چگونه لنت های ترمز دیسک به هم افزایی عملکرد اصطکاک بالا و سایش کم در سیستم های ترمز خودرو دست می یابند؟

در سیستم های ترمز مدرن خودرو ، لنت های ترمز دیسک ، به عنوان مؤلفه های مهم ایمنی ، مستقیماً بر راندمان ترمز ، ایمنی رانندگی و عمر خدمات وسیله نقلیه تأثیر می گذارد. عملکرد اصلی آن تبدیل انرژی جنبشی به انرژی گرما از طریق اصطکاک با روتور ترمز در حین ترمز ، در نتیجه دستیابی به کاهش یا توقف است. با این حال ، بهبود عملکرد اصطکاک اغلب با مشکل افزایش سایش مواد همراه است. بنابراین ، چگونگی دستیابی به میزان سایش کم در حالی که ضریب اصطکاک بالا به یک چالش فنی کلیدی در توسعه و کاربرد لنت های ترمز تبدیل شده است.

1. ترکیب اساسی و اصل کار لنت های ترمز دیسک
لنت های ترمز دیسک معمولاً از یک بستر (مانند فیبر فولادی ، سرامیک ، فیبر کربن و غیره) تشکیل شده اند ، چسبنده (رزین فنولیک) ، یک جزء روان کننده (گرافیت ، دی سولفید مولیبدن) و یک اصلاح کننده اصطکاک (ذرات فلزی ، پرکننده های معدنی). این مؤلفه ها در کنار هم خصوصیات اصطکاک ، مقاومت در برابر سایش ، سطح سر و صدا و محافظت از پد ترمز به دیسک ترمز را تعیین می کنند.
در حین ترمز ، پد ترمز با فشار هیدرولیک به سطح دیسک ترمز فشار می یابد و گشتاور اصطکاک بین این دو ایجاد می شود تا سرعت چرخ را کاهش دهد. در این زمان ، ماده اصطکاک نه تنها باید اصطکاک کافی را فراهم کند ، بلکه از مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت در برابر پوسیدگی گرما و دوستی در دیسک ترمز نیز برخوردار است تا از ساییدگی یا آسیب بیش از حد جلوگیری شود.
2. عوامل اصلی برای دستیابی به عملکرد اصطکاک بالا
بهینه سازی نسبت مواد
انواع مختلف لنت های ترمز (ارگانیک ، نیمه فلزی ، سرامیک) از ترکیبات مختلف مواد برای پاسخگویی به نیازهای مدل های مختلف و سناریوهای استفاده استفاده می کنند. به عنوان مثال:
لنت های ترمز سرامیکی: ضریب اصطکاک پایدار ، گرد و غبار کم ، سر و صدای کم ، مناسب برای اتومبیل های سطح بالا.
لنت های ترمز نیمه فلزی: حاوی اجزای فلزی بیشتری ، هدایت حرارتی خوب ، مناسب برای وسایل نقلیه با کارایی بالا یا موارد ترمز مکرر است.
لنت های ترمز ارگانیک: کم هزینه ، اما مقاومت در برابر سایش ضعیف ، مناسب برای وسایل نقلیه سبک یا رفت و آمد شهری.
تنظیم رابط اصطکاک
حالت تماس بین پد ترمز و دیسک ترمز برای عملکرد اصطکاک آن بسیار مهم است. فناوری تصفیه سطح (مانند شیار ، چمبر ، پوشش) می تواند یکنواختی تماس را بهبود بخشد ، اثر داغ ناشی از دمای بالا محلی را کاهش داده و ثبات ترمز را بهبود بخشد.
طراحی سازگاری دما
در محیط درجه حرارت بالا ، برخی از مواد ترمز "پوسیدگی حرارتی" را تجربه می کنند ، یعنی ضریب اصطکاک به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. برای این منظور ، لنت های ترمز مدرن اغلب به مواد افزودنی مقاوم در برابر درجه حرارت بالا (مانند کاربید سیلیکون و اکسید زیرکونیوم) اضافه می کنند تا اطمینان حاصل کنند که آنها می توانند در شرایط شدید اثرات ترمز خوبی را حفظ کنند.

3. مسیرهای فنی برای کاهش نرخ سایش
تطبیق سختی مواد
سختی لنت ترمز و دیسک ترمز باید به طور منطقی مطابقت داشته باشد. اگر پد ترمز خیلی سخت باشد ، اگرچه مقاومت در برابر سایش قوی دارد ، اما سایش دیسک ترمز را تسریع می کند. در غیر این صورت ، ممکن است باعث شود که خودش خیلی سریع بپوشد. بنابراین ، تولید کنندگان معمولاً برای دستیابی به بهترین مسابقه بین این دو ، اجزای مواد را به خوبی تنظیم می کنند.
اضافه کردن مواد روغن کاری
اضافه کردن روان کننده های جامد مانند Graphite و Mos₂ به مواد اصطکاک در مقدار مناسب می تواند منطقه تماس مستقیم بین جفت اصطکاک را بدون کاهش ضریب اصطکاک کاهش دهد و از این طریق میزان سایش را کاهش می دهد.
بهبود طراحی ساختاری
به عنوان مثال ، با تقویت صفحه عقب ، بهینه سازی خاموش کننده و چمدان لبه ها ، لرزش و ضربه در حین ترمز می تواند کاهش یابد و عمر خدمات قابل افزایش باشد.
فناوری مدیریت حرارتی بهبود یافته
اتلاف گرمای کارآمد می تواند به طور موثری پیری مواد و خستگی ساختاری را به تأخیر بیندازد. برخی از سیستم های ترمز با کارایی بالا همچنین دیسک های ترمز تهویه شده و طرح های مجرای خنک کننده را برای کمک به خنک کننده ترکیب می کنند.
4. عملکرد در سناریوهای کاربردی معمولی
میدان اتومبیل مسافری: لنت های ترمز سرامیکی با در نظر گرفتن راحتی و دوام ، در اتومبیل های اواسط تا پایان استفاده می شود.
وسایل نقلیه تجاری: کامیون های سنگین و اتوبوس ها بیشتر از لنت های ترمز نیمه فلزی برای مقابله با بار زیاد ناشی از ترمز مکرر استفاده می کنند.
مسابقه: لنت های ترمز کامپوزیت کربن و سرامیک پایداری اصطکاک عالی و مقاومت در برابر دمای بالا را در زیر ترمز شدید با سرعت بالا نشان می دهد.
وسایل نقلیه انرژی جدید: از آنجا که وسایل نقلیه برقی به طور کلی از سیستم ترمز بازیابی انرژی استفاده می کنند ، الزامات سایش کم و نویز کم لنت های ترمز بیشتر است که این امر باعث تکرار مداوم و به روزرسانی مواد جدید می شود.
5. جهت توسعه آینده
با توسعه برق و اطلاعات خودرو ، سیستم ترمز به سمت جهت کارآمدتر و سازگار با محیط زیست در حال تحول است. لنت های ترمز دیسک آینده ممکن است روند زیر را داشته باشند:
سازگار با محیط زیست بیشتر: استفاده از مواد مضر مانند مس و آزبست را کاهش داده و مطابق با مقررات جهانی محیط زیست باشد.
باهوش تر: سنسورهای یکپارچه برای دستیابی به نظارت بر نظارت و هشدار عملکرد ترمز.
سبک تر: از مواد کامپوزیت جدید برای کاهش وزن کلی و بهبود بهره وری انرژی وسیله نقلیه استفاده کنید.
عمر طولانی تر: عمر خدمات را از طریق فن آوری های جدید مانند نانو روکش و مواد خود درمانی گسترش دهید.

لنت های ترمز دیسک به هم افزایی عملکرد اصطکاک بالا و سرعت کم سایش در سیستم ترمز خودرو از طریق طراحی فرمول مواد علمی ، فرآیند تولید پیشرفته و بهینه سازی ساختاری معقول دست می یابند. این امر نه تنها ایمنی رانندگی را بهبود می بخشد ، بلکه هزینه های نگهداری را نیز کاهش می دهد و ضمانت کاملی برای توسعه پایدار سیستم های حمل و نقل مدرن فراهم می کند. در آینده ، با پیشرفت مستمر فناوری مواد و تولید هوشمند ، لنت های ترمز در پیشرفت های بیشتری در عملکرد ، حفاظت از محیط زیست و اطلاعاتی قرار می گیرند .