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बना गयी 02.09
ब्रेक सिस्टम में घर्षण सामग्री का विज्ञान
ब्रेक पैड अपने पकड़ को प्राप्त करने में मदद करने के लिए ब्रेक रोटर्स के साथ संगत सामग्री पर निर्भर करते हैं। जब हम ब्रेक लगाते हैं, तो वे गतिज ऊर्जा को ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, जो आधुनिक ब्रेक सिस्टम के लिए महत्वपूर्ण है। ये सामग्रियां आज सभी वाहनों के लिए रोकने की शक्ति और आवश्यक सुरक्षा उपाय दोनों प्रदान करती हैं।
इस लेख में, हम पैड और रोटर के बीच संगतता, जब दो प्रकार की सामग्री संपर्क करती है तो तापीय रूप से क्या होता है, घिसाव समग्र ब्रेकिंग क्षमता को कितना प्रभावित करता है, और रोटर/कैलिपर डिज़ाइन, ब्रेक द्रव और एबीएस फ़ंक्शन जैसे अन्य चर ब्रेकिंग सिस्टम को कैसे प्रभावित कर सकते हैं, इस पर विचार करेंगे। अंत में, हम ब्रेकिंग के लिए अमेरिकी सरकारी मानकों और कुछ ऐसी बातों को संबोधित करेंगे जो आप अपने ब्रेकिंग सिस्टम को उसके इष्टतम स्तर पर बनाए रखने के लिए कर सकते हैं।
ब्रेक सिस्टम: घर्षण सामग्री समग्र प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करती है
ब्रेक सिस्टम का निर्धारण उपयोग की जाने वाली घर्षण सामग्री द्वारा किया जाएगा, जो ब्रेक पैड पर घर्षण बल का उपयोग करके रुकने पर स्टॉप कितना मजबूत होगा, इसे प्रभावित करेगा। सही सामग्री एक मजबूत स्टॉप में मदद करेगी।
अच्छी गुणवत्ता वाली घर्षण सामग्री उच्च तापमान पर भी अच्छा प्रदर्शन कर सकती है, लेकिन वे आपके रोटर को घिस सकती हैं या शोर पैदा कर सकती हैं। ब्रेक पैड और रोटर एक-दूसरे से मेल खाने चाहिए, और ब्रेक पर लगाया गया हाइड्रोलिक दबाव की मात्रा भी ब्रेक पैड के घिसाव और रुकने की क्षमता को प्रभावित करेगी।
निर्दिष्ट घर्षण आवश्यकता से कम घर्षण (बेमेल पुर्जे) असुरक्षित ठहराव का कारण बन सकता है। यह अत्यंत महत्वपूर्ण है कि ब्रेक पैड और रोटर को सही ढंग से चुना जाए और उनका उचित रखरखाव किया जाए।
घटक | प्राथमिक भूमिका | मुख्य संपर्क | सामान्य समस्या |
ब्रेक पैड | धीमा करने के लिए घर्षण बल उत्पन्न करें | संपर्क ब्रेक रोटर्स ; कैलिपर दबाव से प्रभावित | ग्लेज़िंग, असमान घिसाव, संदूषण |
ब्रेक रोटर्स | गर्मी अवशोषण और घर्षण के लिए एक स्थिर सतह प्रदान करें | पैड में थर्मल ट्रांसफर; कोटिंग्स और मशीनिंग से प्रभावित | थर्मल क्रैकिंग, वार्पिंग, अत्यधिक घिसाव |
ब्रेक कैलिपर्स | पैड पर हाइड्रोलिक दबाव लागू करें और वितरित करें | दबाव वितरण और पैड बैठने को नियंत्रित करता है | चिपके हुए पिस्टन, असंतुलन, माउंटिंग फ्लेक्स |
सिस्टम रखरखाव | लगातार घर्षण और दीर्घायु बनाए रखें | पैड की मोटाई, रोटर की स्थिति, हाइड्रोलिक स्वास्थ्य की जाँच करता है | अनदेखा घिसाव, द्रव का क्षरण, छूटी हुई विफलताएँ |
ब्रेक पैड में प्रयुक्त घर्षण सामग्री के प्रकार
सही घर्षण सामग्री का चुनाव ब्रेक फील, स्थायित्व और सर्विस की आवृत्ति को प्रभावित करता है।
अर्ध-धात्विक (Semi-metallic) फ़ॉर्मूलेशन और उनकी विशेषताएँ
अर्ध-धात्विक पैड में लोहा, तांबा और रेज़िन का मिश्रण होता है।
ये मजबूत ब्रेकिंग प्रदान करते हैं लेकिन शोरगुल वाले हो सकते हैं और धूल उत्पन्न कर सकते हैं, जिससे रोटर तेज़ी से घिस सकते हैं। नए नियम तांबे के विकल्पों को बढ़ावा देते हैं।
कार्बनिक (Organic) और गैर-एस्बेस्टस कार्बनिक (NAO) यौगिक
NAO पैड में एस्बेस्टस की जगह केवलर और रेज़िन का उपयोग किया जाता है।
ये पैड शांत होते हैं और रोटर पर कोमल होते हैं, लेकिन लोड के तहत तेज़ी से घिसते हैं और अर्ध-धात्विक पैड की तुलना में जल्दी फीके पड़ सकते हैं।
सिरेमिक सामग्री: लाभ और कमियाँ
सिरेमिक ब्रेक पैडमें फाइबर और फिलर होते हैं, साथ ही कुछ तांबा भी होता है।
सिरेमिक पैड का घर्षण गुणांक (friction coefficient) स्थिर होता है, वे बहुत कम धूल उत्पन्न करते हैं, और रोटर को सुरक्षित रखते हैं। वे अर्ध-धात्विक पैड की तुलना में अधिक महंगे और कम आक्रामक होते हैं।
सामग्री का चुनाव ब्रेक रखरखाव और घिसाव को कैसे प्रभावित करता है
सामग्री की विशेषताएं सर्विस अंतराल को प्रभावित करती हैं। सेमी-मेटैलिक पैड रोटर के जीवन को कम कर सकते हैं, जबकि NAO और सिरेमिक पैड घिसाव और लागत को कम करते हैं।
उचित बेड-इन से असमान घिसाव से बचा जा सकता है। पैड सामग्री को ड्राइविंग की ज़रूरतों से मिलाएं; टोइंग के लिए सेमी-मेटैलिक, कम्यूटिंग के लिए सिरेमिक या NAO।
घर्षण के पीछे सामग्री विज्ञान: गर्मी, घिसाव और घर्षण गुणांक
ब्रेकिंग गतिज ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित करती है, जिसे ब्रेक प्रदर्शन बनाए रखने और ब्रेक घिसाव को कम करने के लिए पैड-रोटर इंटरफ़ेस से दूर किया जाना चाहिए।
रोटर द्रव्यमान, सामग्री और वेंटिंग गर्मी के फैलाव को प्रभावित करते हैं।
ब्रेक रोटर का थर्मल व्यवहार
ब्रेकिंग से रोटर सैकड़ों डिग्री तक गर्म हो सकते हैं; भारी उपयोग 1,000°F से अधिक हो सकता है, जिससे दरारें पड़ने का खतरा होता है।
कास्ट आयरन रोटर में अच्छी गर्मी क्षमता होती है, जबकि कार्बन-सिरेमिक रोटर बेहतर स्थिरता प्रदान करते हैं।
रोटर डिजाइन गर्मी के फैलाव को प्रभावित करता है।
घर्षण गुणांक और ब्रेक प्रदर्शन को समझना
घर्षण गुणांक (μ) भार के मुकाबले घर्षण बल को दर्शाता है; उच्च μ रोकने की शक्ति को बढ़ाता है। μ तापमान और सतह की स्थिति के साथ बदलता रहता है।
लगातार μ विश्वसनीय पेडल प्रतिक्रिया प्रदान करता है; गर्मी के कारण μ में गिरावट से फेड हो सकता है।
घिसाव के तरीके: घर्षण, आसंजन और तापीय निम्नीकरण
घर्षण सामग्री को हटाता है, घर्षण गुणांक को बदलता है और ब्रेक घिसाव को बढ़ाता है।
आसंजन पैड सामग्री को रोटर में स्थानांतरित करता है, परतें बनाता है जो घर्षण को स्थिर कर सकती हैं या जडर का कारण बन सकती हैं।
तापीय निम्नीकरण रेज़िन बाइंडर को तोड़ता है, कठोरता को प्रभावित करता है और दरारें पैदा करता है।
व्यावहारिक शमन और परीक्षण अंतर्दृष्टि
वाहन के ड्यूटी चक्र से मेल खाने वाली पैड और रोटर सामग्री का चयन करें। हवादार रोटर के साथ शीतलन को बढ़ावा दें।
तापमान वृद्धि को घर्षण गुणांक भिन्नता से जोड़ने वाले लैब अध्ययन और तांबे-आधारित पैड पर डेटा प्रदान करते हैं। विस्तृत आंकड़ों के लिए उस सारांश को पढ़ें यहां.
- डिज़ाइन और सामग्री के साथ गर्मी अपव्यय का प्रबंधन करें।
- तापमानों पर घर्षण गुणांक व्यवहार की निगरानी करें।
- ब्रेक घिसाव सीमित करें
ब्रेक रोटर और ब्रेक कैलिपर्स के लिए डिज़ाइन संबंधी विचार
सही रोटर और कैलिपर का चुनाव ब्रेक प्रदर्शन की कुंजी है। रोटर की सामग्री और डिज़ाइन गर्मी प्रतिरोध और घिसाव को प्रभावित करते हैं, जबकि कैलिपर माउंटिंग पैड संपर्क को प्रभावित करती है।
स्थिर रोकने की शक्ति और दीर्घायु के लिए रोटर के साथ पैड का मिलान करना महत्वपूर्ण है।
रोटर सामग्री, वेंटिंग और सतह उपचार
कास्ट आयरन लागत और थर्मल मास के लिए यात्री कारों में आम है। उच्च-प्रदर्शन वाली कारें वजन और फेड प्रतिरोध के लिए एल्यूमीनियम या कार्बन-सिरेमिक रोटर का उपयोग करती हैं। वेंटिंग स्टॉप के दौरान रोटर को ठंडा करती है।
जिंक जैसी कोटिंग्स जंग से बचाती हैं। स्लॉटिंग और ड्रिलिंग गैस और धूल का प्रबंधन करती हैं, लेकिन अत्यधिक ड्रिलिंग से रोटर का जीवनकाल कम हो सकता है। निर्माता की पैटर्न सलाह का पालन करें।
कैलिपर सामग्री, कठोरता और माउंटिंग का घर्षण पर प्रभाव
ब्रेक कैलिपर कास्ट आयरन या एल्यूमीनियम से बने होते हैं। मल्टी-पिस्टन कैलिपर क्लैंपिंग बल बढ़ाते हैं। एक कठोर कैलिपर पैड के समान संपर्क सुनिश्चित करता है।
घिसे हुए माउंट असमान घिसाव और परिवर्तनशील घर्षण का कारण बन सकते हैं, जिससे कंपन या रुकने की शक्ति कम हो सकती है। उचित स्लाइड पिन और माउंटिंग टॉर्क पैड के सुसंगत दबाव को सुनिश्चित करते हैं।
पैड और रोटर मिलान प्रदर्शन और दीर्घायु को कैसे बेहतर बनाता है
रोटर्स के साथ पैड का मिलान सुसंगत घर्षण के लिए उनकी केमिस्ट्री को जोड़ता है। कम घर्षण वाले रोटर्स पर सिरेमिक पैड रोटर का जीवनकाल बढ़ाते हैं। वेंटिलेटेड रोटर्स के साथ सेमी-मेटैलिक पैड टोइंग के लिए उपयुक्त हैं।
- बिस्तर बनाने की प्रक्रिया को तेज करने और ग्लेज़िंग के जोखिम को कम करने के लिए प्रतिष्ठित निर्माताओं से मिलान किए गए किट का उपयोग करें।
- नए रोटर्स पर मशीन फिनिश बिस्तर बनाने के समय को कम करते हैं।
- मिलान किए गए घटकों को चुनने से प्रतिस्थापन लागत कम होती है और ब्रेक प्रदर्शन बढ़ता है।
घर्षण सामग्री के लिए परीक्षण, मानक और गुणवत्ता नियंत्रण
घर्षण सामग्री का परीक्षण करते समय, निर्माता बेंच और पूर्ण-पैमाने के तरीकों का उपयोग करते हैं। डायनेमोमीटर परीक्षण तापमान, दबाव और गति के साथ घर्षण परिवर्तन दिखाता है। पिन-ऑन-डिस्क रिग घिसाव परीक्षण और मलबे के विश्लेषण में सहायता करते हैं।
लैब परीक्षण शहर और राजमार्ग की स्थितियों की नकल करते हैं, जो घर्षण, फीका पड़ने और ठीक होने के साथ-साथ ब्रेक प्रदर्शन के लिए शोर और थर्मल मानचित्रों पर डेटा प्रदान करते हैं।
सामान्य प्रयोगशाला परीक्षण
डायनामोमीटर परीक्षण विभिन्न तापमान पर घर्षण को मापते हैं और रुकावटों का अनुकरण करते हैं। पिन-ऑन-डिस्क परीक्षण पहनने को मापते हैं और स्क्रीनिंग के लिए कण उत्पन्न करते हैं। शीयर परीक्षण लाइनिंग और बैकिंग प्लेट के बीच बंधन की ताकत की जांच करते हैं।
SAE इंटरनेशनल और ISO मानक सेटअप और रिपोर्टिंग का मार्गदर्शन करते हैं। स्वतंत्र प्रयोगशालाएँ दावों को मान्य करती हैं और सूत्रों की तुलना करती हैं।
संयुक्त राज्य अमेरिका में उद्योग मानक और नियामक ढांचा
संघीय नियम ब्रेकिंग सिस्टम के लिए मानक निर्धारित करते हैं। FMVSS 135 यात्री वाहनों के लिए हाइड्रोलिक सिस्टम को कवर करता है।
पर्यावरणीय नियम ब्रेक पैड के संघटन को प्रभावित करते हैं, जिससे तांबे की मात्रा कम होती है। ASTM और SAE मानक परीक्षण प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं।
पंजीकरण और तृतीय-पक्ष लिस्टिंग अनुपालन सुनिश्चित करते हैं। AMECA-शैली पंजीकरण और FMSI पहचानकर्ता प्रदर्शन को सत्यापित करते हैं। निर्माता मानकों और सुरक्षा के लिए पंजीकरण विवरण साझा करते हैं। अधिक जानकारी यहाँ देखें घर्षण सामग्री पंजीकरण.
वास्तविक दुनिया के प्रदर्शन के लिए परीक्षण परिणामों की व्याख्या करना
लैब के परिणाम सभी चर को कवर नहीं करते हैं। रोटर की स्थिति, ड्राइविंग शैली और लोड प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं। तकनीशियनों को स्थिर घर्षण और घिसाव दर के आंकड़े खोजने चाहिए।
फेड प्रतिरोध और घिसाव परीक्षण के परिणामों की जाँच करें। तीसरे पक्ष का डेटा और प्रतिक्रिया निर्माता वक्रों को पूरक करती है। OEM संगतता नोट्स विश्वसनीय प्रदर्शन के लिए पैड का मिलान करने में मदद करते हैं।
परीक्षण का प्रकार | यह क्या मापता है | मुख्य परिणाम |
डायनामोमीटर (पूर्ण-पैमाने पर) | तापमान बनाम घर्षण गुणांक, फेड/रिकवरी, शोर | ऑपरेशनल फ्रिक्शन कर्व्स और फेड प्रतिरोध |
पिन-ऑन-डिस्क | अपघर्षक घिसाव दर, घिसाव मलबे की संरचना | सामग्री घिसाव की विशेषताएं और कण प्रोफाइल |
कतरनी और बंधन परीक्षण | लाइनिंग की बैकिंग प्लेट से जुड़ाव की मजबूती | डिलैमिनेशन का जोखिम और यांत्रिक विश्वसनीयता |
पर्यावरणीय स्क्रीनिंग | प्रतिबंधित पदार्थों की उपस्थिति (जैसे, भारी धातुएँ) | नियामक अनुपालन और कम पर्यावरणीय प्रभाव |
थर्मल मैपिंग | पैड और रोटर में गर्मी का वितरण | हॉटस्पॉट की पहचान और थर्मल स्थिरता |
रखरखाव, समस्या निवारण और सही ब्रेक पैड चुनना
नियमित ब्रेक रखरखाव सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण है। हर तेल परिवर्तन या 6,000 मील पर, पैड की मोटाई, रोटर की स्थिति की जाँच करें, और ब्रेक कैलिपर्स और द्रव स्तरों का निरीक्षण करें।
सामान्य समस्याओं के समाधान हैं। चीख़ का मतलब घिसे हुए पैड या ढीले पुर्जे हैं; कंपन से पता चलता है कि रोटर मुड़ गए हैं, जिन्हें फिर से सतह पर लाने या बदलने की आवश्यकता है।
स्पंजी पैडल या फीका पड़ना हाइड्रोलिक समस्याओं का संकेत देता है, संभवतः लाइनों में हवा या पुराना द्रव। लाइनों को फ्लश और ब्लीड करें।
ड्राइविंग की ज़रूरतों के आधार पर पैड चुनें। रोज़मर्रा की ड्राइविंग के लिए, OEM-समकक्ष NAO या सिरेमिक पैड शांत होते हैं। भारी उपयोग के लिए, सेमी-मेटैलिक पैड सबसे अच्छे होते हैं।
पैड को हमेशा रोटर से मिलाएं। यदि आपको धातु-से-धातु का शोर या ABS चेतावनी सुनाई देती है, तो पेशेवर मदद लें। प्रमाणित तकनीशियनों और गुणवत्ता वाले पुर्जों का उपयोग करें।
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