Erilaisten kitkamateriaalien etujen ja haittojen analysointi
Kitkamateriaaleja käytetään laajasti erilaisten kuljetusajoneuvojen (kuten autojen, junien, lentokoneiden, laivojen jne.) ja erilaisten koneiden ja laitteiden jarruissa, kytkimissä ja kitkavaihteistoissa. Jarrulaitteessa kitkamateriaalin kitkatehoa käytetään muuttamaan pyörimiskineettinen energia lämpöenergiaksi ja muuksi energiaksi, jolloin voimansiirtolaite jarrutetaan.
Nykyaikaiset autojen kitkamateriaalit ovat komposiittimateriaaleja, joiden päätoiminto ja rakenteelliset suorituskykyvaatimukset ovat kitka. Työn aikana se altistuu pääasiassa toistuvasti vaihtuville mekaanisille jännityskentille ja lämpöjännityskentille, ja voiman ja lämmön lähde on kitkarajapinta, joka muodostaa loputtomasti uuden työpinnan.
Autoissa käytetyt kitkamateriaalit ovat pääasiassa jarrujen kitkalevyjä ja kytkinlevyjä. Kitkamateriaalit ovat sekä turvaosia että kuluvia osia.
Perinteiset märkäkitkamateriaalit valmistetaan sekoittamalla paperimassan kitkamateriaalien ainesosia. Tämän tyyppisessä perinteisellä tekniikalla valmistetussa paperipohjaisessa kitkamateriaalissa on joitain ilmeisiä puutteita suuren kuormituksen käyttöympäristöissä:
(1) Verrattuna kuparipohjaisiin kitkamateriaaleihin, paperipohjaisilla materiaaleilla on paremmat kitkakertoimet ja huono lämmönkestävyys;
(2) Paperipohjaisten materiaalien yhteensopivuus öljyllä on parempi kuin kuparipohjaisten materiaalien. Tämä yhteensopivuus on kuitenkin edelleen riittämätön todellisessa käytössä;
(3) Paperipohjaisilla materiaaleilla on huono lämmönjohtavuus, ja ne ovat alttiita paikallisille kuumille pisteille pinnalle raskaan kuormituksen alaisena.
Vastauksena yllä oleviin ongelmiin ratkaisuna on käyttää hiilikuitua kitkamateriaalina. Mutta itse asiassa ihmiset eivät käytä laajasti hiilikuitua kitkamateriaalina. Pääsyynä on, että kitkamateriaalin hinta hiilikuidun käytön jälkeen on liian korkea.
