Жоғары сапалы тежеу колодкалары автомобиль қауіпсіздігі үшін қандай температуралық диапазонда шыдайды?

Жылулық тұрақтылықты түсіну және оның тежеуіш колодкаларының өнімділігіне әсері

Тежеуіш колодкасының өнімділігіндегі жылулық тұрақтылық деген не?

Жылулық тұрақтылық — бұл негізінен температураның жоғары-төмен болуы кезінде тежеуіш колодкаларының қаншалықты жақсы ұсталуын білдіреді. Сапалы колодкалар 2023 жылы Adv Ceramics Hub зерттеуі бойынша шамамен 600 градус Цельсийге жуық ыстық болған кезде де тоқтау қабілетінің 85-90 пайызын сақтап ұстайды. Бұл маңызды, себебі ешкім тез тоқтау қажет болғанда тежеуіштерінің басып қалуын қаламайды. Керамикалық композитті материалдар одан да жақсы жұмыс істейді, себебі олар көбеймейтіндей етіп жылуды ұстап тұруға арналған, бұл барлық түрлі жол жағдайларында дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

Жоғары температурадағы үйкеліс өнімділігінің тежеу тиімділігіне әсері

400°C-тан жоғары температурада органикалық тежеу колодкалары байланыстырғыштардың ыдырауына байланысты тоқтату күшінің 30–40% жоғалтады (Ponemon, 2023). Бұл азайту тікелей тежеу жолын ұзартады — үйкеліс коэффициентінің 20% төмендеуі 100 км/сағ жылдамдықпен қозғалғанда тоқтау жолына 8 метр қосады. Жоғары өнімділікті колодкалар төмендеуді минималдандыру үшін металдағы стабилизаторларды қолданады, бұл қайталанатын қатты тежеу кезінде педаль сезімін болжанатын етіп сақтайды.

Тежеу кезіндегі жылуды басқаруда триботехникалық мінез-құлықтың рөлі

Жетілдірілген тежеу колодкасы материалдары үш негізгі механизм арқылы қозғалыстағы беттердің әрекеттесу ғылымы болып табылатын триботехникалық мінез-құлықты оптимизациялайды:

1. Жылу тарату : Керамикалық колодкалар органикалық түрлеріне қарағанда дискілерден 45% артық жылу шығарады
2. Киімге төзімділік : Жартылай металл құрамы 100 жоғары температуралық тежеу сайын 0,02 мм ғана жұмыс істейді
3. Беттік желімделу : Ерекше шектеу қабаттары дискілердің тозуын азайтса да, үйкелісті тұрақты ұстайды

Бұл үйлесімді жылу басқаруы тежеу сұйығының будауын және дискілердің бүлінуін болдырмауға көмектеседі, бұл таулы жерлерде немесе тректе жүргізуде қауіпсіздік үшін маңызды

Жоғары сапалы тежеу колодкаларының температуралық шектері мен материалдық өнімділігі

Керамикалық, жартылай металдан жасалған және органикалық тежеу колодкалары: Қызуға төзімділіктің салыстырмасы

Тежегіш колодкаларын жасау үшін қандай материал қолданылғаны олардың істен шығар алдында қанша ыстыққа шыдай алатынына және күшті жүктеме кезінде қаншалықты жақсы жұмыс істейтініне әсер етеді. Керамикалық тежегіш колодкалары ұстауды жоғалтпай-ақ шамамен 800 градус Цельсийге дейінгі нақты ыстықты шыдай алады, сондықтан көптеген спорттық автомобильдер оларды стандартты түрде қабылдайды. Жартылай металдан жасалған колодкалар да жақсы жұмыс істейді, әдетте шамамен 200-ден 700 градус Цельсийге дейін, бірақ осы колодкаларда көбірек металл бар болғандықтан, тежегіш дискілерінің тез wearылуын байқауы мүмкін. Содан кейін смола мен көміртек талшықтарының қоспасы сияқты заттардан тұратын органикалық колодкалар бар. Олар температура шамамен 500 градус Цельсийге жеткен кезде бүлінуі басталады және бұл тежеулер ұзақ уақыт бойы тоқтау кезінде жақсы ұстамайтындығын білдіреді, әсіресе тұрақты тежеу қажет болатын таулы жерлерден төмен қарай қозғалған кезде. Соңғы зерттеулер керамикалық колодкалардың ыстықпен байланысты мәселелерді қатты тежеу сценарийлерін модельдеу шарттарында тексерген кезде қарапайым органикалық колодкалармен салыстырғанда оннан тоғызын құрайтынын көрсетті.

Ұзақ уақыт бойы жоғары температурада тежеу материалдарының шынайы жұмыс істеуі

Тоқтап-тоқтап жүретін трафикте немесе төмен қарай бағытталған төбенің бойымен жүргенде жартылай металдан жасалған тежеу колодкалары температура шамамен 300 градус Цельсийге (бұл шамамен 572 Фаренгейт) жеткен кезде қарапайым органикалық колодкаларға қарағанда 15 пайызға жуық үйкеліс тұрақтылығын сақтайды. Бірақ мұнда айтуға тұрарлық тағы бір нәрсе бар — керамикалық колодкалар шынымен жақсы көрсеткіш береді. Осындай колодкалар 100 километр/сағат жылдамдықтан (яғни шамамен 62 миль/сағат) тізбектей он рет басып тежегеннен кейін ешқандай тежеудің әлсіреу белгілерін көрсетпейді. Алайда, нақты әлемдегі сынақтар басқа да қиыншылықтарды көрсетеді. Қатаң жылулық жағдайларға ұшыраған кезде органикалық колодкалар 6000 мильден кейін өздерінің бастапқы қалыңдығының жартысын жоғалтады. Ал керамикалық колодкалар дәл осындай пайдалану шарттарында өз бастапқы көлемінің 85 пайызын сақтап, едәуір тұрақты болып қалады.

Жылулықтан туындайтын тозу тежеуіш колодкаларының қызмет ету мерзімі мен қауіпсіздігіне қалай әсер етеді

Тежегіш колодкалары бірнеше рет қыздыру мен салқындату циклдарынан өткенде, олардың беті қатайып кетеді. Бұл олардың ротор бетіне ұстауын шамамен 30% азайтады, яғни жүргізушілердің тоқтау қашықтығы ұзарады. Органикалық колодкалар үшін мәселе 300 градус Цельсийге, яғни Фаренгейт шкаласы бойынша шамамен 572 градусқа жеткенде шынымен қауіпті болып табылады. Осы нүктеде мұндай колодкалар беті шыныданып кетеді де, тежегіштер қажетті жауапты бермей, дұрыс жұмыс істемей қалады, бұл қауіпті жағдайлар туғызады. Алайда, керамикалық колодкалар өзгеше болып келеді. Өнеркәсіптегі әртүрлі зерттеулер көрсеткендей, керамикалық материалдар тіпті 20 мың миль түзу жолмен жүргеннен кейін де өзінің бастапқы тоқтату қабілетінің шамамен 90%-ын сақтайды. Жартылай металдық колодкалар да басқа мәселеге ие. Олар жылулық кернеуден тресініп, роторларды қалыптыдан әлдеқайда тез wear изнашиваются. Механиктер бұл құбылысты жиі кездестіреді, ал бұл уақыт өте келе керамикалық аналогтарды қолданатындарға қарағанда автомобиль иелеріне жөндеуге шамамен 20% қосымша құнын тиілдіреді.

Тежеуіштің тартымсыздануы: себептері, белгілері және жоғары температура жағдайында алдын алу

Ұзақ уақыт пайдалану кезінде қызып кетуден тежеуіштің тартымсыздануының себебі неде?

Тежеуіштің температурасы табақша материалы шыдай алатын деңгейден асқан кезде, минимум 500-700 градус Фаренгейтке жеткенде (материал түріне қарай ауытқуы мүмкін, бұл көрсеткіштің мәліметі басылым Brake & Frontend журналының өткен жылғы санында келтірілген), тежеуіштің тартымсыздануы басталады. Бұл жиі ұзақ уақыт тежеу кезінде, мысалы, сәйкесінше еңісте төмен қарай қозғалу немесе автомобильге ауыр жүкті тарту кезінде болады. Ыстықтың жиналуы тежеуіш табақшаларының дискілерге жабысу қабілетін әлсіретеді, нәтижесінде автомобиль қалыптыдан гөрі ұзақ тоқтайды. Органикалық тежеуіш табақшалары мұндай ыстықта тез бұзылады, ал керамикалық және жартылай металдан жасалғандар одан қаттырақ шыдайды, кейде тиімділігін жоғалтпай 1200 градус Фаренгейтке дейінгі температурада тұрақты бола алады.

Ыстық ауа райында тежеуіштің тартымсыздануының белгілері мен оның алдын алу жолдары

Негізгі белгілері:

• Педальдың жүрісінің артуы немесе «жұмсақ» сезім
• Педальға қатты басуға қарамастан, тоқтау қашықтығының ұзаруы
• Дөңгелек қуыстарынан отырып жану иісі

Жоғары температура жағдайындағы қауіптерді азайту үшін:

• Көліктің максималды жылу жүктемесіне сәйкес келетін тежеу колодкаларын қолданыңыз
• Үйкелісті тежеу жүйесіне сүйенуді азайту үшін еңісте қозғалтқыш тежеуін қолданыңыз
• Ұзақ уақыт пайдалану кезінде суыну аралықтарын қалдырыңыз

Температуралық диапазондар бойынша үйкеліс коэффициентінің тұрақтылығы мен жүргізушінің бақылауы

Жоғары сапалы тежеу колодкалары температура күрт өзгерген кезде де ұстау қабілетін тұрақты сақтайды. Мысалы, керамикалық тежеулер бөлме температурасынан 500 градус Фаренгейтке дейін жеткенде тиімділігін тек 8-10 пайызға жоғалтады. Ал органикалық колодкалар осы температуралық диапазонда тоқтау қабілетін жартыға жуық төмендетеді. Бұл ұзақ таулы жолдарда немесе қаладағы тығындарда тежеу жүйесі қатты жұмыс істеген кезде тежеу педалінде лезде шок сезімдерінің болмайтынын білдіреді. Көптеген ірі өндірушілер осындай тұжырымдамаларды SAE J2707 стандарты деп аталатын сынақ арқылы тексереді. Мұнда тежеулерге ұзақ таулы жолдарда немесе қаладағы үздіксіз тоқтау-қозғалу қозғалысында болатын жағдайларға ұқсас қайталанатын қыздыру мен салқындату циклдеріне ұшыратылады.

Жоғары температурада тежеу колодкаларының өнімділігіне қойылатын өнеркәсіптік стандарттар мен сынақтар

Тежеу колодкаларының жылу өнімділігіне арналған SAE J2707 және негізгі қауіпсіздік стандарттарына шолу

SAE J2707 стандарты шамамен 100 градус Цельсийден 350 градус Цельсийге дейінгі кең температура диапазонында үйкеліс коэффициенттері бойынша тежегіш колодкаларының орындауы тиіс талаптарды белгілеп береді. Бұл сынақ негізінен материалдардың қайталанатын қатты тежеу жағдайлары кезінде тұрақтылығын тексереді, сонымен қатар осы стандартта ең төменгі талап та көрсетілген. Олардың 2023 жылғы құжаттамасында айтылғандай, материалдар кемінде 0,35 mu мәнін сақтауы тиіс. Еуропаның ECE R90 сертификаттауы сияқты басқа да маңызды стандарттар да бар, бұл тағы да әлдеқайда қатаң талаптар қояды. Бұл стандарт -20 градусқа дейінгі тоңық суықтан бастап, 600 градус Цельсийге дейінгі лақты ыстыққа дейінгі өте қатаң жағдайлардағы жұмыс істеу сапасын тексереді. Мұндай сынақтар көлікті суық ауада жұмыс істеткен кезде де, жолда кездесетін интенсивті қыздыру кезінде де тежегіштердің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз етуге көмектеседі.

Тежегіш колодкаларының температураға сезімталдығы мен жылу жүктемесіне төзімділігін сынау әдісі

Зертханалық бағалау инерциялық динамометрлік модельдеуді жылулық бейнелеумен біріктіреді, ол мыналарды бағалау үшін қажет:

• Ұзындығы 15 рет қатар тұрған 100 км/сағ–0 тоқтаулар кезіндегі үйкеліс ыдырауы
• Жарыс қолданбаларында 700°C-тан жоғары болатын беткі температуралар
• 550°C температурада 24 сағаттан кейінгі құрылымдық беріктік

Өндірушілер осы нәтижелерді құрамдарды жетілдіру үшін пайдаланады; сапалы керамикалық қоспалар 450°C температурада 10% аспайтын тиімділік жоғалтса, органикалық салбаның ыдырауы 22% құрайды (2023 Жылдың Үйкеліс Материалдарының Талдауы).

Зертхана мен Нақты Әлемдегі Сынақтар: Ең Қатаң Жағдайлардағы Тежеу Жүйесінің Сенімділігін Растау

Динамометрлік сынақтар жылу циклдары туралы бақыланатын деректерді берсе де, нақты әлемдегі растауға мыналар енеді:

1. Ротор температурасының 300–500°C аралығында тұрақты түрде ұсталуымен тау төбесінен түсу сынамалары
2. Қысқы жол ортасын модельдеу үшін тұзды су бүрку арқылы коррозияға сынау
3. айнымалы жылу жүктемелерінің әсерінде износ өлшенетін 80 000 км шыдамдылық жүрісі

Зерттеулер SAE J2707 стандартына сәйкес келетін жүйелердің нақты альпийлік жағдайларда 18% өнімділік ауытқуын бастан өткізетінін көрсетеді, бұл зертханалық және толық масштабты сынақтарды үйлестірудің маңыздылығын көрсетеді. Екі жақты тәсіл термиялық тұрақтылық реттеу нормалары мен нақты әлемдегі қауіпсіздік талаптарының екеуіне де сай келеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

• Материалды таңдау тежеу колодкасының өнімділігіне қалай әсер етеді?
  Тежеу колодкаларының материалдық құрамы олардың әртүрлі жылулық жағдайлардағы өнімділігін айтарлықтай анықтайды. Керамикалық колодкалар тиімділігін жоғалтпай жоғары температураны шыдай алады, ал органикалық колодкалар жылуда тезірек бүлінуі мүмкін. Жартылай металдан жасалған колодкалар жылуға төзімділік пен тозу арасында теңдестік орнатады.
• Тежеу әлсіреуінің белгілері қандай және оны қалай болдырмауға болады?
  Тежеу әлсіреуін тоқтау қашықтығының ұзаруы, педальдың серпімді сезілуі және доңғалақтардан шыққан жану иісі арқылы анықтауға болады. Оны болдырмау үшін дұрыс бағалаумен берілген тежеу колодкаларын пайдалану және ұзақ уақыт пайдалану кезінде салқындату үзілістерін енгізу қажет.
• Тежеу колодкалары үшін зертханалық сынақ неге маңызды?
  Зертханалық сынақтар тежеуіш колодкаларының жылулық тұрақтылығын және өнімділігін бағалау үшін бақыланатын жағдайларды қамтамасыз етеді және оларды нақты жағдайларда сынақтан өткізбес бұрын сенімділігін растайды.