Как определить степень износа тормозных дисков


Какой должен быть износ тормозных дисков. Допустимая толщина, как определить, когда менять

Износ тормозных дисков является неизбежным результатом воздействия на его поверхность фрикционного материала тормозных колодок. Зависит от исправности тормозной системы, условий эксплуатации машины, стиля вождения ее владельца, пробега, при котором используются диски, их качества и типа, а также сезонности, поскольку на работу тормозов оказывают отрицательное воздействие грязь, влага и химические реагенты, рассыпанные на дорогах. Допуск износа тормозных дисков, часто, сам их производитель, указывает непосредственно на поверхности изделия.

Содержание:

Износ тормозных дисков

Признаки износа тормозных дисков

Определить износ дисков по косвенным признакам, то есть, по поведению автомобиля достаточно сложно. Однако имеет смысл проверить толщину дисков в следующих случаях:

  • Изменения в поведении педали. В частности, сильный провал. Однако этот признак может указывать и на другие проблемы с элементами тормозной системы — износ тормозных колодок, поломка тормозного цилиндра, снижение уровня тормозной жидкости. Тем не менее проверить следует проверить и состояние тормозных дисков, в том числе их износ.
  • Вибрация либо рывки при торможении. Такие симптомы могут возникнуть по причине перекоса, кривизны либо по причине неравномерного износа тормозного диска. Однако при этом нужно проверить и состояние тормозных колодок.
  • Биение на руле. Одной из распространенных причин в таком случае — глубокие борозды износа, перекос диска либо его деформация. Проблемы могут быть также по причине износа или повреждения тормозных колодок.
  • Свистящие звуки при торможении. Обычно они возникают при повреждении либо износе тормозных колодок. Однако при выходе из строя последних велика вероятность, что металлическая основа колодок может повредить и сам диск. Поэтому желательно проверить его общее состояние и износ.

При возникновении одного или нескольких из перечисленных выше дефектов необходимо обязательно проверить исправность работы тормозной системы, а также оценить состояние ее элементов, в том числе обратить внимание на износ тормозных дисков.

НеисправностиЗалипание дисковЗанос автомобиля при торможенииСвист тормозовВибрация руля в процессе торможенияРывки в процессе торможения
Что сделать
Заменить тормозные колодки
Проверить работу тормозного суппорта. Проверить поршни и направляющие на коррозию и наличие смазки
Проверить толщину и общее состояние тормозного диска, наличие биения при торможении
Проверить состояние фрикционных накладок на колодках
Проверить ступичные подшипники. Проверить состояние механизмов рулевого управления, а также подвески
Проверить шины и диски колес

Какой износ тормозных дисков

Любой автовладелец должен знать, какой износ тормозных дисков допустимый, при котором их еще можно безопасно эксплуатировать, а какой уже предельный, и стоит сменить диски.

Дело в том, что при превышении максимального износа тормозных дисков существует вероятность возникновения аварийной ситуации. Так, в зависимости от конструкции тормозной системы тормозной поршень может либо заклинить, либо он попросту вывалиться из своего посадочного места. А если это случится на большой скорости — это очень опасно!

Допустимый износ тормозных дисков

Итак, какой допустимый износ тормозных дисков? Нормы износа тормозных дисков прописывает каждый производитель. Данные параметров зависит от мощности двигателя автомобиля, размера и вида тормозных дисков. Предельный износ будет отличаться для различных типов дисков.

Например, толщина нового тормозного диска для популярного автомобиля Шевроле Авео составляет 26 мм, а критический износ наступает при снижении соответствующего значения до 23 мм. Соответственно допустимый износ тормозного диска составляет 24 мм (по одной единице с каждой из сторон). В свою очередь производители дисков наносят информацию о пределе износа непосредственно на рабочую поверхность диска.

Делается это одним из двух методов. Первый — непосредственная надпись на ободке. Например, MIN. TH. 4 мм. Другой метод — метка в виде выемки на торцевой части диска, но с внутренней ее стороны (чтобы колодка не чиркала по ней). Как показывает практика, второй метод удобнее, поскольку при увеличении износа вплоть до критического диск начинает тормозить рывками, что будет наглядно ощущаться водителем при торможении.

Допустимый износ тормозных дисков считается таким который не превысил 1-1,5 мм, а уменьшение толщины диска на 2...3 мм от номинальной толщины будет уже предельным!

Что касается барабанных тормозных дисков, то у них по мере своего износа они не уменьшаются, а увеличиваются в своем внутреннем диаметре. Поэтому чтобы определить какой у них износ нужно проверять внутренний диаметр и смотреть, чтобы он не превышал допустимые нормы. Максимально допустимый рабочий диаметр тормозного барабана выштампован на его внутренней стороне. Как правило это 1-1,8 мм.

На многих ресурсах в интернете и в некоторых автомагазинах указывается, что износ тормозного диска не должен превышать 25%. На самом же деле износ ВСЕГДА измеряется в абсолютных единицах, то есть, в миллиметрах! Для примера приведем таблицу, аналогичную тем, которые приводятся для различных автомобилей в их технической документации.

Название параметраЗначение, мм
Номинальная толщина тормозного диска24,0
Минимальная толщина диска при максимальном износе21,0
Максимально допустимый износ одной из плоскостей диска1,5
Максимальное значение биения диска0,04
Минимально допустимая толщина фрикционной накладки тормозной колодки2,0

Как определить износ тормозных дисков

Проверка износа тормозных дисков довольно не сложная, главное иметь под рукой штангенциркуль либо микрометр, а если таких инструментов нет, то в крайнем случае можно воспользоваться линейкой или монеткой (об этом ниже). Толщина диска измеряется в 5… 8 точках по кругу и если она меняется значит кроме износа тормозной площади имеется кривизна, либо неравномерность истирания. Следовательно необходимо не только будет менять его при пределе, но и выяснить причину из-за которой происходит неравномерный износ тормозного диска.

На сервисе толщину дисков измеряют специальным прибором — это штангенциркуль, только он имеет меньшие размеры, а также на его измерительных губах имеются специальные бортики которые позволяют охватить диск не уперевшись в борт по краю диска.

Как проверяется

Для того, чтобы узнать степень износа лучше всего демонтировать колесо так как толщину диска иначе не измерить, а если требуется проверка износа задних тормозных барабанов, то придется снимать полностью весь тормозной механизм. При проведении дальнейшей проверки необходимо учитывать, что диски изнашиваются с обеих сторон — внешней и внутренней. Причем не всегда равномерно, поэтому требуется узнать степень изношенности диска по двум сторонам диска, но об этом ниже.

Перед проверкой обязательно нужно знать информацию о том, какая толщина нового тормозного диска для конкретного автомобиля. Ее можно узнать в технической документации либо на самом диске.

Предельный износ тормозных дисков

Значение максимально допустимого износа будет зависит от начального размера диска и мощности двигателя автомобиля. Обычно общий износ всего диска для легковых автомобилей составляет порядка 3…4 мм. А для конкретных плоскостей (внутренней и внешней) около 1,5…2 мм. При таком износе уже нужно их менять. Для тормозных дисков, состоящих из одной плоскости (обычно устанавливается на задние тормоза), процедура будет аналогичной.

Проверка износа тормозных дисков подразумевает проверку толщины обеих плоскостей диска, величины буртика, а затем сравнение этих данных с номинальным значением, которое должен иметь новый диск, или рекомендуемыми параметрами. Также оценить общий характер истирания рабочей области диска, а именно, равномерность, наличие борозд и трещин (размер трещин не должен быть больше чем 0,01 мм).

При плановом осмотре необходимо смотреть величину канавок выработки и их структуру. Небольшие регулярные канавки это нормальный износ. Рекомендована замена дисков в паре с колодками если имеются глубокие нерегулярные канавки. При коническом износе тормозного диска нужно обязательно его менять и выполнить проверку тормозного суппорта. Если на диске заметны трещины или другая коррозия и изменение цвета, то обычно связано с тепловыми явлениями, возникающими из-за частых и чрезмерных изменений температуры диска. Они приводят к шуму при торможении и снижают эффективность торможения. Поэтому диск желательно также заменить и желательно ставить более качественные с улучшенным отведением тепла.

Заметьте, что при износе диска по окружности образуется некий бортик (колодки по нему не трут). Поэтому при измерении нужно мерить именно рабочую поверхность. Делать это проще с помощью микрометра, поскольку его «обхватывающие» рабочие элементы позволяют с ним не прикасаться. В случае использования штангенциркуля под его измерители нужно подложить какие-либо предметы, толщина которых совпадает с износом колодок (например, кусочки жести, металлические монеты и прочее).

Если значение толщины диска в целом либо какой-либо из его плоскостей ниже допустимой — диск нужно менять на новый. Эксплуатировать изношенный тормозной диск нельзя!

При замене тормозного диска всегда нужно менять тормозные колодки, причем вне зависимости от их износа и технического состояния! Использование старых колодок с новым диском категорически запрещено!

Если у вас нет под рукой микрометра, а с помощью штангенциркуля проверять неудобно по причине наличия бортика, то можно воспользоваться металлической монетой. Например, по официальным Центрального Банка России толщина монеты номиналом 50 копеек и 1 рубля составляет 1,50 мм. Для других стран соответствующую информацию можно найти на официальных сайтах центральных банков соответствующих стран.

Для проверки толщины тормозного диска с помощью монеты необходимо приложить ее к рабочей поверхности диска. В большинстве случаев критический износ одной поверхности диска находится в пределах 1,5...2 мм. С помощью штангенциркуля таким образом можно узнать толщину износа как одной половины диска, так и общую толщину всего диска. Если бортик не износился измерять можно прямо от него.

От чего зависит износ тормозных дисков

Степень износа тормозных дисков зависит от многих факторов. Среди них:

  • Стиль вождения автолюбителя. Естественно, что при частых резких торможениях происходит чрезмерный износ диска и износ тормозных колодок.
  • Условия эксплуатации машины. В горной либо холмистой местности тормозные диски изнашиваются быстрее. Это объясняется естественными причинами, поскольку тормозная система таких автомобилей используется чаще.
  • Тип трансмиссии. У автомобилей с механической коробкой передач диски, как и колодки, изнашиваются не так быстро. И наоборот у автомобилей, оснащенных автоматической трансмиссией либо вариатором износ диска происходит быстрее. Объясняется это тем, что для остановки машины с АКПП водитель вынужден пользоваться исключительно тормозной системой. А машину с «механикой» зачастую можно притормозить за счет двигателя.
  • Тип тормозных дисков. В настоящее время на легковых автомобилях используются следующие типы тормозных дисков: вентилируемые, перфорированные, диски с насечками, а также сплошные. Каждый из перечисленных типов имеет свои преимущества и недостатки. Однако как показывает практика быстрее всего выходят из строя сплошные диски, а вентилируемые и перфорированные — ходят дольше.
  • Класс износостойкости. Он напрямую зависит от цены и указанного выше типа диска. Многие производители вместо класса износостойкости просто указывают минимальный пробег для автомобиля, на который рассчитан тормозной диск.
  • Жесткость тормозных колодок. Чем более мягкая тормозная колодка — тем она в более щадящем режиме работает с диском. То есть, ресурс диска увеличивается. При этом торможение автомобиля будет более плавным. И наоборот, если колодка жесткая, то она быстрее изнашивает диск. Торможение при этом будет более резким. В идеале желательно, чтобы класс жесткости диска и класс жесткости колодки совпадали. Это продлит ресурс не только тормозного диска, но и тормозных колодок.
  • Масса автомобиля. Обычно на более крупные автомобили (например, кроссоверы, внедорожники) устанавливают диски с большим диаметром, а их тормозная система является более усиленной. Однако в данном случае указывается, что у загруженного автомобиля (то есть, перевозящего дополнительный груз или буксирующего тяжелый прицеп) тормозные диски изнашиваются быстрее. Это объясняется тем, что для остановки груженного автомобиля необходимо большее усилие, возникающее в тормозной системе.
  • Качество материала диска. Зачастую дешевые тормозные диски сделаны из некачественного металла, который быстрее истирается, а также может со временем иметь дефекты (искривления, наплывы, трещины). И соответственно, чем качественнее металл, из которого сделан тот или иной диск — тем дольше он прослужит до замены.
  • Исправность тормозной системы. Такие неисправности, как проблемы с рабочими цилиндрами, направляющими суппортов (в том числе отсутствие в них смазки), качество тормозной жидкости может повлиять на быстрый износ тормозных дисков.
  • Наличие антиблокировочной системы. Система АБС работает по принципу оптимизации усилия, при котором колодка давит на тормозной диск. Поэтому это продлевает срок эксплуатации как колодок, так и дисков.

Обратите внимание, что обычно износ передних тормозных дисков всегда превышает износ задних так как на них оказывается значительно большее усилие. Поэтому ресурс передних и задних тормозных дисков разный, но при этом и разные требования к допуску износа!

В среднем же, для стандартного легкового автомобиля, используемого в городских условиях, проверку диска необходимо выполнять примерно через каждые 50…60 тысяч километра пробега. Следующий осмотр и замер износа делают в зависимости от процента износа. Многие современные диски для легковых автомобилей легко работают на протяжении 100…120 тысяч километров пробега при средних условиях эксплуатации.

Причины неравномерного износа тормозных дисков

Иногда при замене тормозных дисков можно увидеть, что старые имеют неравномерный износ. Перед тем, как устанавливать новые диски, необходимо разобраться с причинами, почему же тормозной диск стирается неравномерно, и соответственно, устранить их. Равномерность износа диска сильно влияет на эффективность торможения! Так, неравномерная выработка тормозного диска может быть вызвана следующими факторами:

  • Дефект материала. В редких случаях, особенно это касается дешевых тормозных дисков, они могут быть изготовлены из некачественного материала либо без соблюдения соответствующей технологии изготовления.
  • Неправильная установка тормозных дисков. Чаще всего это банальный перекос. В результате этого будет иметь место конический износ диска, а также неравномерный износ тормозных колодок. На начальном этапе диск можно проточить, однако все же лучше такой диск заменить на новый.
  • Неправильная установка тормозных колодок. Если какая-либо из колодок была установлена криво, то соответственно, и износ будет неравномерный. Причем неравномерно изнашиваться будет как диск, так и сама тормозная колодка. Такая причина характерна именно для уже поношенных тормозных дисков, поскольку колодки изнашиваются гораздо быстрее, чем диск.
  • Попадание грязи в суппорт. При повреждениях защитных пыльников тормозного суппорта попадает мелкий мусор и вода на движущиеся части. Соответственно если возникают трудности движении (неравномерный ход, закисание) в рабочего цилиндра и направляющих, то нарушается равномерность усилия колодки по площади диска.
  • Кривая направляющая. Она может быть неровной по причине неправильной установки тормозных колодок либо механического повреждения. Например, в результате ремонта тормозной системы либо аварии.
  • Коррозия. В некоторых случаях, например, после длительного простоя автомобиля в атмосферных условиях с повышенной влажностью диск может покрыться коррозией. Из-за нее диск при дальнейшей эксплуатации может изнашиваться неравномерно.

Обратите внимание, что протачивать тормозной диск, на котором имеется неравномерный износ, допускается, но не рекомендуется. Это зависит от его состояния, степени износа, а также рентабельности процедуры. О том, что диск имеет искривление подскажет стук, возникающий во время торможения. Поэтому прежде чем стачивать борозды с поверхности диска обязательно необходимо измерять его биение и износ. Допустимое значение искривления диска составляет 0,05 мм, а биение возникает уже при искривлении 0,025 мм. Станки позволяют проточить диск с допуском 0,005 мм (5 микрон)!

Заключение

Износ тормозных дисков нужно проверять примерно через каждые 50…60 тысяч километров пробега, либо при возникновении проблем в работе системы торможения автомобиля. Для проверки значения величины износа нужно демонтировать диск и воспользоваться штангенциркулем либо микрометром. Для большинства современных легковых автомобилей допустимый износ диска составляет 1,5…2 мм на каждой плоскости или около 3…4 мм по всей толщине диска. При этом нужно всегда оценивать износ внутренней и внешней плоскостей дисков. Внутренняя сторона диска всегда имеет чуть больший износ (на 0,5 мм).

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

Влияние конструкции тормозной колодки на поля температуры и напряжения тормозного диска

С помощью программного обеспечения конечных элементов ABAQUS в исследовании была установлена ​​взаимосвязь между структурой тормозной колодки и распределением температуры и теплового напряжения на тормозном диске. Путем введения концепций фактора радиальной структуры и фактора круговой структуры, исследование охарактеризовало влияние радиального и окружного расположения фрикционного блока на температурное поле тормозного диска. Предложен метод улучшения распределения теплового потока тормозного диска за счет оптимизации положения фрикционного блока тормозной колодки.Оптимизация конструкции проводилась на тормозных колодках, состоящих из 5 или 7 круговых фрикционных блоков. Результат показывает, что при той же общей площади контакта пары трения подходящая конструкция тормозной колодки может обеспечить равномерное распределение энергии трения и, следовательно, снизить пиковую температуру и напряжение тормозного диска. По сравнению с тормозной колодкой из 7 фрикционных блоков оптимизированная тормозная колодка из 5 фрикционных блоков снизила пиковую температуру соответствующего тормозного диска на 4,9% и снизила максимальное напряжение на 10.7%.

1. Введение

Дисковый тормоз в настоящее время широко используется для торможения высокоскоростных поездов. Он преобразует динамическую энергию в тепловую за счет трения между тормозной колодкой и тормозным диском, а затем рассеивает тепловую энергию за счет теплообмена. Этот процесс включает теплопередачу, структурные особенности, механические характеристики, свойства материала и другие аспекты и представляет собой сложный процесс термомеханической связи. Сосредоточившись на тормозном давлении, тормозном диске, режиме тормоза, материале тормозной колодки и других факторах, отечественные и зарубежные ученые провели множество исследований температуры тормозного диска и напряжения в процессе торможения с помощью тестовых экспериментов и анализа методом конечных элементов.Чунг Кюн Ким и другие [1–4] изучали поле температур и поле напряжений тормозного диска. Чтобы снизить сложность и стоимость вычислений, они упростили тормозной диск до двухмерной осесимметричной модели, предположив, что передача теплового потока и состояние контакта не связаны с изменениями круговых координат тормозного диска. Однако в упрощенной двухмерной осесимметричной модели поток источника тепла не учитывался. Основываясь на осесимметричной гипотезе, в работах [5–8] в качестве объекта анализа был выбран один из симметричных круглых углов тормозного диска, создана трехмерная круговая симметричная конечно-элементная модель тормозного диска, а также исследованы температурное поле и напряжение тормозного диска.По сравнению с 2D-моделью, 3D-модель с круговой симметрией имела некоторые улучшения, но все же игнорировала влияние периодического контакта между зоной трения тормозного диска и тормозной колодкой в ​​процессе торможения. В работах [9–12] рассматривалось влияние потока теплового источника трения, создавалась трехмерная модель всего диска и вычислялось неосесимметричное переходное температурное поле тормозного диска. В исследованиях рассматривалось влияние формы тормозных колодок, мгновенной угловой скорости, радиального положения и т. Д., Но не учитывалось влияние формы и структурной схемы фрикционных блоков тормозных колодок на температуру и напряжение тормозного диска.

Различия в структуре фрикционных блоков тормозной колодки могут напрямую приводить к различиям во времени фрикционного контакта и скорости трения в каждой точке на поверхности тормозного диска, что приводит к неравномерному распределению температуры на поверхности тормозного диска и, как следствие, вызывает высокую термическую нагрузку, и тем самым усугубляют термическую усталость тормозного диска. Важной темой является изучение взаимосвязи между структурой фрикционных блоков тормозной колодки и температурным полем тормозного диска.

Исходя из соотношений между структурной разницей фрикционного блока тормозной колодки и полями температуры и напряжений тормозного диска, в данной статье устанавливается связь между структурой фрикционного блока тормозной колодки и характеристиками распределения температуры и напряжения тормозного диска, оптимизируется структура и расположение фрикционных блоков тормозных колодок, анализирует изменение температуры и напряжения тормозного диска с помощью оптимизированной тормозной колодки и, наконец, подтверждает результаты последовательного моделирования сцепления с помощью ABAQUS6.8 конечно-элементное программное обеспечение.

2. Модель конечных элементов дискового тормоза и граничные температурные условия
2.1. Упрощение пар трения дисковых тормозов

Дисковый тормоз в сборе состоит из тормозной ручки, дискового тормозного элемента, тормозной колодки, рычага и других деталей. Если включить все детали в конечно-элементную модель, это значительно увеличит сложность моделирования и время анализа. При создании модели учитываются только тормозной диск и тормозная колодка. Более того, диск (рис. 1) и колодка (рис. 2) обладают симметрией; анализ проводится на паре трения одной стороны фрикционной поверхности диска и половины колодки (Рисунок 3).




2.2. Допущения анализа

Торможение трением - это сложный процесс, включающий фрикционный износ, деформацию, вибрацию и т. Д. Это также процесс взаимодействия множества физических, химических и механических изменений. Чтобы упростить модели анализа, сделаны следующие допущения: (i) пренебречь влиянием шероховатости и износа трения контактных поверхностей пары трения; (ii) контакт пары трения осуществляется лицом к лицу; (iii) тормозное давление равномерно распределяется по фрикционным блокам; (iv) теплоотвод тормозного диска происходит в основном за счет конвекции и излучения во время торможения и не учитывается теплопроводность между диском и валом; (v) физические свойства трения блоки не изменяются с температурой в процессе торможения.

2.3. Модель тепловой границы
2.3.1. Тепловой ввод

В процессе торможения тепловая энергия, генерируемая кинетической энергией, может быть разделена на две части: большая часть тепла сначала поглощается проводимостью тормозного диска и колодок, а затем постепенно рассеивается после торможения в окружающая среда; другая часть скорее испускается в окружающую среду непосредственно с поверхности трения посредством конвекции и излучения.В этой статье предполагается, что 90% общей кинетической энергии преобразуется в тепловую энергию трения, которая поглощается диском и колодками.

Как распределять тепло трения между парой трения также необходимо учитывать при создании модели анализа методом конечных элементов. Текущий подход заключается в установке коэффициента теплового распределения, который искусственно распределяет тепловую энергию между диском и колодками. Программное обеспечение ABAQUS, используемое в этом исследовании, использует постоянный коэффициент распределения тепловой энергии, значение по умолчанию которого равно 0.5, или 50% тепловой энергии забирает диск, а остальные 50% - колодки.

2.3.2. Конвекционная модель

Поскольку тормозной диск вращается с высокой скоростью, коэффициент конвекции тормозного диска изменяется в зависимости от скорости диска во время торможения. Для конвективного теплообмена на основе теории конвективного теплообмена

И одновременно,

Следовательно, коэффициент конвекции равен где - число Нуссельта, - число Рейнольдса воздуха, - число Прандтля, установленное на 0.7 - коэффициент теплопроводности, который составляет 6,14 × 10 -6 Вт / мК, а - характерная длина диска. в этом случае берется окружность в месте расположения точки ,, где - радиус точки.

Число Рейнольдса воздуха рассчитывается по следующей формуле: где - скорость точки, а - вязкость воздуха.

Следовательно, коэффициент конвекции равен в которой - угловая скорость тормозного диска.

Подставьте уравнение охлаждения Ньютона в (5), чтобы получить модель конвективного теплопереноса:

2.3.3. Граница теплового излучения

В данном исследовании применяется закон охлаждения Ньютона и уравнение Стефана-Больцмана для преобразования теплового излучения в коэффициент конвективной теплопередачи. Возьмите коэффициент излучения тормозного диска; тогда эквивалентный коэффициент конвективной теплопередачи равен где - температура поверхности диска, а - температура окружающей среды.

2.4. Параметры физических свойств материалов

В таблице 1 приведены соответствующие параметры тормозного диска и фрикционных блоков. Тормозной диск изготовлен из 28CrMoV5-08, а тормозная колодка - из материалов порошковой металлургии на основе меди. Свойства материалов приведены в таблице 2. Тормозное давление составляет 0,56 МПа, коэффициент трения составляет 0,34, что является средним значением измеренных данных, а начальная температура пар трения составляет 20 ° C.


Размер тормозного диска (мм) Размер фрикционного блока (мм)

Внутренний диаметр Наружный диаметр Толщина Радиус колеса Радиус фрикционного блока Высота фрикционного блока

116 320 20 445 20, 21, 22.5, 23 20


Плотность () кг · м −3 Модуль упругости () ГПа Пуассон отношение () Коэффициент теплопроводности () Вт / (м · ° C) Удельная теплоемкость ( Cp ) Дж / (кг · ° C) Коэффициент теплового расширения
× 10 −6 ° C

Диск тормозной 7850 202 0.29 32 477 12,3
Тормозная колодка 5500 180 0,3 74 436 11,1

3. Результаты и Обсуждение

Расчет производится в ABAQUS методом последовательного связывания. Обратитесь к Таблице 3 для получения информации о сетке. Для повышения точности моделирования выбран шестигранный элемент с 8 узлами и размер элемента меньше 4.5 мм для обеспечения контакта не менее 5 узлов в радиальном направлении на каждом фрикционном блоке радиусом 20 мм с тормозным диском.


Количество узлов Количество элементов Тип элемента Аббревиатура элемента

Тормозной диск 28917 24192 Гексаэдрический элемент с 8-узловым тепловым соединением с уменьшенной интеграцией C3D8RT
A1 1560 879
A2 1872 1053
A3 2183 1228
Тормозные колодки
B1, B2 1590 987
B3, B4 2275 1487

3.1. Расчет температурного поля и поля напряжений тормозного диска

На рисунке 4 показано распределение температуры на поверхностях тормозного диска, которые имеют одинаковую общую площадь трения. Диск находится в постоянном замедлении 0,9 м / с 2 с начальной скорости 120 км / ч. Температуры и температурные распределения поверхностей тормозных дисков трех тормозных колодок явно различаются. На начальном этапе торможения (рис. 4 (а)) пиковые температуры поверхностей дисков более неравномерно распределены в радиальном направлении.Максимальная температура на поверхности тормозного диска A1 относительно низкая. На поверхности тормозного диска A2 имеются 3 четко выраженных высокотемпературных кольца и высокотемпературная зона с большей радиальной шириной на поверхности тормозного диска A3. В конце торможения (рис. 4 (b)) распределение температуры на поверхностях тормозного диска становится более равномерным, поскольку генерируемое тепло рассеивается и накладывается по мере трения. Максимальная температура на поверхности тормозного диска A1 ниже, а температура на поверхности тормозного диска A3 выше.


(a) Время торможения 10 с
(b) Остановка тормоза с
(a) Время торможения 10 с
(b) Остановка тормоза s

На рисунке 5 показано изменение напряжения поверхностей тормозного диска в радиальном направлении. Очевидно, что при времени торможения 10 с (после того, как диск совершит 103,2 оборота) (рис. 5 (а)), пиковое напряжение тормозного диска А1 составляет 50 МПа. Диск A2 показывает три пика напряжения, самый большой из которых составляет 53 МПа. Пиковое значение напряжения тормозного диска A3 составляет 55 МПа.Сравнивая три тормозные колодки, пиковое напряжение A3 на 10% выше, чем у A1. Когда торможение прекращается (вращение диска составляет 220,4 оборота) (Рисунок 5 (b)), распределение напряжений на трех тормозных колодках имеет аналогичную тенденцию с увеличением радиуса диска.


(а) s
(б) с
(а) s
(б) s

Приведенные выше результаты показывают, что для разных конструкций тормозных колодок распределение генерируемой теплоты трения отличается, и, как следствие, значения и распределения пиковых температур и напряжений на поверхностях тормозных дисков разные.Для тормозного диска A1 фрикционные блоки распределены по его поверхности более равномерно, наложение тепла трения уменьшается, а температура поверхности тормозного диска и напряжение являются самыми низкими. Для диска A2 температура поверхности и напряжение наиболее сильно колеблются в начальной фазе торможения. Тормозной диск A3 имеет самую высокую температуру в конце торможения, поскольку радиусы трения центров контактных площадок множества фрикционных блоков в основном одинаковы, а теплота трения накладывается, что приводит к значительным колебаниям температуры и напряжения.

3.2. Конструктивный коэффициент тормозного диска
3.2.1. Введение радиального структурного фактора

Предполагая, что энергия, производимая трением, равномерно распределяется по окружности тормозного диска, источник тепла, создаваемый парой трения тормозной колодки и тормозного диска, перемещается относительно тормозного диска при торможении. процесс. Следовательно, плотность теплового потока в любой блок дифференциальной дуги тормозного диска должна быть отношением общего тепла, поступающего на тормозной диск, и площади, покрытой тормозным диском блоком дифференциальной дуги.Тогда плотность теплового потока [13] в месте расположения тормозного диска равна где: - общая площадь тормозной колодки,; - сила, действующая на тормозную колодку,; - радиус радиуса колеса,; - коэффициент трения между тормозным диском и тормозной колодкой; - угловая скорость тормозного диска, рад / с; - тепловой КПД, поступающий на тормозной диск, - скорость торможения поезда, м · с −1 .

Если разделить зону трения диска на разные радиусы, любое такое кольцо будет иметь разную эффективную площадь трения.Энергия через любое фрикционное кольцо радиуса с площадью контакта трения за единицу времени равна Полная тепловая энергия на контактной поверхности в единицу времени следующая:

Из формулы (9) теплота трения о тормозном диске пропорциональна радиусу трения пары трения о тормозной диск и площади трения пары трения. Процент энергии, произведенной на любом радиусе контакта в единицу времени из общей энергии, будет отражать конструктивные особенности тормозных колодок, и это соотношение можно определить как коэффициент радиальной структуры (RSF):

С точки зрения энергии, может представлять различие в распределении конструкции тормозного диска.Чем больше радиальный структурный фактор на фрикционном кольце, тем выше выделяемая энергия и температура.

3.2.2. Процесс расчета радиального структурного фактора

Ниже будет проиллюстрирован процесс расчета радиального структурного фактора на примере (рисунки 6 и 7). Геометрические параметры тормозного диска и колодки приведены в таблице 4. Три круговых фрикционных блока одинакового радиуса произвольно расположены на поверхности трения диска, которая разделена на семь равных колец с равным радиальным расстоянием (или толщиной кольца) 17.22 мм. Критерии выбора заключаются в том, чтобы обеспечить наличие как минимум трех фрикционных колец под каждым фрикционным блоком.


Размер диска (мм) Размер колодки (мм)

Внутренний радиус Внешний радиус Количество блоков Радиус фрикционного блока

147,97 268.52 3 30



Площадь каждого кольца такая, как показано на рисунке 7.

Центральные радиусы семи фрикционных колец рассчитываются на основе от толщины кольца и указаны в Таблице 5.


Радиус центра фрикционного кольца (мм)


156.58 173,80 191,02 208,25 225,47 242,69 259,91

Площади колец ~ рассчитаны в AutoCAD и перечислены в таблице 6.


Площадь фрикционных колец (мм 2 )

.

Анализ воздействия конструкции задней пластины тормозных колодок и материала фрикционных накладок на шум дискового тормоза

В этом исследовании предлагается трехслойная конструкция тормозных колодок, на которой установлена ​​динамическая модель тормозной колодки с шестью степенями свободы с шестью степенями свободы, а также факторы влияющие на нестабильность системы. Анализ показывает, что изменение массы и жесткости тормозной колодки повлияет на устойчивость системы. На основе линейного комплексного анализа собственных значений прогнозируются нестабильные режимы вибрации тормозной системы, а эффективность модели анализа сложных режимов подтверждается стендовыми испытаниями тормозной системы.Разработаны тормозные колодки с различной структурной формой, и проанализировано их влияние на устойчивость тормозной системы. Результаты показывают, что конструкция трехслойной структуры и конструкция с прорезями тормозной колодки может эффективно уменьшить возникновение визга тормозов, особенно высокочастотного визжащего шума.

1. Введение

С начала 1920-х годов визг автомобильных дисковых тормозов был широко распространенной проблемой среди ученых и производителей автомобилей во всем мире, поскольку визг тормозов является важной причиной неудовлетворенности клиентов и проблем с гарантийными обязательствами.За последние три десятилетия доля дисковых тормозов, используемых в седанах, с каждым годом увеличивалась. Можно предположить, что дисковые тормоза постепенно вытеснят в седане барабанные. Однако проблема тормозного шума дисковых тормозов все еще существует, и многие явления тормозного шума до сих пор не получили рационального объяснения [1–3]. Процесс торможения автомобиля вызывает вибрацию, а нестабильная вибрация не только приводит к шуму, который влияет на комфорт вождения и вызывает акустическое загрязнение окружающей среды, но также вызывает усталостный износ тормозной системы автомобиля [4].

Ларс прорезал и покрыл поверхность тормозного диска и экспериментально доказал, что улучшенный тормозной диск может уменьшить возникновение тормозного визга [5]. Оберст и Лай использовали теорию хаоса для изучения механизма тормозного шума, который имеет большое руководящее значение [6]. Kung et al. вычислил свободный режим компонентов в тормозе и получил компоненты и связанные с ним режимы с наибольшей долей нестабильного режима с помощью комплексного анализа собственных значений [7].В дополнение к использованию комплексного анализа собственных значений для изучения тормозного шума, динамический анализ переходных процессов впервые был использован Nagy et al. Четыре частоты мод, извлеченные из результатов динамического анализа переходных процессов, совпадают с экспериментальным шумом [8]. Недостатки переходной динамики заключаются в том, что она занимает слишком много времени вычислений и занимает много места на диске, а также трудно использовать данные непосредственно для изменений конструкции. Кроме того, из-за высокой частоты визга тормозов явный временной шаг интегрирования очень мал, тогда как неявный интеграл может иметь большой временной шаг, но он ослабит высокочастотную моду.Комплексный анализ собственных значений и динамический анализ переходных процессов используются Абу Бакаром и Оуянгом [9] для изучения визга тормозов при той же модели и граничных условиях. Результаты двух вышеупомянутых анализов идентичны для различных контактных механизмов и интегральных методов. При анализе шума тормозной системы использование комплексного анализа собственных значений в сочетании с разумной комбинацией динамического анализа переходных процессов может быть способом анализа механизма генерации шума.

В эксперименте с трением-проскальзыванием плоской пластины Чен [3] обнаружил, что мгновенный визг не может быть вызван модальным взаимодействием, и переходное возбуждение между диском и блоком может быть ключевым механизмом визга.Однако такой вид возбуждения переменной нагрузки - это переходный процесс, который трудно уловить экспериментально. Переходный динамический анализ может более четко показать процесс и выявить причины этого явления. Для динамической модели тормозного диска и тормозной колодки модель самовозбуждающегося фрикционного осциллятора с четырьмя степенями свободы была предложена Zhang et al. [10], чтобы изучить разницу между линейным анализом и нелинейным анализом шума тормозной системы, и приведены соответствующие меры по улучшению.

В этом контексте, на основе теории модального сцепления, разработана модель движения тормозного диска и тормозной колодки с шестью степенями свободы. В сочетании с комплексным модальным анализом методом конечных элементов и стендовыми испытаниями, это имеет большое значение для улучшения характеристик NVH за счет улучшения свойств материала тормозной колодки и оптимизации конструкции задней пластины тормозной колодки для подавления шума визга тормозов и изучения Механизм подавления шума, который обеспечивает теоретическую основу для снижения шума визга тормозов.

2. Модель кинематики тормозного диска с шестью степенями свободы

Модель тормозной муфты, построенная Festjens et al. [11] показывает, что конструкция и демпфирование задней пластины тормозной колодки имеют важное влияние на тормозной шум. Точно так же демпфирующий размер материала фрикционной накладки также будет иметь значительное влияние на тормозной шум. Благодаря исследованиям, проведенным Ruhai et al. [12] известно, что добавление некоторой доли вязкоупругого материала к фрикционной накладке может уменьшить тенденцию к резонансу между тормозной колодкой и тормозным диском, тем самым в некоторой степени подавляя скрип тормозов.Основываясь на важном влиянии фрикционной накладки, она делится на две части, а именно на подложку и смесь фрикционной накладки. Поскольку состав материала подложки футеровки обладает более высокими демпфирующими характеристиками, чем смесь фрикционной футеровки, в процессе моделирования и имитации к ней следует относиться по-разному.

Кинематическая модель тормозной колодки с шестью степенями свободы показана на рисунке 1. Из-за небольшого демпфирования системы эффект демпфирования не учитывается при анализе кинематики.Тормозная колодка состоит из задней пластины тормозной колодки, подкладки и смеси фрикционных накладок. имеет степень свободы z -направление z 1 ; имеет степень свободы z - направление z 2 ; и имеет степень свободы в направлении z z 3 и степень свободы x x 3 ; Тормозной диск имеет две степени свободы, соответственно, x - направление x , d и z - направление z d ., и - коэффициент трения, сила поршня, действующая на тормозную колодку, и положительная сила, действующая на тормозной диск, соответственно.


Кинематическое уравнение может быть получено из кинематической модели на Рисунке 1:

В этой формуле, и является дифференцированием по времени. Матрица масс, мотивация и матрица жесткости:

На начальном этапе система находится в стабильном установившемся состоянии, тормозной диск вращается с постоянной скоростью, и система не производит вибрации, поэтому установившееся состояние уравнение может быть получено.Предполагая, что тормозной диск и тормозная колодка не разделены во время процесса вибрации, условие ограничения есть, и тогда мы знаем

Принимая (3) в уравнение установившегося состояния, получаем

Уравнение (4) является кинематическим уравнение тормозной системы диск-колодка. Можно обнаружить, что матрица масс и матрица жесткости кинематического уравнения системы асимметричны из-за наличия трения, поэтому собственные значения системы могут быть комплексными числами.Собственные значения системы могут быть получены комплексным модальным анализом, где мнимая часть собственного значения представляет модальную частоту, а действительная часть представляет тенденцию к нестабильности. В то же время можно обнаружить, что изменение коэффициента трения и изменение массы и жесткости тормозной колодки приведет к изменению матрицы масс системы и матрицы жесткости, чтобы изменить собственное значение системы и повлиять на стабильность системы. Основываясь на вышеизложенном, это исследование изменит матрицу масс системы и матрицу жесткости, изменив геометрические характеристики задней пластины тормозной колодки, что повлияет на тенденцию устойчивости системы, чтобы выяснить, какие конструктивные особенности задней пластины могут уменьшить тормозную систему. визг.

3. Цифровая модель
3.1. Модель комплексного модального анализа тормоза
3.1.1. Модель с конечными элементами

Используя CATIA для моделирования тормозной системы, HyperMesh используется для создания моделей сеток, как показано на рисунке 2. Среди них суппорт тормоза использует тетраэдрическую сетку (C3D4) из-за нерегулярной структуры, остальные части в основном используют шестигранник (C3D8), дополненный пятигранником (C3D6) и тераэдром (C3D4), а общее количество единиц модели составляет 327 568.Кроме того, контактные отношения между компонентами обозначены на рисунке 2.


3.1.2. Определение свойств материала

Определите свойства материала каждого компонента, включая плотность, модуль Юнга и коэффициент Пуассона, как показано в таблице 1.


Компонент Плотность (кг · м −3 ) Модуль Юнга (МПа) Коэффициент Пуассона

Диск 7,190 122,000 0.230
Суппорт 7000 143000 0,270
Задняя пластина 7,800 197,000 0,300
Накладка 2,615 8,600 0,330
7,220 180,000 0,300
Анкер 7,000 101400 0,256
Направляющие пальцы 7,800 182,000 0.300

3.1.3. Настройка анализа

Модель конечных элементов, которая определила свойства материала и собрана, вводится в ANSYS для комплексного анализа собственных значений. Некоторый модальный анализ нелинейных возмущений используется для выявления нестабильных режимов тормозной системы.

3.1.4. Установка граничных условий

Колпачок тормозного диска привинчен к ступице, но тормозной диск может вращаться по оси z , ограничивая, таким образом, пять степеней свободы колпачка диска, за исключением z - направление вращения.Анкер прикреплен к раме болтами, чтобы ограничить шесть степеней свободы отверстия для болта в клетке.

3.1.5. Установка нагрузки

Для количественного изучения взаимосвязи между коэффициентом трения, тормозным давлением и шумом тормозной системы было проведено испытание тормозной системы в 9 рабочих условиях: по скорости: 60 об / мин, 120 об / мин и 180 об / мин, и гидравлическое давление: 1,5 МПа, 2,0 МПа и 2,5 МПа.

3.2. Стендовые испытания для проверки модального анализа тормозного комплекса Модель

Стандартом испытаний на шум тормозов является стандарт испытаний на шум, шум, принятый Обществом автомобильных инженеров, а именно стандарт испытаний SAE J2521 [13]; микрофон расположен на расстоянии 10 см по горизонтали от тормозной системы, а расстояние по вертикали составляет 50 см (рисунки 3 (а) и 3 (b)).

В ходе всего экспериментального процесса было измерено 18 этапов условий торможения при испытании на шум, и общий процесс торможения составил 1430 раз. Поскольку начальная температура этого теста начинается с нуля, нет необходимости определять шум в холодном состоянии. Данные испытаний были обработаны для получения части результатов стендовых испытаний, показанных на Рисунке 4 (тормозное давление 2,0 МПа, частота вращения 120 об / мин), что является типичным. В таблице 2 показана частота появления шума в различных полосах частот.Данные строки в таблице указывают частоту появления шума в каждой полосе частот при одном и том же уровне звукового давления, а данные столбца указывают частоту появления шума при каждом уровне звукового давления на той же частоте. Из Рисунка 4 и Таблицы 2 видно, что существует пять различных частот визга в процессе торможения, а частоты визга в основном распределены в районе 4,1 кГц, 7,5 кГц и 12,7 кГц.



Применение тормозов: 1,430 Число Ставка (%) f 1 (%) f 2 (%) f 3 (%) f 4 (%) f 5 (%)
Около 7.5 кГц Около 12,7 кГц Около 4,1 кГц Около 1,0 кГц Около 2,2 кГц

Торможение с полным шумом 325 22,73 10,98 8,18 2,17 1,12 0,28
70–80 дБ (А) 141 9,86 3,71 2,73 2,03 0,28 0,28
80–90 дБ (А) 129 9.02 5,03 3,85 0,14 0,00 0,00
90–100 дБА 46 3,22 1,89 1,33 0,00 0,00 0,00
100 –110 дБА 9 0,63 0,35 0,28 0,00 0,00 0,00
110–120 дБА 0 0,00 0.00 0,00 0,00 0,00 0,00
> 120 дБА 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Были извлечены результаты испытаний при тормозном давлении 1,5 МПа, 2,0 МПа и 2,5 МПа и коэффициенте сцепления 0,8, 0,7 и 0,6 соответственно, и результаты испытаний сравнивались с нестабильной модальной частотой тормозной системы. полученные путем моделирования для проверки достоверности и точности модели, как показано в таблице 3.Результаты показывают, что все частоты визга тормозов в тесте можно предсказать с помощью моделирования, а погрешность контролируется в пределах 0,1%. Однако в моделировании проявилось явление завышенного прогноза; в основном это связано с тем, что модель комплексного анализа собственных значений не принимает во внимание такие факторы, как термомеханическое соединение, фрикционные характеристики и изменяющиеся во времени характеристики свойств материала в реальном процессе торможения, что упоминается во многих литературы, поэтому модель могла точно предсказать визг тормозов.


Условия моделирования Центральная частота визга (Гц)



Результаты испытаний - - 7,561,6 - 12 737,1 -
Результаты моделирования 5 954,7 6404,4 7 598,4 10 360,1 12 804.0 13,969,2
Ошибка (%) - - 0,49 - 0,53 -

.

8 причин не покупать дисковые тормоза - узнайте о проблемах перед переключением

Дисковые тормоза становятся все более важной частью мира шоссейных велосипедов за последние несколько лет, но, хотя преимущества дисковых тормозов хорошо задокументированы, они принести с собой вызовы и проблемы тоже.

Вот некоторые из проблем, с которыми мы столкнулись и о которых слышали.

1 Дисковые тормоза увеличивают вес

Общий вес велосипеда с дисковым тормозом выше, чем у велосипеда с ободным тормозом.

Рычаги, тормозные суппорты, шланги, жидкость и роторы весят больше, чем эквивалентный ободной тормоз. Производители часто пытаются минимизировать разницу, но не забывают, что ступицы дисковых тормозов тоже тяжелее, а колеса дисковых тормозов часто состоят из большего количества спиц более широкой колеи, хотя отсутствие тормозной гусеницы означает, что диски для конкретных дисков вообще светлее. Сквозные оси, которые используются во многих дисковых системах, тяжелее, чем быстросъемные шампуры.

Прочтите все, что вам нужно знать о дисковых тормозах

Разница в весе невелика, но часто она может составлять около фунта для всего велосипеда, если учесть все факторы.

2 Диск тормоза может быть проблемой трения

Ранние велосипеды с дисками заимствовали стандартное крепление на стойку 74 мм у горных велосипедов, где тормозной суппорт просто прикручивается непосредственно к раме или вилке, а адаптеры используются для установки ротора разных размеров.

Чтобы попытаться улучшить внешний вид дисков на шоссейных велосипедах, Shimano представила свою систему плоского крепления. Это открытый стандарт, который быстро приняли другие производители дисковых тормозов. Подавляющее большинство новых шоссейных велосипедов с дисковым тормозом имеют плоское крепление.

«[Плоское крепление предлагает] меньший и более компактный интерфейс с рамой / вилкой для улучшенной интеграции, меньшего веса и лучшего доступа к инструментам для упрощения регулировки», - сказал Шимано road.cc.

Несомненно, дисковые суппорты с плоским креплением меньше, лучше выглядят и легче, чем более громоздкие суппорты для стоек. Фактический механизм суппорта идентичен, и нет никаких изменений в способе соединения шланга и установки тормозных колодок. Ключевое отличие заключается в способе крепления суппорта к раме.

Там, где суппорты опоры стойки прикручиваются болтами сверху непосредственно к раме и вилке, суппорты с плоской опорой устанавливаются заподлицо с рамой и вилкой, а болты ввинчиваются снизу прямо в суппорт, натягивая его на раму. Спереди суппорт крепится к тонкому переходнику, который прикручивается к вилке.

В зависимости от конструкции рамы и размера дискового ротора для монтажа стойки часто требуется большой и некрасивый адаптер, чтобы обеспечить правильное расстояние над ротором.На горных велосипедах с различными конструкциями рамы и большим количеством используемых размеров ротора такая универсальность - это хорошо, но дорожный рынок склоняется к размерам ротора всего 140 мм и 160 мм, для которых было разработано плоское крепление.

В основном у нас были хорошие впечатления от плоского крепления на велосипедах с дисками, которые мы тестировали, но было несколько случаев трения тормозов, и ничего более раздражающего.

Мы спросили Shimano об этой проблеме, и они сказали нам, что крепление с чистой лицевой поверхностью очень важно.

«Как и при установке на стойку, всегда помогает плоская контактная поверхность (облицовка), как и размер диска (чем меньше, тем лучше). Роторы с центральным замком на хорошо устойчивых осевых подшипниках (по сравнению с роторами с 6 болтами на облегченных осях втулки) также помогают при центровке. Также важна конструкция вилки (баланс жесткости слева / справа) », - сказал Шимано.

Можно было бы надеяться, что производитель рамы или вилки позаботится о том, чтобы площадь контакта была правильной, но, по нашему опыту, это не всегда так.

Инструменты для торцевания обеспечивают ровное и ровное положение тормозных опор на раме и вилке и идеальное выравнивание. Они дорогие и не совсем подходят для большинства домашних механиков, хотя все хорошие велосипедные магазины могут вам здесь помочь. Park Took делает адаптер для своего набора для крепления на дисковый тормоз DT-5.2, и вы можете увидеть его в действии в этом видео.

Другое решение проблемы трения дискового тормоза - отрегулировать суппорт на раме / вилке. С опорой на стойку это относительно просто: просто ослабьте болты, потяните тормозной рычаг и затяните болты, чтобы отцентрировать суппорт над ротором.

«Диапазон регулировки для плоского крепления такой же, как и для крепления на стойке, - говорит Shimano. - Разница в том, что поперечная регулировка больше не на суппорте, а в отверстии для паза. Shimano рекомендует, чтобы это отверстие было 4 x 5,2 мм (+/- 0,1 мм), но иногда производители не следуют этим рекомендациям. Для переднего суппорта регулировка осуществляется в переходной пластине с такими же размерами отверстий ».

Не все производители соблюдают требования так, как должны.Во многих случаях диапазон регулировки при плоской установке оказывается меньше, чем в системах с опорой на стойку. Нам нравится плоское крепление, но это означает, что вы находитесь во власти велосипедных компаний, которые следят за правильностью изготовления креплений.

3 Дисковые тормоза влияют на аэродинамику

Как и любой другой внешний компонент, дисковые тормоза влияют на аэродинамику. Некоторые производители заявили, что версия с ободным тормозом конкретного велосипеда более аэродинамически эффективна, чем модель с дисковым тормозом, но это не так просто, как сказать, что ободные тормоза всегда более аэродинамические.

Когда Giant представил свой Propel Disc в 2017 году, например, он сказал: «Инженеры обнаружили, что при правильной интеграции конструкция дискового тормоза может фактически улучшить аэродинамические характеристики по сравнению с конфигурациями ободного тормоза.

«Это связано с тем, что расположение традиционных суппортов (спереди или сзади короны / ножек вилки) создает« грязный »воздух. Открытие области короны вилки (путем размещения суппортов дискового тормоза вниз на ступице) означает, что воздух, попадающий в новый суппорт дискового тормоза, уже был нарушен передней кромкой шины / колеса.Этот эффект дополнительно усиливается за счет асимметричной вилки, которая помогает сгладить воздушный поток через суппорт ».

Некоторые новые шоссейные аэродинамические велосипеды, такие как Cannondale SystemSix и 2019 Specialized Venge, оснащены только дисковыми тормозами.

4 Выбор площадки - минное поле

Переключитесь на велосипед с дисковым тормозом, и в конечном итоге вам придется выбирать новые колодки ... и это минное поле.

Все подушечки изготавливаются путем смешивания различных порошкообразных добавок со связующим, а затем их сплющивания при высокой температуре и давлении, чтобы сформировать твердый блок на подкладке.То, что входит в смесь порошков, оказывает большое влияние на свойства прокладки.

Большинство новых велосипедов оснащено пластмассовыми подушечками. Они сделаны из неметаллических добавок, таких как резина, стекло, углерод и кевлар, чтобы обеспечить универсальную подушку, которая работает для большинства людей, но не очень долговечна при интенсивном использовании.

Узнать больше о колодках для дисковых тормозов

Если вы живете в холмистой местности и / или ездите в любую погоду, вам, вероятно, лучше перейти на более дорогие, но гораздо более долговечные спеченные колодки.Также известные как металлические тормозные колодки, они содержат очень высокую долю металлических наполнителей, таких как медь, сталь и железо. Они обеспечивают сильное и эффективное торможение при высоких температурах колодок, хотя их хватка может быть плохой в холодную погоду, и они изнашивают ваши роторы быстрее, чем резиновые колодки.

5 Нужно в новые тормоза постелить

Новые колодки и роторы дисковых тормозов не сразу раскрывают свой полный потенциал - они сначала нуждаются в приработке. Это процесс, при котором материал колодки распределяется по ротору для увеличения трения и увеличения площади контакта между двумя поверхностями.

Вот как ухаживать за дисковыми тормозами, чтобы добиться от них максимальной производительности

К счастью, установка довольно проста. Вот совет SRAM:

"Разгоните велосипед до умеренной скорости, а затем резко нажмите на тормоза, пока не достигнете скорости ходьбы. Повторите этот процесс 20 раз. Затем разгоните велосипед до более высокой скорости и задействуйте тормоза, пока не достигнете скорости ходьбы. Повторите этот процесс. 10. Важно, чтобы во время этого процесса вы никогда не останавливались полностью и не блокировали колеса.«

Это значительно улучшит характеристики ваших тормозов и подготовит их к нормальной езде.

6 Техническое обслуживание требует нового набора навыков

Скорее всего, вы знаете, как регулировать ободные тормоза и менять колодки, а также, возможно, как менять тросы. Возможно, вы делали это с детства. В зависимости от вашего опыта езды на велосипеде обслуживание дисковых тормозов может быть для вас совершенно новым.

Одна проблема, с которой вы можете столкнуться с гидравлическими дисковыми тормозами, - это ощущение мягкости и мягкости из-за воздуха в системе.Это требует кровотечения и означает либо поездку в веломагазин, либо обстрел комплекта для прокачки. У каждого производителя есть свой комплект для прокачки. Shimano и SRAM, например, используют разные техники и жидкости.

Прокачка гидравлической дисковой тормозной системы - не самая обременительная задача, но вам нужно будет научиться этому, следуя инструкциям или просматривая одно из наших видео.

7 Они могут визжать!

Это правда, что ободные тормоза могут визжать, но мы считаем, что дисковые тормоза хуже нарушают правила.

Самая частая причина визга дисковых тормозов - загрязнение ротора или колодок. Вы должны быть осторожны при использовании аэрозольных смазочных материалов на велосипеде с дисковыми тормозами или вообще избегать их.

Узнайте, как остановить визг тормозов

«Регулярная чистка роторов специальным (безмасляным) обезжиривателем для дисковых тормозов - хороший способ избежать визга тормозов», - говорит Шимано. «Очистка колодок тоже может помочь успокоить ситуацию - вы можете попробовать наждачную бумагу или шлифовать колодки. - но если смазка пропиталась колодкой, возможно, потребуется их заменить.Однако не используйте обезжиривающие средства или химикаты для чистки тормозных колодок ».

Очистить колодки дискового тормоза сложнее, чем колодки ободного тормоза, в основном потому, что их нужно снимать с велосипеда.

Как лучше всего чистить дисковые тормоза?

Визжание колодок также может быть признаком износа колодок. Присмотреться к колодкам для дисковых тормозов немного сложнее, чем к ободным тормозным колодкам, хотя снятие колеса может облегчить задачу.

8 Износ роторов... в итоге

Одним из преимуществ дисковых тормозов является то, что они не изнашивают обода ваших шикарных карбоновых колес, но не забывайте, что вы изнашиваете дисковые роторы. К счастью, роторы не особенно дороги.

Различные бренды указывают разную минимальную толщину для своих роторов (цифра часто печатается на роторах). Если выйти за этот предел, все станет опасно, так что следите за ними.

.

Как определить степени ненасыщенности молекулы

  1. Образование
  2. Наука
  3. Химия
  4. Как определить степени ненасыщенности молекулы

Знание числа ненасыщенности

Артур Винтер

в молекуле полезно, потому что это число связано с тем, сколько кратных связей или колец присутствует в неизвестном соединении. (Этот кусочек информации становится очень полезным, когда вы хотите определить структуру неизвестного соединения.)

Степени ненасыщенности в молекуле аддитивны - молекула с одной двойной связью имеет одну степень ненасыщенности, молекула с двумя двойными связями имеет две степени ненасыщенности и так далее. Подобно тому, как образование двойной связи вызывает потерю двух атомов водорода, образование кольца также приводит к потере двух атомов водорода, поэтому каждое кольцо в молекуле также добавляет одну степень ненасыщенности. Для каждой тройной связи к молекуле добавляются две степени ненасыщенности, потому что молекула должна потерять четыре атома водорода, чтобы образовалась тройная связь.Здесь показаны некоторые примеры трехуглеродных молекул с различным числом степеней ненасыщенности.

Степени ненасыщенности трехуглеродных молекул.

Чтобы определить количество степеней ненасыщенности для любой произвольной структуры, вы суммируете все отдельные элементы ненасыщенности в молекуле. На следующем рисунке показана молекула, состоящая из одного кольца, одной двойной связи и одной тройной связи. Таким образом, эта молекула имеет четыре степени ненасыщенности, потому что двойная связь и кольцо добавляют по одной степени ненасыщенности, а тройная связь добавляет две степени, всего четыре.

Молекула с четырьмя степенями ненасыщенности.

Более важным, чем определение количества степеней ненасыщенности по молекулярной структуре, является возможность определить количество степеней ненасыщенности по молекулярной формуле. Число степеней ненасыщенности можно определить по молекулярной формуле с использованием следующего уравнения.

С помощью этого уравнения можно определить число степеней ненасыщенности для любого углеводорода, молекулярная формула которого известна.(Для соединений, структура и формула которых неизвестны, химики используют инструментальный метод, называемый масс-спектрометрией , чтобы определить молекулярную формулу соединения.)

Но как насчет молекул, которые содержат атомы, отличные от водорода и углерода? В таких случаях вам необходимо преобразовать эти многоатомные молекулярные формулы в эквивалентные формулы, содержащие только углерод и водород, чтобы их можно было вставить в предыдущее уравнение. Для этого используются следующие коэффициенты пересчета:

  • Галогены (F, Cl, Br, I): Добавьте один водород в молекулярную формулу для каждого присутствующего галогена.

  • Азот: Отнимите один водород для каждого присутствующего азота.

  • Кислород или сера: Игнорировать.

Например, чтобы определить количество степеней ненасыщенности в формуле C 8 H 6 F 3 NO 2 , вы сначала делаете правильные замены для всех атомов, которые не являются водородом и углеродом. Фтор - это галоген, поэтому вы добавляете три атома водорода к молекулярной формуле (по одному на каждый F).Молекула содержит один азот, поэтому вы вычитаете один водород из молекулярной формулы. Два атома кислорода в молекуле, которые вы игнорируете. Это дает сокращенное уравнение C 8 H 6 + 3–1 = C 8 H 8 . Другими словами, как формула C 8 H 6 F 3 NO 2 , так и формула C 8 H 8 имеют одинаковое количество степеней ненасыщенности. Подстановка этой сокращенной формулы в предыдущее уравнение дает пять степеней ненасыщенности для молекулярной формулы C 8 H 6 F 3 NO 2 .

Об авторе книги

Артур Винтер - выпускник Фростбургского государственного университета, где получил степень бакалавра химии. Он получил докторскую степень в Мэрилендском университете в 2007 году. В настоящее время он является профессором химии в Университете штата Айова.

.

Смотрите также