Explicație detaliată a tipurilor și caracteristicilor comune ale plăcuțelor de frână

Clasificarea plăcuțelor de frână se bazează în principal pe două dimensiuni majore: metoda de frânare adaptată și materialul de frecare a miezului. Diferitele tipuri de plăcuțe de frână au diferențe semnificative în ceea ce privește proiectarea structurală, performanța și scenariile de aplicare, care afectează direct efectul de frânare al vehiculului, confortul și durata de viață. Următoarea este o analiză detaliată a acestor două dimensiuni de clasificare:​

I. Clasificare după metoda de frânare adaptată​

Sistemele de frânare auto sunt împărțite în principal în două tipuri: „frânare cu disc” și „frânare cu tambur”. Plăcuțele de frână corespunzătoare sunt, de asemenea, împărțite în plăcuțe de frână cu disc și plăcuțe de frână cu tambur. Aceste două tipuri sunt concepute pentru nevoi diferite de frânare în ceea ce privește structura și performanța

(I) Plăcuțe de frână cu disc

1. Caracteristici structurale

Compoziția miezului: Compus din două blocuri de frecare independente, instalate în interiorul etrierului de frână. Spatele fiecărui bloc de frecare este atașat de o placă de suport din metal (pentru a îmbunătăți rezistența structurală).

Coordonare de lucru: la frânare, pistonul din interiorul etrierului de frână este împins de presiune hidraulică, apăsând blocurile de frecare de ambele părți strâns pe discul de frână rotativ (expus la exteriorul roții, vizibil cu ochiul liber), iar frânarea se realizează prin frecare de „tip{0}}prinsă”.​

Design auxiliar: discul de frână este expus și în mare parte echipat cu caneluri de ventilație/găuri de disipare a căldurii pentru o disipare rapidă a căldurii; suprafața blocurilor de frecare ale unor modele-de înaltă calitate este canelată sau teșită pentru a reduce praful și zgomotul în timpul frânării.​

2. Avantaje de performanță

Răspuns rapid la frânare: zona de contact dintre blocurile de frecare și discul de frână este uniformă, iar fluxul de aer este puternic atunci când discul de frână se rotește, ceea ce poate acumula rapid forța de frânare. Feedback-ul „răspuns instantaneu” în timpul frânării de urgență este mai evident.​

Rezistență bună la decolorare: în medii cu temperatură înaltă-(cum ar fi condusul continuu în coborâre sau frânarea de urgență cu viteză mare-), eficiența de disipare a căldurii a discului de frână poate preveni în mod eficient defectarea materialului de frecare din cauza supraîncălzirii, iar intervalul de atenuare a forței de frânare este mic (de obicei mai mic de 15%).

Întreținere convenabilă: discul de frână și blocurile de frecare sunt expuse, astfel încât starea de uzură poate fi observată direct prin golul roții și nu este necesară dezasamblarea butucului roții pentru a determina dacă este necesară înlocuirea.

3. Scenarii de aplicare

Adaptare principală: mai mult de 90% dintre mașinile de pasageri (sedanuri, SUV-uri, monovolume), în special modelele de gamă medie--înaltă-și mașinile sport de înaltă-performanță (cum ar fi BMW Seria 3, Porsche 911).​

Nevoi speciale: vehicule comerciale ușoare (cum ar fi camionete, micro-dube) care necesită o stabilitate ridicată la frânare și vehicule care circulă adesea pe drumuri de munte sau autostrăzi.​

(II) Plăcuțe de frână cu tambur

1. Caracteristici structurale

Compoziția miezului: compus dintr-o pereche de saboți de frână în formă de arc-(material de frecare atașat la un cadru metalic de saboți), instalate în interiorul tamburului de frână închis (tamburul de frână se rotește sincron cu roata).​

Coordonare de lucru: la frânare, pistonul cilindrului roții împinge saboții de frână pentru a se „extinde” spre exterior, făcând ca materialul de frecare să se potrivească strâns cu peretele interior al tamburului de frână, iar forța de frânare este generată prin frecare de „tip{0}}expansiune”.​

Design auxiliar: Structura închisă a tamburului de frână este predispusă la acumularea de praf, așa că unele modele sunt echipate cu capace de praf pe frânele cu tambur; zona de contact dintre saboții de frână și tamburul de frână este mai mare, ceea ce este potrivit pentru transmiterea unui cuplu mare.

2. Avantaje de performanță

Cuplu mare de frânare: zona de contact dintre saboții de frână în formă de arc- și tamburul de frână este cu 30% ~ 50% mai mare decât cea a plăcuțelor de frână cu disc, care poate oferi o forță de frânare mai puternică în scenarii cu-viteză mică și-sarcină grea (cum ar fi atunci când un camion coboară cu sarcină plină).​

Cost mai mic: Structură simplă, dificultate scăzută în procesul de producție, consum mai puțin de materii prime, iar prețul este cu 20% ~ 40% mai mic decât cel al plăcuțelor de frână cu disc de aceeași specificație.

Rezistență bună la praf: tamburul de frână închis poate reduce eroziunea materialelor de frecare de către nisip, noroi și apa de ploaie, făcându-l potrivit pentru utilizare în condiții dure de drum cu noroi și praf.

3. Scenarii de aplicare

Adaptare principală: vehicule comerciale medii și grele-(cum ar fi camioane, autobuze, camioane de gunoi) și auto-de gamă de pasageri sensibile la costuri (cum ar fi unele micro-mașini, dube-de modă veche).​

Nevoi speciale: motociclete (în special motociclete cruiser, motociclete grele-) și unele vehicule cu mașini de inginerie (cum ar fi stivuitoare, tractoare).​

II. Clasificare după materialul de frecare a miezului

Materialul de frecare este miezul care determină performanța plăcuțelor de frână. Diferite formule ale materialelor afectează în mod direct rezistența la uzură, rezistența la temperaturi ridicate-și confortul la frânare. Acestea sunt în principal împărțite în patru categorii: organice, semi-metalice, ceramice și NAO (non-organic cu azbest).​

(I) Plăcuțe de frână organice

1. Compoziția materialului

Componente de bază: Cu fibre organice (fibre de sticlă, fibre de aramidă, fibre de in) ca cadru de armare, rășină fenolică ca liant și modificatori de frecare precum grafit și sulfuri adăugate (conținut de metal < 5%).

Caracteristici de mediu: Nu conține substanțe nocive precum azbest și metale grele și are emisii scăzute de compuși organici volatili (COV) în timpul procesului de producție.

2. Caracteristici de performanță

Avantaje:

Zgomot redus de frânare: materialul de frecare este relativ moale, iar „senzația de impact” atunci când intră în contact cu discul de frână este slabă. Zgomotul în timpul frânării zilnice este mai mic de 50 de decibeli (similar cu sunetul unei conversații normale).

Protecție pentru discul de frână: rata de uzură scăzută a discului de frână, care poate prelungi durata de viață a discului de frână (cu 30% ~ 50% mai mică decât cea a plăcuțelor de frână semi-metalice).​

Performanță bună la -temperatură scăzută: în intervalul de-temperatură scăzută de -20 grade ~ 150 grade , coeficientul de frecare este stabil (0,35~0,45), potrivit pentru naveta urbană pe distanțe scurte (porniri și opriri frecvente).​

Dezavantaje:

Rezistență slabă la temperatură ridicată-: atunci când temperatura depășește 200 de grade, coeficientul de frecare va scădea cu 20% ~ 30% și este probabil să apară „decolorarea frânei” (cum ar fi frânarea de urgență continuă la viteză mare).​

Rezistență slabă la uzură: Durata de viață în condiții normale de conducere este de numai 30.000 ~ 50.000 de kilometri, ceea ce este cu 40% ~ 60% mai scurtă decât cea a plăcuțelor de frână ceramice.

3. Scenarii de aplicare

Modele adaptate: Autoturisme obișnuite pentru naveta urbană (cum ar fi Toyota Corolla, Volkswagen Lavida), în special pentru posesorii de mașini de sex feminin și proprietarii de mașini începători (sensibile la zgomot).

Scenarii de condus: conduceți în principal pe drumuri urbane, cu un kilometraj anual de condus de < 10.000 de kilometri și fără obiceiuri de condus agresive (puține frâne de urgență, puține-conducere cu viteză mare).​

(II) Plăcuțe de frână semi-metalice​

1. Compoziția materialului

Componente de bază: Cu fibre metalice (fibre de oțel, fibre de cupru, fibre de fier) ​​ca principal material de armare (conținut de metal 30% ~ 60%), pulbere ceramică și grafit ca modificatori de frecare și rășină fenolică încă folosită ca liant.

Caracteristici structurale: Fibrele metalice sunt împletite pentru a forma un „cadru rigid”, care îmbunătățește rezistența și conductivitatea termică a plăcuțelor de frână.

2. Caracteristici de performanță

Avantaje:

Rezistență puternică la uzură: rezistența la uzură a fibrelor metalice este de 2-3 ori mai mare decât cea a fibrelor organice, iar durata de viață în condiții normale de conducere poate ajunge la 50.000-70.000 de kilometri.

Rezistență bună la temperatură ridicată: în intervalul mediu și ridicat de temperatură de 200 de grade ~ 400 de grade, coeficientul de frecare este stabil (0,4~0,5), potrivit pentru conducere cu viteză mare și drumuri montane (frânare frecventă).​

Cost ridicat-Eficiență: performanță mai bună decât plăcuțele de frână organice, iar prețul este de doar 50%~70% din cel al plăcuțelor de frână ceramice, ceea ce îl face alegerea principală pe piața actuală.​

Dezavantaje:

Zgomot ridicat de frânare: când fibrele metalice se freacă de discul de frână, este ușor să se producă „zgomot anormal ascuțit” (60-80 decibeli, similar cu sunetul zgâriat de unghii pe sticlă), ceea ce este mai evident în medii cu temperatură scăzută.​

Uzura discului de frână: duritatea ridicată a componentelor metalice duce la o rată de uzură a discului de frână cu 40%~60% mai mare decât cea a plăcuțelor de frână organice, iar utilizarea pe termen lung-poate cauza „caneluri” pe discul de frână.​

3. Scenarii de aplicare

Modele adaptate: mașini de pasageri economice (cum ar fi Geely Emgrand, Changan Eado), SUV-uri de uz casnic (cum ar fi Haval H6, Changan CS75) și unele vehicule comerciale ușoare (cum ar fi Wuling Hongguang PLUS).

Scenarii de conducere: kilometraj anual de condus de 10.000~30.000 de kilometri, combinând naveta urbană și conducerea-viteză mare-pe distanțe lungi, cu un stil de condus „stabil” (frâne de urgență ocazionale).​

(III) Plăcuțe de frână ceramice

1. Compoziția materialului

Componente de bază: Cu fibre ceramice (ceramica de alumină, ceramică cu carbură de siliciu) și particule ceramice ca miez, combinate cu o cantitate mică de fibre de cupru (pentru a îmbunătăți conductibilitatea termică) și liant de rășină la temperatură înaltă-(conținut de metal < 10%).​

Caracteristicile procesului: trebuie să treacă printr-un tratament de „sinterizare la{0}}înaltă temperatură” (temperatura de sinterizare 800 grade ~ 1200 grade) pentru ca particulele și fibrele ceramice să se integreze strâns pentru a forma o structură de-densitate mare.​

2. Caracteristici de performanță

Avantaje:

Rezistență excelentă la-temperatură ridicată: în intervalul de temperatură-înaltă de 400 grade ~ 600 grade , coeficientul de frecare nu are aproape nicio atenuare (0,45~0,55), potrivit pentru conducerea agresivă (cum ar fi experiența pe pistă, drumul în derivă de munte).​

Zgomot redus și praf redus: Materialul ceramic are o textură fină, iar „rezonanța” la frecarea de discul de frână este slabă, cu zgomot mai mic de 45 decibeli; cantitatea de praf de frecare este cu 80%~90% mai mică decât cea a plăcuțelor de frână semi-metalice, astfel încât butucul roții nu se murdărește ușor.​

Durată de viață ultra-lungă: durata de viață în condiții normale de conducere poate ajunge la 70.000 ~ 100.000 de kilometri, care este de 2~3 ori mai mare decât a plăcuțelor de frână organice; rata de uzură a discului de frână este scăzută (echivalent cu cea a plăcuțelor organice de frână).​

Dezavantaje:

Cost ridicat: prețuri ridicate ale materiilor prime și procese de producție complexe, iar prețul este cu 80% ~ 120% mai mare decât cel al plăcuțelor de frână semi-metalice cu aceeași specificație.​

Performanță medie la temperatură scăzută: în medii cu temperatură scăzută, sub -20 de grade, coeficientul de frecare va scădea cu 10%~15%, iar răspunsul la frânare este ușor lent în stadiul inițial al pornirii la rece.​

3. Scenarii de aplicare

Modele adaptate: mașini-de pasageri de ultimă generație (cum ar fi Mercedes-Benz E-Class, BMW Seria 5), ​​mașini-sport de înaltă performanță (cum ar fi Audi RS6, Tesla Model S Plaid) și SUV-uri de lux cu cerințe ridicate pentru calitatea frânării (cum ar fi Porsche Cayenne).

Scenarii de condus: Adesea, conduceți cu viteză mare sau pe drumuri de munte sau având obiceiuri de condus agresive (accelerare rapidă frecventă și frânare de urgență), cu un kilometraj anual de condus de > 20.000 de kilometri.

(IV) Plăcuțe de frână NAO (plăcuțe de frână organice fără-azbest)​

1. Compoziția materialului

Componente de bază: cu fibre organice-de înaltă performanță (fibre de aramid, fibre de poliester) ca material de întărire, combinate cu fibre minerale și fibre de sticlă (fără azbest) și modificatori de frecare, cum ar fi grafit și silice adăugate (conținut de metal < 10%).​

Poziționare tehnică: Este o „versiune îmbunătățită a plăcuțelor organice de frână”. Prin optimizarea raportului de fibre și a aditivilor, compensează deficiențele plăcuțelor organice de frână în ceea ce privește rezistența la uzură și rezistența la temperaturi ridicate-.​

2. Caracteristici de performanță

Avantaje:

Stabilitate bună la frânare: în intervalul de temperatură de -10 grade ~ 300 grade , coeficientul de frecare are fluctuații mici (0,38~0,48), ceea ce satisface atât nevoile de frânare la temperaturi scăzute-, cât și de frânare cu viteză medie-înaltă.​

Protecție excelentă a mediului: complet fără azbest, iar conținutul de metale grele (plumb, mercur, cadmiu) respectă standardul UE RoHS, ceea ce îl face potrivit pentru regiunile cu cerințe ridicate de mediu (cum ar fi Europa și Japonia).

Confort echilibrat: zgomotul este mai mic de 55 decibeli, iar rata de uzură a discului de frână este cu 20%~30% mai mică decât cea a plăcuțelor de frână semi-metalice, realizând un echilibru între „tăcere” și „durabilitate”.​

Dezavantaje:

Rezistență medie la uzură: Durata de viață este de 40.000 ~ 60.000 de kilometri, care este cu 30% ~ 40% mai scurtă decât cea a plăcuțelor de frână ceramice.

Limită scăzută{0}}de temperatură: când temperatura depășește 350 de grade, coeficientul de frecare va scădea cu 15% ~ 25%, ceea ce nu este potrivit pentru scenarii de temperatură-extremă (cum ar fi frânarea continuă pe pistă).​

3. Scenarii de aplicare

Modele adaptate: mașini de pasageri care se concentrează pe protecția mediului și confort (cum ar fi Honda Civic, Nissan Sylphy) și modele exportate pe piețele europene și americane (trebuie să respecte reglementările locale de mediu).

Scenarii de condus: combină naveta urbană și conducerea cu-viteză mare-pe distanțe lungi, cu un stil de condus „blând” și având cerințe pentru protecția mediului și frânarea netedă (cum ar fi mașinile de familie).