刹车片的材料与性能

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汽车上的最重要安全系统就是制动系统，所有的制动部件都是安全件。车辆中制动系统的首要任务是保证行车安全，其中任何部件质量绝对不能有所折扣。对于驾驶者来说，他们所有察觉出来的只是制动系统工作的结果。在很多危险的情况下，如公路上突然追尾，或小孩突然跑上马路，驾驶者只有指望迅速反应并正确的操作制动系统来保证安全。制动摩擦片/蹄是整个制动系统中重要的环节之一，它会直接影响到整个制动系统的可靠性。

车辆在制动时，整个制动系统需要承受巨大的压力。一辆中级轿车在时速130KM时制动需要超过500KW的瞬时制动功率。假设轿车的输出功率为50KW，那么瞬时制动功率是发动机输出功率的10倍以上。同时，制动时刹车片和刹车盘的温度会上升300～400度。此外，刹车片/蹄长时间都暴露于外界环境的影响之下，比如潮湿、盐花、灰尘和污渍等，这些都会对刹车片/蹄的性能和寿命产生影响。


制动摩擦片的基本知识

刹车片/鼓式刹车蹄与刹车盘/刹车鼓相互摩擦形成了摩擦对偶，产生制动力矩，并将汽车的动能转化成热能。在制动时车辆重量转移到前轴上，前轮的制动器不可避免的承受最大的制动力。因此，前制动刹车片和刹车盘是车辆中承受压力最大的元件，它们易受到高温，机械和化学的极度重负。

刹车片动态磨擦系数决定了制动力的大小，而且摩擦系数也对制动平衡及制动中车辆操作的稳定性起决定性作用。摩擦系数的降低会引起制动性能相当大的变化，也许会导致制动距离大幅增加。因此刹车片的摩擦系数必须保证在所有行驶条件（速度，温度，湿度，压力）下和整个使用寿命内的稳定。简单来说，所谓好的刹车片，摩擦系数必须足够高，而且在各种行驶条件下能保持稳定。


刹车片一般由钢背、粘接隔热层和摩擦层构成，其中隔热层是由热的不良传导材料及增强材料组成，摩擦层是由增强材料、粘合剂及填料(摩擦性能调节剂)组成。有时还需要加上减震垫片、刷胶、开槽、磨斜等工艺处理，目的是为了增强刹车系统的效能。

刹车片的摩擦材料主要由4部分组成，即基本材质、填充材料、加滑剂和有机材料。不同产品中这些材料所占的比例不一样，取决于不同的应用和不同的摩擦系数。此外，不同档次的汽车以及盘式刹车片与鼓式刹车蹄所采用的摩擦材料也不一样。对于刹车片而言，最重要的是摩擦材料的配方。摩擦材料从基本材质上可以分为石棉、半金属和有机物（NAO）3种。


石棉型——最早用于刹车片上，起到提高强度的作用。因其价格低廉及一定的耐高温能力，被广泛应用。但石棉材料已被医学界证实是致癌物质，当石棉丝伴随着制动过程形成粉尘而排放时，就会影响健康。中国1999年就禁止了石棉在摩擦材料中的使用。目前国内普遍采用半金属摩擦材料，多使用钢或铜。


NAO型（无石棉有机物型）——主要是作为石棉的替代材料而被研制开发。它具有无落灰污染、减少磨损、降低噪音的特点，使用寿命也明显延长。但成本较高。


半金属型——从外观上看，它有细细的纤维和微粒，能很方便地与石棉型、NAO型区分开来。与传统的刹车材料相比，它主要采用金属材料来增加刹车片的强度。同时温控能力与散热能力亦优于传统材料。但是，由于刹车片的材料含金属成分较多，特别在低温的环境中，就会造成因制动压力过大而引起刹车盘与刹车鼓之间的表面磨损，产生噪音。

摩擦片的性能要求

1、合适的摩擦系数。摩擦系数是摩擦材料的最基本的参数，它决定了刹车片的制动力矩。国标严格要求制造商必须在包装上注明摩擦系数。摩擦系数必须适当，太高会造成制动过程中的车轮抱死、方向失控和烧片：太低则制动距离过长。

2、可靠的安全性。刹车片在制动时会产生瞬时的高温，尤其在高速行驶或紧急制动时。在高温状态下，摩擦片的摩擦系数会下降，称为热衰退性。热衰退性的高低决定了在高温或紧急制动时的安全性。

3、满意的舒适性。舒适性是摩擦性能的直接体现，包括制动感觉、噪音、粉尘、烟气和异味等。在舒适性指标中，车主通常最关心噪音。其实，噪音也是所有摩擦材料厂商最难以解决的问题。噪音产生于摩擦片与摩擦盘之间的非正常摩擦，影响的因素非常复杂，如制动力、刹车盘的温度、车辆的行驶速度以及气候条件等。而且噪音在制动的起始、实施和释放这三个不同阶段的产生原因也不同。如果噪音的频率超过了1500HZ，车主在车内就能明显地感觉得到。

4、合理的寿命。显而易见，寿命是大家普遍关心的产品指标。刹车片/蹄是属于易损件和安全件。，需要定期进行检查。当磨损到一定厚度时必须更换。一般盘式刹车片上的摩擦材料厚度不应小于2MM，鼓式的不应小于1.5MM。同一车轴的刹车片/蹄磨损程度是一致的，需要同时更换。另外，当刹车片被油污染时也应及时更换。


制动摩擦片的更换


制动摩擦片的更换没有固定的周期，随着汽车使用率、驾驶风格及所用材料的不同而有极大差别。较差的摩擦片目前所知只能用10,000公里，最好的材料则可以使用超过90,000公里。博世制动摩擦片保障客户在正常使用下超过30,000公里。在一些车辆上，置于制动摩擦片中的磨损传感器或金属片在摩擦块厚度磨损到低于3.5mm时，就会通过仪表指示或尖叫噪音警告司机。

由于盘式制动摩擦片比鼓式制动蹄周转数高的多，所以通常地，更换2次盘式摩擦片后才更换1次鼓式制动蹄，更换5次盘式摩擦片后才更换1次制动盘。制动摩擦片的最小厚度不能少于2mm（不包括背板）。

同一轮轴上的制动部件必须同时更换，这是为了防止制动摩擦片、盘或制动鼓在轮轴的某一端过度磨损，从而导致轮轴上制动的功效出现差异。