آزبست است.
(3) عملکرد اصطکاک خوب تحت ضریب بار بالا و ضریب اصطکاک پایدار.
(4) هدایت حرارتی خوب. گرادیان دما کوچک است. مخصوصاً برای محصولات ترمز دیسک کوچکتر مناسب است.
(5) سر و صدای ترمز کوچک.
ایالات متحده ، اروپا ، ژاپن و سایر کشورها در دهه 1960 شروع به ترویج استفاده از مناطق بزرگ کردند. مقاومت سایش ورق نیمه فلزی بیش از 25 ٪ بیشتر از ورق آزبست است. در حال حاضر ، این موقعیت غالب در بازار پد ترمز در چین را اشغال می کند. و بیشتر اتومبیل های آمریکایی مخصوصاً اتومبیل و وسایل نقلیه مسافر و بار. پوشش ترمز نیمه فلزی بیش از 80 ٪ را به خود اختصاص داده است.
با این حال ، این محصول همچنین کاستی های زیر را دارد:
(ل) فیبر فولادی به راحتی زنگ زدگی است ، چسبیدن به آن آسان یا آسیب رساندن به جفت پس از زنگ زدگی ، و قدرت محصول پس از زنگ زدگی کاهش می یابد و سایش افزایش می یابد.
(2) هدایت حرارتی بالا ، که به راحتی باعث می شود سیستم ترمز مقاومت گاز در دمای بالا تولید کند ، در نتیجه لایه اصطکاک و جدا شدن صفحه فولادی:
(3) سختی زیاد به مواد دوگانه آسیب می رساند و در نتیجه صدای ترمز پچ پچ و با فرکانس پایین ایجاد می شود.
(4) چگالی بالا.
اگرچه "نیمه فلزی" کاستی های کوچکی ندارد ، اما به دلیل ثبات تولید خوب ، قیمت پایین ، اما هنوز هم ماده ارجح برای لنت های ترمز خودرو است.

1.3 فیلم NAO
در اوایل دهه 1980 ، انواع ترمزهای بدون ترمز بدون آزبست تقویت شده با فیبر هیبریدی در جهان وجود داشت ، یعنی نسل سوم لنت های ترمز نوع آلی بدون آزبست. هدف آن جبران نقایص فیبر فولادی تک مواد ترمز نیمه فلزی تقویت شده است ، الیاف مورد استفاده عبارتند از فیبر گیاهی ، فیبر آرامونگ ، فیبر شیشه ای ، فیبر سرامیک ، فیبر کربن ، فیبر مواد معدنی و غیره. به دلیل استفاده از الیاف متعدد ، الیاف موجود در ترمز در عملکرد مکمل یکدیگر هستند و طراحی فرمول آستر ترمز با عملکرد جامع عالی آسان است. مهمترین مزیت ورق NAO ، حفظ اثر ترمز خوب در دمای پایین یا زیاد ، کاهش سایش ، کاهش نویز و افزایش عمر سرویس دیسک ترمز است و نشان دهنده جهت توسعه فعلی مواد اصطکاک است. مواد اصطکاک مورد استفاده در تمام مارک های مشهور جهان لنت ترمز بنز/فیلودو ، نسل سوم مواد آلی بدون آزبست NAO است که می تواند در هر دما آزادانه ترمز کند ، از عمر راننده محافظت کند و حداکثر عمر دیسک ترمز را داشته باشد.

1.4 ، ورق کربن
مواد اصطکاک کامپوزیت کربن کربن نوعی ماده با ماتریس کربن تقویت شده با فیبر کربن است. خصوصیات اصطکاک آن بسیار عالی است. چگالی کم (فقط فولاد) ؛ سطح با ظرفیت بالا این ظرفیت بسیار بالاتر از مواد متالورژی پودر و فولاد است. شدت گرمای زیاد ؛ بدون تغییر شکل ، پدیده چسبندگی. دمای عملیاتی تا 200 ℃ ؛ اصطکاک خوب و عملکرد سایش. عمر طولانی ضریب اصطکاک در طول ترمز پایدار و متوسط ​​است. ورق های کامپوزیت کربن کربن برای اولین بار در هواپیماهای نظامی مورد استفاده قرار گرفت. بعداً توسط اتومبیل های مسابقه ای فرمول 1 ، که تنها کاربرد مواد کربن کربن در لنت های ترمز خودرو است ، پذیرفته شد.
ماده اصطکاک کامپوزیت کربن کربن یک ماده خاص با پایداری حرارتی ، مقاومت در برابر سایش ، هدایت الکتریکی ، استحکام خاص ، خاصیت خاصیت خاصیت خاص و بسیاری از ویژگی های دیگر است. با این حال ، مواد اصطکاک کامپوزیت کربن-کربن نیز دارای کاستی های زیر هستند: ضریب اصطکاک ناپایدار است. این بسیار تحت تأثیر رطوبت است.
مقاومت در برابر اکسیداسیون ضعیف (اکسیداسیون شدید بالای 50 درجه سانتیگراد در هوا رخ می دهد). نیازهای زیاد برای محیط زیست (خشک ، تمیز) ؛ بسیار گران است استفاده محدود به زمینه های خاص است. این همچنین دلیل اصلی محدود کردن مواد کربن کربن برای ترویج گسترده است.

1.5 ، قطعات سرامیکی
به عنوان یک محصول جدید در مواد اصطکاک. لنت های ترمز سرامیکی مزایای عدم سر و صدا ، بدون خاکستر در حال سقوط ، بدون خوردگی توپی چرخ ، عمر طولانی ، حفاظت از محیط زیست و غیره را ندارند. لنت های ترمز سرامیکی در ابتدا توسط شرکت های پد ترمز ژاپنی در دهه 1990 ساخته شده است. به تدریج تبدیل به عزیز جدید بازار پد ترمز شوید.
نماینده معمولی مواد اصطکاک سرامیکی کامپوزیت های c/ c-sic است ، یعنی کامپوزیت های ماتریس کاربید سیلیکون تقویت شده با فیبر کربن. محققان دانشگاه اشتوتگارت و انستیتوی تحقیقات هوافضا آلمانی کاربرد کامپوزیت های C/ C-SIC را در زمینه اصطکاک مورد مطالعه قرار داده اند و لنت های ترمز C/ C-Sic را برای استفاده در اتومبیل های پورشه توسعه داده اند. آزمایشگاه ملی Oak Ridge با کامپوزیت های Advnanced Honeywell ، سیستم های lnading honeywellaireratf و سیستم های تجاری Honeywell Commercialevehicle این شرکت در حال همکاری برای توسعه لنت های ترمز کامپوزیت کم هزینه C/SIC برای جایگزینی لنت های ترمز چدن و ​​ریخته گری است که در وسایل نقلیه سنگین استفاده می شود.

2 ، مزایای پد ترمز کامپوزیت کربن:
1 ، در مقایسه با لنت های ترمز چدن خاکستری سنتی ، وزن لنت های ترمز سرامیکی کربن حدود 60 ٪ کاهش می یابد و جرم غیر تعلیق نزدیک به 23 کیلوگرم کاهش می یابد.
2 ، ضریب اصطکاک ترمز افزایش بسیار بالایی دارد ، سرعت واکنش ترمز افزایش می یابد و میرایی ترمز کاهش می یابد.
3 ، کشش کششی مواد سرامیکی کربن از 0.1 ٪ تا 0.3 ٪ متغیر است که برای مواد سرامیکی بسیار بالا است.
4 ، پدال دیسک سرامیکی بسیار راحت است ، می تواند بلافاصله حداکثر نیروی ترمز را در مرحله اولیه ترمز تولید کند ، بنابراین حتی نیازی به افزایش سیستم کمک ترمز نیست و ترمز کلی سریعتر و کوتاه تر از سیستم ترمز سنتی است.
5 ، به منظور مقاومت در برابر گرمای زیاد ، عایق حرارتی سرامیکی بین پیستون ترمز و آستر ترمز وجود دارد.
6 ، دیسک ترمز سرامیکی از دوام فوق العاده ای برخوردار است ، در صورت استفاده عادی جایگزین بدون طول عمر ، و دیسک ترمز چدن معمولی به طور کلی برای چند سال برای جایگزینی استفاده می شود.