Жоғары жылдамдықта жұмыс істеуге арналған тежеу колодкалары туралы болса, дұрыс материалдың қоспасын табу өте маңызды. Нәтижелі қоспа үйкелісті қыздырмай ұстап тұруға, қысым астында беріктігін сақтауға және қатты жүктеме кезінде ыдырамауға тиіс. Жартылай металлды нұсқалар беріктігін болат пен мыс талшықтарын әртүрлі байланыстырғыш заттармен араластыру арқылы алады. Бұлар 120 миль/сағ дейінгі жылдамдықта жақсы жұмыс істейді, онда кәдімгі тежеулер әлі де қажетсіз болып табылады. Керамикалық тежеу колодкалары роторлардың тозуын азайтып, қажетсіз дыбыстың пайда болуын азайтатын күшейтілген керамикалық құрылымдарды пайдалану арқылы басқаша келеді. Кейбір кеңейтілген нұсқаларға көміртекті талшықтар да қосылады, олар температура 1800 градус Фаренгейтке дейін көтерілгенде ыдырамай тұруға мүмкіндік береді. Кәсіби жарыстар үшін өндірушілер жиі метал қорытпалары мен кейбір органикалық шайырларды араластыру арқылы арнайы қоспаларды таңдайды. Бұл үйлесім жүргізушілерге ең күшті тежеу күшін жүргізу кезіндегі ең күшті тежеу сәттерінде қамтамасыз етеді.
| Материалдың түрі | Үйкеліс деңгейі | Жылылық көркемділігі | Ең тиімді пайдалану жағдайы | Шум деңгейі |
|---|---|---|---|---|
| Жартылай металл | Жоғары (0,4–0,5 μ) | Орташа | Белсенді көшелік жүргізу | Орташа |
| Керамика | Орташа (0,3–0,4 μ) | Жогары | Күн сайын көшесің бойынша | Төмен |
| Көміртегі-керамикалық | Айнымалы (0,35–0,6 μ) | Екстремалды | Суперкарлар/тракт пайдалану | Минималды |
| Жарыс қоспалары | Шабытты (0,5–0,7 μ) | Өте жоғары | Бәсекеге қабілетті мотор спорт | Жоғары (жүктеме кезінде) |
Жартылай металл және жарыс табақшаларындағы жоғары үйкеліс коэффициенттері тез ғана басылуын қамтамасыз етеді, бірақ ротордың тозуын жылдамдатады. Керамикалық табақшалар ұдайы қосылуын және үздіксіз жоғары жылдамдықпен тоқтау кезінде үздік тұрақтылығын ұсынады. Көміртегі-керамикалық жүйелер үйкелістің бейімделуін қамтамасыз етеді, 15 немесе одан да көп қатты тоқтаулардан кейін де тұрақтылығын сақтайды.
Ұзақ қашықтықта жоғары жылдамдықпен тежеу туралы айтқанда, бізге үйкеліс дамуын жақсы көрсететін және жылумен тиімді түрде жұмыс істей алатын материалдар қажет. Соңғы өнімділік сынақтарында жарғақтың құрамына мыс қосылған тежеу колодкалары әдеттегі қоспалармен салыстырғанда тежеу әлсіреуін шамамен 40 пайызға дейін азайтатыны дәлелденді. Бірақ 150 миль/сағаттан астам жылдамдықпен қозғалатын автомобильдер үшін көміртегі керамикалық тежеуіштерден жақсырақ нәрсе жоқ. Бұл жүйелер жылуды басқару қабілетімен ерекшеленеді және дәстүрлі нұсқаларға қарағанда жеңілірек болып келеді, сондықтан олар бағасы жоғары болса да, жарыс трассалары үшін негізгі таңдау болып табылады.
Жүргізушілер тежеуішті қатты басқан кезде, жылдам көліктердің тежеуіш колодкалары жиі 650 градус Цельсийден жоғары ыстыққа дейін қыздырылады. Бұл бөлшектер қаншалықты қатты ыстықты шыдайтындай жасалмаса, үйкеліс материалдары әртүрлі мәселелерден тозып бастайды. Беті қатты қызып кеткен кезде, сыртқы қатты қабат пайда болып, көлікті тоқтатуды қиындатады. Бұл құбылыс шыны тәрізді қабат түзілуімен сипатталады. Басқа да мәселелер бар. Аса ыстық температура металл бетінің пішінінен ауытқып, әдеттен гөрі тезірек тозуына әкеледі. Жарыс командалары үшін бұл әр жыл сайын тежеуіштерді жөндеуге көп ақша жұмсау деген сөз, сонымен қатар жаңа бөлшектер сатып алу қажеттілігі туындайды.
Керамикалық арматуралы қоспалар сақтайды ығысу беріктігінің 92% 800°C температурада дәстүрлі жартылай металл колодкаларға қарағанда 34% жоғары көрсеткіш көрсетеді, бұл туралы Композиттік ғылымдар журналындағы зерттеуде .
200 км/сағ жылдамдықтан жоғары жылдамдықпен ұзақ уақыт бойы тежеу кезінде жылу шығару жүйесінен гөрі жылуды тезірек жинайды, соның нәтижесінде тежеуіштің түсуі —үйкеліс пайдалануының қауіпті төмендеуі.
| Материал | Жоғары температураға төзімділік (°C) | 600°C температурада 10 секунд болғаннан кейінгі қалпына келу уақыты |
|---|---|---|
| Жартылай металл | 500 | 45 секунд |
| Көміртегі-керамикалық | 850 | 12 секунд |
Көміртегі-керамикалық сабындар моторсипат ортасында өз ерекшеліктеріне байланысты жақсы көрсеткіш береді жылу сіңіру төзімділігі , қайталанып тұратын жоғары энергиялық тоқтатулардан кейін де тұрақты үйкелісті сақтайды.
Қазіргі жоғары температураға төзімді тежеу колодкалары қабатты композиттерді пайдаланады енгізу:
Бұл инновациялар жұмыс істеу температурасын бір материалдан жасалған табанкүрекшелермен салыстырғанда мынаған дейін азайтады 28% , үлгілік жүйелердің трек сынақтарында көрсетілгендей.
Жоғары жылдамдықпен қозғалған кезде тежеуіштің жұмыс істеуіне жылу беру маңызды рөл атқарады. Қашан тежеуіш колодкалары дискіге үйкеліп тұрған жерден жылуды тез арада металл жабынға тасымалдаса, ScienceDirect 2024 жылғы деректері бойынша, бұл 38% дейінгі бұрмаланған роторлар санын азайтады. Керамикалық негіздердің жаңа конструкциялары да үлкен айырмашылық жасайды. Кейбір өндірушілер термоэлектрлік зерттеулердің негізінде арнайы суыту каналдарын енгізе бастады. Бұл қасиеттер жүйенің 200 миль/сағ қозғалыстан кейінгі бірнеше тежеу кезінде қызып кетуіне кедергі жасайды, дәл осы жарыс машиналарына қажетті нәрсе болып табылады.
| Материал | Өткізушілік қысқауарлығы (В/м·к) | Максималды жұмыс температурасы (°C) | Тежеу тұрақтылығы бағасы* |
|---|---|---|---|
| Жартылай металл | 45–55 | 650 | 6,8/10 |
| Керамикалық композит | 60–75 | 800 | 8,9/10 |
| *150 миль/сағ жылдамдықтан 15 рет қатты тежеу нәтижелері негізінде |
Керамикалық композиттер шектеу қысымдарында 25–35% жоғары жылу өткізгіштік қабілетін сақтайды, бұл ұзақ жылдамдықты тежеу кезінде педальдың сезінуін біркелкі сақтауға ықпал етеді.
2024 жылы өткізілген шыдамдылық жарыстарының прототиптерін талдау керамикалық тежеу колодкалары Лагуна Секада 10 айналымнан кейін үйкеліс коэффициентінің 92% сақталғанын, ал жартылай металл колодкалардың 22% төмендегенін көрсетті. Инфрақызыл бейнелеу керамикалық колодкалар жылудың тепе-теңдік күйіне 40% жылдам жететінін, сондай-ақ жылудың біркелкі таралуын көрсетті, бұл локалды "ыстық аймақтардың" пайда болуын болдырмауға және колодкалардың қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі.
Температура диапазондары бойынша үйкеліс күшінің тұрақтылығы жоғары жылдамдықпен тоқтау үшін маңызды. Көміртегі-керамикалық қоспалар 800°C температурада 0,45-тен жоғары үйкеліс коэффициентін сақтап қалады, бұл 150+ миль/сағ жылдамдықтан сенімді баяулауға мүмкіндік береді. 2024 SAE International зерттеуі гибридті графитті матрицалық сақиналардың келесі 100–0 миль/сағ тоқтаулар кезінде дәстүрлі жартылай металл конструкциялармен салыстырғанда үйкеліс ауытқуларын 22%-ға азайтатынын көрсетті.
Спека металды сақиналар 120 миль/сағ жылдамдықта тоқтау арақашықтығын 15%-ға қысқартады, бірақ ротордың тозуын 40%-ға арттырады (FISITA 2023). Керамикалық альтернативалық шешімдер 0,38-ден 0,42-ге дейінгі үйкеліс коэффициенттері мен 30% аз үйкелістен туындаған тозуді ұсынады – бұл жолаушыларға арналған өнімділік машиналары үшін, әрі жауапкершілік, әрі ұзақ мерзімділікті қажет ететін машиналар үшін идеалды шешім.
Өндірістік спорт көліктерін бағалайтын бағыттағы бағаламалар органикалық сүзгілердің 100 миль/сағ жылдамдықтан үш қатты тоқтау нәтижесінде үйкелісінің 35% артық жоғалтып алғанын көрсетті. Осы жағдайда вольфрам карбидімен күшейтілген моторлық жарғыштардың үйкеліс тұрақтылығы ±5% болып қалды, бұл 200+ миль/сағ гиперкарлар үшін олардың тиімділігін растады.
Жоғары мысты металлды тежеу құрылғылары трек үшін 0,55-ке дейінгі үйкеліс мәндеріне қол жеткізеді, бірақ 1000 миль сайын 2,5 мм жылы жұмсалады, жиі 3–5 оқиғадан кейін ауыстыру қажет болады. Көміртегі-керамикалық матрицалардың жаңа үлгілері 1000 миль сайын 0,8 мм-ге дейінгі тозу көрсеткіштерімен қоса 0,48–0,52 ¼ аралығында үйкеліс беріп, қосымша мақсаттағы өнімділік көліктерінде тұрақтылықтың жаңа эталондарын белгілейді.
Жоғары жылдамдықты тежеу кезінде тежеу құрылғылары өте жоғары термиялық кернеуге ұшырайды, температура шектеулерінен асып кетеді 650°C (Motorsport Engineering Journal 2023) . SAE J2689 сынағы 240–0 км/сағ қайталанатын тоқтауларды бағалайтын тозуды имитациялайды:
| Тежегіш колодкасының түрі | Орташа тозу жылдамдығы (мг/тоқтау) | Ең жоғары температураға төзімділік |
|---|---|---|
| Көміртегі-керамикалық | 12.7 | 1 100°C |
| Жарыс сортты | 18.9 | 950°C |
Динамикалық динамометрлік сынақ көміртегі-керамикалық колодкалардың үйкеліс тұрақтылығын сақтауын көрсетеді 93% жартылай металл қоспаларға қарағанда 1000 жоғары энергиялық тоқтатудан кейін 79% ұстап тұрады.
Көміртегі-керамикалық сүзгілер пайдаланады 3D-күшейтілген көміртегі матрицаларын олар әдеттегі қоспалармен салыстырғанда 41% абразивті құлдырауды азайтады (Fraunhofer Institute 2022). Жарыс қоспалары қабатты құрылым арқылы тұрақтылықты қамтамасыз етеді:
Автокөлік шығарушылар бороздалы роторлық конструкциялар сияқты трекке дәлелденген технологияларды барынша қабылдап жатыр көп тығыздықты үйкеліс қабаттары өнімділік моделдерінде. 2023 жылғы Автомобиль инженериясы сауалында 78% OEM жарыс машиналарынан алынған тежеу колодкаларының құрамын пайдаланады, бұл дәстүрлі конструкцияларға қарағанда қызмет көрсету мерзімін 32–50% арттырады.
Сынақ бойынша: нақты әрі ұзақ мерзімді пайдалану көрсеткіштері лабораториялық модельдеу мен айнымалы жүктеме мен ылғалдылық жағдайында өткізілген 20 000 шақырымдық трек пен жол сынақтарын қосып есептейді.
Жоғары өнімділікті тежеу колодкалары жартылай металл, керамика, көміртегі-керамика және арнайы жарыс қоспаларын пайдаланады. Бұл материалдар үлкен үйкеліс пен температура деңгейін шыдай алатын қабілетіне байланысты таңдалады.
Қызуға төзімділік маңызды, өйткені жоғары жылдамдықпен тежеу кезінде қатты қызу бөлінеді, егер тежеу материалы осындай температураны шыдамаса, колодканың беті қатты қабырға түзіп тозуы мүмкін.
Керамикалық тежеу колодкалары жұмсақ әрі баяу әсер етеді және жоғары ыстыққа төзімді, ал жартылай металл колодкалар тез әрі күшті тежеу әсерін көрсетеді, бірақ ротордың тез тозуына әкеледі.
Тежеуіштің тиімсізденуі – бұл тежеуіштер қызып кеткен кезде, әсіресе ұзақ уақыт бойы жоғары жылдамдықпен тежеу кезінде үйкеліс тиімділігінің қауіпті түрде төмендеуі.
Хэйбей Ченген Хуанбао технологиясы өнеркәсіптік жобаларға күнделікті құралдарға шешімдер береді. Біздің қалыптастыру бағдарламасы, тәжірибелі мühendisler және клиенттік хизметтер қанағаттылықты салыстырады. Бүгін бізге хабарласыңыз.
EN
