Спирането е много сложно действие поради различни явления и процеси, които се случват по време на спиране. Спирачната система трябва да е надеждна и с висока производителност, като най-вече очакваме да не регистрираме неизправности или неправилно поведение. Спирачните системи са по-сложни, отколкото изглежда.

Освен механичните, термичните и химичните процеси е много интересно да се анализират трибологичните ефекти от триенето на спирачните накладки и спирачните дискове, моделът на износване на накладката може да ни даде някои полезни показатели.

Тази статия е предназначена за хора, които не са специалисти по спирачки, но искат да разберат тайнственото им поведение.

Какво е износването на спирачните накладки?

Има два вида износване на спирачни накладки: единият от тях е радиалното износване на накладките, а другият – надлъжното износване на накладките .

Когато говорим за радиално конусно износване, говорим за неравномерно износване на фрикционния материал по вътрешен и външен радиус. Надлъжното конусно износване става, когато дебелината на фрикционния материал във водещия край (който е първият във досег със спирачния диск) е много по-тънка в сравнение с задния край (виж снимката по-горе).

Как се появява този вид износване на накладките?

Много е важно да се знае как налягането се разпределя върху спирачната накладка. Има две основни разпределения: статично натоварване – където разпределението на силата има параболична форма и динамично натоварване – където силата има приблизителна правоъгълна форма на триъгълник. По-голямият натиск ще бъде на предния ръб.

Това неравномерно разпределение на силите е причинено от момента, създаден между силата на челно съпротивление на накладката и опорната сила. Максималната сила на предния ръб е с около една трета по-голяма от средното налягане. Този вид износване, ще принуди спирачните накладки да изминават по-големи разстояния при задействане на спирачките – това ще определя по-дългия ход на педала. Този отрицателен феномен в комбинация с други отрицателни явления по време на рязкото спиране може да доведе до влошена ефективност. Всъщност при еднакво усилие на педала, забавянето на автомобила ще бъде по-малко.

В същото време топлинните ефекти няма да са еднакви върху цялата спирачна накладка, в предния край температурата ще бъде по-висока поради по-голямо налягане и пиролитичният ефект ще се създаде по-рано в тази зона, което води до неравномерен коефициент на спиране върху повърхността на спирачната накладка.

Как може да се реши този вид проблем?

Има някои методи за свеждане до минимум на надлъжното конусно износване. Един от тях е да се създаде сила на натиск извън центъра на накладката, прилагана от асиметричен контакт на буталото в края на накладката. По-точно буталото ще бъде преместено към задния край, това ще създаде контра ефект, балансиращ момента на триене на накладката и създава равномерно разпределение на налягането. Това не е широко разпространен метод.

Друг добър метод е да направите спирачния апарат с повече бутала, но с различен диаметър. На изображението можем да видим суппорт на Volvo S60R, в областта на предния ръб диаметърът на буталото (d2) е по-малък, а в областта на задния, диаметърът на спирачното бутало (d1) ще бъде по-голям. Този метод е по-скъп и се използва като цяло за фиксирани спирачни апарати.

Друго решение, наречено „чукообразна глава“, е дадено от Continental-Teves. Това име е генерирано от монтажните конзоли, които имат форма на чук. На снимката по-долу можете да видите два вида накладки: ляво – вълнообразни и дясно – чукообразни. Този дизайн има добро предимство в сравнение с вълнообразния тип. Анализът на разпределението на силата разкрива, че накладката се издърпва от силата на челното съпротивление, а не се натиска. Това дизайнерско решение се оказа надеждно както за неподвижни, така и за дискови спирачки с плаващ спирачен апарат. Също така са открити и други предимства като: намалена вибрация на накладките, намалена възможност за появата на шумове от спирачките и температурата на спирачната накладка се разпределя по-равномерно.

Ако колата ви е снабдена със спирачни накладки с чукообразна форма, няма да имате проблеми с надлъжно конусно износване.?

Източник: Molie Tudor Mihai