Carlisle Brake＆Friction高功率密度应用的制动和传动摩擦材料最新技术

Carlisle Brake&Friction摩擦材料研究与发展总监Alessandro Gamba表示，他们公司一直在努力开发和推出最前沿技术的摩擦材料，并在非公路用制动和传动市场上占有重要的一席之地。该公司的目标市场还包括航空航天和军事。

Gamba说：“最近，我们正专注于开发湿式应用的新一代摩擦材料，并已经在市场上推出了三款新产品N680，EPD468和EPD824。”

“我们看到越来越多的高功率密度型应用，这些应用需要能够处理更高能量的材料。我们的最新解决方案满足了这个需求，通过减少系统中盘片数量来减少总体积。使用创新的摩擦材料，有益于减少传动系统的体积，节省燃料消耗，延长电池在电气应用中的寿命。”

在1980年代，摩擦材料从1960年代的烧结金属配方过渡到标准纸张，在实现更高的能量应用的同时，也做到了降低成本。

在2000年代初期，Carlisle开发了碳基纸，以进一步提高湿式摩擦材料的能量极限。这些材料现在主要用于高能制动和传动应用中。该领域的发展仍在继续，最近发布的N680已成为从动力换挡到制动器等重型应用的最新参考材料。

性能比较，从烧结金属摩擦材料到EPD材料的最新发展。 N680和EPD摩擦材料将扩展重型应用中的能量性能

要超越碳纸的性能，以前需要过渡到碳纤维编织材料，更高的性能带来更高的价格，从而使其主要用于军事和采矿应用中。

Gamba说：“Carlisle将碳纸和碳纤维编织材料之间的性能差距视为机遇，并开始开发其下一代摩擦材料，旨在提供更具成本竞争力的高能量材料，以满足市场需求。”

“其结果是我们的下一代配方N680和新的EPD(能源，性能和耐用性)材料系列，它们极大地扩展了湿摩擦材料的动力性能。”

他说：“我们一直致力于开发一种在不同能量和温度条件下具有更高稳定性能的材料。”

“ EPD材料是碳纸和弹性体材料之间的混合物，具有创新的配方，具有低刚度和出色的耐用性，极高的能量性能以及令人印象深刻的摩擦稳定性。”

EPD材料超越了编织碳和弹性体材料的能量性能：“我们相信这是独特的市场产品。在实现更稳定的性能的同时，EPD还提供了更好的接合质量以及在噪音，振动和舒适性方面(NVH)出色的性能。” Gamba评论道。

先进的传动装置解决方案

N680的推出带来了显着的性能改进，与市场上常用的纸材相比，在某些条件下，其能量容量提高了25%，动态扭矩提高了10%，同时具有非常好的NVH性能和出色的热管理性能。

与市场上的参考材料相比，在较新的N680碳纸材料和EPD824上进行的耐久测试显示出性能上的显著改善

EPD摩擦材料开发负责人Robert Lamport表示，EPD材料是过去15年左右，性能改善中最重要的一步：“根据我们目前的分析，借助EPD，我们的能量性能将增加50%，使用寿命增加一倍，尤其是在一些关键应用中，噪音低得多。

“通常，高弹性对应较低的摩擦材料磨损寿命，但EPD的弹性要比传统纸质材料高得多，并且仍能提供两倍的磨损寿命。广泛的基准测试和现场测试证明了这一特性。”

经过两年的测试，EPD824在领先的动力总成制造商的动力换档变速箱中得到了验证，适用于建筑设备。

制动器的高级解决方案

Gamba说：“由于其弹性和改进的噪声阻尼特性，EPD824可以使得湿式制动应用中的阻尼盘取消，”他解释说，软木塞阻尼盘可用于减少振动并改善制动性能，而又不涉及扭矩传输。

“特别是在像采矿卡车和装载机这样的大型重型应用中，制动盘是相当大的部件，省去了阻尼盘就可以大大减小整个包装的尺寸，”他解释说。 “到目前为止，用现有的材料一直不可能除去阻尼器盘，但现在有了EPD824，这是有可能的，此外，其强大的动力功能还可以减少盘数量，从而显着降低了阻力，油耗性能得以改善。”

“在Carlisle Brake&Friction，我们了解工程化摩擦系统实现客户应用的特定性能要求所面临的挑战。我们的核心价值观得到了相应的定义：着重于性能，效率和总成本之间的最佳平衡。” Gamba解释说。 “必须避免过度设计以确保竞争力，必须消除潜在的设计问题以最大程度地提高可靠性。新材料，在我们高工程化专业团队的设计下，能帮助我们的客户实现这一目标。”

N680和EPD材料虽然具有较高的弹性，但其使用寿命却是参考纸材料的两倍，而且接合次数可观

Carlisle的研发工作基于模拟分析和测试的坚实结合。该公司开发了一些工具，以最大程度地减少工程时间和首次应用工程，例如计算流体力学(CFD)，阻力，热管理，圆盘屈曲和有限元分析(FEA)。

至于测试能力，Carlisle拥有一台非公路市场上最广泛测试项目的测试台：“我们可以在例如SAE#2或全尺寸等全球标准测功台上测试制动盘。” Gamba说。 “在美国印第安纳州的布卢明顿，我们拥有世界上最大的测功仪，在这里，我们可以处理100吨卡车的整个湿式制动器;在意大利，我们设计了一个独特的测试台，用于阻力，油流模拟和凹槽设计。”

这使Carlisle能够准确地再现客户的工作条件，从而将开发和验证时间减少多达30%，加快了新产品的开发速度。

除了这些用于湿式应用的最新创新技术外，Carlisle Brake&Friction还开发了用于赛车，铁路和非公路用制动器的干式材料。

“我们也在推动我们所谓的“智能”解决方案的研究，这些解决方案是能够与整个系统交互的材料，例如，监测磨损的传感器的应用，” Gamba总结道。