I. ΤΕΧΝΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ
Λειτουργικές δοκιμές. Τελικές δοκιμές του συνόλου δίσκων και τακακιών. Αξιολόγηση λειτουργικών παραμέτρων, δηλαδή: αποδοτικότητα φρεναρίσματος, άνεση χρήσης, βαθμός και τρόπος φθοράς, και καταστροφικές δοκιμές στο εργαστήριο για τον προσδιορισμό της κατάστασης της μικροδομής των δοκιμασμένων δίσκων φρένων.
II. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΙΤ ΦΡΕΝΩΝ:
Λίστα ελέγχου των προ-δοκιμών που πραγματοποιήθηκαν:
- Υποκειμενική αξιολόγηση της απόδοσης φρεναρίσματος.
- Υποκειμενική αξιολόγηση της άνεσης χρήσης.
- Αξιολόγηση της φθοράς των δίσκων και τακακιών.
- Μέτρηση πάχους δίσκων φρένων με μικρόμετρο.
- Μέτρηση άξονα εκτροπής δίσκων φρένων με επαγγελματική συσκευή μετρήσεως.
I.I. Αξιολόγηση απόδοσης φρεναρίσματος και άνεσης χρήσης
Η αξιολόγηση του χρήστη του οχήματος Seat Leon δείχνει ότι τα σετ δίσκων και τακακιών ABE Performance λειτουργούν σωστά.
(α) Όχημα Seat Leon. Σετ δοκιμών C3S012ABE-P. Απόσταση 100 χιλιάδες χλμ.
Το σετ δίσκων και τακακιών χρησιμοποιήθηκε εντατικά. Η απόσταση των 100.000 χλμ. καλύφθηκε μέσα σε έναν χρόνο, γεγονός που μας επέτρεψε να αξιολογήσουμε την ποιότητα του σετ δοκιμών με πολλούς τρόπους.
- Αμέσως μετά την εγκατάσταση, υπήρξε εμφανής ανεπαρκής αποδοτικότητα φρεναρίσματος, που είναι φυσιολογικό. Μετά την οδήγηση περίπου 200 χιλιομέτρων, η αποδοτικότητα του κιτ φρένων έφτασε σε ικανοποιητικό επίπεδο.
- Μετά την οδήγηση περίπου 9.000 χλμ., παρατηρήθηκε δόνηση στο τιμόνι κατά το φρενάρισμα, η οποία εξαφανίστηκε μετά από περίπου 2.000 χλμ. Η δόνηση δεν επανήλθε μέχρι το τέλος των δοκιμών.
- Η αποδοτικότητα της δύναμης φρεναρίσματος ήταν καλή σε όλες τις συνθήκες λειτουργίας έως χιλιομετρική απόσταση περίπου 90.000 χλμ. Κατά τη διάρκεια βροχής, ή όταν το σύστημα φρένων είναι κρύο ή ζεστό, δεν παρατηρήθηκαν απρόβλεπτες αντιδράσεις κατά το φρενάρισμα.
- Κατά τα τελευταία 10.000 χλμ., με συνολική χιλιομετρική απόσταση 90 – 100.000 χλμ., παρατηρήθηκε καθυστέρηση στην ανταπόκριση με κακή απόδοση φρεναρίσματος για περίπου 1 – 2 δευτερόλεπτα κατά τη διάρκεια έντονης βροχής. Είχαμε να συνηθίσουμε σε αυτό, καθώς το φαινόμενο εμφανιζόταν πάντα κατά τη διάρκεια της βροχής. Σε άλλες καταστάσεις, το σετ φρένων συμπεριφερόταν σωστά.
- Δεν παρατηρήθηκε υπερβολική σκόνη και ρύπανση των αλουμινένιων ζαντών. Ο βαθμός σκόνης και φθοράς των τακακιών παραμένει σε ικανοποιητικό επίπεδο.
Η συνολική υποκειμενική αξιολόγηση του χρήστη του οχήματος είναι καλή. Το σετ φρένων ABE Performance έχει δείξει ικανοποιητική απόδοση και αποδοτικότητα. Σε αυτό το στάδιο, ο οδηγός θα επέλεγε ξανά να εγκαταστήσει δίσκους και τακάκια ABE Performance χωρίς δισταγμό. Ταυτόχρονα, θα αποφάσιζε να αντικαταστήσει το σετ δίσκων και τακακιών μετά από 90.000 χλμ., όταν έγιναν εμφανή τα πρώτα ανεπιθύμητα συμπτώματα κατά τη διάρκεια έντονης βροχής.
Σε αυτό το σημείο, το σύνολο δίσκων και τακακιών έχει αποσυναρμολογηθεί και οι δοκιμές απόδοσης θεωρήθηκαν ολοκληρωμένες. Η συνολική απόσταση που διανύθηκε ήταν 100.000 χλμ.
(α) Σετ δοκιμής C3S012ABE-P. Απόσταση 100.000 χλμ.
Εικ. 1 Όψη των δίσκων φρένων
| Seat Leon | C3S012ABE-P | Μετά από χιλιόμετρα 100.000 χλμ | Περιορισμένη φθορά – απαιτείται αντικατάσταση | ||
| S.2.1 | S.2.2 | S.2.1 | S.2.2 |
22 mm |
|
| πάχος [mm] | 25,01 | 25,01 | 24,10 | 24,25 | |
| αρχική απόκλιση [mm] | 0,02 | 0,02 | 0,05 | 0,06 | |
| απόκλιση μετά τη συναρμολόγηση [mm] | 0,03 | 0,03 | |||
Εικ. 2 Όψη του δεξιού δίσκου φρένων και τακακιών
Εικ. 3 Όψη του αριστερού δίσκου φρένων και τακακιών
Τα τακάκια παρουσιάζουν φυσικά σημάδια φθοράς, κατάλληλα για τη χιλιομετρική απόσταση. Διενεργήθηκε μια ενδεικτική μέτρηση πάχους των τακακιών: 16,21 mm και 16,36 mm. Μετά από κάλυψη 100.000 χιλιομέτρων σε μεικτή λειτουργία, κυρίως σε αυτοκινητόδρομους, το σετ φρένων ABE Performance παρουσιάζει φυσιολογική φθορά. Ο τρόπος και το εύρος φθοράς, οι τιμές πάχους που επιτεύχθηκαν και οι ανοχές απόκλισης των δίσκων φρένων δεν έχουν φτάσει στα όρια, καθιστώντας δυνατή τη συνέχιση της εκμετάλλευσης του σετ φρένων.
II. Δοκιμή Υλικών Δισκόπλακων Φρένων C3S012ABE-P.
Αυτή η ενότητα παρουσιάζει τα αποτελέσματα δοκιμών μικροδομής των δισκόπλακων φρένων, τόσο νέων όσο και μεταχειρισμένων, μετά από διανυθέντα χιλιόμετρα 100.000 km.
Για τη δοκιμή χρησιμοποιήθηκαν προηγμένες ερευνητικές τεχνικές, με χρήση σάρωσης ηλεκτρονικής μικροσκοπίας (SEM) και μικροανάλυσης ακτίνων Χ (EDS).
Μεθοδολογία Δοκιμής
Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε σε εξειδικευμένο ανεξάρτητο εργαστήριο. Χρησιμοποιήθηκε μικροσκόπιο SEM για τη λήψη εικόνων της επιφανειακής τοπογραφίας (SE) και της αντίθεσης υλικού (BSE). Η EDS μας επέτρεψε να καθορίσουμε τη χημική σύνθεση των μελετηθέντων δειγμάτων σε βάθος 1-4 μm. Η παρουσίαση των αποτελεσμάτων περιλαμβάνει τόσο μικροσκοπικές εικόνες όσο και φασματογράμματα, που παρέχουν πολύτιμα δεδομένα για τη στοιχειακή σύνθεση των εξετασθέντων συνόλων.
(α) Ανάλυση μικροδομής με φωτεινή μικροσκοπία/strong>
– Νέος δισκόπλακας φρένων – δείγμα Ref
Εικόνα 4 και Εικόνα 5 Θέα της περιοχής επαφής και μη επαφής της επένδυσης φρένου (δείγμα μη αφομοιωμένο) με την επένδυση φρένου (δείγμα μη αφομοιωμένο)
Εικόνα 6 Μικροδομή του πυρήνα, περιοχή 1 και Εικόνα 7 Μικροδομή του πυρήνα, περιοχή 2 (δείγμα μη προσβληθέν)
Εικόνα 8 Μικροδομή του πυρήνα, περιοχή 3 (δείγμα μη αφομοιωμένο)
Εικόνα 9 και Εικόνα 10 Θέα της περιοχής επαφής και μη επαφής της επένδυσης φρένου (δείγμα χαραγμένο με Nital)
Εικόνα 11 και Εικόνα 12 Μικροδομή του π-υρήνα, περιοχές 1 και 2 (δείγμα χαραγμένο με Nital)
Εικόνα 13 και Εικόνα 14 Μικροδομή του πυρήνα, περιοχή 3 και μεγέθυνση της Εικόνας 13 (δείγμα χαραγμένο με Nital)
– Δίσκος φρένου μετά την εκμετάλλευση – δείγμα PP
Εικόνα 15 και Εικόνα 16 Θέα της περιοχής επαφής και μη επαφής της επένδυσης φρένου (δείγμα PP, μη επεξεργασμένο και μη αφομοιωμένο)
Εικόνα 17 και Εικόνα 18 Μικροδομή του πυρήνα, περιοχές 1 και 2 (δείγμα PP, μη αφομοιωμένο)
Εικόνα 19 Μικροδομή του πυρήνα, περιοχή 3 (δείγμα PP, μη αφομοιωμένο)
Εικόνα 20 και Εικόνα 21 Θέα της περιοχής επαφής και μη επαφής της επένδυσης φρένου (δείγμα PP, χαραγμένο με Nital)
Εικόνα 22 και Εικόνα 23 Μικροδομή του πυρήνα, περιοχές 1 και 2 (δείγμα PP, χαραγμένο με Nital)
Εικόνα 24 και Εικόνα 25 Μικροδομή του πυρήνα, περιοχή 3 και μεγέθυνση της Εικόνας 24 (δείγμα PP, χαραγμένο με Nital)
– Δίσκος φρένου μετά την εκμετάλλευση – δείγμα LP
Εικόνα 26 και Εικόνα 27 Θέα της περιοχής επαφής και μη επαφής της επένδυσης φρένου (δείγμα LP, μη αφομοιωμένο)
Εικόνα 28 και Εικόνα 29 Μικροδομή του πυρήνα, περιοχές 1 και 2 (δείγμα LP, μη αφομοιωμένο)
Εικόνα 30 Μικροδομή του πυρήνα, περιοχή 3 (δείγμα LP, μη αφομοιωμένο)
Εικόνα 31 και Εικόνα 32 Θέα της περιοχής επαφής και της περιοχής μη επαφής της επένδυσης φρένου (δείγμα LP, χαραγμένο με Nital)
Εικόνα 33 και Εικόνα 34 Μικροδομή του πυρήνα, περιοχές 1 και 2 (δείγμα LP, χαραγμένο με Nital)
Εικόνα 35 και Εικόνα 36 Μικροδομή του πυρήνα, περιοχή 3 και μεγέθυνση της Εικόνας 35 (δείγμα LP, χαραγμένο με Nital)
b) Ανάλυση της μικροδομής μέσω μικροσκοπίου σάρωσης SEM
– Νέος δίσκος φρένου – δείγμα Ref
Εικόνα 37-38 Θέα της περιοχής επιφανειακής επαφής της επένδυσης φρένου (δείγμα Ref, χαραγμένο με Nital, εικόνες SE και BSE)
Εικόνα 39-40 Μεγέθυνση της Εικόνας 37 (εικόνα SE) και μεγέθυνση της Εικόνας 37 (εικόνα BSE)
Εικόνα 41 Κατανομή των στοιχείων από την Εικόνα 39, με σημειωμένες περιοχές ανάλυσης
Εικόνα 42 Κατανομή κάθε στοιχείου της Εικόνας 41
Τα φάσματα ακτίνων Χ της Εικόνας 41 με την περιεκτικότητα των στοιχείων εμφανίζονται παρακάτω:
– Δίσκος φρένου μετά την εκμετάλλευση – δείγμα PP
Εικόνα 43 Θέα της περιοχής επιφανειακής επαφής της επένδυσης φρένου (δείγμα PP, χαραγμένο με Nital, εικόνα SE)
Εικόνα 44 Θέα της περιοχής επιφανειακής επαφής της επένδυσης φρένου (δείγμα PP, χαραγμένο με Nital, εικόνα BSE)
Εικόνα 45 Μεγέθυνση της Εικόνας 43 (εικόνα SE)
Εικόνα 46 Μεγέθυνση της Εικόνας 44 (εικόνα BSE)
Εικόνα 47 Κατανομή των στοιχείων από την Εικόνα 45, με σημειωμένες περιοχές ανάλυσης
Εικόνα 48 Κατανομή κάθε στοιχείου της Εικόνας 45
Τα φάσματα ακτίνων Χ της Εικόνας 47, με την περιεκτικότητα των στοιχείων, εμφανίζονται παρακάτω:
– Δίσκος φρένου μετά την εκμετάλλευση – δείγμα LP
Εικόνα 49 Θέα της περιοχής επιφανειακής επαφής της επένδυσης φρένου (δείγμα LP, χαραγμένο με Nital, εικόνα SE)
Εικόνα 50 Θέα της περιοχής επαφής της επιφάνειας της επένδυσης φρένου (δείγμα LP, χαραγμένο με Nital, εικόνα BSE)
Εικόνα 51 Λεπτομέρεια της Εικόνας 49 (εικόνα SE)
Εικόνα 52 Λεπτομέρεια της Εικόνας 49 (εικόνα BSE)
Εικόνα 53 Κατανομή των στοιχείων της Εικόνας 51, με σημειωμένες περιοχές ανάλυσης
Εικόνα 54 Κατανομή των στοιχείων της Εικόνας 52
Σκηνές X-ray του Σχήματος 53, με την περιεκτικότητα στοιχείων, εμφανίζονται παρακάτω:
III. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Όπως αναμενόταν, ήρθε η ώρα για τα τελικά αποτελέσματα δοκιμών και τις παρατηρήσεις που προκύπτουν από την αξιοποίηση του κιτ φρένων ABE Performance. Η λεπτομερής διαδικασία των δοκιμών αξιοποίησης και τα αποτελέσματα της εξειδικευμένης έρευνας για τη μικροδομή των δισκόφρενων περιλαμβάνονται παραπάνω στην αναφορά.
Οι ειδικοί από το Γραφείο Τεχνικής Εξειδίκευσης και Εκπαίδευσης (BETiS) ολοκλήρωσαν τελικά τις δοκιμές ενός σετ που συναρμολογήθηκε σε όχημα Seat Leon, αριθμός C3S012ABE-P. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν για να αξιολογηθεί η άνεση χρήσης, καθώς και ο βαθμός και ο τρόπος φθοράς, και πραγματοποιήθηκε εξειδικευμένη έρευνα στο εργαστήριο για να προσδιοριστεί η κατάσταση της μικροδομής των δοκιμασμένων δισκόφρενων μετά τη χρήση.
Τα δισκόφρενα και τα τακάκια ABE Performance σε όχημα Seat Leon έχουν καλύψει απόσταση 100.000 χλμ., η οποία θα πρέπει να θεωρηθεί πολύ καλή επίδοση.
Αμέσως μετά τη συναρμολόγηση των σετ φρένων, χρειάστηκαν αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα (200 – 300 χλμ.) για να επιτευχθεί η πλήρης απόδοση φρεναρίσματος. Μετά την περίοδο προθέρμανσης των δίσκων και των τακακιών, δεν παρατηρήθηκαν σημαντικά προβλήματα απόδοσης. Μόνο, μετά από ορισμένη χιλιομετρική απόσταση (περίπου 9.000 χλμ.), παρατηρήθηκαν δονήσεις στο τιμόνι κατά τη διάρκεια του φρεναρίσματος, οι οποίες εντάθηκαν καθώς αυξανόταν η θερμοκρασία των δισκόφρενων. Είναι σημαντικό ότι μετά από χιλιομετρική απόσταση περίπου 2 χιλιάδων χλμ., το φαινόμενο εξαφανίστηκε και οι δονήσεις δεν επαναλήφθηκαν μέχρι μια χιλιομετρική απόσταση περίπου 90 χιλιάδων χλμ.
Η αποτελεσματικότητα του συστήματος φρένων και η άνεση αξιολογήθηκαν θετικά. Σε απόσταση 90.000 χλμ., δεν παρατηρήθηκαν δυσλειτουργίες και καμία διαφορά στην απόδοση κατά τη λειτουργία σε διάφορες συνθήκες, δηλαδή ζέστη, κρύο καθώς και βροχή, σε σύγκριση με άλλους γνωστούς και πιο αναγνωρίσιμους κατασκευαστές εξαρτημάτων φρένων.
Κατά τη διάρκεια της τελευταίας χιλιομετρικής απόστασης περίπου 10.000 χλμ., με συνολική χιλιομετρική απόσταση 90 – 100.000 χλμ., παρατηρήθηκε καθυστέρηση στην ανταπόκριση και κακή απόδοση φρεναρίσματος για περίπου 1 – 2 δευτερόλεπτα κατά τη διάρκεια ισχυρής βροχής. Σε άλλες καταστάσεις, το σετ φρένων συμπεριφέρθηκε άριστα.
Ο βαθμός φθοράς του σετ παραμένει σε ικανοποιητικό επίπεδο:
– Οι δίσκοι C3S012ABE-P, μετά την κάλυψη 100.000 χλμ., σε διαδρομές υψηλής ταχύτητας, έχουν πάχος 24,10/24,25 [χιλ.] (ονομαστικά 25,01 χιλ.) ενώ το ελάχιστο πάχος, το οποίο καθιστά τους δίσκους κατάλληλους για αντικατάσταση, είναι 22 χιλ.
Αναφερόμενοι στις εξειδικευμένες εργαστηριακές δοκιμές των δισκόφρενων, θα πρέπει να αναφερθεί ότι η μικροδομική ανάλυση έδειξε ότι τόσο οι νέοι όσο και οι χρησιμοποιημένοι δίσκοι φρένων έχουν μικροδομές γκρι χυτοσιδήρου με πλακιδόμορφο γραφίτη και περλιτική μήτρα. Παρατηρήθηκε μικρότερη ποσότητα γραφίτη στις ζώνες επαφής των τακακιών φρένων, κάτι που είναι χαρακτηριστικό των περιοχών που εκτίθενται σε φθορά.
Η μικροανάλυση EDS ανέδειξε την παρουσία εκκενώσεων που περιλαμβάνουν Mn, S, Si, N, O, C, Ce, με διαφορές στις συγκεντρώσεις αυτών των στοιχείων που σχετίζονται με την τοπική οξείδωση του υλικού.
Παρά τα ορατά ίχνη οξείδωσης και τη μικρότερη ποσότητα γραφίτη σε περιοχές επαφής με τα τακάκια, οι δοκιμές δεν εμφάνισαν σημαντικές διαφορές στις μικροδομές των νέων και χρησιμοποιημένων δισκίων. Αυτό πιθανώς οφείλεται σε μεταλλουργικές διαδικασίες που ελέγχονται για να εξασφαλίσουν υψηλή αντοχή στη φθορά του υλικού των δισκίων φρένων. Η παρουσία συγκεκριμένων ορυκτών εκκενώσεων μπορεί επίσης να παίξει ρόλο στη διαδικασία αυτοεπιδόμησης της μικροδομής κατά τη διάρκεια της εκμετάλλευσης.
Πρέπει να σημειωθεί ότι αυτή η δοκιμή παρέχει σημαντικές πληροφορίες για την επίδραση της εκμετάλλευσης στη μικροδομή των δισκίων φρένων, δείχνοντας ότι ακόμη και μετά από μακροχρόνια χρήση, το υλικό διατηρεί ιδιότητες κοντά σε αυτές των νέων δισκίων.
Η ανάλυση SEM και EDS είναι ένα πολύτιμο εργαλείο για την αξιολόγηση της ποιότητας και της ανθεκτικότητας των δισκίων φρένων. Τα αποτελέσματα των δοκιμών που παρουσιάζονται όχι μόνο επιβεβαιώνουν την υψηλή ποιότητα των υλικών που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή των δοκιμασμένων δισκίων φρένων (C3S012ABE-P), αλλά παρέχουν επίσης αυξημένη ασφάλεια για τους χρήστες των οχημάτων.
Σύνοψη
Οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν έδειξαν ότι το δοκιμασμένο σύνολο φρένων ABE Performance (C3S012ABE-P) πληροί τις αυστηρές απαιτήσεις για την ποιότητα των υλικών που χρησιμοποιούνται, την ασφάλεια, την απόδοση και την άνεση. Χωρίς αμφιβολία, μπορούν να αποτελέσουν μια εναλλακτική λύση σε πιο γνωστούς και αναγνωρίσιμους κατασκευαστές δισκίων και τακακιών φρένων. Κατά τη διάρκεια 90.000 χιλιομέτρων, τα δισκία και τα τακάκια φρένων παρουσίασαν επαρκή αποτελεσματικότητα και προβλεψιμότητα απόδοσης, κάτι που πρέπει να αναγνωριστεί ως καλό αποτέλεσμα. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια εξειδικευμένων εργαστηριακών δοκιμών, δεν παρουσίασαν ανώμαλα ίχνη δομικών αλλαγών που προέρχονται από, για παράδειγμα, υψηλές θερμοκρασίες.