رزین فنولیک چگونه بر سر و صدای مواد اصطکاکی تأثیر می‌گذارد؟

مقدمه

صدای جیغ ترمز معمولاً به عنوان یک لرزش ناشی از اصطکاک سیستم ترمز جفت شده در نظر گرفته می شود. وقوع آن به فعل و انفعالات بین رابط اصطکاک، لنت ترمز، دیسک، کالیپر، اجزای پشتیبانی، شرایط عملیاتی و دینامیک سیستم بستگی دارد. بنابراین این خاصیت رزین فنلی یا هر ماده واحد دیگری نیست.

رزین فنولیک برای کاربردهای مواد اصطکاکیبه طور گسترده ای به عنوان یک چسب در بسیاری از فرمولاسیون های مواد اصطکاکی ترمز آلی استفاده می شود. به نگه داشتن الیاف، ساینده ها، روان کننده های جامد و پرکننده ها در داخل کامپوزیت کمک می کند. شیمی، محتوا و حالت پخت آن ممکن است بر خواص مواد مرتبط با اصطکاک و ارتعاش تأثیر بگذارد، اما این متغیرها نمی توانند به طور مستقل تعیین کنند که آیا سیستم ترمز جیغ تولید می کند یا خیر.

این مقاله رابطه غیرمستقیم بین رزین فنولیک و جیغ ترمز را توضیح می‌دهد و یک چارچوب عملی برای ارزیابی تغییرات رزین بدون ادعای بدون ادعای کاهش نویز ارائه می‌دهد.

چرا صدای جیغ ترمز یک پدیده در سطح سیستم است؟

صدای جیغ ترمز دیسکی ممکن است شامل ارتعاش و ناپایداری در داخل مجموعه ترمز جفت شده باشد. توضیحات پیشنهادی شامل اتصال حالت و سایر مکانیسم‌های مرتبط با ویژگی‌های اصطکاک، شرایط تماس و دینامیک ساختاری است. هیچ مکانیسم واحدی هر رویداد جیغ را توضیح نمی دهد.

رفتار غالب ممکن است با فشار ترمز، سرعت لغزش، دما، رطوبت، وضعیت سطح، وضعیت سایش، و دینامیک اجزا تغییر کند. بنابراین، تغییر فرمولاسیون که خواص لنت را تغییر می دهد، می تواند نتایج متفاوتی را در سیستم های ترمز مختلف ایجاد کند.

صدای جیغ ترمز نیز نباید به طور خودکار به عنوان شواهدی از عملکرد ناکافی توقف تفسیر شود. سر و صدا، عملکرد اصطکاک، سایش و ایمنی ملاحظات طراحی مرتبط هستند، اما معیارهای قابل تعویض نیستند.

نقش بایندر در یک ترکیب اصطکاکی

رزین فنلی معمولاً اتصال و تداوم ساختاری را در مواد اصطکاک ترمز آلی فراهم می کند. سهم آن باید همراه با الیاف، پرکننده‌ها، ساینده‌ها، روان‌کننده‌ها، تخلخل، فرآیند ساخت و سطح مقابل در نظر گرفته شود.

تغییر بایندر ممکن است بر یکپارچگی مکانیکی، پاسخ پخت، رفتار حرارتی، سایش و توسعه لایه اصطکاک تأثیر بگذارد. با این حال، جهت و بزرگی این تغییرات به فرمولاسیون کامل و شرایط فرآوری بستگی دارد.

خاصیت مواد اندازه گیری شده برای رزین به تنهایی نمی تواند مستقیماً به کامپوزیت اصطکاکی نهایی منتقل شود. به همین ترتیب، یک تغییر اندازه گیری شده در یک نمونه اصطکاک به خودی خود نمی تواند پاسخ دینامیکی یک مجموعه کامل ترمز را پیش بینی کند.

تعادل محتوای رزین و فرمولاسیون

تحقیقات با استفاده از فرمول بندی مواد اصطکاک بدون مس خاص نشان داد که تغییررزین فنولیکمحتوا بر رفتار لغزشی، سایش و انتشار ذرات تحت شرایط آزمایش گزارش شده تأثیر گذاشت. این مطالعه محتوای بایندر بهینه جهانی ایجاد نکرد و کاهش صدای ترمز در سطح سیستم را نشان نداد.

این تمایز مهم است. تغییر محتوای رزین می تواند به طور همزمان چندین ویژگی کامپوزیت را تغییر دهد، اما نتیجه بستگی به این دارد که کدام مواد جابجا شده اند، مواد چگونه پردازش می شوند و چگونه با دیسک تعامل می کنند.

در نتیجه، محتوای بایندر باید در برابر مجموعه کامل اهداف فرمولاسیون بهینه شود تا در برابر نویز به تنهایی. هیچ مقدار حداقل، حداکثر یا بهینه رزین جهانی در تمام مواد اصطکاک ترمز اعمال نمی شود.

شیمی و اصلاح رزین

کامپوزیت‌های رزین فنلی اصلاح‌شده برای کاربردهای ترمز، با تغییرات گزارش شده در رفتار اصطکاک و سایش تحت شرایط آزمایشی خاص، مورد بررسی قرار گرفته‌اند. چنین نتایجی نشان می دهد که اصلاح می تواند عملکرد تریبولوژیکی را تغییر دهد. آنها ثابت نمی کنند که همان اصلاح صدای جیغ را کاهش می دهد.

یک اصلاح کننده ممکن است فرآیند پذیری، رفتار مکانیکی، پاسخ حرارتی یا سایش را تحت تأثیر قرار دهد. این اثرات به شیمی اصلاح کننده، سیستم رزین، شرایط پخت، سایر اجزای فرمولاسیون و محیط آزمایش بستگی دارد.

نتایج مربوط به نویز به شواهد جداگانه نیاز دارد. حتی زمانی که یک اصلاح سفتی مواد یا رفتار اصطکاک را تغییر می‌دهد، تأثیر آن بر جیغ ممکن است پس از ادغام مواد در یک سیستم ترمز خاص، مطلوب، نامطلوب یا ناچیز باشد.

درمان و سازگاری ساخت

برنامه پخت و فرآیند ساخت متغیرهای صلاحیت مرتبط هستند زیرا ممکن است بر خواص و قوام کامپوزیت اصطکاکی نهایی تأثیر بگذارند. بنابراین شرایط پرس، پس از پخت، تغییرات مواد خام و کنترل فرآیند باید به عنوان بخشی از توسعه فرمول ارزیابی شود.

پردازش مداوم می تواند یک منبع از تنوع محصول را کاهش دهد، اما عملکرد بی صدا را تضمین نمی کند. هر گونه تغییر در درجه رزین یا برنامه پخت باید از نظر اثرات آن بر مواد اصطکاک کامل قبل از نتیجه گیری NVH در سطح سیستم ارزیابی شود.

توسعه لایه اصطکاکی

سطح اصطکاک یک لنت ترمز ارگانیک در حین لغزش تکامل می یابد. صفحات تماس و لایه‌های اصطکاک می‌توانند از زباله‌های سایش و اجزای تبدیل‌شده ناشی از سیستم تماس کامل پد-دیسک ایجاد شوند.

رزین فنولیک و محصولات تخریب آن ممکن است به بقایای سایش موجود کمک کنند، اما سطح مشترک همچنین حاوی مواد مشتق شده از پرکننده ها، ساینده ها، روان کننده ها، الیاف و دیسک است. بنابراین لایه اصطکاک را نمی توان به تنهایی به بایندر نسبت داد.

تکامل لایه اصطکاک بر تماس و رفتار اصطکاک تأثیر می گذارد. اینکه آیا این تغییرات افزایش یا کاهش می یابد یا بر صدای جیغ ترمز تأثیر نمی گذارد بستگی به سیستم ترمز جفت شده دارد و نیاز به ارزیابی جداگانه NVH دارد.

محدودیت های پیش بینی سطح مواد

شواهد موجود ادعای جهانی مبنی بر اینکه درجه، اصلاح یا سطح محتوای رزین فنولی خاص باعث کاهش صدای جیغ ترمز در سیستم‌ها و شرایط عملیاتی مختلف می‌شود را توجیه نمی‌کند.

اندازه گیری سطح مواد می تواند به توضیح چگونگی تغییر فرمول کمک کند. آنها نمی توانند به طور مستقل ثابت کنند که یک سیستم ترمز بی صدا خواهد بود. به عنوان مثال، خواص مکانیکی دینامیکی، سختی، تراکم پذیری، اصطکاک و سایش ممکن است همه مرتبط با توسعه باشند، اما هیچ کدام به عنوان پیش بینی مستقل صدای جیغ عمل نمی کنند.

انتخاب رزین همچنین نمی تواند هندسه نامناسب اجزا، شرایط تماس، تنوع مونتاژ یا دینامیک سیستم را جبران کند. کنترل نویز نیازمند هماهنگی بین فرمولاسیون مواد، طراحی اجزا، ساخت و اعتبارسنجی سیستم است.

چارچوب ارزیابی لایه ای

ارزیابی تغییر رزین ممکن است در چندین سطح انجام شود.

مشخصات رزین و کامپوزیت ممکن است شامل داده‌های درجه خاص، رفتار پخت، آنالیز حرارتی، رفتار مکانیکی دینامیکی، سختی، تراکم‌پذیری و یکپارچگی مکانیکی باشد. تست های انتخاب شده باید فرمولاسیون و فرآیند ساخت مورد نظر را منعکس کنند.

غربالگری اصطکاک و سایش ممکن است شامل آزمایش‌های مناسب سطح مواد یا مقیاس فرعی در دماها، فشارها و سرعت‌های لغزش مربوطه باشد. مشاهدات لایه اصطکاک و ساییدگی ممکن است به تفسیر تغییرات در رابط کمک کند. این تست‌ها رفتار تریبولوژیکی را مشخص می‌کنند اما عملکرد نویز در سطح سیستم را تعیین نمی‌کنند.

اعتبار NVH در سطح سیستم ممکن است شامل تست دینامومتر ترمز مناسب، تحلیل ارتعاش یا مودال، معرف شرایط محیطی و ترمز، و تایید سطح خودرو در صورت لزوم باشد. این برنامه باید با توجه به کاربرد ترمز مورد نظر و الزامات صلاحیت مشتری انتخاب شود.

هیچ سطح آزمونی جایگزین سطوح دیگر نمی شود. غربالگری مواد می‌تواند تغییراتی را که مستلزم بررسی بیشتر است، شناسایی کند، در حالی که سیستم ترمز تمام شده پاسخ جیغ واقعی را تعیین می‌کند.

نتیجه گیری

رزین فنولیک یک چسب مهم در بسیاری از مواد آلی اصطکاک ترمز است، اما تأثیر آن بر صدای جیغ ترمز غیرمستقیم است. شیمی، محتوا و پردازش رزین ممکن است رفتار ترکیبی و رابط را تغییر دهد، در حالی که پاسخ نویز حاصل به فرمول کامل و سیستم ترمز جفت شده بستگی دارد.

مطالعات منتشر شده نشان می دهد که محتوای رزین و اصلاح آن می تواند بر رفتار تریبولوژیکی مواد اصطکاکی تحت شرایط تعریف شده تأثیر بگذارد. تحقیقات روی سطوح ارگانیک لنت ترمز نیز اهمیت تکامل سطوح تماس و لایه های اصطکاک را نشان می دهد. هیچ یک از این یافته ها یک روش جهانی مبتنی بر رزین برای کاهش صدای جیغ ایجاد نمی کند.

رویکرد مناسب، تعریف خواص مواد مورد نیاز، ارزیابی فرمول اصطکاک کامل، و بررسی رفتار NVH در سطح سیستم ترمز مربوطه است. تامین کنندگان ممکن است مشخصات و اطلاعات مربوط به کنترل کیفیت را ارائه دهند، در حالی که صلاحیت مواد اصطکاک نهایی و سیستم ترمز بر عهده سازندگان مربوطه است.

تماس بگیرید

مشتریانی که رزین فنلی را برای مواد اصطکاک ترمز ارزیابی می کنند ممکن است دسته بندی مواد اصطکاکی مورد نظر، عملکرد رزین، فرمولاسیون و مسیر تولید، شرایط پخت، محدوده عملیاتی، اصطکاک و رفتار سایش هدف، نگرانی مربوط به NVH، و اطلاعات ویژه درجه مورد نیاز را ارائه دهند.

مستندات محصول موجود ممکن است از غربالگری اولیه مواد پشتیبانی کند. مناسب بودن فرمول نهایی، عملکرد ترمز، ایمنی و رفتار NVH در سطح سیستم باید با استفاده از مواد اصطکاک کامل و پیکربندی سیستم ترمز ارزیابی و تأیید شود.

مراجع

[1] Kinkaid, NM, O'Reilly, OM, & Papadopoulos, P. (2003). صدای جیغ ترمز دیسکی خودرو. مجله صدا و ارتعاش، 267 (1)، 105-166.https://doi.org/10.1016/S0022-460X(02)01573-0

[2] Nogueira، APG، Leonardi، M.، Straffelini، G.، & Gialanella، S. (2020). رفتار لغزشی و انتشار ذرات مواد اصطکاکی بدون مس با محتوای مختلف رزین فنلی معاملات تریبولوژی، 63 (5)، 891-902.https://doi.org/10.1080/10402004.2020.1753870

[3] یوسفوف، اف. (2021). رفتار تریبولوژیکی کامپوزیت های رزین فنلی اصلاح شده برای کاربردهای ترمز. روانکاری صنعتی و تریبولوژی، 73 (5)، 775-782.https://doi.org/10.1108/ILT-05-2020-0175

[4] اریکسون، ام.، و جاکوبسون، اس. (2000). سطوح تریبولوژیکی لنت های ترمز آلی. Tribology International, 33 (12), 817-827.https://doi.org/10.1016/S0301-679X(00)00127-4