Stabdžių trinkelių ir antdėklų atsiradimas (6 dalis)

1 spalio 2013, 21:31

Toliau tęsiame įmonės FOMAR mums padovanotą istoriją apie stabdžių sistemos atsiradimą automobiliuose. Šį kartą – apie tai, kodėl iš stabdžių trinkelių buvo pašalintas asbestas bei kaip vyksta stabdymo procesas.

Asbestas – nuodai

Praeito amžiaus septintame dešimtmetyje imta ieškoti sprendimų, kurie pakeistų iki tol pagrindinę stabdžių antdėklų sudedamąją dalį – asbestą. Buvo sužinota, kad jis kenkia sveikatai. Be to, ši medžiaga vis labiau brango.

Nauja būgninių stabdžių frikcinė medžiaga turėjo pasižymėti plastiškumu, nes eksploatacijos metu ją veiks kniedijimo ir kitos jėgos. Beieškant naujos antdėklų sudėties, buvo atliekami bandymai su stiklo, mineralų, metalų, anglies bei sintetiniais audiniais. Aštunto dešimtmečio pabaigoje pavyko visiškai eliminuoti asbesto naudojimą gamyboje ir pakeisti jį stiklo audiniais. Šiuolaikinėse frikcinėse medžiagose asbestas visiškai nebenaudojamas.

Trintis ardo

Stabdymo procesas prasideda tuomet, kai, nuspaudus stabdžių pedalą, stabdžių frikcinė medžiaga paliečia stabdžių būgną arba diską – tai yra, kuomet prasideda trintis. Judančios transporto priemonės kinetinė energija yra paverčiama šiluma, išsiskiriančia tarp stabdžių diskų ir trinkelių arba tarp stabdžių būgnų ir kaladėlių antdėklų (specialistai šiuos elementus vadina trinties poromis). Ši šiluma skverbiasi į frikcinės medžiagos gilumą, o taip pat į stabdžių diskus arba būgnus. Po to šiluma yra perduodama kitiems stabdžių sistemos elementams, šalia esančioms detalėms ir išskiriama į aplinką. Elementai, dalyvaujantys stabdymo procese, yra veikiami aukštos temperatūros ir trinties, todėl gana greitai nusidėvi. Šio nusidėvėjimo  pagrindiniai požymiai – trinties porų masės mažėjimas, išmatavimų ir frikcinių savybių pasikeitimas.

Besitrinančių trinkelių ir disko masė, arba antdėklų ir būgno masė nuolatos mažėja, keičiasi jų formą. Antdėklų ir diskų arba būgnų paviršiuose atsiranda įbrėžimai, grioveliai, o kartais net įtrūkimai. Be to, yra pastebimas frikcinės medžiagos dalelių įtrynimas į metalą ir atvirkščiai – metalo dalelių įtrynimas į frikcinę medžiagą. Kitą nusidėvėjimo rūšį sudaro, taip vadinamas, „nuovargio“ nusidėvėjimas, atsirandantis dėl nuolatinio stabdymo, tai yra, dėl jėgos poveikio trinties paviršiuose. Antdėklų paviršiuje atsiranda taip vadinamos „įtempimų sankaupos“, o po to – mikro įtrūkimai, kurie, laikui bėgant, skverbiasi gilyn į antdėklų medžiagą. Šie įtrūkimai lemia greitesnį antdėklų nusidėvėjimą. Be to, dėl stabdymo metu aukštai pakylančios temperatūros keičiasi frikcinės medžiagos rišančiųjų medžiagų cheminė sudėtis. Dėl šių pokyčių stabdymo antdėklai nusidėvi greičiau.

Inžinieriai, kuriantys stabdžių sistemas, nuolat ieško sprendimų, kurie galėtų užtikrinti minimalų trinties porų nusidėvėjimą bei kuo ilgesnį stabdžių efektyvumo išlaikymą. Vienas tokių sprendimų, teikiantis daug vilčių, tai – keraminių frikcinių medžiagų naudojimas. Šios medžiagos nepraranda savo savybių ir gali užtikrinti stabilų darbą net tuomet, kai trinties poros paviršių temperatūra siekia 1000°C. Beveik 100% transporto priemonės kinetinės energijos stabdžių sistemose su keraminiais antdėklais yra paverčiama šiluma. Ji, dėl šiuolaikinių stabdžių diskų konstrukcinių sprendimų (papildoma ventiliacija, kanalai, kiaurymės), per trumpą laiko tarpą yra išskiriama į aplinką ir išsklaidoma.

Kita frikcinių medžiagų rūšis, galinti atlaikyti tokias aukštas temperatūras, tai – sukepinti metalų milteliai, pvz. vario. Tačiau tokie stabdžiai turi vieną esminį trūkumą – jie yra kelis kartus brangesni už tradicinius stabdžius Todėl tokios stabdžių sistemos kol kas taikomos tik sportiniuose automobiliuose. Bet, laikui bėgant, šie sprendimai bus taikomi ir įprastose transporto priemonėse.

• Trintis ir išsiskiriančios aukštos temperatūros gali visiškai sunaikinti stabdžių antdėklus.

• Staigaus stabdymo metu stabdžių diskai gali įkaisti iki raudonumo.

Stabdymo kelias

Stabdymo kelias – tai atstumas, kurį nuvažiuoja transporto priemonė nuo tos akimirkos, kai vairuotojas nuspaudžia stabdžių pedalą. Stabdymo kelias yra proporcingas greičiui kvadratu bei priklauso nuo kelio dangos, padangų būklės ir oro slėgio jose.

Tęsinys kitame straipsnyje.

Komentarai

Komentarų nėra. Būkite pirmas!