محققان ایرانی آمیزه اصطكاكی لنت ترمز با صدازایی پایین تولید كردند

محققان دانشگاه صنعتی امیركبیر به دانش فنی فرمولاسیون و فرایند بهینه تولید آمیزه اصطحكاكی لنت ترمز به منظور كاهش صدازایی دست یافتند.

ایسنا: سیستم ترمز وسایط نقلیه از جمله مهمترین اجزای آنها به شمار می‌رود چرا كه ایمنی وسیله نقلیه و سرنشینان آن به چگونگی عملكرد سیستم ترمز بستگی دارد.

از میان اجزای مجموعه ترمز هم عضو اصطكاكی به ویژه به عنوان بخش مهم و تعیین كننده چگونگی كارایی سیستم ترمز نقش قابل توجهی را در قابلیت ترمزگیری سیستم تحت شرایط دمایی و مكانیكی مختلف عهده دار می‌باشد.

علاوه بر این، میزان صدا زدایی، فرمان زدگی و طول عمر لنت نیز به عضو اصطكاكی بستگی دارد. ماده اصطكاكی یك كامپوزیت پلیمری ترموست شونده حاوی مواد و فیلرهای گوناگون است كه هر كدام وظیفه خاصی را عهده دار می‌باشند.

در سال‌های اخیر صدازدایی ترمزهای دیسكی برای صنعت خودرو و تولید كنندگان مواد اصطكاكی مورد مصرف در سیستم‌های ترمز دیسكی و همچنین مصرف كنندگان لنت، موضوعی بوده كه روز به روز مورد توجه بیشتر واقع شده است.

اگرچه صدا زایی فركانس پایین برای انواع خاصی از سیستم‌های ترمز مساله مهمی است، متداولترین و مزاحم‌ترین صدا، زوزه می‌باشد كه ضمن برهم زدن آرامش مسافران وسایط نقلیه و ایجاد آلودگی صوتی در محیط، از نظر هزینه‌های ضمانت برای تولید كنندگان خودرو و ترمز گران و پر خرج است.

زوزه، ‌ارتعاش فركانس بالا( 1000هرتز به بالا) اجزاء ترمز در حین عمل ترمزگیری است و هنگامی اتفاق می‌افتد كه كوپلینگ اصطكاكی بین لنت و دیسك یك ناپایداری دینامیكی ایجاد كرده و سیستم ترمز، ارتعاشات مكانیكی با دامنه خیلی بالا را تجربه می‌كند.

روش‌ها و تكنیك‌های بسیار زیادی طی چند سال اخیر توسط محققان و پژوهشگران به عنوان دستاوردهای پژوهشی ارائه شده است كه در كاهش میزان و دامنه صدا یا زوزه می‌توانند موثر واقع شوند. در تمام این روشها هدف كاهش دامنه ارتعاشات و میرایش فركانس‌های قابل شنیدن بوده است. استفاده از مواد و افزودنی‌هایی با ساختار لایه‌ای و یا بلوری توسط پژوهشگران پیشنهاد شده است.

نانوگرافیت نیز به دلیل دارا بودن ساختار لایه‌ای و وجود اقیانوسی از الكترون در لایه‌های كربنی آن و همچنین ساختار لانه زنبوری متشكل از لایه‌های با ضخامت چند نانومتر حاوی گروه‌های شیمیایی فعال جهت جذب شدن زنجیرهای رزین فنلیك درون خلل و فرج لانه زنبوری می‌تواند در میرایش دامنه فركانس‌های صدازا موثر باشد. در این صورت ساختار شبكه‌ای شده رزین بین نانولایه‌ها به صورت كامپوزیت درآمده و در اثر وقوع حركات لغزشی بین نانو لایه‌ها امكان میرایش دامنه صدا وجود دارد.

محققان دانشگاه صنعتی امیركبیر نیز در پژوهشی به كارفرمایی وزارت صنایع و معادن (طرح‌های تحقیقات اساسی و مطالعات كاربردی صنعتی و معدنی) به دانش فنی فرمولاسیون و فرایند بهینه تولید آمیزه اصطحكاكی لنت ترمز به منظور كاهش صدازایی دست یافته‌اند.

هدف از این پژوهش، استفاده از ماده نانوگرافیت به عنوان تعدیل كننده اصطكاك و افزایش قابلیت میرایش ارتعاشات و فركانس‌های صدایی توسط ماده اصطكاكی می‌باشد. علاوه بر این، استفاده از مواد نانو گرافیت در ماده اصطكاكی،‌ هدایت حرارتی ماده اصطكاكی را افزایش داده و در نتیجه احتمال افزایش دما در فصل مترك دیسك و ماده اصطكاكی را كاهش می‌دهد.

این امر باعث می‌شود تا پدیده صدازایی توسط ماده اصطكاكی در لحظه اعمال ترمز كاهش یابد. به عبارت بهتر، با افزودن نانوگرافیت به ماده اصطكاكی پیش بینی می‌شود علاوه بر كنترل انتشار و تشدید فركانسهای صدازا، قابلیت میرایش ارتعاشات توسط ماده اصطكاكی را افزایش داده و بدلیل نانوسكوپیك بودن ذرات نانو گرافیت نیز ماده اصطكاكی بعد از پخت و قالبگیری از استحكام مكانیكی و مقاومت سایشی بالایی برخوردار می‌باشد.

به گفته مجریان طرح، كارایی یك سیستم ترمز خودرو عمدتا توسط خواص تریبولوژیكی زوج اصطكاكی كه متشكل از دیسك و ماده اصطكاكی می‌باشد تعیین می‌شود. از میان اجزا مجموعه ترمز، عضو اصطكاكی نقش قابل توجهی را در قابلیت ترمزگیری سیستم تحت شرایط دمایی و مكانیكی مختلف عهده دار می‌باشد. علاوه بر این، میزان صدا زدایی، فرمان زدگی و طول عمر لنت نیز به عضو اصطكاكی بستگی دارد.

خواص یك ماده اصطكاكی مورد مصرف در هر سیستم ترمز كه باید مورد توجه و بهینه سازی طراح قرار گیرد عبارتند از میزان ضریب اصطكاك و پایداری آن در محدوده‌ای وسیع از سرعت، فشار و دمای كاربرد، میزان افت ضریب اصطكاك با دما و قابلیت بازیابی ضریب اصطكاك اولیه بعد از كاهش یا افت دما، مقاومت زیاد در برابر سایش، ترك و خستگی حرارتی، سازگاری تریبولوژیك با سطح فلزی متحرك مقابل (دیسك)، توان كافی جهت تحمل نیروهای برشی و فشاری زیاد كه در حین عملیات ترمزگیری اعمال می‌شود، حداقل حساسیت به آب، رطوبت، ‌مواد روغنی یا محیط‌های خورنده، نمكی و گل آلود از نقطه نظر خصوصیات سطحی آن به ویژه ضریب اصطكاك،‌ عدم استعداد ایجاد ارتعاش، صدا و زوزه در دماهای بالا (دیسك گرم) و پایین (دیسك سرد) و همچنین از نقطه نظر فرایند قالبگیری، سهولت شكل گیری در قالب، سرعت پخت و نیز سهولت خروج از قالب و پایداری حرارتی ماده اصطكاكی حائز اهمیت می‌باشد.

قابلیت حرارت زایی در سطح مشترك با دیسك و انتقال حرارت نیز از جمله خواص ترموفیزیكی ماده اصطكاكی محسوب می‌شود. مدول و تراكم پذیری عضو اصطكاكی از جمله خواص دیگر آن می‌باشد.

منبع:
http://environmental.mihanblog.com