Результат интеллектуальной деятельности: КОЛОДКА ДИСКОВОГО ТОРМОЗА

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим армирующий металлический каркас, например колодкам дисковых тормозов автомобилей, и сходным с ними по конструкции тормозам другой техники.

Аналогом заявляемого изобретения является колодка дискового тормоза, содержащая металлический каркас и приформованный к нему полимерный композиционный фрикционный элемент, при этом поверхность металлического каркаса, противоположная поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент («тыльная» сторона каркаса), покрыта противошумной грунтовкой (мастикой), которая зафиксирована на поверхности металлического каркаса и образует так называемый «демпфер внешний» (см. МарКон. Стиль профессионалов. Каталог продукции. Ярославль, 2003 г., с. 6; Искусство тишины. Журнал «За рулем», №04, 2005 г. с. 179). Существенные признаки аналога «металлический каркас, приформованный полимерный композиционный фрикционный элемент» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является возможность быстрого выдавливания противошумной мастики из зон контакта каркаса колодки с рабочими элементами тормозного суппорта (поршнем, скобой и др.), в результате чего прекращается эффект подавления шума и вибраций при торможениях.

Другим аналогом заявляемого изобретения является колодка дискового тормоза, содержащая металлический каркас и приформованный к нему полимерный композиционный фрикционный элемент, при этом на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксирована противошумная металлическая пластина (см. Shinox. Brake Noise Bulletin/ http://www.trelleborg.com/en/Automotive/Technology/Brake-Bulletin/, 21.01.2011 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, приформованный полимерный композиционный фрикционный элемент, противошумная металлическая пластина» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является отсутствие между металлической пластиной и поверхностью металлического каркаса демпфирующего слоя, поглощающего вибрации и звуковые волны. В результате не удается добиться достаточного противошумного эффекта.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является колодка дискового тормоза, содержащая металлический каркас и приформованный к нему полимерный композиционный фрикционный элемент, при этом на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксирована противошумная металлическая пластина, у которой на поверхности, обращенной к поверхности металлического каркаса, зафиксирован полимерный демпфирующий слой (см. Hinox. Brake Noise Bulletin/ http://www.trelleborg.com/en/Automotive/Technology/Brake-Bulletin/, 21.01.2011 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, приформованный полимерный композиционный фрикционный элемент, противошумная металлическая пластина, у которой на поверхности, обращенной к поверхности металлического каркаса, зафиксирован демпфирующий слой» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком наиболее близкого аналога является недостаточное снижение нежелательных звуковых явлений при торможении из-за узости диапазона подавления нежелательных звуковых явлений при трибосопряжении вследствие отсутствия неизохронных элементов, компенсирующих реакцию на фрикционные автоколебания в широком диапазоне частот автоколебаний.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение шумопоглощающей способности колодки за счет применения неизохронного элемента.

Для достижения указанного технического результата в колодке дискового тормоза, содержащей металлический каркас, приформованный к нему фрикционный элемент, при этом на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксирована противошумная металлическая пластина, у которой на поверхности, обращенной к поверхности металлического каркаса, зафиксирован демпфирующий слой, противошумная металлическая пластина зафиксирована с возможностью перемещения по поверхности каркаса колодки в направлении, ортогональном радиальному направлению тормозного диска, демпфирующий слой выполнен из антифрикционного материала, а на поверхности противошумной пластины, противоположной поверхности, обращенной к поверхности металлического каркаса, зафиксирован дополнительный демпфирующий слой, выполненный из антифрикционного материала.

Существенные признаки заявляемого изобретения «противошумная металлическая пластина зафиксирована с возможностью перемещения по поверхности каркаса колодки в направлении, ортогональном радиальному направлению тормозного диска, демпфирующий слой выполнен из антифрикционного материала, а на поверхности противошумной пластины, противоположной поверхности, обращенной к поверхности металлического каркаса, зафиксирован дополнительный демпфирующий слой, выполненный из антифрикционного материала» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.

Колодка дискового тормоза содержит металлический каркас, который может быть плоским или другой более сложной формы. К каркасу приформован фрикционный элемент, который может изготавливаться, например, из полимерного композиционного фрикционного композита, содержащего полимерную матрицу и дисперсные, в том числе волокнистые наполнители. Поверх каркаса размещена противошумная металлическая пластина, форма которой может соответствовать форме металлического каркаса или отличаться от нее. Со стороны «тыльной» поверхности каркаса (поверхность, противоположная поверхности, к которой приформован фрикционный элемент) на противошумной пластине размещен полимерный демпфирующий слой, который зафиксирован к поверхности пластины. Демпфирующий слой выполнен из антифрикционного материала, коэффициент трения которого составляет величину менее 0,2. На противоположной поверхности пластины зафиксирован дополнительный демпфирующий слой, выполненный из антифрикционного материала (коэффициент трения менее 0,2). Оба демпфирующих слоя могут быть выполнены из одного и того же материала или из разных материалов. Противошумная металлическая пластина не зафиксирована жестко к металлическому каркасу и имеет возможность продольного перемещения относительно каркаса (при этом поперечное перемещение пластины не желательно). В результате пластина может перемещаться ортогонально радиальному направлению на тормозном диске. Возможность такого перемещения может быть обеспечена различными методами, например, путем использования на пластине допускающих перемещение «защелок» по торцам каркаса.

Конкретным примером заявляемого изобретения является колодка дискового тормоза автомобиля ВАЗ, содержащая плоский металлический каркас, к которому приформован фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита. В качестве материала обоих полимерных демпфирующих слоев используется фторопласт 4 (коэффициент трения ≈0,03), нанесенный на поверхность противошумной пластины как со стороны каркаса колодки, так и с противоположной стороны. Толщина слоев ≈0,1 мм. Противошумная пластина выполнена из жести толщиной ≈0,5 мм.

Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными методами, например формованием, при этом противошумная пластина снабжается демпфирующими антифрикционными слоями.

Заявляемая конструкция колодки позволяет за счет антифрикционных демпфирующих слоев эффективно рассеивать энергию автоколебаний колодки. Благодаря тому, что демпфирующие слои имеют низкий коэффициент трения, снижается жесткость механической системы, противошумная пластина под воздействием фрикционных автоколебаний имеет микросмещения относительно как каркаса колодки, так и относительно рабочих элементов суппорта (например, поршня тормозного цилиндра и скобы суппорта), при этом и рассеивается энергия, обеспечивая дополнительное демпфирование в направлении, продольном рабочей поверхности колодки. При этом, благодаря подвижному размещению на каркасе, противошумная пластина выполняет функцию неизохронного элемента, частота движения которого подстраивается к частоте фрикционных автоколебаний колодки.