Explicació detallada dels tipus i característiques comuns de pastilles de fre
La classificació de les pastilles de fre es basa principalment en dues dimensions principals: mètode de frenada adaptat i material de fricció del nucli. Els diferents tipus de pastilles de fre tenen diferències significatives en el disseny estructural, el rendiment i els escenaris d'aplicació, que afecten directament l'efecte de frenada, la comoditat i la vida útil del vehicle. A continuació es fa una anàlisi detallada d'aquestes dues dimensions de classificació:
I. Classificació per mètode de frenada adaptat
Els sistemes de frenada d'automòbils es divideixen principalment en dos tipus: "fre de disc" i "fre de tambor". Les pastilles de fre corresponents també es divideixen en pastilles de fre de disc i pastilles de fre de tambor. Aquests dos tipus estan dissenyats per a diferents necessitats de frenada en termes d'estructura i rendiment
(I) Pastilles de fre de disc
1. Característiques estructurals
Composició del nucli: compost per dos blocs de fricció independents, instal·lats dins de la pinça de fre. La part posterior de cada bloc de fricció està connectada a una placa de suport metàl·lica (per millorar la resistència estructural).
Coordinació de treball: quan es frena, el pistó dins de la pinça de fre és empès per pressió hidràulica, pressionant els blocs de fricció a banda i banda amb força contra el disc de fre giratori (exposat a l'exterior de la roda, visible a simple vista), i la frenada s'aconsegueix mitjançant la fricció de "tipus{0}}abraçada".
Disseny auxiliar: el disc de fre està exposat i està equipat principalment amb ranures de ventilació/forats de dissipació de calor per a una ràpida dissipació de la calor; la superfície dels blocs de fricció d'alguns models-de gamma alta està acanalada o xamfranada per reduir la pols i el soroll durant la frenada.
2. Avantatges de rendiment
Resposta de frenada ràpida: l'àrea de contacte entre els blocs de fricció i el disc de fre és uniforme i el flux d'aire és fort quan el disc de fre gira, cosa que pot augmentar ràpidament la força de frenada. La resposta de "resposta instantània" durant la frenada d'emergència és més evident
Bona resistència a l'esvaïment: en entorns d'alta -temperatura (com ara la conducció contínua en baixada o la frenada d'emergència d'alta-velocitat), l'eficiència de dissipació de calor del disc de fre pot evitar de manera efectiva que el material de fricció falli a causa del sobreescalfament i el rang d'atenuació de la força de frenada és petit (generalment menys del 15%).
Manteniment convenient: el disc de fre i els blocs de fricció estan exposats, de manera que l'estat de desgast es pot observar directament a través del buit de la roda i no és necessari desmuntar el cub de la roda per determinar si cal substituir-lo.
3. Escenaris d'aplicació
Adaptació principal: més del 90% dels turismes (sedans, SUV, monovolums), especialment els models de gamma mitjana--alta{-i els cotxes esportius d'-alt rendiment (com ara BMW Sèrie 3, Porsche 911).
Necessitats especials: vehicles comercials lleugers (com ara camionetas, micro-furgonetes) que requereixen una gran estabilitat de frenada i vehicles que circulen sovint per carreteres o autopistes de muntanya.
(II) Pastilles de fre de tambor
1. Característiques estructurals
Composició del nucli: compost per un parell de sabates de fre en forma d'arc-(material de fricció unit a un marc de sabates metàl·lic), instal·lats dins del tambor de fre tancat (el tambor de fre gira de manera sincrònica amb la roda).
Coordinació de treball: en frenar, el pistó del cilindre de la roda empeny les sabates de fre per "expandir-se" cap a l'exterior, fent que el material de fricció s'ajusti molt a la paret interior del tambor de fre i la força de frenada es genera mitjançant la fricció de "tipus{0}}expansió".
Disseny auxiliar: l'estructura tancada del tambor de fre és propensa a l'acumulació de pols, de manera que alguns models estan equipats amb cobertes de pols als frens de tambor; l'àrea de contacte entre les sabates de fre i el tambor de fre és més gran, la qual cosa és adequada per transmetre un gran parell.
2. Avantatges de rendiment
Gran parell de frenada: l'àrea de contacte entre les sabates de fre en forma d'arc-i el tambor de fre és un 30% ~ 50% més gran que la de les pastilles de fre de disc, la qual cosa pot proporcionar una força de frenada més forta en escenaris de baixa-velocitat i càrrega-forta (com ara quan un camió baixa amb càrrega completa).
Menor cost: estructura simple, baixa dificultat en el procés de producció, menys consum de matèries primeres i el preu és un 20% ~ 40% inferior al de les pastilles de fre de disc de la mateixa especificació.
Bona resistència a la pols: el tambor de fre tancat pot reduir l'erosió dels materials de fricció per sorra, fang i aigua de pluja, el que el fa adequat per al seu ús en condicions dures de carreteres amb fang i pols.
3. Escenaris d'aplicació
Adaptació principal: vehicles comercials-mitjans i pesats (com ara camions, autobusos, camions de fang) i turismes de gamma baixa-sensibles als costos (com alguns micro-cotxes, furgonetes-antigues).
Necessitats especials: motocicletes (especialment motocicletes de creuer, motocicletes -pesants) i alguns vehicles de maquinària d'enginyeria (com ara carretons elevadors, tractors).
II. Classificació per material de fricció del nucli
El material de fricció és el nucli que determina el rendiment de les pastilles de fre. Les diferents fórmules de materials afecten directament la resistència al desgast, la resistència a alta-temperatura i la comoditat de frenada. Es divideixen principalment en quatre categories: orgànics, semi-metàl·lics, ceràmics i NAO (no-amiant orgànic).
(I) Pastilles de fre orgàniques
1. Composició del material
Components bàsics: amb fibres orgàniques (fibres de vidre, fibres d'aramida, fibres de lli) com a marc de reforç, resina fenòlica com a aglutinant i modificadors de fricció com ara grafit i sulfurs afegits (contingut de metall < 5%).
Característiques ambientals: No conté substàncies nocives com amiant i metalls pesants, i té baixes emissions de compostos orgànics volàtils (COV) durant el procés de producció.
2. Característiques de rendiment
Avantatges:
Baix soroll de frenada: el material de fricció és relativament suau i la "sensació d'impacte" en contacte amb el disc de fre és feble. El soroll durant la frenada diària és inferior a 50 decibels (similar al so d'una conversa normal).
Protecció del disc de fre: baixa taxa de desgast del disc de fre, que pot allargar la vida útil del disc de fre (30% ~ 50% inferior a la de les pastilles de fre semi-metàl·liques).
Bon rendiment de -temperatura baixa: en el rang de baixa-temperatura de -20 graus ~ 150 graus , el coeficient de fricció és estable (0,35 ~ 0,45), adequat per als desplaçaments urbans de curta distància (inicis i parades freqüents).
Inconvenients:
Poca -resistència a la temperatura alta: quan la temperatura supera els 200 graus, el coeficient de fricció disminuirà entre un 20% i un 30% i és probable que es produeixi un "esvaïment del fre" (com ara una frenada d'emergència contínua a gran velocitat).
Feble resistència al desgast: la vida útil en conducció normal és de només 30.000 ~ 50.000 quilòmetres, que és un 40% ~ 60% més curta que la de les pastilles de fre de ceràmica.
3. Escenaris d'aplicació
Models adaptats: cotxes de passatgers normals per als desplaçaments urbans (com Toyota Corolla, Volkswagen Lavida), especialment per a propietaris de cotxes femenins i propietaris de cotxes novells (sensibles al soroll).
Escenaris de conducció: principalment per carreteres urbanes, amb un quilometratge anual de conducció de menys de 10.000 quilòmetres i sense hàbits de conducció agressius (pocs frens d'emergència, pocs-conducció a alta velocitat).
(II) Pastilles de fre semi-metàl·liques
1. Composició del material
Components bàsics: amb fibres metàl·liques (fibres d'acer, fibres de coure, fibres de ferro) com a principal material de reforç (contingut de metall 30% ~ 60%), pols de ceràmica i grafit com a modificadors de fricció i resina fenòlica encara utilitzada com a aglutinant.
Característiques estructurals: les fibres metàl·liques s'entrellacen per formar un "marc rígid", que millora la resistència i la conductivitat tèrmica de les pastilles de fre.
2. Característiques de rendiment
Avantatges:
Forta resistència al desgast: la resistència al desgast de les fibres metàl·liques és 2-3 vegades superior a la de les fibres orgàniques, i la vida útil en conducció normal pot arribar als 50.000-70.000 quilòmetres.
Bona -resistència a la temperatura: en el rang de temperatura mitjana i alta-de 200 graus ~ 400 graus, el coeficient de fricció és estable (0,4 ~ 0,5), adequat per a la conducció a -alta velocitat i carreteres de muntanya (frenada freqüent).
Alt cost-Efectivitat: millor rendiment que les pastilles de fre orgàniques, i el preu és només del 50% ~ 70% del de les pastilles de fre de ceràmica, la qual cosa la converteix en l'opció principal del mercat actual.
Inconvenients:
Soroll de frenada alt: quan les fibres metàl·liques es freguen contra el disc de fre, és fàcil produir un "soroll anormal agut" (60-80 decibels, similar al so de les ungles ratllant el vidre), que és més evident en entorns de baixa -temperatura.
Desgast del disc de fre: l'alta duresa dels components metàl·lics provoca una taxa de desgast del disc de fre entre un 40% i un 60% més alta que la de les pastilles de fre orgàniques, i l'ús a llarg termini-podria provocar "ranures" al disc de fre.
3. Escenaris d'aplicació
Models adaptats: cotxes de passatgers econòmics (com Geely Emgrand, Changan Eado), SUV domèstics (com Haval H6, Changan CS75) i alguns vehicles comercials lleugers (com Wuling Hongguang PLUS).
Escenaris de conducció: quilometratge anual de conducció de 10.000 ~ 30.000 quilòmetres, combinant els desplaçaments urbà i la conducció a llarga-velocitat-, amb un estil de conducció "estable" (fres d'emergència ocasionals).
(III) Pastilles de fre de ceràmica
1. Composició del material
Components bàsics: amb fibres ceràmiques (ceràmica d'alúmina, ceràmica de carbur de silici) i partícules ceràmiques com a nucli, combinades amb una petita quantitat de fibres de coure (per millorar la conductivitat tèrmica) i aglutinant de resina d'alta -temperatura (contingut de metall < 10%).
Característiques del procés: cal passar per un tractament de "sinterització d'alta-temperatura" (temperatura de sinterització 800 graus ~ 1200 graus) per fer que les partícules i les fibres ceràmiques s'integrin estretament per formar una estructura d'alta-densitat.
2. Característiques de rendiment
Avantatges:
Excel·lent -resistència a la temperatura alta: a l'alt-interval de temperatura de 400 graus ~ 600 graus, el coeficient de fricció gairebé no té cap atenuació (0,45 ~ 0,55), adequat per a la conducció agressiva (com ara l'experiència de la pista, la deriva per carretera de muntanya).
Baix soroll i baixa pols: el material ceràmic té una textura fina i la "ressonància" en fregar contra el disc de fre és feble, amb un soroll inferior a 45 decibels; la quantitat de pols de fricció és un 80% ~ 90% menys que la de les pastilles de fre semi-metàl·liques, de manera que el cub de la roda no és fàcil d'embrutar.
Vida útil ultra-: la vida útil en conducció normal pot arribar als 70.000 ~ 100.000 quilòmetres, que és de 2 a 3 vegades la de les pastilles de fre orgàniques; la taxa de desgast del disc de fre és baixa (equivalent a la de les pastilles de fre orgàniques).
Inconvenients:
Cost elevat: preus elevats de les matèries primeres i processos de producció complexos, i el preu és un 80% ~ 120% superior al de les pastilles de fre semi-de la mateixa especificació.
Rendiment mitjà de -temperatura baixa: en entorns de baixa-temperatura inferior a -20 graus, el coeficient de fricció disminuirà entre un 10% i un 15% i la resposta de frenada és lleugerament lenta a l'etapa inicial de l'arrencada en fred.
3. Escenaris d'aplicació
Models adaptats: cotxes-de passatgers de gamma alta (com ara Mercedes-Benz E-Class, BMW Sèrie 5), cotxes-esportius d'alt rendiment (com Audi RS6, Tesla Model S Plaid) i SUV de luxe amb alts requisits de qualitat de frenada (com ara Porsche Cayenne).
Escenaris de conducció: sovint conduint a gran velocitat o per carreteres de muntanya, o amb hàbits de conducció agressius (acceleració ràpida freqüent i frenada d'emergència), amb un quilometratge anual de conducció superior a 20.000 quilòmetres.
(IV) Pastilles de fre NAO (pastilles de fre orgàniques sense-amiant)
1. Composició del material
Components bàsics: amb fibres orgàniques-d'alt rendiment (fibres d'aramida, fibres de polièster) com a material de reforç, combinades amb fibres minerals i fibres de vidre (sense amiant) i modificadors de fricció com ara grafit i sílice afegit (contingut de metall < 10%).
Posicionament tècnic: és una "versió millorada de pastilles de fre orgàniques". En optimitzar la proporció de fibra i els additius, compensa les deficiències de les pastilles de fre orgàniques en la resistència al desgast i la resistència a les altes-temperaturas.
2. Característiques de rendiment
Avantatges:
Bona estabilitat de frenada: en el rang de temperatura de -10 graus ~ 300 graus, el coeficient de fricció té petites fluctuacions (0,38 ~ 0,48), que satisfà les necessitats de frenada a baixa -temperatura i velocitat mitjana-alta.
Excel·lent protecció del medi ambient: completament lliure d'amiant i el contingut de metalls pesants (plom, mercuri, cadmi) compleix l'estàndard RoHS de la UE, el que el fa adequat per a regions amb requisits ambientals elevats (com Europa i Japó).
Confort equilibrat: el soroll és inferior a 55 decibels i la taxa de desgast del disc de fre és un 20% ~ 30% inferior a la de les pastilles de fre semi-metàl·liques, aconseguint un equilibri entre "silenci" i "durabilitat".
Inconvenients:
Resistència mitjana al desgast: la vida útil és de 40.000 ~ 60.000 quilòmetres, que és un 30% ~ 40% més curta que la de les pastilles de fre de ceràmica.
Límit de temperatura-baix i alt: quan la temperatura supera els 350 graus, el coeficient de fricció disminuirà entre un 15% i un 25%, cosa que no és adequat per a escenaris de temperatura-extremada (com ara una frenada contínua a la pista).
3. Escenaris d'aplicació
Models adaptats: cotxes de turisme que se centren en la protecció i la comoditat del medi ambient (com Honda Civic, Nissan Sylphy) i models exportats als mercats europeus i americans (que necessiten complir les normatives ambientals locals).
Escenaris de conducció: combina els desplaçaments urbà i la conducció a llarga-velocitat-de conducció, amb un estil de conducció "suau" i amb requisits de protecció del medi ambient i suavitat de frenada (com ara els cotxes familiars).
