Ang Pinagmulan at Pagbuo ng Mga Brake Pad

Ang mga brake pad ay ang pinakamahalagang bahagi ng kaligtasan sa sistema ng preno, na gumaganap ng isang mapagpasyang papel sa kalidad ng epekto ng preno, at ang isang mahusay na brake pad ay ang tagapagtanggol ng mga tao at sasakyan (sasakyang panghimpapawid).

Una, ang pinagmulan ng mga pad ng preno

Noong 1897, inimbento ni HerbertFrood ang unang brake pad (gamit ang cotton thread bilang reinforcing fiber) at ginamit ang mga ito sa mga karwahe na hinihila ng kabayo at mga unang sasakyan, kung saan itinatag ang sikat na Ferodo Company. Pagkatapos noong 1909, naimbento ng kumpanya ang unang solidified asbestos-based brake pad sa mundo; Noong 1968, naimbento ang kauna-unahang semi-metal-based na brake pad sa mundo, at mula noon, nagsimulang bumuo ng friction materials tungo sa walang asbestos. Sa bahay at sa ibang bansa ay nagsimulang mag-aral ng iba't ibang mga asbestos replacement fibers tulad ng steel fiber, glass fiber, aramid fiber, carbon fiber at iba pang mga aplikasyon sa friction materials.

Pangalawa, ang pag-uuri ng mga pad ng preno

Mayroong dalawang pangunahing paraan upang pag-uri-uriin ang mga materyales ng preno. Ang isa ay nahahati sa paggamit ng mga institusyon. Gaya ng mga materyales sa preno ng sasakyan, mga materyales sa preno ng tren at mga materyales sa preno ng aviation. Ang paraan ng pag-uuri ay simple at madaling maunawaan. Ang isa ay nahahati ayon sa uri ng materyal. Ang paraan ng pag-uuri na ito ay mas siyentipiko. Pangunahing kasama sa modernong mga materyales sa preno ang sumusunod na tatlong kategorya: mga materyales sa preno na nakabatay sa dagta (mga materyales sa preno ng asbestos, mga materyales sa preno na hindi asbestos, mga materyales sa preno na nakabatay sa papel), mga materyales sa pulbos na metalurhiya ng preno, mga materyales sa carbon/carbon composite na preno at mga materyales sa preno na nakabatay sa ceramic.

Pangatlo, mga materyales sa preno ng sasakyan

1, iba ang uri ng mga materyales sa preno ng sasakyan ayon sa materyal sa pagmamanupaktura. Maaari itong hatiin sa asbestos sheet, semi-metal sheet o low metal sheet, NAO(asbestos free organic matter) sheet, carbon carbon sheet at ceramic sheet.
1.1. Asbestos sheet

Sa simula pa lang, ginamit na ang asbestos bilang reinforcement material para sa mga brake pad, dahil ang asbestos fiber ay may mataas na lakas at mataas na temperatura na resistensya, upang matugunan nito ang mga kinakailangan ng mga brake pad at clutch disc at gasket. Ang hibla na ito ay may malakas na kapasidad na makunat, maaari pang tumugma sa mataas na uri ng bakal, at makatiis ng mataas na temperatura na 316 ° C. Higit pa rito, ang asbestos ay medyo mura. Ito ay nakuha mula sa amphibole ore, na matatagpuan sa maraming dami sa maraming bansa. Ang mga materyales sa asbestos friction ay pangunahing gumagamit ng asbestos fiber, katulad ng hydrated magnesium silicate (3MgO·2SiO2·2H2O) bilang reinforcement fiber. Ang isang tagapuno para sa pagsasaayos ng mga katangian ng friction ay idinagdag. Ang isang organic matrix composite material ay nakukuha sa pamamagitan ng pagpindot sa adhesive sa isang hot press mold.

Bago ang 1970s. Ang mga asbestos type friction sheet ay malawakang ginagamit sa mundo. At nangibabaw sa mahabang panahon. Gayunpaman, dahil sa mahinang pagganap ng paglipat ng init ng asbestos. Ang friction heat ay hindi maaaring mawala nang mabilis. Ito ay magiging sanhi ng thermal decay layer ng friction surface upang makapal. Dagdagan ang pagsusuot ng materyal. Samantala. Ang kristal na tubig ng asbestos fiber ay namuo sa itaas ng 400 ℃. Ang katangian ng friction ay makabuluhang nabawasan at ang pagsusuot ay tumataas nang husto kapag umabot ito sa 550 ℃ o higit pa. Ang kristal na tubig ay higit na nawala. Ang pagpapahusay ay ganap na nawala. Higit sa lahat. Ito ay medikal na napatunayan. Ang asbestos ay isang sangkap na may malubhang pinsala sa mga organ ng paghinga ng tao. Hulyo 1989. Inihayag ng US Environmental Protection Agency (EPA) na ipagbabawal nito ang pag-import, paggawa, at pagproseso ng lahat ng produktong asbestos pagsapit ng 1997.

1.2, semi-metal na sheet

Ito ay isang bagong uri ng friction material na binuo batay sa organic friction material at tradisyonal na powder metallurgy friction material. Gumagamit ito ng mga hibla ng metal sa halip na mga hibla ng asbestos. Ito ay isang non-asbestos friction material na binuo ng American Bendis Company noong unang bahagi ng 1970s.
Ang mga hybrid na brake pad (Semi-met) na "Semi-metal" ay pangunahing gawa sa magaspang na bakal na lana bilang isang pampalakas na hibla at isang mahalagang timpla. Ang mga asbestos at non-asbestos na organic brake pad (NAO) ay madaling makilala mula sa hitsura (pinong mga hibla at particle), at mayroon din silang ilang mga magnetic na katangian.

Ang mga semi-metallic friction na materyales ay may mga sumusunod na pangunahing katangian:
(l) Napaka-stable sa ibaba ng koepisyent ng friction. Hindi gumagawa ng thermal decay. Magandang thermal katatagan;
(2) Magandang wear resistance. Ang buhay ng serbisyo ay 3-5 beses kaysa sa asbestos friction materials;
(3) Magandang friction performance sa ilalim ng mataas na load at stable friction coefficient;
(4) Magandang thermal conductivity. Ang gradient ng temperatura ay maliit. Lalo na angkop para sa mas maliit na mga produkto ng disc brake;
(5) Maliit na ingay ng pagpepreno.
Ang Estados Unidos, Europa, Japan at iba pang mga bansa ay nagsimulang isulong ang paggamit ng malalaking lugar noong 1960s. Ang wear resistance ng semi-metal sheet ay higit sa 25% na mas mataas kaysa sa asbestos sheet. Sa kasalukuyan, ito ay sumasakop sa isang nangingibabaw na posisyon sa merkado ng preno sa China. At karamihan sa mga sasakyang Amerikano. Lalo na ang mga sasakyan at mga pampasaherong sasakyan. Ang semi-metal brake lining ay umabot ng higit sa 80%.
Gayunpaman, ang produkto ay mayroon ding mga sumusunod na pagkukulang:
(l) Ang bakal na hibla ay madaling kalawangin, madaling dumikit o makapinsala sa pares pagkatapos ng kalawang, at ang lakas ng produkto ay nababawasan pagkatapos ng kalawang, at ang pagkasuot ay tumaas;
(2) Mataas na thermal conductivity, na madaling magdulot ng gas resistance sa sistema ng preno sa mataas na temperatura, na nagreresulta sa friction layer at steel plate detachment:
(3) Ang mataas na tigas ay makakasira sa dalawahang materyal, na magreresulta sa satsat at mababang dalas ng ingay sa pagpepreno;
(4) Mataas na density.
Kahit na ang "semi-metal" ay walang maliit na pagkukulang, ngunit dahil sa mahusay na katatagan ng produksyon, mababang presyo, ito pa rin ang ginustong materyal para sa mga automotive brake pad.

1.3. pelikula ng NAO
Noong unang bahagi ng 1980s, mayroong iba't ibang hybrid fiber reinforced asbestos-free brake linings sa mundo, iyon ay, ang ikatlong henerasyon ng asbestos-free organic matter NAO type brake pads. Ang layunin nito ay para makabawi sa mga depekto ng steel fiber single reinforced semi-metallic brake materials, ang mga fibers na ginamit ay plant fiber, aramong fiber, glass fiber, ceramic fiber, carbon fiber, mineral fiber at iba pa. Dahil sa paggamit ng maramihang mga hibla, ang mga hibla sa brake lining ay umaakma sa isa't isa sa pagganap, at madaling idisenyo ang formula ng brake lining na may mahusay na komprehensibong pagganap. Ang pangunahing bentahe ng NAO sheet ay upang mapanatili ang magandang epekto ng pagpepreno sa mababa o mataas na temperatura, bawasan ang pagkasira, bawasan ang ingay, at pahabain ang buhay ng serbisyo ng disc ng preno, na kumakatawan sa kasalukuyang direksyon ng pag-unlad ng mga materyales sa friction. Ang friction material na ginagamit ng lahat ng sikat na tatak sa mundo ng Benz/Philodo brake pad ay ang ikatlong henerasyong NAO na walang asbestos na organikong materyal, na maaaring malayang magpreno sa anumang temperatura, protektahan ang buhay ng driver, at i-maximize ang buhay ng preno disc.

1.4, carbon carbon sheet
Ang carbon carbon composite friction material ay isang uri ng materyal na may carbon fiber reinforced carbon matrix. Ang mga katangian ng frictional nito ay mahusay. Mababang density (bakal lamang); Mataas na antas ng kapasidad. Ito ay may mas mataas na kapasidad ng init kaysa sa pulbos na metalurhiya na materyales at bakal; Mataas na intensity ng init; Walang pagpapapangit, hindi pangkaraniwang bagay ng pagdirikit. Operating temperatura hanggang sa 200 ℃; Magandang friction at wear performance. Mahabang buhay ng serbisyo. Ang friction coefficient ay stable at katamtaman habang nagpepreno. Ang carbon-carbon composite sheet ay unang ginamit sa sasakyang panghimpapawid ng militar. Kalaunan ay pinagtibay ito ng mga Formula 1 racing cars, na siyang tanging aplikasyon ng mga carbon carbon na materyales sa mga automotive brake pad.
Ang carbon carbon composite friction material ay isang espesyal na materyal na may thermal stability, wear resistance, electrical conductivity, specific strength, specific elasticity at marami pang ibang katangian. Gayunpaman, ang carbon-carbon composite friction materials ay mayroon ding mga sumusunod na pagkukulang: ang friction coefficient ay hindi matatag. Ito ay lubhang apektado ng kahalumigmigan;
Hindi magandang paglaban sa oksihenasyon (ang matinding oksihenasyon ay nangyayari sa itaas ng 50 ° C sa hangin). Mataas na kinakailangan para sa kapaligiran (tuyo, malinis); Sobrang mahal. Ang paggamit ay limitado sa mga espesyal na larangan. Ito rin ang pangunahing dahilan kung bakit mahirap i-promote nang malawakan ang paglilimita sa mga materyal na carbon carbon.

1.5, mga ceramic na piraso
Bilang isang bagong produkto sa mga materyales ng friction. Ang mga ceramic brake pad ay may mga pakinabang ng walang ingay, walang bumabagsak na abo, walang kaagnasan ng wheel hub, mahabang buhay ng serbisyo, proteksyon sa kapaligiran at iba pa. Ang mga ceramic brake pad ay orihinal na binuo ng mga Japanese brake pad company noong 1990s. Unti-unting naging bagong darling ng market ng brake pad.
Ang tipikal na kinatawan ng ceramic based friction materials ay C/C-sic composites, iyon ay, carbon fiber reinforced silicon carbide matrix C/SiC composites. Napag-aralan ng mga mananaliksik mula sa Unibersidad ng Stuttgart at ng German Aerospace Research Institute ang aplikasyon ng mga C/ C-sic composites sa larangan ng friction, at nakabuo ng C/ C-SIC na mga brake pad para gamitin sa mga sasakyang Porsche. Oak Ridge National Laboratory na may Honeywell Advnanced composites, HoneywellAireratf Lnading Systems, at Honeywell CommercialVehicle system Ang kumpanya ay nagtutulungan upang bumuo ng murang C/SiC composite brake pad para palitan ang cast iron at cast steel brake pad na ginagamit sa mga heavy-duty na sasakyan.

2, mga bentahe ng carbon ceramic composite brake pad:
1, kumpara sa tradisyonal na gray cast iron brake pad, ang bigat ng carbon ceramic brake pad ay nababawasan ng humigit-kumulang 60%, at ang non-suspension mass ay nababawasan ng halos 23 kilo;
2, ang koepisyent ng friction ng preno ay may napakataas na pagtaas, ang bilis ng reaksyon ng preno ay nadagdagan at ang pagpapalambing ng preno ay nabawasan;
3, ang makunat na pagpahaba ng mga carbon ceramic na materyales ay mula sa 0.1% hanggang 0.3%, na isang napakataas na halaga para sa mga ceramic na materyales;
4, ang ceramic disc pedal ay sobrang komportable, maaari kaagad na makagawa ng maximum na puwersa ng pagpepreno sa paunang yugto ng pagpepreno, kaya hindi na kailangang dagdagan ang sistema ng tulong ng preno, at ang pangkalahatang pagpepreno ay mas mabilis at mas maikli kaysa sa tradisyonal na sistema ng pagpepreno ;
5, upang labanan ang mataas na init, mayroong ceramic heat insulation sa pagitan ng piston ng preno at ng liner ng preno;
6, ang ceramic brake disc ay may pambihirang tibay, kung ang normal na paggamit ay panghabambuhay na libreng kapalit, at ordinaryong cast iron brake disc ay karaniwang ginagamit para sa ilang taon upang palitan.