Má phanh là bộ phận an toàn quan trọng nhất trong hệ thống phanh, đóng vai trò quyết định đến chất lượng tác dụng của phanh, má phanh tốt là bộ phận bảo vệ người và phương tiện (máy bay).
Đầu tiên, nguồn gốc của má phanh
Năm 1897, HerbertFrood đã phát minh ra má phanh đầu tiên (sử dụng sợi bông làm sợi gia cố) và sử dụng chúng trong xe ngựa và ô tô đời đầu, từ đó Công ty Ferodo nổi tiếng thế giới được thành lập. Sau đó vào năm 1909, công ty đã phát minh ra má phanh làm từ amiăng rắn đầu tiên trên thế giới; Năm 1968, má phanh bán kim loại đầu tiên trên thế giới được phát minh và kể từ đó, vật liệu ma sát bắt đầu phát triển theo hướng không chứa amiăng. Trong và ngoài nước bắt đầu nghiên cứu nhiều loại sợi thay thế amiăng như sợi thép, sợi thủy tinh, sợi aramid, sợi carbon và các ứng dụng khác trong vật liệu ma sát.
Thứ hai, việc phân loại má phanh
Có hai cách chính để phân loại vật liệu phanh. Một được chia theo việc sử dụng các tổ chức. Chẳng hạn như vật liệu phanh ô tô, vật liệu phanh tàu hỏa và vật liệu phanh hàng không. Phương pháp phân loại rất đơn giản và dễ hiểu. Một được chia theo loại vật liệu. Phương pháp phân loại này khoa học hơn. Vật liệu phanh hiện đại chủ yếu bao gồm ba loại sau: vật liệu phanh gốc nhựa (vật liệu phanh amiăng, vật liệu phanh không amiăng, vật liệu phanh làm từ giấy), vật liệu phanh luyện kim bột, vật liệu phanh tổng hợp cacbon/cacbon và vật liệu phanh làm từ gốm.
Thứ ba, vật liệu phanh ô tô
1, loại vật liệu phanh ô tô tùy theo vật liệu sản xuất là khác nhau. Nó có thể được chia thành tấm amiăng, tấm bán kim loại hoặc tấm kim loại thấp, tấm NAO (chất hữu cơ không chứa amiăng), tấm carbon carbon và tấm gốm.
1.1.Tấm amiăng
Ngay từ đầu, amiăng đã được sử dụng làm vật liệu gia cố cho má phanh, vì sợi amiăng có độ bền cao và khả năng chịu nhiệt độ cao nên có thể đáp ứng các yêu cầu của má phanh, đĩa ly hợp và gioăng. Loại sợi này có khả năng chịu kéo rất tốt, thậm chí có thể sánh ngang với thép cao cấp và có thể chịu được nhiệt độ cao 316°C. Hơn nữa, amiăng tương đối rẻ. Nó được chiết xuất từ quặng amphibole, được tìm thấy với số lượng lớn ở nhiều nước. Vật liệu ma sát amiăng chủ yếu sử dụng sợi amiăng, cụ thể là magie silicat ngậm nước (3MgO·2SiO2·2H2O) làm sợi gia cố. Một chất độn để điều chỉnh các đặc tính ma sát được thêm vào. Vật liệu composite ma trận hữu cơ thu được bằng cách ép chất kết dính vào khuôn ép nóng.
Trước những năm 1970. Tấm ma sát loại amiăng được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Và thống trị trong một thời gian dài. Tuy nhiên, do hiệu suất truyền nhiệt kém của amiăng. Nhiệt ma sát không thể tiêu tan nhanh chóng. Nó sẽ làm cho lớp phân rã nhiệt của bề mặt ma sát dày lên. Tăng độ mài mòn của vật liệu. Trong lúc đó. Nước tinh thể của sợi amiăng được kết tủa trên 400oC. Đặc tính ma sát giảm đáng kể và độ mài mòn tăng lên đáng kể khi đạt tới 550oC trở lên. Nước tinh thể đã bị mất phần lớn. Sự nâng cao bị mất hoàn toàn. Quan trọng hơn. Nó đã được chứng minh về mặt y tế. Amiăng là chất có khả năng gây tổn hại nghiêm trọng đến cơ quan hô hấp của con người. Tháng 7 năm 1989. Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) tuyên bố sẽ cấm nhập khẩu, sản xuất và xử lý tất cả các sản phẩm amiăng vào năm 1997.
1.2, tấm bán kim loại
Nó là một loại vật liệu ma sát mới được phát triển trên cơ sở vật liệu ma sát hữu cơ và vật liệu ma sát luyện kim bột truyền thống. Nó sử dụng sợi kim loại thay vì sợi amiăng. Nó là vật liệu ma sát không amiăng được phát triển bởi Công ty Bendis của Mỹ vào đầu những năm 1970.
Má phanh lai "bán kim loại" (Semi-met) chủ yếu được làm bằng len thép thô làm sợi gia cố và hỗn hợp quan trọng. Má phanh hữu cơ amiăng và không amiăng (NAO) có thể dễ dàng phân biệt về hình thức bên ngoài (sợi mịn và hạt), đồng thời chúng cũng có một số đặc tính từ tính nhất định.
Vật liệu ma sát bán kim loại có các đặc điểm chính sau:
(l) Rất ổn định dưới hệ số ma sát. Không tạo ra sự phân hủy nhiệt. ổn định nhiệt tốt;
(2) Chống mài mòn tốt. Tuổi thọ sử dụng gấp 3-5 lần so với vật liệu ma sát amiăng;
(3) Hiệu suất ma sát tốt dưới tải trọng cao và hệ số ma sát ổn định;
(4) Độ dẫn nhiệt tốt. Độ dốc nhiệt độ nhỏ. Đặc biệt thích hợp cho các sản phẩm phanh đĩa nhỏ hơn;
(5) Tiếng ồn phanh nhỏ.
Hoa Kỳ, Châu Âu, Nhật Bản và các nước khác bắt đầu thúc đẩy việc sử dụng các khu vực rộng lớn vào những năm 1960. Khả năng chống mài mòn của tấm bán kim loại cao hơn 25% so với tấm amiăng. Hiện tại, nó chiếm vị trí thống lĩnh trên thị trường má phanh ở Trung Quốc. Và hầu hết các xe Mỹ. Đặc biệt là ô tô và xe khách, hàng hóa. Lớp lót phanh bán kim loại chiếm hơn 80%.
Tuy nhiên, sản phẩm cũng có những nhược điểm sau:
(l) Sợi thép dễ bị rỉ sét, dễ dính hoặc hư hỏng cặp sau khi rỉ sét, độ bền của sản phẩm sau khi rỉ sét giảm và độ mài mòn tăng lên;
(2) Độ dẫn nhiệt cao, dễ khiến hệ thống phanh sinh ra lực cản khí ở nhiệt độ cao, dẫn đến lớp ma sát và tấm thép bị bong ra:
(3) Độ cứng cao sẽ làm hỏng vật liệu kép, dẫn đến tiếng kêu lạch cạch và tiếng ồn phanh tần số thấp;
(4) Mật độ cao.
Dù “bán kim loại” có những khuyết điểm không nhỏ nhưng do tính ổn định trong sản xuất tốt, giá thành rẻ nên vẫn là vật liệu được ưa chuộng làm má phanh ô tô.
1.3. phim NAO
Vào đầu những năm 1980, trên thế giới có rất nhiều loại má phanh không chứa amiăng được gia cố bằng sợi lai, tức là thế hệ thứ ba của má phanh loại NAO chất hữu cơ không chứa amiăng. Mục đích của nó là để bù đắp những khuyết điểm của vật liệu phanh bán kim loại được gia cố bằng sợi thép, các loại sợi được sử dụng là sợi thực vật, sợi aramong, sợi thủy tinh, sợi gốm, sợi carbon, sợi khoáng, v.v. Do ứng dụng nhiều sợi nên các sợi trong lót phanh bổ sung cho nhau về hiệu suất và dễ dàng thiết kế công thức lót phanh với hiệu suất toàn diện tuyệt vời. Ưu điểm chính của tấm NAO là duy trì hiệu quả phanh tốt ở nhiệt độ thấp hoặc cao, giảm mài mòn, giảm tiếng ồn và kéo dài tuổi thọ của đĩa phanh, thể hiện hướng phát triển hiện nay của vật liệu ma sát. Vật liệu ma sát được tất cả các thương hiệu má phanh Benz/Philodo nổi tiếng thế giới sử dụng là vật liệu hữu cơ không chứa amiăng NAO thế hệ thứ ba, có thể phanh tự do ở mọi nhiệt độ, bảo vệ tuổi thọ của người lái và tối đa hóa tuổi thọ của phanh đĩa.
1.4, tấm carbon carbon
Vật liệu ma sát tổng hợp carbon carbon là một loại vật liệu có ma trận carbon được gia cố bằng sợi carbon. Đặc tính ma sát của nó là tuyệt vời. Mật độ thấp (chỉ thép); Mức công suất cao. Nó có khả năng tỏa nhiệt cao hơn nhiều so với vật liệu luyện kim bột và thép; Cường độ nhiệt cao; Không có hiện tượng biến dạng, bám dính. Nhiệt độ hoạt động lên tới 200oC; Hiệu suất ma sát và mài mòn tốt. Tuổi thọ sử dụng lâu dài. Hệ số ma sát ổn định và vừa phải trong quá trình phanh. Tấm composite carbon-carbon lần đầu tiên được sử dụng trong máy bay quân sự. Sau đó nó được áp dụng bởi những chiếc xe đua Công thức 1, đây là ứng dụng duy nhất của vật liệu carbon carbon trong má phanh ô tô.
Vật liệu ma sát tổng hợp cacbon cacbon là vật liệu đặc biệt có tính ổn định nhiệt, chống mài mòn, dẫn điện, cường độ riêng, độ đàn hồi riêng và nhiều đặc tính khác. Tuy nhiên, vật liệu ma sát composite carbon-carbon cũng có những nhược điểm sau: hệ số ma sát không ổn định. Nó bị ảnh hưởng rất nhiều bởi độ ẩm;
Khả năng chống oxy hóa kém (quá trình oxy hóa nghiêm trọng xảy ra ở nhiệt độ trên 50 ° C trong không khí). Yêu cầu cao về môi trường (khô ráo, sạch sẽ); Nó rất đắt. Việc sử dụng được giới hạn trong các lĩnh vực đặc biệt. Đây cũng là nguyên nhân chính khiến vật liệu hạn chế cacbon cacbon khó được phát huy rộng rãi.
1.5, mảnh gốm
Là một sản phẩm mới trong vật liệu ma sát. Má phanh gốm có ưu điểm là không gây tiếng ồn, không tro rơi, không ăn mòn trục bánh xe, tuổi thọ cao, bảo vệ môi trường, v.v. Má phanh gốm ban đầu được phát triển bởi các công ty má phanh Nhật Bản vào những năm 1990. Dần dần trở thành con cưng mới của thị trường má phanh.
Đại diện điển hình của vật liệu ma sát dựa trên gốm là vật liệu tổng hợp C/C-sic, nghĩa là vật liệu tổng hợp ma trận cacbua silic được gia cố bằng sợi carbon C/SiC. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Stuttgart và Viện nghiên cứu hàng không vũ trụ Đức đã nghiên cứu ứng dụng vật liệu tổng hợp C/C-sic trong lĩnh vực ma sát và phát triển má phanh C/C-SIC để sử dụng trên ô tô Porsche. Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge với vật liệu tổng hợp tiên tiến của Honeywell, Hệ thống Lnading HoneywellAireratf và hệ thống Xe thương mại Honeywell. Công ty đang hợp tác để phát triển má phanh composite C/SiC chi phí thấp để thay thế má phanh bằng gang và thép đúc được sử dụng trong các phương tiện hạng nặng.
2, ưu điểm của má phanh bằng gốm carbon composite:
1, so với má phanh bằng gang xám truyền thống, trọng lượng của má phanh gốm carbon giảm khoảng 60% và khối lượng không có hệ thống treo giảm gần 23 kg;
2, hệ số ma sát phanh tăng rất cao, tốc độ phản ứng phanh tăng lên và độ suy giảm phanh giảm;
3, độ giãn dài khi kéo của vật liệu gốm carbon dao động từ 0,1% đến 0,3%, đây là giá trị rất cao đối với vật liệu gốm;
4, bàn đạp đĩa gốm cho cảm giác vô cùng thoải mái, có thể ngay lập tức tạo ra lực phanh tối đa trong giai đoạn phanh đầu nên thậm chí không cần tăng hệ thống hỗ trợ phanh, tổng thể phanh nhanh hơn và ngắn hơn hệ thống phanh truyền thống ;
5, để chịu được nhiệt độ cao, giữa piston phanh và ống lót phanh có lớp cách nhiệt bằng gốm;
6, đĩa phanh bằng gốm có độ bền vượt trội, nếu sử dụng bình thường là thay thế miễn phí trọn đời, còn đĩa phanh bằng gang thông thường thường được sử dụng trong vài năm để thay thế.
Thời gian đăng: Sep-08-2023