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陶瓷盘式制动器研讨会-报告下载
盘式制动器是最受欢迎的跑车,当他们第一次引进,因为这些车辆对刹车性能要求更高。盘式制动器现在已成为大多数乘用车中更普遍的形式,尽管许多人在后轮上使用鼓式制动器以降低成本和重量,并简化驻车制动器的规定。由于前制动器执行大部分的制动努力,这可以是一个合理的妥协。
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盘式制动器结构特点
盘式制动器比鼓式制动器具有更好的制动性能,包括抵抗制动部件过热引起的“制动褪色”,并且能够迅速从浸泡中恢复(湿式制动器效果较差)。与鼓式制动器不同,盘式制动器没有自伺服效应,制动力总是与施加在制动踏板或杠杆上的压力成比例。
如图所示,盘式制动器由螺栓连接到轮毂的铸铁盘和称为卡钳的固定壳体组成。卡钳连接到车辆的某些固定部分,如轴套或短轴,并铸造成两个部分,每个部分包含一个活塞。在每个活塞和阀瓣之间有一个由固定销、弹簧板等固定的摩擦垫,在卡钳中钻出通道,使流体进入或离开每个壳体。
制动盘一般采用实心型和通风型两种。但通风型比实心型更厚、更重,在严重的制动条件下容易缠绕,污垢在排气口积聚,影响冷却和分离,造成车轮不平衡。
刹车盘是珠光体灰铸铁制成的。该材料价格低廉,具有良好的抗磨性能。在某些情况下也使用铸钢盘,磨损更少,提供更高的摩擦系数。其主要缺点是摩擦特性不均匀。
在非主动车轮上,制动盘或轮毂的中心包含车轮轴承。轮毂可以是制动盘的一部分,也可以是车轮和轮毂之间用螺母或螺栓分开的总成。在主动轮上,阀瓣安装在驱动桥上,并且可以被车轮固定在适当的位置上。在前轮驱动车辆上,它可以安装在前轮毂和车轮轴承总成上。
陶瓷刹车盘制造
在早期,刹车盘是由传统的脆性陶瓷材料制成的,在轻微的压力下就会分解成一千块碎片。戴姆勒克莱斯勒公司的研究部门已经开发出了制造碳纤维增强制动盘的技术,以避免脆性问题。在早期,人们使用长碳纤维。后来使用短碳纤维提高了效率。
制备纤维增强陶瓷制动盘的复合材料是短碳纤维、碳粉和树脂混合物。该工艺首先将碳纤维、碳粉和树脂压缩在一起,然后在1000摄氏度下烧结。在熔炉中形成了一个稳定的碳框架。这是由碳基体中的碳纤维组成的。一旦冷却,这种材料可以像木材一样被磨碎,刹车盘得到它的最终形状。
与硅一起,然后将磨碎片空白第二次插入熔炉中。碳框架中的孔隙像海绵一样吸收硅熔体;纤维本身不受这个过程的影响。这种陶瓷材料是由碳基体与液态硅结合而成的。这种纤维增强陶瓷材料经过一夜冷却后,闪亮的深灰色刹车盘就准备好了。
树脂是粘合剂,它把不同的成分粘在一起。树脂有两种类型:
1.热固性树脂
2.热塑性树脂
陶瓷制动器与传统制动盘的比较
使用陶瓷复合材料可以利用这种材料的优异硬度(潜在的长寿命)和在高温下保持强度和形状的能力,使传统的铁刹车材料熔化成一个发光的水坑。
简单的单一成分陶瓷往往像餐具一样易碎,尽管有些类型的陶瓷可以很好地用于涡轮增压器或作为喷气发动机的轴承。为了制造出足够坚韧的陶瓷来制作刹车盘,这种材料被制成一种复合材料:在材料中嵌入具有高度抗拉伸性能的碳纤维丝
到目前为止,刹车盘都是由灰铸铁制成,但这些是沉重的,减少加速度,使用更多的燃料,并有一个高陀螺效应。
陶瓷盘式制动器的重量比碳/碳盘式制动器轻,但具有相同的摩擦值,初始咬痕更大,而且成本只有碳/碳盘式制动器的一小部分。碳碟只用于一级方程式赛车等,因为它太贵了。更多的陶瓷刹车盘是好的,即使在潮湿的条件下,众所周知的碳/碳盘做不到。
但比较它们的重量,你会马上看到,我们看到的是两个不同的世界,陶瓷刹车盘比传统铸铁刹车盘轻61%以上。实际上,根据制动盘的大小,这可以减少汽车的重量,最多可减少20公斤。这不仅可以节省燃料,在相同的里程下实现更好、更低的排放,还意味着进一步改善减震器的响应和性能,从而减少非簧载质量。另一个原因是制造商可以在不增加现有重量的情况下增加更多的安全功能。
应用程序
- 它最初是在一级方程式中被引入的,但应用于公路赛车似乎不切实际(F1赛车有预热圈以将圆盘带入适当的工作温度),尽管短生命的法国跑车专家文丘里在90年代中期将其应用于公路赛车,创造了历史
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- 梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)未来派概念车Vision GST拥有22英寸车轮、“蝴蝶”门、三维仪器、一个360马力5.5升V8发动机和碳纤维增强陶瓷盘式制动器。奔驰SLR也可与陶瓷盘式制动器。








