¿Cómo optimizar la fricción y la transferencia de calor en el conjunto de zapatos de freno?

Optimizar el rendimiento de fricción y el efecto de conducción de calor del conjunto de zapatillas de freno es la clave para mejorar la eficiencia de frenado, la seguridad y la vida útil. La siguiente es una explicación detallada de los aspectos de la selección de materiales, el diseño estructural, la mejora del proceso y la adaptabilidad ambiental:

Use materiales de fricción compuesta de alto rendimiento (como cerámica, materiales orgánicos no asbestos o materiales reforzados con fibra metálica) para mejorar la estabilidad del coeficiente de fricción y garantizar el efecto de frenado en diversas condiciones de trabajo.
Agregue estabilizadores de fricción (como silicatos o carburo de silicio) y potenciadores de desgaste para reducir la tasa de desgaste de la superficie de fricción.

Optimice el rango de coeficientes de materiales de fricción (generalmente 0.35 ~ 0.45) para diferentes modelos y escenarios de uso. Un coeficiente demasiado alto puede causar bloqueo, y un coeficiente demasiado bajo reducirá la fuerza de frenado.

Agregue polvos de metal con una excelente conductividad térmica (como polvo de cobre o polvo de aluminio) al material para reducir el problema de la reducción del coeficiente de fricción en condiciones de alta temperatura.
Seleccione materiales que puedan soportar altas temperaturas (más de 350 ° C) para evitar la descomposición térmica (desvanecimiento del freno).

Agregue patrones específicos o estructuras de agujeros a la superficie de la almohadilla de fricción para optimizar el área de contacto de fricción y reducir la concentración de tensión en la almohadilla de fricción.
Mejore la adhesión entre la zapata de freno y la superficie del tambor de freno, mientras mejora el problema del ruido del freno.

Aumente la dureza de la superficie del material de fricción a través del proceso de tratamiento térmico para evitar la pérdida de rendimiento de fricción debido al ablandamiento de la superficie durante el frenado.

Agregue aditivos antideslizantes para garantizar una fricción estable en un entorno húmedo y evite "deslizar".

Use metales de conductividad térmica alta (como aleaciones de aluminio o aleaciones de cobre) como el material base de la zapata de freno para mejorar la eficiencia de transferencia de calor, reduciendo así el aumento de la temperatura del tambor de freno y la almohadilla de fricción.
Para los vehículos de servicio pesado, se pueden usar materiales compuestos de carbono-cerámica, que tienen una buena conductividad térmica y resistencia a la temperatura extremadamente alta.
Diseño liviano

Reduzca la masa del conjunto de la zapata de freno (como a través de la composición del material o la reducción del volumen de componentes no críticos) para reducir la acumulación de calor.

Diseñe orificios de disipación de calor o ranuras en la zapata de freno para aumentar la circulación del aire y promover la disipación de calor rápido.
La superficie del tambor de freno del sistema de frenos de tambor se puede diseñar con surcos de disipación de calor o agujeros de ventilación para acelerar aún más el enfriamiento.

Aplique un recubrimiento de radiación resistente a alta temperatura o un recubrimiento de cerámica en la superficie de la zapata de freno para mejorar su capacidad de disipación de calor por radiación.

Agregue una capa de aislamiento de calor entre la placa de fricción y el sustrato para reducir la transferencia de calor a otras partes del sistema de frenos y proteger el tambor de freno y el líquido de frenos.

Asegúrese de que los coeficientes de expansión térmica del material de fricción y el sustrato coincidan para evitar problemas de desprendimiento o deformación causados ​​por la alta temperatura.

La capa de fricción se separa del sustrato a través de una estructura en capas, y una capa de tampón se establece en el medio para reducir la velocidad de conducción de alta temperatura al sustrato.

El rendimiento de fricción y el efecto de conducción de calor del conjunto de la zapata de freno están estrechamente relacionados con la calidad del material y la superficie del tambor de freno. Use materiales de tambor de freno resistentes a alta temperatura y alta resistencia (como hierro fundido o acero de aleación) y limpie la superficie del tambor de freno regularmente para evitar la materia extraña que obstaculiza la disipación de calor.

Instale un dispositivo de ajuste de espacio libre automático para asegurarse de que el espacio libre entre la zapata de freno y el tambor de freno siempre esté en el rango óptimo para evitar la concentración de calor o la fuerza de frenado insuficiente debido a la eliminación excesiva.

El conjunto de la zapata de freno está sujeto a pruebas de banco y experimentos de simulación de carreteras para monitorear su rendimiento de fricción y rendimiento de la conducción de calor en diferentes condiciones de temperatura, velocidad y carga, y optimizar continuamente el diseño y la selección de materiales.

Al optimizar la fórmula del material de fricción, mejorar el diseño de la estructura de disipación de calor y mejorar la conductividad térmica del material base, el rendimiento de fricción y el efecto de conducción de calor del conjunto de la zapata de freno pueden mejorarse significativamente. Esta optimización sistemática no solo puede garantizar la seguridad de frenado del vehículo en diversas condiciones de trabajo, sino también extender la vida útil del sistema de frenos y mejorar la experiencia de conducción del usuario.