Kousinen fren yo se pati sekirite ki pi enpòtan nan sistèm fren an, ki jwe yon wòl desizif nan bon jan kalite efè fren an, ak yon pad fren bon se pwoteksyon moun ak machin (avyon).
Premyèman, orijin nan kousinen fren
Nan 1897, HerbertFrood envante kousinen fren yo premye (lè l sèvi avèk fil koton kòm fib ranfòse) epi li itilize yo nan cha chwal-trase ak machin bonè, ki soti nan ki pi popilè Ferodo Konpayi an te fonde. Lè sa a, nan 1909, konpayi an envante premye solidifye nan mond lan ki baze sou amyant fren pad; An 1968, premye kousinen fren ki baze sou semi-metal nan mond lan te envante, e depi lè sa a, materyèl friksyon yo te kòmanse devlope nan direksyon san amyant. Nan kay ak aletranje yo te kòmanse etidye yon varyete de fib ranplasman amyant tankou fib asye, fib vè, fib aramid, fib kabòn ak lòt aplikasyon nan materyèl friksyon.
Dezyèmman, klasifikasyon kousinen fren yo
Gen de fason prensipal yo klase materyèl fren yo. Youn divize pa itilizasyon enstitisyon yo. Tankou materyèl fren otomobil, materyèl fren tren ak materyèl fren aviyasyon. Metòd klasifikasyon an senp epi fasil pou konprann. Youn divize selon kalite materyèl la. Metòd klasifikasyon sa a pi syantifik. Materyèl fren modèn sitou gen ladan twa kategori sa yo: materyèl fren ki baze sou résine (materyèl fren amyant, materyèl fren ki pa amyant, materyèl fren ki baze sou papye), materyèl fren metaliji poud, materyèl fren konpoze kabòn / kabòn ak materyèl fren ki baze sou seramik.
Twazyèmman, materyèl fren otomobil
1, kalite materyèl fren otomobil selon materyèl fabrikasyon an diferan. Li ka divize an fèy amyant, fèy semi-metal oswa fèy metal ki ba, fèy NAO (matè òganik gratis amyant), fèy kabòn kabòn ak fèy seramik.
1.1.Fèy amyant
Depi nan konmansman an, yo te itilize amyant kòm yon materyèl ranfòsman pou kousinen fren, paske fib amyant gen gwo fòs ak rezistans tanperati ki wo, kidonk li ka satisfè kondisyon ki nan kousinen fren ak disk anbreyaj ak garnitur. Fib sa a gen gwo kapasite rupture, ka menm matche ak segondè-klas asye, epi li ka kenbe tèt ak tanperati ki wo nan 316 ° C. Ki sa ki an plis, amyant se relativman bon mache. Li se ekstrè nan minrè anfibòl, ki jwenn nan gwo kantite nan anpil peyi. Materyèl friksyon amyant sitou itilize fib amyant, sètadi idrate silikat mayezyòm (3MgO·2SiO2·2H2O) kòm fib ranfòsman. Yo ajoute yon filler pou ajiste pwopriyete friksyon. Yon materyèl konpoze òganik matris jwenn pa peze adezif la nan yon mwazi pou laprès cho.
Anvan ane 1970 yo. Asbès kalite fèy friksyon yo lajman ki itilize nan mond lan. Ak domine pou yon tan long. Sepandan, akòz pèfòmans nan transfè chalè pòv nan amyant. Chalè friksyon pa ka gaye rapidman. Li pral lakòz kouch pouri tèmik nan sifas friksyon an epesir. Ogmante mete materyèl. Antretan. Se dlo kristal nan fib amyant presipite pi wo a 400 ℃. Pwopriyete friksyon an siyifikativman redwi epi mete nan ogmante dramatikman lè li rive nan 550 ℃ oswa plis. Dlo kristal la te pèdi lajman. Amelyorasyon an konplètman pèdi. Sa ki pi enpòtan. Li pwouve medikalman. Amyant se yon sibstans ki gen gwo domaj nan ògàn respiratwa moun. Jiyè 1989. Ajans Pwoteksyon Anviwònman Ameriken an (EPA) te anonse ke li ta entèdi enpòte, fabrike, ak pwosesis tout pwodwi amyant pa ane 1997.
1.2, fèy semi-metal
Li se yon nouvo kalite materyèl friksyon devlope sou baz materyèl friksyon òganik ak materyèl friksyon tradisyonèl metaliji poud. Li itilize fib metal olye pou yo fib amyant. Li se yon materyèl friksyon ki pa amyant devlope pa konpayi Ameriken Bendis la nan kòmansman ane 1970 yo.
"Semi-metal" kousinen fren ibrid (Semi-met) yo sitou te fè nan lenn mouton ki graj asye kòm yon fib ranfòse ak yon melanj enpòtan. Amyant ak ki pa amyant kousinen fren òganik (NAO) ka fasil distenge soti nan aparans la (fib amann ak patikil), epi yo gen tou yon sèten pwopriyete mayetik.
Materyèl friksyon semi-metalik gen karakteristik prensipal sa yo:
(l) Trè estab anba koyefisyan friksyon an. Pa pwodui pouri tèmik. Bon estabilite tèmik;
(2) Bon rezistans mete. Lavi sèvis la se 3-5 fwa sa a nan materyèl friksyon amyant;
(3) Bon pèfòmans friksyon anba gwo chaj ak koyefisyan friksyon ki estab;
(4) Bon konduktiviti tèmik. Gradyan tanperati a piti. Espesyalman apwopriye pou pi piti pwodwi fren disk;
(5) Ti frenaj bri.
Etazini, Ewòp, Japon ak lòt peyi yo te kòmanse ankouraje itilizasyon gwo zòn nan ane 1960 yo. Rezistans nan mete nan fèy semi-metal se plis pase 25% pi wo pase sa yo ki nan fèy amyant. Kounye a, li okipe yon pozisyon dominan nan mache fren an nan Lachin. Ak pifò machin Ameriken yo. Espesyalman machin ak machin pasaje ak kago. Semi-metal pawa fren te konte pou plis pase 80%.
Sepandan, pwodwi a tou gen enpèfeksyon sa yo:
(l) Fib asye fasil pou rouye, fasil pou kole oswa domaje pè a apre rouye, epi fòs pwodwi a diminye apre rouye, epi mete nan ogmante;
(2) Segondè konduktiviti tèmik, ki fasil pou lakòz sistèm fren an pwodui rezistans gaz nan tanperati ki wo, sa ki lakòz kouch friksyon an ak detachman plak asye a:
(3) Segondè dite pral domaje materyèl la doub, sa ki lakòz bavaraj ak bri frenaj ba-frekans;
(4) Segondè dansite.
Malgre ke "semi-metal" pa gen okenn ti enpèfeksyon, men paske nan estabilite pwodiksyon bon li yo, pri ki ba, li toujou materyèl la pi pito pou kousinen fren otomobil.
1.3. NAO fim
Nan kòmansman ane 1980 yo, te gen yon varyete fib ibrid ranfòse pawa fren san amyant nan mond lan, se sa ki, twazyèm jenerasyon an nan matyè òganik san amyant kousinen fren kalite NAO. Objektif li se fè moute pou domaj yo nan fib asye sèl ranfòse semi-metalik materyèl fren, fib yo itilize yo se fib plant, fib aramong, fib vè, fib seramik, fib kabòn, fib mineral ak sou sa. Akòz aplikasyon an nan fib miltip, fib yo nan pawa fren an konplete youn ak lòt nan pèfòmans, epi li se fasil konsepsyon fòmil la pawa fren ak ekselan pèfòmans konplè. Avantaj prensipal la nan fèy NAO se kenbe bon efè frenaj nan tanperati ki ba oswa segondè, diminye mete, diminye bri, ak pwolonje lavi sa a ki sèvis nan disk fren an, ki reprezante direksyon aktyèl devlopman nan materyèl friksyon. Materyèl friksyon ki itilize nan tout mak pi popilè nan mond lan nan kousinen fren Benz/Philodo se twazyèm jenerasyon NAO-gratis materyèl òganik amyant, ki ka frennen lib nan nenpòt tanperati, pwoteje lavi a nan chofè a, ak maksimize lavi a nan fren an. disk.
1.4, fèy kabòn kabòn
Kabòn kabòn konpoze materyèl friksyon se yon kalite materyèl ak fib kabòn ranfòse matris kabòn. Pwopriyete friksyon li yo ekselan. Ba dansite (asye sèlman); Segondè nivo kapasite. Li gen yon kapasite chalè ki pi wo pase materyèl metaliji poud ak asye; Segondè entansite chalè; Pa gen deformation, adezyon fenomèn. Tanperati opere jiska 200 ℃; Bon friksyon ak pèfòmans mete. Long sèvis lavi. Koyefisyan friksyon an estab ak modere pandan frenaj. Fèy konpoze kabòn-kabòn yo te premye itilize nan avyon militè yo. Li te pita adopte pa machin kous Fòmil 1, ki se aplikasyon an sèlman nan materyèl kabòn kabòn nan kousinen fren otomobil.
Kabòn kabòn konpoze friksyon materyèl se yon materyèl espesyal ak estabilite tèmik, rezistans mete, konduktiviti elektrik, fòs espesifik, elastisite espesifik ak anpil lòt karakteristik. Sepandan, materyèl friksyon kabòn-kabòn konpoze tou gen enpèfeksyon sa yo: koyefisyan friksyon an enstab. Li afekte anpil pa imidite;
Rezistans oksidasyon pòv (oksidasyon grav rive pi wo a 50 ° C nan lè a). Segondè kondisyon pou anviwònman an (sèk, pwòp); Li trè chè. Itilizasyon an limite a sa sèlman jaden espesyal. Sa a se tou rezon prensipal poukisa limite materyèl kabòn kabòn yo difisil anpil ankouraje.
1.5, moso seramik
Kòm yon nouvo pwodwi nan materyèl friksyon. Kousinen fren seramik gen avantaj ki genyen nan pa gen okenn bri, pa gen okenn sann tonbe, pa gen okenn korozyon nan mwaye wou, lavi sèvis long, pwoteksyon anviwònman ak sou sa. Kousinen fren seramik yo te devlope orijinal pa konpayi fren Japonè yo nan ane 1990 yo. Piti piti vin nouvo cheri nan mache fren an.
Reprezantan tipik nan materyèl friksyon ki baze sou seramik se C / C-sic konpoze, se sa ki, fib kabòn ranfòse Silisyòm carbure matris C / SiC konpoze. Chèchè nan University of Stuttgart ak Enstiti Rechèch Aerospace Alman an te etidye aplikasyon C/C-sic konpoze nan domèn friksyon, epi devlope kousinen fren C/C-SIC pou itilize nan machin Porsche. Oak Ridge National Laboratory ak Honeywell Advnanced Composites, HoneywellAireratf Lnading Systems, ak Honeywell Commercial Vehicle Systems Konpayi an ap travay ansanm pou devlope kousinen fren konpoze C/SiC a pri ki ba pou ranplase kousinen fren an fè ak asye jete yo itilize nan machin lou yo.
2, kabòn seramik konpoze fren pad avantaj:
1, konpare ak kousinen fren yo tradisyonèl gri kas fè, pwa a nan kousinen fren kabòn seramik redwi pa apeprè 60%, ak mas la ki pa sispansyon redwi pa prèske 23 kilogram;
2, koyefisyan friksyon fren an gen yon ogmantasyon trè wo, vitès reyaksyon fren an ogmante epi atenuasyon fren an redwi;
3, elongasyon nan tansyon nan materyèl seramik kabòn varye ant 0.1% a 0.3%, ki se yon valè trè wo pou materyèl seramik;
4, pedal seramik disk la santi l trè alèz, li ka imedyatman pwodui fòs frenaj maksimòm nan etap inisyal frenaj la, kidonk pa gen menm bezwen ogmante sistèm asistans fren an, ak frenaj an jeneral pi vit ak pi kout pase sistèm frenaj tradisyonèl la. ;
5, yo nan lòd yo reziste chalè segondè, gen izolasyon chalè seramik ant piston fren an ak revètman fren an;
6, disk fren seramik gen durability ekstraòdinè, si itilizasyon nòmal se ranplasman gratis pou tout lavi, ak òdinè disk fren jete jeneralman itilize pou kèk ane pou ranplase.
Tan pòs: Sep-08-2023