Πού κατασκευάζονται οι δίσκοι φρένων;

Αν έχετε αναρωτηθεί ποτέ πού κατασκευάζονται οι δίσκοι φρένων, αυτό το άρθρο μπορεί να σας βοηθήσει να κατανοήσετε αυτό το σημαντικό εξάρτημα αυτοκινήτου.Οι δίσκοι φρένων είναι κατασκευασμένοι από πολλά διαφορετικά υλικά.Μερικά από αυτά τα υλικά περιλαμβάνουν χάλυβα, κεραμικό σύνθετο υλικό, ανθρακονήματα και χυτοσίδηρο.Μάθετε περισσότερα για καθένα από αυτά τα υλικά για να κατανοήσετε πώς κατασκευάζονται.Αυτό θα σας κάνει καλύτερα εξοπλισμένους για να λάβετε μια τεκμηριωμένη απόφαση σχετικά με το προϊόν που πρέπει να αγοράσετε.Επίσης, θα εξηγήσουμε τις διαφορές μεταξύ αυτών των υλικών και τον τρόπο λειτουργίας τους.

Ατσάλι

Αν ψάχνετε για χαλύβδινο δίσκο φρένων, έχετε έρθει στο σωστό μέρος.Αυτοί οι δίσκοι όχι μόνο λειτουργούν τέλεια, είναι επίσης πολύ προσιτές.Οι χαλύβδινοι δίσκοι φρένων κατασκευάζονται από εφευρετικό χάλυβα, ο οποίος είναι ανθεκτικός στο υδροχλωρικό οξύ.Οι παρόντες εφευρέτες χρησιμοποίησαν αυτό το χάλυβα για να κατασκευάσουν δίσκους φρένων με το υψηλότερο δυνατό επίπεδο σκληρότητας και αντοχής στην τριβή.Τα κράματα που χρησιμοποιούνται στους δίσκους φρένων χάλυβα βασίζονται σε άνθρακα, χρώμιο και πυρίτιο, γεγονός που του δίνει εξαιρετική αντοχή.

Ο συνδυασμός των δύο κραμάτων έχει σημαντικές επιπτώσεις στη συνολική απόδοση των δίσκων φρένων.Το ανώτερο στρώμα A357/SiC AMMC μεγιστοποιεί την επιμήκυνση, ενώ η επεξεργασία με ανάδευση τριβής βελτιώνει τα διαμεταλλικά σωματίδια για να ελαχιστοποιήσει το ράγισμα.Αυτό το υλικό έχει την υψηλότερη αντοχή εφελκυσμού, η οποία παρέχει την ακαμψία που απαιτείται από το σώμα του δίσκου του φρένου.Ωστόσο, σε αντίθεση με τον χάλυβα, οι υβριδικοί σύνθετοι δίσκοι έχουν καλύτερη αντοχή στη φθορά.Είναι καταλληλότερο για εφαρμογές όπου απαιτείται εξαιρετική αντοχή στη φθορά.

Οι χαλύβδινοι δίσκοι φρένων είναι επίσης πιο ανθεκτικοί στη διάβρωση από τα τακάκια των φρένων.Επιπλέον, είναι φθηνότερα από τις εναλλακτικές.Μπορείτε να εξοικονομήσετε πολλά χρήματα αγοράζοντας ολοκαίνουριους δίσκους φρένων.Οι χαλύβδινοι δίσκοι φρένων μπορούν να διαρκέσουν για μεγάλο χρονικό διάστημα με την κατάλληλη στρώση.Αυτή η διαδικασία θα εξασφαλίσει μια ομαλή οδήγηση στο φρένο και θα αποτρέψει κάθε είδους ζημιά από το να συμβεί.Όμως, δεν είναι χωρίς τα μειονεκτήματά του.Για παράδειγμα, εάν έχετε έναν δίσκο με εγκλείσματα τσιμενίτη, ενδέχεται να μην είναι δυνατή η επισκευή του.

Το υλικό που χρησιμοποιείται στους χαλύβδινους δίσκους φρένων θα πρέπει επίσης να είναι κατασκευασμένο από κεραμικά που είναι ικανά να αντιστέκονται σε θερμικές βλάβες.Επιπλέον, τα κεραμικά σωματίδια θα πρέπει επίσης να είναι καλοί θερμικοί αγωγοί.Ο ρυθμός μεταφοράς θερμότητας καθορίζει τη θερμοκρασία λειτουργίας της επιφάνειας επαφής του δίσκου.Όταν αγοράζετε ένα νέο ατσάλινο δίσκο φρένων, μπορείτε επίσης να λάβετε εγγύηση για αυτό εάν θέλετε να τον αντικαταστήσετε.Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους οι χαλύβδινοι δίσκοι φρένων μπορεί να είναι καλύτερη επιλογή.

Κεραμικό σύνθετο

Το μέλλον των κεραμικών δίσκων φρένων είναι λαμπρό.Αυτοί οι δίσκοι έχουν τη δυνατότητα να βελτιώσουν την οικονομία καυσίμου ενώ ταυτόχρονα μειώνουν τις αποστάσεις ακινητοποίησης.Για να αναπτυχθούν αυτά τα φρένα, απαιτείται ένα εκτενές πρόγραμμα δοκιμών στο δρόμο και στην πίστα.Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, το θερμικό φορτίο που τοποθετείται σε ένα δισκόφρενο μετράται με φυσικά και χημικά μέσα.Οι επιπτώσεις της χρήσης υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να είναι αναστρέψιμες ή μη αναστρέψιμες ανάλογα με τον τύπο του τακακιού και τις συνθήκες λειτουργίας.

Το μειονέκτημα των CMC είναι ότι αυτή τη στιγμή είναι ακριβά.Ωστόσο, παρά την ανώτερη απόδοσή τους, δεν χρησιμοποιούνται συνήθως σε οχήματα μαζικής αγοράς.Αν και η πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται δεν είναι ακριβή, το κόστος εξακολουθεί να είναι υψηλό και καθώς τα CMC αποκτούν δημοτικότητα, οι τιμές θα πρέπει να μειωθούν.Αυτό συμβαίνει επειδή τα CMC παράγουν μόνο μια μικρή ποσότητα θερμότητας και η θερμική διαστολή των δίσκων των φρένων μπορεί να αποδυναμώσει το υλικό.Ράγισμα μπορεί επίσης να συμβεί στην επιφάνεια, με αποτέλεσμα ο δίσκος του φρένου να καταστεί αναποτελεσματικός.

Ωστόσο, οι δίσκοι φρένων από κεραμικό άνθρακα είναι εξαιρετικά ακριβοί.Η παραγωγή αυτών των δίσκων μπορεί να διαρκέσει 20 ημέρες.Αυτοί οι δίσκοι φρένων είναι πολύ ελαφροί, κάτι που είναι ένα πλεονέκτημα για ελαφριά αυτοκίνητα.Αν και οι δίσκοι φρένων από κεραμικό άνθρακα μπορεί να μην είναι ιδανική επιλογή για όλα τα αυτοκίνητα, η ελαφριά και ανθεκτική φύση του υλικού τους καθιστά καλή επιλογή για οχήματα υψηλών επιδόσεων.Γενικά, η τιμή των κεραμικών σύνθετων δίσκων είναι περίπου το ήμισυ του κόστους των δίσκων από χάλυβα.

Οι δίσκοι φρένων άνθρακα-άνθρακα είναι ακριβοί και η ζημιά προκαλεί ανησυχία με αυτούς τους δίσκους φρένων.Οι ανθρακεραμικοί δίσκοι είναι εξαιρετικά γρατσουνισμένοι και οι κατασκευαστές συνιστούν να γεμισώνετε αυτούς τους δίσκους με ένα προστατευτικό υλικό.Ορισμένα χημικά στοιχεία αυτοκινήτου και χημικά καθαριστικά τροχών μπορεί να προκαλέσουν ζημιά στους κεραμικούς δίσκους από άνθρακα.Οι κεραμικοί δίσκοι άνθρακα μπορούν επίσης να γρατσουνίσουν και να προκαλέσουν σχηματισμό θραυσμάτων άνθρακα στο δέρμα σας.Και αν δεν είστε προσεκτικοί, ένας δίσκος από άνθρακα-κεραμικό μπορεί να καταλήξει στην αγκαλιά σας.

Χυτοσίδηρος

Η διαδικασία της επικάλυψης ψευδαργύρου των δίσκων φρένων από χυτοσίδηρο δεν είναι νέα.Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής, ο δίσκος καθαρίζεται με παγωμένο γωνιακό τρίμμα σιδήρου και εφαρμόζεται ένα στρώμα ψευδαργύρου.Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως sherardizing.Σε αυτή τη διαδικασία, ένα ηλεκτρικό τόξο λιώνει τη σκόνη ψευδάργυρου ή το σύρμα σε ένα τύμπανο και το προβάλλει στην επιφάνεια του δίσκου.Χρειάζονται περίπου 2 ώρες για να καθαριστεί ο δίσκος του φρένου.Οι διαστάσεις του είναι 10,6 ίντσες σε διάμετρο επί 1/2 ίντσα πάχος.Τα τακάκια των φρένων θα δρουν στο εξωτερικό 2,65 ιντσών του δίσκου.

Αν και οι δίσκοι φρένων από χυτοσίδηρο εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ορισμένων οχημάτων, οι κατασκευαστές αναζητούν ολοένα και περισσότερο εναλλακτικά υλικά για την κατασκευή αυτών των προϊόντων.Για παράδειγμα, τα ελαφριά εξαρτήματα φρένων μπορούν να επιτρέψουν την πέδηση υψηλότερης απόδοσης και να μειώσουν το βάρος του οχήματος.Ωστόσο, η τιμή τους μπορεί να είναι συγκρίσιμη με τα φρένα από χυτοσίδηρο.Ένας συνδυασμός νέων υλικών είναι μια εξαιρετική επιλογή για την αύξηση της απόδοσης καυσίμου ενός οχήματος και τη βελτίωση της απόδοσης.Παρακάτω παρατίθενται ορισμένα πλεονεκτήματα των δίσκων φρένων με βάση το αλουμίνιο.

Ανά περιοχή, η παγκόσμια αγορά δίσκων φρένων από χυτοσίδηρο κατακερματίζεται σε τρεις μεγάλες περιοχές: Βόρεια Αμερική, Ευρώπη και Ασία-Ειρηνικό.Στην Ευρώπη, η αγορά κατακερματίζεται περαιτέρω από τη Γαλλία, τη Γερμανία, την Ιταλία, την Ισπανία και την Υπόλοιπη Ευρώπη.Στην Ασία-Ειρηνικό, η αγορά για δίσκους φρένων από χυτοσίδηρο εκτιμάται ότι θα αυξηθεί με CAGR άνω του 20% έως το 2023. Η Μέση Ανατολή και η Αφρική αναμένεται να αναπτυχθούν με τον ταχύτερο ρυθμό τα επόμενα χρόνια, με CAGR περίπου 30% .Με μια αναπτυσσόμενη αυτοκινητοβιομηχανία, οι αναδυόμενες οικονομίες αγοράζουν όλο και περισσότερο δίτροχα.

Παρά τα πλεονεκτήματα των δίσκων φρένων από αλουμίνιο, οι δίσκοι φρένων από χυτοσίδηρο έχουν μερικά μειονεκτήματα.Το καθαρό αλουμίνιο είναι αρκετά εύθραυστο και έχει πολύ χαμηλή αντοχή στη φθορά, αλλά τα κράματα μπορούν να βελτιώσουν την απόδοσή του.Οι δίσκοι φρένων από αλουμίνιο μπορούν να διαρκέσουν για πολλά χρόνια, μειώνοντας τη μη αναρτημένη μάζα κατά 30% έως εβδομήντα τοις εκατό.Και είναι ελαφριά, οικονομικά και ανακυκλώσιμα.Είναι καλύτερη επιλογή από τους δίσκους φρένων από χυτοσίδηρο.

Ινα άνθρακα

Σε αντίθεση με τους παραδοσιακούς δίσκους φρένων, οι δίσκοι άνθρακα-άνθρακα μπορούν να αντέξουν εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες.Τα υφαντά στρώματα του υλικού και τα στρώματα που βασίζονται σε ίνες του επιτρέπουν να αντιστέκεται στη θερμική διαστολή ενώ εξακολουθεί να είναι ελαφρύ.Αυτές οι ιδιότητες το καθιστούν ιδανικό για δίσκους φρένων, οι οποίοι χρησιμοποιούνται συχνά σε αγωνιστικές σειρές και αεροσκάφη.Υπάρχουν όμως και μειονεκτήματα.Αν θέλετε να απολαύσετε τα πλεονεκτήματα των δίσκων φρένων από ανθρακονήματα, θα πρέπει να γνωρίζετε λίγα πράγματα για τη διαδικασία κατασκευής τους.

Ενώ οι δίσκοι φρένων άνθρακα έχουν πολλά πλεονεκτήματα στην πίστα αγώνων, δεν είναι κατάλληλοι για καθημερινή οδήγηση.Δεν είναι ανθεκτικά στις θερμοκρασίες του δρόμου και ένας πρωτότυπος δίσκος άνθρακα χάνει τρία έως τέσσερα χιλιοστά πάχους σε 24 ώρες συνεχούς χρήσης.Οι δίσκοι άνθρακα απαιτούν επίσης ειδικές επικαλύψεις για την πρόληψη της θερμικής οξείδωσης, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική διάβρωση.Και οι δίσκοι άνθρακα έχουν επίσης υψηλή τιμή.Αν ψάχνετε για έναν ανθεκτικό, υψηλής ποιότητας δίσκο φρένων από άνθρακα, σκεφτείτε έναν από τους καλύτερους στον κόσμο.

Εκτός από τα πλεονεκτήματα εξοικονόμησης βάρους, οι δίσκοι φρένων από κεραμικό άνθρακα διαρκούν επίσης περισσότερο.Θα διαρκέσουν περισσότερο από τους συμβατικούς δίσκους φρένων και μπορούν να διαρκέσουν ακόμη και τη διάρκεια ζωής του οχήματος.Εάν δεν οδηγείτε σε καθημερινή βάση, θα μπορείτε να χρησιμοποιείτε έναν δίσκο φρένων από ανθρακοκεραμικό για δεκαετίες.Στην πραγματικότητα, οι κεραμικοί δίσκοι άνθρακα θεωρούνται πιο ανθεκτικοί από τους παραδοσιακούς δίσκους φρένων, παρά την υψηλότερη τιμή τους.

Ο συντελεστής τριβής των δίσκων φρένων από άνθρακα-κεραμικά είναι υψηλότερος από αυτόν των δίσκων από χυτοσίδηρο, μειώνοντας τον χρόνο ενεργοποίησης πέδησης κατά δέκα τοις εκατό.Μια διαφορά δέκα ποδιών θα μπορούσε να σώσει ανθρώπινες ζωές, καθώς και να αποτρέψει τη ζημιά στο αμάξωμα του αυτοκινήτου.Με εξαιρετικό φρενάρισμα, ένας δίσκος άνθρακα-κεραμικού είναι απαραίτητος για την απόδοση ενός αυτοκινήτου.Δεν θα βοηθήσει μόνο τον οδηγό, αλλά θα βελτιώσει και την ασφάλεια του οχήματος.

φαινολική ρητίνη

Η φωσφορική ρητίνη είναι ένα είδος υλικού που χρησιμοποιείται σε δίσκους φρένων.Οι καλές του ιδιότητες συγκόλλησης με τις ίνες το καθιστούν εξαιρετικό υποκατάστατο του αμιάντου.Ανάλογα με το ποσοστό της φαινολικής ρητίνης, οι δίσκοι των φρένων μπορεί να είναι πιο σκληροί και πιο συμπιεστικοί.Αυτά τα χαρακτηριστικά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την αντικατάσταση του αμιάντου σε δίσκους φρένων.Ένας υψηλής ποιότητας δίσκος φρένων από φαινολική ρητίνη μπορεί να διαρκέσει μια ζωή, πράγμα που σημαίνει χαμηλότερο κόστος αντικατάστασης.

Υπάρχουν δύο τύποι φαινολικής ρητίνης στους δίσκους φρένων.Το ένα είναι μια θερμοσκληρυνόμενη ρητίνη και το άλλο είναι ένα μη πολικό, μη αντιδραστικό υλικό.Και οι δύο τύποι ρητίνης χρησιμοποιούνται για την παραγωγή δίσκων και τακακιών φρένων.Η φαινολική ρητίνη χρησιμοποιείται σε τακάκια φρένων του εμπορίου επειδή αποσυντίθεται στους 450°C περίπου, ενώ η πολυεστερική ρητίνη αποσυντίθεται στους 250-300°C.

Η ποσότητα και ο τύπος του συνδετικού διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην απόδοση τριβής ενός δίσκου φρένων από φαινολική ρητίνη.Η φαινολική ρητίνη είναι γενικά λιγότερο ανθεκτική στις αλλαγές θερμοκρασίας από άλλα υλικά, αλλά μπορεί να γίνει πιο σταθερή με ορισμένα πρόσθετα.Για παράδειγμα, η φαινολική ρητίνη μπορεί να τροποποιηθεί με υγρό κελύφους από καρύδια κάσιους για να βελτιώσει τη σκληρότητα και τον συντελεστή τριβής της στους 100°.Όσο υψηλότερο είναι το ποσοστό CNSL, τόσο χαμηλότερος είναι ο συντελεστής τριβής.Ωστόσο, η θερμική σταθερότητα της ρητίνης αυξήθηκε και οι ρυθμοί εξασθένισης και ανάκτησης μειώθηκαν.

Η αρχική φθορά αναγκάζει τα σωματίδια να απελευθερωθούν από τη ρητίνη και να σχηματίσουν ένα πρωτεύον πλάτωμα.Αυτό το πρωτεύον οροπέδιο είναι ο πιο κοινός τύπος υλικού τριβής.Αυτή είναι μια δυναμική διαδικασία, όπου οι ίνες χάλυβα και τα σκληρυμένα σωματίδια χαλκού ή ορείχαλκου υψηλής αντοχής έρχονται σε επαφή με το δίσκο.Αυτά τα σωματίδια έχουν τιμή σκληρότητας που υπερβαίνει τη σκληρότητα του δίσκου.Το οροπέδιο τείνει επίσης να συλλέγει μικρομετρικά και υπομικρομετρικά σωματίδια φθοράς.