Онцгой хурдны ажил гүйцэтгэхэд зориулсан тормозын бээлийтэй холбоотойгоор зөв материал холих нь маш чухал юм. Зүйн холимог нь хэт халалтаас сэргийлж, даралтанд тэсвэртэй байх ёстой бөгөөд хүчтэй ачаалал өгсөн үед бүтцийн бат бөх чанарыг хадгалах ёстой. Хагас металл бүтэц нь ган болон зэсэн утасны ширхэг дээр холбогч нэгдлүүдийг нэмж холих замаар бат бөх чанарыг олгодог. Энэ нь ердийн тормоз 120 миль/цаг хурданд ажиллах чадвараа алдаж эхлэх үед сайн ажилладаг. Цементэн тормозын бээлий нь роторт элэгдлийг багасгаж, чанга чимээгүй ажиллагааг хангахын тулд батуургасан цементийн бүтцийг ашигладаг. Зарим өндөр түвшний загваруудад нүүрстөрөгчийн ширхэг нэмдэг бөгөөд энэ нь температур 1800 градус Фаренгейт хүртэл хүрсэн ч бүтэц нь задрахгүй байдаг. Зөвхөн үнэхээр өндөр хурдны үйл ажиллагаанд зориулж үйлдвэрлэгчид янз бүрийн металлын хайлш болон органик смолыг хольж тусгай холимог үүсгэдэг. Энэ хослол нь жолоочдод тасралтгүй тормозлох хүчийг шаардлагатай үед нь олгодог.
| Материалын төрөл | Үрэлтийн түвшин | Уур амьсгалд хангалттай | Эрхтэй ашиглалт | Шум урвал |
|---|---|---|---|---|
| Хагас metallic | Өндөр (0.4–0.5 ¼) | Дунд шатны | Идэвхитэй замын ашиглалт | Дунд шатны |
| Цагаан уур | Дунд (0.3–0.4 ¼) | Их | Өдөр тутмын аялал | Бага |
| Нүүрстөрөгч-цахлуур | Хувьсах (0.35–0.6 ¼) | Хамгийн их | Супер машинууд/гоночны ашиглалт | Бага |
| Үнэмлэхүй нарийн бүтэц | Идэвхтэй (0.5–0.7 ¼) | Маш өндөр | Тэмцээнт моторт спорт | Өндөр (ачаалал дор) |
Хагас металл ба гооны барзгарууд нь өндөр үрэлтийн коэффициенттэй бөгөөд шууд хүчтэй түрж боловч дискэнд хурдан элэгдэлт үүсгэдэг. Цементэн барзгарууд нь илүү гладкийн холболт ба илүү сайн даралтанд тэсвэртэй байдаг тул давтан өндөр хурдтай зогсоход илүү тохиромжтой. Нүүрстөрөгч-цементэн системүүд нь үрэлтийн адаптив ажиллагааг хангаж, 15 удаа эсвэл түүнээс олон удаа дараалан хүчтэй зогсоосны дараа ч байнгын байдалд барилгыг хадгалж байдаг.
Хурд ихтэй үед урт хугацаагаар тормозлох асуудалд сонгож болохгүй зүйл нь сайн үрэлтийн нөлөө үзүүлдэг материалыг сонгох, дулааныг үр ашигтай удирдах чадвартай байх юм. Уралдааны тойм нь зэвсгийн матрикс агуулсан бөгөөд энгийн тормозны хавтангаас харьцуулахад тормозны үр ашиггүй байдлыг 40 хувь бууруулдагийг олж мэдсэн бөгөөд энэ нь сүүлийн үеийн ажиллагааны шалгуураар батлагдсан юм. Хэдийгээр ч 150 миль/цагаас дээш хурдтай машинд карбон цементийн тормоз хамгийн сайн сонголт юм. Эдгээр системүүд дулааныг удирдах чадвартай бөгөөд илүү хөнгөн байдаг тул төлбөр ихтэй ч хүнд замын ажлуудад хамгийн сайн сонголт болдог.
Хурд ихтэй машинуудын тормоз цохилтын үед 650 хэмийн халуунд хүрдэг. Хэрэв эд ангиуд ийм халууныг даах чадвартай байж байвал үрэлтийн материал дээр тогтоо гэгддэг зүйл үүсч, задардаг. Энэ нь гадаргуу хэт халхад үүсдэг бөгөөд машин зогсоход хүнд болгодог бат бөх давхарга үүсгэдэг. Өөр асуудлууд бас байдаг. Хэт халуун нь металлыг муудмал болгон хурдан элэгдүүлдэг. Үүний улмаас уралдааны багууд тормозыг шинээр худалдан авахаас илүү их мөнгө зарцуулж байна.
Цахиур эрдэнэсийн бүтээгдэхүүн нь дангаараа 92% нь хадгалагдана 800°C температурт, түүнээс илүүгээр 34%-иар давамгайлдаг Композит шинжлэх ухааны сэтгүүл .
200 км/цагаас дээш хурдтай үед тормозлоход дулаан үүсдэг бөгөөд системүүд дулааныг алдаж чаддаггүй бөгөөд тормозны дуу асна —үрэлтийн үр ашгийн аюултай бууралт.
| Материал | Харагдах эш (°C) | 600°C дээр 10 секунд өнгөрсний дараах сэргэлтийн хугацаа |
|---|---|---|
| Хагас metallic | 500 | 45 секунд |
| Нүүрстөрөгч-цахлуур | 850 | 12 секунд |
Нүүрсөн-төмөр хавтангууд нь тэдгээрийн мотор спорт орчинд онцгой сайн чанарын дулааныг тэсвэрлэх чадвар давтах өндөр энерги дахин зогсоолын дараа ч үрэлтийг тогтвортой байлгана.
Орчин үеийн өндөр температурын бэхийн хавтангуд давхар бүтээгдэхүүн ашигладаг багтаан:
Эдгээр шиновациуд нь ажиллагааны дээд температурыг материал тус бүрээр харьцуулахад 28%-иар бууруулдаг , туршилтын системийн замын туршилтаар үзүүлсэн байдлаар.
Тормозны ажиллагааны хамгийн дээд хурдны үед дулааныг зөөх чадвар нь маш их ач холбогдолтой. Тормозны хавтангийн дисктэй үрэлдэх үед дулааныг хурдан хөдөлгөж, түүний ард байрлах металл хэсэгт хүргэх боломжтой материалыг ашиглавал ScienceDirect-ийн 2024 оны судалгаагаар роторын гажилтыг ойролцоогоор 38%-иар бууруулдаг байна. Шинэ цахиурт суурь бүтцийн загварууд ч мөн их ялгааг бүрдүүлж байна. Цахиурт судалгааны үндсэн дээр зарим үйлдвэрлэгчид онцгой хөргөлтийн сувгийг оруулж эхэлсэн бөгөөд энэ нь 200 миль/цагаас илүү хурдаас хэд хэдэн удаа зогсох үед ч тормозны системийн хэт халахыг саатуулдаг бөгөөд энэ нь мөн үнэндээ уралдааны машинд хамгийн их шаардлагатай зүйл юм.
| Материал | Дулаан дамжуулах чадвар (Вт/м·К) | Хамгийн их ажиллагааны температур (°C) | Сулрахын эсэргүүцэх оноо* |
|---|---|---|---|
| Хагас metallic | 45–55 | 650 | 6.8/10 |
| Цахиурт нэгдэл | 60–75 | 800 | 8.9/10 |
| *150 миль/цаг-аас 15 удаа дараалан хүчтэй тормозлож буй замын симуляцийд үндэслэн |
Ширэмэн нийлмэл материалын дулаан дамжуулах чадвар нь хэт ачаалал дор 25–35% өндөр байх бөгөөд урт хугацаагаар хурдан тормозлох үед тогтмол хөдөлгүүрийн мэдрэмжийг бий болгодог.
2024 онд явуулсан эдurance гонох машины прототипын шинжилгээ нь ширэмэн тормозны хэлтэн нь Laguna Seca-д 10 тойрог эргэсний дараа анхны үрэлтийн коэффициентийн 92%-г хадгалж байсны эсрэг дунд металлтай хувилбарууд нь 22%-иар муудсан байна. Инфра улаан туяаны зураг авалтаар ширэмэн хэлтэн нь дулааны тэнцвэрт байдалд 40% хурдан хүрсэн, дулааныг илүү жигд хуваарилж, тухайн цэгт "халуун цэгүүд" үүсэхийг саатуулж, хэлтэнгийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг байв.
Температурын хүрээнд үрэлтийн тогтвортой байдал нь өндөр хурдтай үед тогтвортой тормозлох чадлыг бий болгодог. Нүүрстөрөгч-тэнэгэр хольцууд 800°C температурт ч 0.45-аас дээш үрэлтийн коэффициенттэй байх чадвартай бөгөөд 150 миль/цаг (240 км/цаг) болон түүнээс дээш хурдаас тогтвортой шахах боломжийг олгодог. 2024 оны SAE International судалгаагаар графит матрикс бүхий хольцууд нь давталттай 100-0 миль/цаг (160-0 км/цаг) тормозлох үед уламжлалт хагас металл хольцуудтай харьцуулахад үрэлтийн хувь хэмжээг 22%-иар бууруулдаг байжээ.
Шахмал металл хоолойнууд нь 120 миль/цаг (190 км/цаг) хурднаас зогсох зайг 15%-иар багасгадаг боловч дискний элэгдлийг 40%-иар нэмэгдүүлдэг (FISITA 2023). Тэнэгэр хувилбарууд нь 0.38-0.42 хооронд үрэлтийн коэффициенттэй бөгөөд 30%-иар бага зэврүүлэгч элэгдэлтэй байдаг тул гудамжинд зориулсан үр дүнтэй машинуудын хувьд хурдан хариу үйлдэл болон урт нас хоёрыг хангах боломжтой.
Үйлдвэрлэлийн спортны машинуудын шалгалтын үр дүнгээс харахад 100 миль/цагийн хурдаас гурван удаа хүчтэй тормозлож байх үед органик тормозны хавтангууд өөртөө 35%-иас илүү үрэлтийг алдаж байжээ. Төвөгт нь, вольфрам-карбидтай хөнөөлсөн мотор спортны тормозны хавтангууд ижил нөхцөлд үрэлтийн тогтвортой байдал ±5%-ийн хүрээнд барьж чаджээ. Энэ нь 200 миль/цаг хурдтай машинуудад тохиромжтой байдгийг баталжээ.
Онцолсон зэс агуулсан металл тормозны хавтангууд нөөцийн ашиглалтанд 0.55 хүртэлх үрэлтийн утгыг хүргэдэг боловч 1000 миль тутамд 2.5 мм хүртэл дэгддэг—ихэвчлэн зөвхөн 3–5 арга хэмжээний дараа солих шаардлагатай болдог. Орчин үеийн нүүрстөрөгч-тэнэгш холимог нь одоо 0.48–0.52 хүртэлх үрэлт үүсгэх бөгөөд 1000 миль тутамд 0.8 мм-аас бага дэгддэг бөгөөд хоёр зориулалтын ашиглалттай машинуудын тогтвортой байдлын шинэ стандартыг тогтоожээ.
Өндөр хурдтай тормозлох үед тормозны хавтангууд маш их дулааны стресст өртдөг бөгөөд температур нь давж гардаг 650°C (Motorsport Engineering Journal 2023) . SAE J2689 шалгуурын шүүлт нь хүртэлх дахин давтагдах 240–0 км/ц цогцсыг хийж үнэлгээ өгдөг:
| Тормозын хурууны төрөл | Дундаж хөнөөлд өртөх хурд (мг/зогсох) | Хамгийн их температурын эсэргүүцэл |
|---|---|---|
| Нүүрстөрөгч-цахлуур | 12.7 | 1,100°C |
| Уралдааны анги | 18.9 | 950°C |
Динамометрийн шалгуурын үр дүнд карбон-керамик хуруудын үлдэгдэл 93% итгэлцүүлэх чадвар 1000 удаа их энергтэй тормозлосны дараа цагаан уулзварын хувилбарынхаа 79% барьж чадахгүй ажиллагаатай байна.
Нүүрстөрөгч-төмрийн шахмалууд нь ашигладаг байгалийн бүтцийн нүүрстөрөгчийн матрикс энэ нь хэвийн хольц материалтай харьцуулахад байгалийн элэгдлийг 41%-иар бууруулдаг (Fraunhofer Institute 2022). Үнэмлэхүй чанарын хольцууд нь давхар бүтцээрээ бат бөх чанараа хадгалдаг:
Автомашины үйлдвэрлэгчид бүүр ихээр трекийн туршлагатай технологийг нэвтрүүлж байна. Жишээ нь: цонхтой роторын загвар болон олон нягтшил бүхий үрэлтийн давхаргууд нарийн төвөгтэй загваруудад. 2023 оны Автомашины инженерчлэлийн судалгаагаар 78% ОЕМ одоо мотор спортноос гаралтай бэлтгэлийн хэсгийн найрлагыг ашигладаг бөгөөд энэ нь түгээмэл загварчлалын харьцацаас 32–50% үйлчилгээний насаа уртасгадаг.
Туршилтын тэмдэглэл: Бодит байдал дээрх бат бөх чанарын үзүүлэлтүүд нь лабораторийн симуляци, 20,000 км-аас дээш хөдөлгөөн, замын туршлага, хувьсах ачаалал болон чийглэг нөхцөлд хийгддэг.
Өндөр ашиглалтын бэлтгэлийн хэсгүүд нь хагас металлтай, ширэмний, нүүрстөрөгч-ширэмний болон онцгой үнүүдийн найрлагыг ихэвчлэн ашигладаг. Эдгээр материалыг өндөр үрэлт, температурыг тэсвэрлэх чадварт нь тулгуурлан сонгодог.
Дулааныг тэсвэрлэх чанар нь маш чухал учир нь өндөр хурдтай үед тормозлоход их хэмжээний дулаан үүсдэг бөгөөд хэрэв материалын дулааныг тэсвэрлэх чадвар сул байвал тормозны материалыг глянцын болон элэгдэлтэд оруулж болзошгүй юм.
Ширэмийн тормозны барзгарууд нь илүү гладкийн холболт болон тодорхой алдагдалд илүү их эсэргүүцэх чадвартай байдаг бол хагас металллаг хувилбарууд нь илүү түргэн хазайлт өгдөг боловч роторын элэгдлийг хурдасгаж болно.
Тормозны алдагдал гэдэг нь тормоз хэт халсан үед үрэлтийн үр ашгийн аюултай бууралт юм. Энэ нь ихэвчлэн урт хугацааны өндөр хурдтай тормозлоход тохиолдоно.
Хубын Баруун Хангалттай Технологи нь аж ахуйн хэрэгслүүдийн шинэчлэгдсэн бодлогуудыг олгоно. Бидний хариуцлаг, амжилттай инженерчлэлийн үйл ажиллагаа болон томъёоны үйлчилгээ танд хамгаалалтанд зориулагдсан. Бидэнтэй холбоо барина уу.
EN
