Cât durează plăcuțele de frână?

Cele două plăcuțe din partea de sus a fotografiei au aproximativ 2 milimetri grosime și prost purtate. Grosimea de jos, proaspătă din cutie, are o grosime de 12 milimetri. Geamurile de pe plăcuțele vechi (o problemă tipică), au redus capacitatea de frecare a acestora. Vezi mai multe poze cu frâne. Fotografie de Eric Baxter

Durata de viață a unui set de plăcuțe de frână depinde de un set foarte larg de variabile, de la stilul de conducere personal la legile impersonale ale fizicii. Mecanicii și producătorii au o distanță de kilometri de aproximativ 30.000 până la 70.000 de mile (48.280 până la 112.654 kilometri), dar poveștile despre plăcuțe care durează doar 100 de mile (160.9 kilometri) până la uimitoare 100.000 mile (160.934 kilometri) abundă.

Aceste numere de anvergură sunt de înțeles. Plăcile vin într-o serie de tipuri și compoziții - de la compozit la metalic până la ceramică - și sunt atașate la o gamă și mai incomodă de sisteme de frânare și rotori, toate afectând viața plăcuței. La amestec se adaugă căldura, presiunea și frecarea în cantități care ar uimi majoritatea șoferilor. Într-adevăr, frânele, în special plăcuțele, sunt unele dintre componentele cele mai grele din mașină.

În scopul acestui articol ne vom ocupa exclusiv de plăcuțele de frână, adică plăcuțele utilizate la frânele etrierului, mai degrabă decât frânele cu tambur. Seturile utilizate la frânele cu tambur sunt denumite „încălțăminte”. Ele servesc același scop și sunt adesea construite din același material sau similar, dar funcționează într-un mod ușor diferit.

Să începem să abordăm întrebarea de longevitate, analizând din ce sunt fabricate plăcuțele de frână sau materialul de frecare al acestora. Cutiile sunt în general în patru tipuri: organice, semimetalice, metalice și sintetice. Fiecare dintre aceste tipuri are propriile caracteristici care trebuie cântărite pentru durata de viață a plăcuței de frână:

• Organic: Fabricat din fibre nemetalice lipite într-un material compozit. Materialul este apoi tratat cu modificatori de frecare, inclusiv grafit, metale sub formă de pudră și chiar cochilii. Se adaugă umpluturi pentru a reduce zgomotul și pentru a afecta transferul de căldură, printre alți factori.
• metaloizi: Acest tampon este un amestec de materiale organice și metale - variind de la oțel și fier până la cupru - modelat și lipit pentru a forma tamponul. Aceste tampoane sunt mai dure și mai rezistente la căldură.
• Metalic: Acest material, format dintr-o varietate și un amestec de metale lipite sub presiune, a fost cândva folosit pe larg în curse. Progresele în compoziția plăcilor organice și semimetalice au făcut ca plăcuțele metalice să fie aproape învechite.
• Sintetic: Aceasta este ceea ce este adesea denumit tampoane ceramice. Aceste tampoane sunt fabricate dintr-un compozit din material non-organic și nemetalic, de obicei din fibră de sticlă și fibre de aramidă. Aceste plăcuțe cântăresc aproximativ jumătate din greutatea plăcii medii, sunt mai puternice, au o putere mai bună de oprire la rece și la cald și durează mult mai mult decât placa medie. De asemenea, costă aproximativ de două ori mai mult.

Pentru materialele tampon de mai sus, cea mai bună putere de oprire se găsește în plăcuțele organice. Dar aceeași putere de oprire înseamnă că mai mult din materialul tamponului este uzat în timpul unei opriri. Din această cauză, plăcuțele organice durează în medie cel mai puțin timp. Plăcile semimetalice, plăcuțele care sunt acum pe majoritatea mașinilor, sunt mai dure și durează mai mult, dar nu se opresc la fel de eficient ca și plăcuțele organice. Același lucru este valabil și pentru plăcuțele ceramice, deși aceste plăcuțe durează adesea mai mult dacă șoferul este dispus să plătească prețul și să aibă o distanță de oprire ceva mai lungă.

Și cum tampoanele sunt pe cale de oprire, este timpul să aruncăm o privire la masă. Realitatea de masă sau oprirea specifică a unei mase date - cum ar fi o mașină - ne aduce la fizica din spatele uzurii plăcuței.

Această fotografie arată un ansamblu tipic de frână cu disc cu rotor, plăcuțe și etrier. Acest ansamblu a fost înlocuit după ce etrierul a înghețat și plăcuțele s-au uzat până la aproape nici o grosime. Căldura a încălzit rotorul și a împiedicat frânele să funcționeze eficient. Fotografie de Eric Baxter

Cel mai de bază, un sistem de frânare transformă energia cinetică a unei mașini în energie termică prin dispozitive de frecare - și anume plăcuțele. Câtă energie cinetică este la locul de muncă într-o mașină este determinată de greutatea acesteia (eu folosesc aceasta în mod interschimbabil cu gândul de masă, cele două nu sunt exact aceleași), viteza acesteia și cât de mult se schimbă viteza. Din punct de vedere al fizicii, energia cinetică se calculează înmulțind greutatea mașinii de ori pătratul vitezei sale. Produsul este apoi împărțit la 29,9 și rezultatul este cantitatea de energie cinetică în lire sterline.

O aplicație mai practică este aceasta: Două mașini parcurg 30 mile pe oră (48,3 kilometri pe oră). Unul cântărește 2.000 de kilograme (907.2 kilograme), iar celălalt 4.000 de kilograme (1.814 kilograme). Mașina mai ușoară generează 60.200 de lire sterline (81.620 de metri newton) de energie cinetică, cea mai grea producând 120.400 de lire (163.240 de metri) de energie cinetică.

Mașina noastră teoretică călătorește și generează cuplu și, în esență, nu se întâmplă nimic până când șoferul pășește pe frână. Apoi se întâmplă o grămadă de lucruri. Frânele trebuie să depășească inerția dinamică (mașina în mișcare) și să impună inerție statică (face ca mașina să se oprească). Face acest lucru schimbând energia cinetică în energie termică sau căldură - și generează multe. Placutele de pe mașina mai mică care parcurge 60 de mile pe oră (96,6 kilometri pe oră) vor atinge aproximativ 450 de grade Fahrenheit (232,2 grade Celsius) în timpul unei opriri de urgență. Acest lucru, desigur, poate afecta viața tamponului. Sau, mai simplu de pus, de fiecare dată când un șofer se oprește sau călărește frânele, tampoanele se uzează, se încălzește și mor doar puțin.

Porțiunea finală a acestei ecuații îndelungate privind viața tamponului nu are nicio legătură cu plăcuțele direct. Nu uitați, plăcuțele trebuie să apese pe un rotor pentru a încetini mașina. Acest lucru se realizează folosind un set de etrieri, iar plăcuțele sunt apăsate pe un rotor.

Un rotor poate arăta ca o simplă piesă de metal, dar este proiectat foarte special pentru a lucra cu etrierile și plăcuțele. Masa rotorului, precum și aripioarele de căldură încorporate, ajută la disiparea unei părți din energia termică dezvoltată în timpul frânării și extind durata de viață a plăcuței. Suprafața are, de asemenea, un finisaj suficient de neted pentru a prelungi durata de viață a plăcuței, dar suficient de dur pentru a permite o frânare eficientă.

În mod similar, etrierile trebuie să acționeze pentru a aplica corect pistonul și pentru a apăsa plăcuțele atunci când este nevoie și pentru a elibera atunci când nu este nevoie. Un etrier blocat sau lipitor poate însemna că o garnitură este într-un contact presurizat constant sau prea frecvent cu un rotor. Aceasta crește energia termică și uzura prematură a plăcuței.

Variabilele din viața plăcuței de frână sunt atât de largi încât setarea unei durate de viață specifice este aproape imposibilă - deși 30.000 - 50.000 mile (48.280 - 80.467 kilometri) pentru plăcuțele semimetalice este o idee bună. Chiar și tipul de transmisie pe care o are o mașină poate afecta viața plăcii. Șoferii de transmisie manuală care știu să treacă la viteza de control vor vedea o durată de viață mai mare a frânelor decât șoferii de transmisie automată. La celălalt capăt al spectrului, persoanele care se deplasează la frâne, sau care frânează foarte greu, își văd adesea viața de blocare la jumătate atunci când o simplă schimbare în stilul de conducere le-ar putea economisi.

Având în vedere această varietate, cel mai bun mod de a gestiona viața tamponului este de a le controla în timpul modificărilor de ulei de rutină. Pentru a măsura uzura pot fi utilizate un set de manometre pentru plăcuțele de frână, iar un magazin bun vă poate spune cât de mult material de fricțiune ați rămas pe placă și cât timp trebuie să dureze. Multe plăcuțe au indicatori audibili. O bucată mică de metal, de obicei o clemă cu arc, atașată la una dintre plăcuțe. Când placa se uzează, clemele se freacă de rotor și fac un zgomot de zgâriere.

Indiferent de cât pot dura plăcuțele de frână obișnuite, acordați întotdeauna atenție semne că frânele merg prost - puterea decolorată, pierderea puterii atunci când frânele se încălzesc sau trăgând într-o parte sau alta în timpul frânării. Toate aceste semne indică faptul că plăcuțele de frână merg prost, iar frânele sunt esențiale pentru buna funcționare a mașinii.

Pentru mai multe informații despre plăcuțele de frână și alte subiecte conexe, urmați linkurile din pagina următoare.

Articole similare

• Top 10 tehnologii auto de zi cu zi care au venit din curse
• Îți poți asambla propria mașină?
• Cât durează motoarele auto?
• Cât durează transmisiile?
• Cât trebuie să dureze compresorul de aer al unei mașini?
• În cazul în care anvelopele auto au o dată de vânzare?
• Ce este un indicator de viață al uleiului?
• Ce este nou în tehnologia uleiului sintetic?
• Te va repara financiar reparațiile auto în viitor?

surse

• Baxter, Eric. Tehnician de frânare certificat Chrysler - Nivel 3. Iulie 2010.
• Chamberlain, Kenneth. Tehnician de frânare certificat Chrysler - nivel 4. Interviu personal. Desfășurat în perioada 6 - 8 iulie 2010.
• Erjavec, Jack. "Frâne auto". Învățarea Delmar. 2004. (iulie 2010)