Kompozytowe tarcze hamulcowe pojazdów drogowych

 

KOMPOZYTOWE TARCZE HAMULCOWE POJAZDÓ DROGOWYCH

Andrzej Wojciechowski, Jerzy Sobczak

ISBN 83-913045-6-6

Rok wydania: 2001

Liczba stron: 162

Cena wersji kolorowej 45 zł netto

Cena wersji czarno-białej 20 zł netto

Spis treści

Przeanalizowano wady tradycyjnego układu hamulcowego z tarczami żeliwnymi z wyszczególnieniem pulsacji momentu hamującego na "zimno", pulsacji momentu hamującego "z przegrzania", korozji tarczy hamulcowej (oraz utlenienia jej powierzchni), pęknięć tarczy hamulcowej, rowków na jej powierzchni roboczej, całkowitym zużyciem okładzin ciernych i zniszczeniem tarczy hamulcowej, pisków podczas hamowania, niskiej skuteczności hamulców oraz drgań elementów samochodu wymuszanymi drganiami elementów układu hamulcowego. Omówiono okres eksploatacji tarcz hamulcowych oraz scharakteryzowano je jako bezpośrednią przyczynę niesprawności hamulców. Szczegółowo omówiono mechanizmy zużycia par ciernych. Przedstawiono wyniki badań właściwości i struktury materiałów kompozytowych o osnowie stopów aluminium, zawierających fazę zbrojącą w postaci cząsteczek węglika krzemu SiC, tlenku glinu Al2O3 i popiołów lotnych (fly ash). Jednym z obszarów ich przyszłych zastosowań w krajowym przemyśle motoryzacyjnym mogą być elementy cierne układów hamulcowych. Jako materiał odniesienia badano tradycyjnie stosowane materiały na tarcze hamulcowe: żeliwo szare, z grafitem płatkowym, sferoidalne i wermikularne. Potwierdzono decydujący wpływ rodzaju i morfologii fazy zbrojącej na parametry mechaniczne i fizyczne materiału kompozytowego. Obecność fazy zbrojącej w stopie aluminium powoduje wzrost wytrzymałości na rozciąganie, twardości, modułu Younga, zmniejszając charakterystyki plastyczności. Przeprowadzone badania strukturalne potwierdziły równomierność rozmieszczenia fazy zbrojącej; nie stwierdzono występowania również zjawiska jej aglomeracji. Badania odporności na szoki cieplne pozwoliły na stwierdzenie, że nieporównywalnie mniejszą odpornością na szoki cieplne charakteryzuje się żeliwo, dla którego pęknięcia występują już po kilkuset cieplnych cyklach, natomiast materiały kompozytowe na bazie stopu aluminium wykazują znacznie podwyższoną odporność na zmęczenie cieplne mierzoną tysiącami cykli cieplnych, po których występują pierwsze objawy mikropęknięć. Mając na względzie różnorodność metodyk badawczych i brak powszechnie przyjętych standardów wyznaczania odporności na ścieranie, w publikacji przedstawiono trzy metodyki badań tribologicznych, najlepiej odwzorowujące, zdaniem autorów, rzeczywiste zjawiska zachodzące w skojarzeniu ciernym, pracującym w warunkach tarcia technicznie suchego. Wyniki tych badań potwierdziły, znane z literatury, trudności w doborze właściwej tribologicznej metodyki badawczej, albowiem uzyskane wyniki wykazały znaczne zróżnicowanie względem siebie. Do podstawowego mechanizmu tribologicznego niszczenia warstwy powierzchniowej żeliwa zaliczono zużycie ścierne, natomiast w przypadku kompozytów - zużycie przez utlenianie i lokalne odkruszanie. Porównawcze badania tribologiczne różnych materiałów kompozytowych o osnowie stopów aluminium, które mogłyby być zastosowane na tarcze hamulcowe oraz żeliwa, oceniano przez określenie wskaźników zużycia tribologicznego (współczynnika tarcia i stopnia zużycia). Uzyskane wyniki wykazały, że w danych warunkach eksperymentalnych, zarówno żeliwo, jak i kompozyty cechują się zbliżoną odpornością na zużycie tribologiczne (w dwóch testach). w trzecim teście (Amsler) żeliwo zużywa się ponad 100 razy szybciej niż materiał kompozytowy na bazie stopu aluminium zbrojony 20% obj. węglika krzemu (F3N.20S). Zużycie kompozytu zależy głównie od temperatury pracy pary ciernej. z badań jednoznacznie wynika, że materiały kompozytowe na osnowie aluminium mogą bezpiecznie pracować w bardzo odpowiedzialnych parach ciernych do temperatury nie przekraczającej 300°C. Uzyskano równomierny poziom i stabilność wartości współczynników tarcia w parze ciernej kompozyt/okładzina cierna w temperaturze pracy do 300°C.


Zamówienia można składać w Sekcji Informacji Naukowej i Wydawnictw ITS – faksem (22 43 85 401) lub e-mailem (wydawnictwa@its.waw.pl).