2刹车片的一些知识

刹车片的一些知识

汽车制动系统刹车片（蹄）的性能和过程控制知识乘用车辆时，若有发生紧急情况时，大家都希望自己的车有ABS、牵引力控制系统等保证及时制动的控制装置。目的让车的行进可以任由人进行可靠的控制，甚至可以自动控制；杜绝事故产生人员、财物损伤。当今新车型开发更注重安全、节能、高效、快速、舒适等性能。作为汽车安全件的刹车片就为适应汽车的发展，趋向更小、薄方向发展，同时要求刹车片的一些物理、化学特性要环保、舒适、适用，而很多车普遍比以前更大、更重、更快，因此对制动部件的要求也越来越高。一块刹车片，从摩擦材料的选择到生产、测试，过程并不简单，要求供应商有丰富的专业知识与经验。刹车片（蹄）摩擦材料的讲究材料讲究环保、无污染。汽车工业内对摩擦材料构成的认识也经历了一个过程。比如，在1986年以前，石棉还是摩擦材料中的常用添加品；之后，因为发现它可能导致肺癌而被其它安全材料永久替代。最新环境研究显示，重金属对环境构成极大的危害。欧盟已采取措施禁止或严格限制在汽车部件中使用重金属。摩擦材料是铜污染最大的祸首之一。尽管制动片与其它汽车部件相比所含的铜质量较低，却产生了环境中30%的铜污染。汽车厂商及摩擦材料供货商正在寻找替代品,在环保技术上不断创新，在无重金属制动片领域深入的研究，需要开发了矿物与陶瓷纤维的混合材料，不使用非环保材料，如紫铜、黄铜、锑、铅等。中国对机动车造成的环保问题日益重视，这些环保制动产品将会逐步为市场所接纳。摩擦系数有要求。摩擦系数等级：刹车片的等级用两个英文字母表示，第一个是在0～600华氏度间取4个点测量摩擦系数，如果都能在0.35～0.45之间那么片的低温等级就是F，然后在600～1112华氏度[华度转换为摄氏度：（华度-32）/1.8=摄氏度；（1112℉-32）/1.8=600℃]间取10个的点测摩擦系数，如果也能0.35～0.45之间高温等级也是F，那么这个片就是FF级别的片。常说的陶瓷刹车片的摩擦系数级别就是这种FF级的。常见的E表示摩擦系数是0.25～0.35，F上面说了，G表示在0.45～0.55之间。C表示0.15～0.25之间。高温片允许在更高温度下保持原来的摩擦系数，所以高温片并不一定就灵敏，只是很多高温片也通过增加摩擦系数来帮助达到更高温度。我们常说的普通半金属的刹车片就是这种EF或EE级的。卧车刹车片大部分都做到FF，再高的摩擦系数片的金属含量会大，踩刹车会响，舒适度下降。轴重大的车会通过用大直径刹车盘、用通风盘、用划线盘等方法来提高制动力和减缓热衰减摩擦系数在行业里主要进行效能试验时进行同步评定，或用CHASE 试验进行检测。国内常用定速试验机进行检测（不推荐使用）。效能试验规范有：SAE J2522、ECE R90、JASO C406等。效能概念有：制动效能：针对试验车型的既有参数，按标准规范设计的不同速度和不同制动压力等条件下的制动力的变化规律。衰退和恢复性能：制动过程中成制动器温升，制动力衰减程度，以及当温度下降后制动力恢复的情况。高温状态下的制动效能：制动器在高温状态下的制动效能与正常状态的差异。高速状态下的制动效能：汽车行驶速度接近最高车速时的制动效能的变化。低速/低压条件下的制动性能：低速低压状态下的制动，是城市中行车时经常采用的制动模式。低温状态下的制动效能：低温环境下起步时的制动力输出。主要是冬季或早晨起步时，一般来说此时制动效果是要降低的，因此要与正常状态相比较。涉水衰退与必恢复特性：制动器涉水后制动力的减退和恢复特性。Ramp 特性：制动压力（踏板力）缓慢爬升时的制动力输出特性。这也是一种常见的制动方式。初始制动效能：汽车下线时的制动力，以及左右制动力的偏差。摩擦材料使用寿命有要求。行业中对摩擦材料的磨损进行试验。在进行效能试验时或CHASE试验可以测定。国内仍有多数厂家使用定速摩擦试验机在测量摩擦系数时同时测量。又分为：重量磨损和体积磨损（厚度磨损）。该规范中有明确要求。不得高压规定的数值。摩擦材料其它物理性能要求，如硬度、密度、PH值等刹车片固有频率的要求即车辆的噪声、振动及平顺性（NVH）要求。现该性能也越来越受重视，使摩擦材料进入一种艰难的境遇，噪音产生与摩擦片的硬度、密

度、尺寸、形状、对偶件的特性等有密切关系，而这些性能有直接关系到摩擦片的摩擦系数、磨损的性能，而且多数情况下，摩擦系数和磨损性能提高就会降低HVH的性能。试验NVH 既要在特殊的噪声舱内完成；其程序规范为：SAE J2521等；模拟试验后也需进行路面测试，因为没有什么能代替人的耳朵。试验后确定音频矩阵图，根据噪音的分布情况选用不同的方法消除制动噪声；常用的方法是加用弹簧及垫片等配件。垫片是摩擦件与底盘间的一个缓冲，以消除制动噪声。甚至更改摩擦材料配方、改变产品尺寸以求彻底消除噪音。另外：刹车片在清洁性、冲击强度、摩擦材料的耐介质，抗锈蚀性、尺寸形位精度、附件的可靠性、产品表面的抗腐蚀及抗热性、热传导性能、刹车片（蹄）粘接或铆接的剪切强度、压缩特性、热膨胀性能、气孔率等都有较高的要求。其中关系到安全特性的，如：刹车片（蹄）粘接或铆接的剪切强度、各种效能、磨损性能、热传导性能、尺寸形位精度都是必须进行严格控制的。生产工艺的重要影响既然刹车片（蹄）的摩擦材料有若干严格的物理化学性能要求。故而，研究人员从使用原料的改进同时还进行生产工艺参数的调整等多方面进行探索，希望提高制动摩擦材料的性能。原料选用有讲究。大多摩擦材料技术人员都明白，不同材料规格对摩擦材料的性能有重要影响，如材料的粒度、化学成分含量、纤维材料的长度、静电性能等。其中树脂选用、增强纤维选用是关键。各类填料的应用是提高摩擦才综合性能的研究重点。如锑、钼、锡等低温金属提高摩擦材料磨损及摩擦系数的作用的研究等。混料讲究不一般。摩擦材料产品的最终性能和材料的均匀程度有密切关系，所以摩擦材料生产中的混料需要进行细致的研究，力求混合均以一致，且保证混合后的原料不发生偏析的现象。需要考虑混料的数量、混料的方式、混料的时间、混料的温度、混料后的物理存放方式等。过程通过显微镜、振实密度等方法进行混合均匀性监控。现在常用的混料设备为犁耙混料机。混料方式基本为干法混料。少数企业生产的高端产品使用湿法混料。湿法混料可以实现较好的轻质纤维或易产生电离子的纤维的均匀分布。产品性能要优于同类配方的干法混料产品。但设备控制机构较为复杂。且在生产过程中除需要考虑干法混的一些问题的同时还需要控制湿法混料压制过程填料随水流失的问题、衬片干燥原料偏析的问题、定量控制的问题、压制坯料时加料过程物料状态保证问题等。制动摩擦材料传统的成型技术是热压法，热压工艺技术成熟、适用面广，但制备出的材料致密、硬度大、孔隙率低，并且如果不使用特殊材料或工艺步骤，高温条件下摩擦系数会出现衰退现象。之前研究者采用冷压、辊压等工艺手段，现也取得了一些成效。而今，温压加工工艺制备摩擦材料的技术已被应用。该工艺热压的温度一般控制在100℃——130℃之间，在热处理时对产品加压热处理，其压力一般为4MPa左右，该工艺一般和配方开发同时进行，因该工艺配方的树脂的黏度一般是热压工艺使用的树脂黏度的3—10倍；国外一些制动摩擦材料厂家，已将温压法部分应用于工业生产中。如霍尼韦尔、TRW等。该工艺方法制造的产品的优点：120℃左右树脂会和固化剂发生明显较快的聚合反应，放出大量的氨气。根据流变学的基本理论，流体的私度高，气体从流体中逸出的阻力就会增高，即气体不易从流体中排出;反之，流体的豁度低，则气体从流体中逸出的阻力就会降低，即气体易于从流体中排出。因此，在温压压制过程中树脂黏度高，产生的氨气不易排出，易在材料内部形成较均匀的较高孔隙率;若树脂黏度低，则使反应产生的气体易于排出，从而使材料孔隙率偏低。选择适合的压力、温度（100℃——130℃）、保温保压时间可以制备具有较高孔隙率、摩擦系数稳定、磨损小、热衰退小以及噪音低等特点的高性能摩擦材料。不论是热压、温压、冷压或辊压。在该工序中基本是使刹车片（蹄）的摩擦材料初步成型，且具有一定的摩擦材料特性。该工序一般需要控制摩擦材料的密度、硬度、尺寸。过程中需要控制压力、放气次数和放气时间、温度、压制时间、压力波动误差、温度波动误差等生产工艺参数，此外要根据不同配方还需要控制物料存放时间、环境温度、湿度、加料方式。否则会有起泡、开裂、粘接不良等质量问题。摩擦材料压制成型后，为了将摩擦材料内部进行充分的交连反应，使产品性能最终稳定，还需要进行热处理工艺，一般情况下摩擦材料的热