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剎車盤片在高溫下會(huì)有哪些變化

日期:2018-05-21 09:42:56


今天了解一下材料在高溫下的性能指標(biāo)會(huì)如何變化:

     材料的力學(xué)性能指標(biāo)受溫度的影響較大,隨著溫度升高,強(qiáng)度、鋼度、硬度下降,塑性增加。同時(shí),在較高溫度下,載荷的持續(xù)時(shí)間對(duì)力學(xué)性能也有影響,會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變

     頻繁地剎車產(chǎn)生摩擦,會(huì)造成剎車片發(fā)熱,這時(shí)候剎車片強(qiáng)度、鋼度、硬度下降,塑性增加。

      當(dāng)較高溫度下,我們踩剎車會(huì)使剎車片處于恒應(yīng)力作用下,即使應(yīng)力小于該溫度下的屈服點(diǎn),材料也會(huì)緩慢地產(chǎn)生塑性變形。材料一旦發(fā)生了蠕變,嚴(yán)重時(shí)最終會(huì)導(dǎo)致材料斷裂。


金屬材料在常溫下的力學(xué)性能,以便和高溫下的力學(xué)性能做一個(gè)對(duì)比。材料在常溫下,一般情況,應(yīng)力超過了屈服點(diǎn),材料才會(huì)產(chǎn)生塑性變形。例如Q235作為碳素結(jié)構(gòu)鋼的常見牌號(hào),其力學(xué)性能如下:

屈服強(qiáng)度:材料開始產(chǎn)生明顯塑性變形時(shí)的最低應(yīng)力值。抗拉強(qiáng)度:材料在破斷前所承受的最大應(yīng)力值。常溫下,如果應(yīng)力值小于屈服強(qiáng)度,那么力卸去后,材料變形會(huì)消失。對(duì)于精密的機(jī)械零件而言,即使發(fā)生少量的塑性變形也會(huì)導(dǎo)致零件精度下降而形成失效。 

★★★   摩擦系數(shù)隨溫度而變化★★★

    高溫下,剎車片的摩擦系數(shù)降低,導(dǎo)致剎車力度減弱,我個(gè)人認(rèn)為摩擦系數(shù)降低的根源是高溫下剎車片的性能下降,例如發(fā)生蠕變,同時(shí)強(qiáng)度、剛度、硬度下降,這意味著剎車片變軟了,因此,影響了剎車。或許大家忽略了一個(gè)問題:整個(gè)剎車系統(tǒng)里面,剎車片過熱時(shí)候受到影響最大的,不是剎車片,而是剎車液壓系統(tǒng)里面的剎車液。

在賽車事業(yè)部維護(hù)過剎車系統(tǒng)的人都知道,剎車系統(tǒng)每次過熱以后,都需要換掉一部分剎車液,原因就是剎車液在接觸高溫的過程中分解,產(chǎn)生了氣泡,聚集在剎車活塞附近。另外剎車液自己也會(huì)吸水,吸水以后除了造成剎車系統(tǒng)銹蝕,水分也會(huì)在溫度比較高的時(shí)候就產(chǎn)生氣泡。

 高溫時(shí)候剎車踩上去感覺有海綿的感覺,主要是液壓系統(tǒng)里面的氣泡被壓縮,液壓不能全部傳遞到活塞以壓縮剎車片,最后壓住剎車盤造成的,和剎車盤的變形基本無關(guān),因?yàn)閯x車盤的形變是微米級(jí)別的,而氣泡造成的剎車軟的感覺是厘米級(jí)別的。

    維護(hù)剎車液的術(shù)語里面有一個(gè)叫bleeding,就是放出變質(zhì)的剎車液,同時(shí)帶出氣泡,而不會(huì)讓空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)。

剎車片溫度過高,會(huì)導(dǎo)致剎車盤的材料疲軟,剎車效果大幅下降,甚至失靈,所以要注意剎車盤的通風(fēng)散熱,不過普通的乘用車不需要擔(dān)心這個(gè)問題,因?yàn)橐话懵访娌粫?huì)長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)。

    需要注意的是,比如下山路,長(zhǎng)時(shí)間的下山路會(huì)頻繁使用剎車,會(huì)導(dǎo)致剎車過熱,這時(shí)候要注意停車使剎車盤散熱再繼續(xù)開,否則等剎車效果下降或失靈會(huì)非常危險(xiǎn)。

 如:F1賽車比賽中,因?yàn)檐囁俪煸偌由蠌澋佬枰l繁使用剎車,剎車盤都會(huì)使用高性能的材料,而且往往剎車盤散熱出現(xiàn)問題時(shí),停下車剎車盤都會(huì)燒的通紅。

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