لنت ترمز - تکامل مواد اصطکاکی

مقدمه

لنت ترمز یک جزء مصرفی در سیستم های ترمز دیسکی است که شامل یک صفحه پشتی فولادی است که به یک بلوک مواد اصطکاکی متصل شده است. پس از فعال شدن هیدرولیک، به روتور چرخان (دیسک) بسته می شود و انرژی جنبشی را از طریق اصطکاک به انرژی حرارتی تبدیل می کند و در نتیجه سرعت خودرو را کاهش می دهد. ترکیب آن ترکیبی پیچیده از حداکثر 20 ماده مختلف است که هر کدام عملکرد خاصی مربوط به اصطکاک، سایش، کنترل نویز و یکپارچگی ساختاری را انجام می دهند.

تکامل مواد اصطکاک

از لحاظ تاریخی، لنت های ترمز حاوی آزبست به دلیل مقاومت عالی در برابر حرارت و خواص تقویت کننده آن بودند. به دلیل خطرات شدید سلامتی الیاف آزبست موجود در هوا، صنعت در دهه 1990 دستخوش تحولی عظیم شد که منجر به توسعه فرمول‌های مدرن و غیر{2}}آزبست شد. دسته های اصلی امروزی عبارتند از:

1. غیرآزبست آلی (NAO): متشکل از الیاف آلی (شیشه، لاستیک، کولار)، پرکننده‌ها، چسباننده‌ها (اغلب رزین‌ها) و اصلاح‌کننده‌های اصطکاک. آنها عموماً ساکت‌تر، روی روتورها ملایم‌تر هستند و گرد و غبار کمتری نسبت به نیمه فلزی-تولید می‌کنند، اما ممکن است سریع‌تر سائیده شوند و برای کاربردهای-با کارایی بالا و گرمای زیاد{5}} مناسب‌تر نیستند. فرمولاسیون های پیشرفته NAO که اغلب به عنوان "سرامیک" به بازار عرضه می شوند، اکنون استاندارد برتر برای اکثر وسایل نقلیه مسافربری هستند.

2. نیمه{1}}فلزی: حاوی 30 تا 65 درصد از وزن فلزات، معمولاً فولاد، مس یا پشم آهن، مخلوط با روان کننده ها و پرکننده های گرافیت. آنها اتلاف گرما، دوام و عملکرد عالی را در شرایط استرس بالا ارائه می دهند که آنها را برای وسایل نقلیه سنگین تر، یدک کشی و برخی رانندگی با عملکرد مناسب می کند. نقاط ضعف شامل افزایش سایش روتور، پتانسیل نویز بالاتر و عملکرد ضعیف تر در شرایط بسیار سرد است.

3. پایین-فولاد NAO / سرامیک: این دسته نمایانگر بالاتر-فناوری فعلی خودروهای سواری است. پدهای "سرامیک" از الیاف سرامیکی، مواد پرکننده غیرآهنی و مواد اتصال دهنده استفاده می کنند. عملکرد فوق‌العاده بی‌صدا، تولید گرد و غبار بسیار کم (اغلب{6}}رنگ‌های روشن)، و عملکرد ثابت در طیف وسیعی از دما مشخص می‌شود. آنها عمر روتور بسیار خوبی را ارائه می دهند اما معمولاً هزینه بیشتری دارند. اصطلاح "سرامیک" تا حدودی گسترده است. ترکیبات سرامیکی واقعی اغلب در ورزش‌های موتوری با کارایی بالا یافت می‌شوند، در حالی که لنت‌های خودروهای سواری ممتاز با دقت بیشتری پیشرفته‌تر و بدون مس هستند.

معیارهای کلیدی عملکرد

انتخاب لنت ترمز شامل متعادل کردن چندین ویژگی وابسته به هم است:

· ضریب اصطکاک (μ): اندازه گیری قدرت توقف. با افزایش دما باید پایدار و ثابت باشد (مقاومت در برابر محو شدن). لنت ها با «کد لبه» (به عنوان مثال، EF، GG) درجه بندی می شوند که نشان دهنده ضرایب اصطکاک سرد و گرم است.

· میزان سایش: طول عمر خود پد.

· سایش روتور: مواد پد با چه شدتی روتور دیسک را می پوشند.

· سختی ارتعاش نویز (NVH): تمایل به جیغ، جیرجیر یا لرزش، که از طریق پخ‌ها، شیم‌ها، شکاف‌ها و ژل‌های میرایی کنترل می‌شود.

· خروجی گرد و غبار: مقدار و ترکیب ذرات معلق تولید شده در هنگام ترمزگیری.

آینده: علم مواد و دیجیتالی شدن

آینده لنت ترمز با دو روند اصلی تعریف می شود:

1. مواد پیشرفته: تحقیقات بر روی کامپوزیت‌های کاملاً پایدار-با کارایی بالا متمرکز است. این شامل کاوش در تقویت‌کننده‌های الیاف جدید (بازالت، آرامیدهای پیشرفته)، چسب‌کننده‌های مشتق‌شده زیستی، و مواد نانو- برای تنظیم خواص اصطکاک با دقت بی‌سابقه‌ای است، همگی در عین حال که مواد نگران‌کننده زیست‌محیطی را حذف می‌کنند.

2. دیجیتال‌سازی و یکپارچه‌سازی: همانطور که در اخبار صنعت پوشش داده شده است، پدهای مجهز به حسگر- تعمیر و نگهداری مبتنی بر شرایط را فعال می‌کنند. علاوه بر این، توسعه مواد اصطکاکی به طور فزاینده‌ای در همکاری با OEMهای خودرو برای بهینه‌سازی عملکرد برای مدل‌های خاص، به‌ویژه خودروهای الکتریکی با پروفایل‌های ترمز منحصربه‌فردشان انجام می‌شود.

نتیجه گیری

سفر لنت ترمز از آزبست خطرناک گرفته تا کامپوزیت های{0}}سرامیک و حسگر با فناوری پیشرفته{1}}، منعکس کننده تغییرات گسترده تر صنعت خودرو به سمت ایمنی، مسئولیت زیست محیطی و یکپارچه سازی دیجیتال است. درک ترکیب، مبادله-و فناوری در حال توسعه برای هر کسی که در ساخت، تعمیر و نگهداری، یا تنظیم عملکرد خودرو نقش دارد، بسیار مهم است. این یک جزء فریبنده ساده است که در آن علم مواد به طور مستقیم به ایمنی در جاده ترجمه می شود.