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  • 刹车片

    刹车片(Brake Pad)是各种装配有鼓刹或碟刹的交通工具制动系统的一个重要的组成部分。刹车片是质支撑板并在朝向鼓刹或碟杀的一面涂有摩擦性材料。通过两个步骤把动能转化成热能,动摩擦与静摩擦,当刹车片通过接触鼓盘或转筒而升温,它开始转移小部分摩擦材料到碟盘 。刹车筒和碟(现在两者上面都有摩擦材质了),将粘住对方来提供制动力,垫片对碟的动摩擦对停止动力起了主要作用。

    编辑摘要
    中文名: 刹车片 英文名: Brake pads
    别称: 刹车皮 分类: 盘式和鼓式
    适用: 汽车

    目录

    概述/刹车片 编辑

    刹车片刹车片
    刹车片也叫刹车皮,在汽车的刹车系统中,刹车片是最关键的安全零件,所有刹车效果的好坏都是刹车片起决定性作用,所以说好的刹车片是人和汽车的保护神。
    刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成,其中隔热层是由不传热的材料组成,目的是隔热。摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成,刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦,从而达到车辆减速刹车的目的。
    由于摩擦作用,摩擦块会逐渐被磨损,一般来讲成本越低的刹车片磨损得越快。摩擦材料使用完后要及时更换刹车片,否则钢板与刹车盘就会直接接触,最终会丧失刹车效果并损坏刹车盘。

    分类/刹车片 编辑

    汽车刹车片从类型上分

    -用于盘式制动器的刹车片

    -用于鼓式制动器的刹车蹄

    -用于大卡车的来令片

    从配方技术上分

    半金属,少金属,石棉陶瓷

    随着现代科技的迅猛发展,像其它制动系统的部件一样,刹车片本身在近几年也在不断地发展和变化。

    传统制造工艺中,在刹车片上使用的摩擦材料是由多种粘合剂或添加剂组成的混合物,并在其中添入纤维以提高其强度,起加固作用。刹车片生产厂家在关于使用材料的公布上特别是新配方上往往是守口如瓶的,当然一些成分配料如:云母、硅石、橡胶碎片等是公开的。而刹车片制动的最终效果、抗磨损能力、抗温能力及其它性能将取决于不同成分间的相对比例。以下就简单谈一谈几种不同材质的刹车片。 

    例举/刹车片 编辑

    石棉型刹车片

    盘式刹车片盘式刹车片
    从最初开始石棉就已经被用作刹车片的加固材料,由于石棉纤维具有高强度和耐高温的特性,因此可以满足刹车片及离合器盘和衬垫的要求。这种纤维具有较强的抗张能力,甚至可以同高级钢材相匹配,并且可以承受316℃的高温。更重要的是石棉相对廉价,它是从闪石矿石中提炼出来的,而此种矿石在很多国家已被大量发现。 

    在石棉型刹车片的成分比例中,石棉占到40-60%,但是人们现在发现多数石棉具有潜在的危害,石棉已被医学界证实是致癌物质,其针状的纤维很容易进入肺部并停留,造成剌激,最终可导致肺癌的发生,但这种病症潜伏期可长达15-30年,所以人们往往认识不到由石棉引发的危害。只要石棉纤维被摩擦材料自身固定后将不会对工作人员的健康造成危害,但是当石棉纤维伴随着制动摩擦形成制动尘埃而排放时,就可能成为一系列影响健康的根源。 

    根据美国职业安全与健康协会(OSHA)做出的测试,每进行一次常规性的摩擦试验,刹车片就会产生数百万之多的石棉纤维散发到空气中,而且这种纤维远远小于人的头发,是肉眼无法观察到的,所以一次呼吸可能吸人成千上万的石棉纤维而人们却毫无察觉。同样,如果用空气管将制动鼓或制动部件中的制动尘埃吹走,也可以将无数石棉纤维吹到空气中,而这些尘埃,不但会影响工作技师的健康,同样也会对任何在场的其他人员造成健康损害。甚至一些极其简单的操作如:用锤子敲击制动鼓使其宽松,让内部制动尘埃出来,也可以产生大量石棉纤维飘到空气中。更让人担心的是:一旦纤维漂浮在空气中将持续数小时,然后它们会粘在衣服上、桌面上、工具上等一切你能想到的物体表面上。任何时候一但遇到搅动(如打扫卫生、走动、使用气动工具时产生空气流),它们又都将重新漂浮到空气当中。 

    但是除了危害健康方面的因素外,石棉型刹车片还存在着另一个重要问题。由于石棉是绝热的,其导热能力特别差,通常反复使用制动器会使热量在刹车片中堆积起来,刹车片变热后,它的制动性能就要发生改变,要产生同样的摩擦和制动力会需要更多的踩刹车次数,这种现象被称为“制动萎缩”,如果刹车片达到一定的热度,将导致制动失灵。
    当车辆制造商和制动材料供应商决定发展新的更安全的石棉替代品时,新的摩擦材料几乎同时应运而生。这就是下面要谈到的“半金属”混合物型和无石棉有机物型(NAO)刹车片。

    “半金属”混合物型刹车片
    “半金属”混合物型刹车片(Semi-met)主要是采用粗糙的钢丝绒作为加固纤维和重要的混合物。从外观上(细的纤维和微粒)可以很方便地将石棉型和无石棉有机物型刹车片(NAO)区分开来,另外它们还具有一定的磁性。 

    钢丝绒具有较高的强度和导热性,这使得“半金属”混合物型刹车片同传统的石棉型刹车片有着不同的制动特性。例如:“半金属”刹车片内部金属含量较高而强度大,高金属含量同时也改变了刹车片的摩擦特性,通常是指“半金属”刹车片需要更高的制动压力来完成同样的制动效果。特别是在低温环境中高金属含量同样也就意味着刹车片会引起较大的制动盘或制动鼓的表面磨损,同时会产生更大的噪音。

    “半金属”混合物型刹车片(Semi-met)的主要优点在于它的温控能力及较高的制动温度,同石棉型的传热性能差与制动盘、制动鼓的冷却能力差相比它们在刹车时帮助制动盘和制动鼓将热量从其表面上散发出去,热量被传递到制动钳及其组件上。当然如果这些热量处理不当也会产生问题,刹车液受热后温度会上升,如果温度达到一定水平,将导致制动萎缩和刹车液沸腾。这种热量同时对制动钳、活塞密封圈及回位弹簧也有一定的影响,会加快这些组件老化,这也是在制动维修时要重新装配制动钳及更换金属件的原因。

    无石棉有机物型刹车材料{NAO)
    无石棉有机物型刹车材料主要使用玻璃纤维、芳香族聚酷纤维酷或其它纤维(碳、陶瓷等)来作为加固材料,其性能主要取决于纤维的类型及其它添加混合物。 

    无石棉有机物刹车材料主要是作为石棉的替代晶而研制的,用于制动鼓或制动蹄,但是近期它们也正在开始被尝试用作前盘式刹车片的替代品。就性能而言,NAO型刹车片更接近石棉刹车片,而不是半金属刹车片。它不像半金属刹车片那样具有良好的导热性和良好的高温可控性。

    新型的NAO原材料与石棉刹车片相比有何不同?典型的石棉为基础的摩擦材料含有五到七种基础混合物,它们包括加固用石棉纤维、多种添加材料以及粘合剂等,如亚麻仁油、树脂、苯酣醒、树脂。 

    相比较而言,NAO摩擦材料大约包含十七种不同的棍合物材料,因为去掉石棉不能等同于简单地更换一种替代品,而需要用一大批混合物来保证制动性能,使之持平或超过石棉摩擦块的制动效果。 

    NAO型刹车片的材料已经历了几次变革,现在的NAO材料在诸多方面已经有效地超过了石棉刹车片的性能,这主要是在抗摩性能及噪音等方面。 

    当然规范标准首先应确定下来,因为只有这样才能检验任何新的摩擦材料配方。这些规范中应包括摩擦性能、抗疲劳能力、温度适应性、

    抗磨损能力以及噪音等。摩擦材料越好摩擦块在不同的温度及压力下的摩擦性能保持得越好,换句话说,在低温或高温情况下,其性能应变化不大。摩擦材料越好,反复制动后越不可能出现制动萎缩,这使得“制动踏板感觉”保持良好。较好的材料同时也会减少磨损,降低噪音。早先的NAO刹车片只达到了其中一部分的要求,但现在已基本完全达到。NAO刹车片比石棉刹车片的使用寿命明显延长,同时还有利于延长制动鼓与制动盘的使用寿命。

    注意事项/刹车片 编辑

    刹车鼓上装的是刹车蹄,但一般人叫刹车片就统指刹车片和刹车蹄,所以用“盘式刹车片”来特别指明是盘式制动器上装的刹车片。并不是刹车盘。
    刹车片是汽车的刹车系统中最关键的安全零件。因为刹车效果的好坏都是刹车片起决定性作用,所以说好的刹车片是人和汽车的保护神。摩擦材料使用完后要及时更换刹车片,否则钢板与刹车盘就会直接接触,最终会丧失刹车效果并损坏刹车盘。 

    养护方法/刹车片 编辑

    盘式刹车片盘式刹车片
    更换刹车片时,最好能使用高性能的刹车片,虽然其价格比经济性的刹车片高一些,但其材料要好得多,使用寿命较长,当然安全性也要强得多,因此,一时的高技人肯定会换来更多的回报。 

    需要提醒车主的是:更换刹车片时要尽可能使用与旧刹车片具有相同的材质,当然如果能做到新的刹车片材料比原件的材料高一级别就更好。更换不同材质的刹车片时只有遵循下述两条原则方可保证其安全性。 

    1、尽量不要使用NAO材料的去替换半金属材料的刹车片。 

    2、NAO材料的可替换石棉材料的刹车片。

    更换刹车片的周期 

    刹车片的更换周期往往要依据车辆的运行情况、车辆的类型、车载重量、刹车片的类型等具体情况而定。例如,实际生活当中的情况往往是:一种刹车片在某一辆车上可使用50000或60000km,而在另一辆车上或许仅使用25000km就必须更换。车辆在道路上停和行的频率是个重要的因素,一般来讲,长期在城市道路上行驶的汽车其刹车片的更换周期明显比长期在高速公路上行驶的车辆短,在山路上行驶的比在平路上行驶的短,载货车又比轻车的更换周期短。因此,实际上没有哪个“权威”能说清刹车片到底能使用多长时间,只有一点可以确定--要经常检查刹车片的磨损情况。

    更换刹车片的时机 

    通常在以下几种情况下,刹车片必须进行更换:1、当刹车片的厚度小于车辆制造商允许的最小维修标准时;2、当刹车片上的磨损指示片接触到制动盘时;3、刹车片被油或油脂污染时;4、刹车片发生异常磨损或锥型磨损时。 

    一般情况下,如果固定式制动钳上的刹车片两边厚度差达到15mm时,浮动式制动钳上的刹车片两边厚度差达到3.0mm时就需要进行更换了。只通过简单的外表观察无法准确确定刹车片是否磨损,所以一般应该用尺子来测量刹车片的最薄处看是否在允许范围之内(通常应依据具体的车型维修手册)。 

    检查/刹车片 编辑

    1、看厚度

    一个新的刹车片厚度一般在1.5cm左右,随着使用中不断摩擦厚度会逐渐变薄。当肉眼观察刹车片厚度已经仅剩原先1/3厚度(约0.5cm)左右时。车主就要增加自检频率,随时准备更换了。有个别车型由于轮毂设计原因,不具备肉眼查看的条件,需要拆卸轮胎才能完成。

    2、感觉力度

    在路上行驶踩刹车时,如果感到很吃力,总有一种软软的感觉,往往需要把刹车踩得更深才能达到以往的制动效果,当采取紧急刹车时会明显感觉踏板位置低,那就有可能是刹车片基本已经丧失摩擦力了,这时候必须要更换,否则会引发严重的事故。另外刹车效果降低会导致刹车油消耗增加,因此更换刹车片的同时要着重检查刹车油的情况。

    3、听声音

    如果在轻点刹车的同时伴随有“铁蹭铁”的丝丝声或者嚣叫声(也有可能是刹车片在刚开始安装时磨合产生的作用),此时刹车片必须立即更换。因为刹车片两侧的极限标识已经直接摩擦刹车盘,证明刹车片已经超过极限。每个刹车片的两侧都有一个突起的标志,这个标志的厚度在两三毫米左右,这也是刹车盘最薄更换的极限,如果刹车片厚度已经与此标志平行,则必须要进行更换。因此当刹车片厚度接近此标志的时候,车主就要随时观察准备了,不过在不拆卸轮胎的情况下通过肉眼很难准确观察,建议去4S店或正规修理厂进行检查,来确定是否需要更换。

    4、以仪表板上刹车警示灯是否亮起作为该不该换刹车片的判断依据

    有些高档车才会有刹车警示灯而且一般来说刹车报警线只有前刹车片才有。当警示灯亮起,如果到这时才换,已经相当危险。因为这种警示系统有的是直接感应刹车片的厚度,有的则是在刹车片已经完全磨完,刹车油因此极端下降,才会使警示灯亮起。如果是后者,等到警示灯亮起,刹车片金属底座与刹车盘已经处于铁磨铁状态,这时,会在车胎靠近轮圈边缘看到晶亮的铁削。因此,我们建议定期检查刹车片磨损状况看其是否能用,而不要只相信警示灯。

    分析/刹车片 编辑

    汽车刹车片行业市场运行分析

    刹车片产品的市场需求增长与汽车工业的发展息息相关(汽车产量和保有量决定了刹车片的产量,它与刹车片产销量之间存在很强的正相关关系),中国汽车工业的快速发展将直接带动刹车片生产企业的同步发展。首先,中国汽车制造厂商约300多家,汽车改装厂高达成600多家,年产汽车约1900万辆左右,刹车片市场需求量很大,全国每年需求刹车片5亿套左右。

    高铁刹车片行业市场运行分析

    为了满足未来高速铁路的制动技术要求,国内外科研工作者都在努力研制开发高性能刹车片材料,以满足市场要求。随着科技的进步,高速铁路的速度得到不断提高,其刹车制动装置的使用条件也越来越苛刻,人们对其性能要求也在不断提高,这要求刹车制动装置要在短时间使得高铁停下来。这会使高铁巨大的动能转化成制动刹车片的摩擦热能,摩擦副表面温度会急剧上升,这样会影响到摩擦材料的摩擦系数,使得高铁的安全性、可靠性降低。因此,为了满足高速铁路的综合技术指标,这就需要不断的探讨和开发出高性能的刹车材料。

    1、复合型刹车片

    为了满足未来高速铁路的制动技术要求,国内外科研工作者都在努力研制开发高性能刹车片材料,以满足市场要求。其中C/C复合材料是近几年开发出来的新型制动材料,是一种C纤维增强、以C为基体的新型结构材料,它具有质量轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸震性好等一系列的优良性能,C/C复合材料的这些独特性能使之能同时完成刹车副的三项功能,即提高摩擦、传递机械载荷、吸收动能。

    从碳纤维增强体的结构来看,其可以分为三种,第一种为单层毡,其由于短纤维未能形成完整的纤维增强体,导致材料力学性能低,所以该种结构所制,备的刹车片主要用于早期的实验机型;第二种为整体毡,其碳布层结构所制的材料因其层剪切强度低,垂直导热率低等因素的影响,其应用的刹车片也是早期机型;第三种结构为针刺毡结构,非常合适CVD工艺增密,并且所制的材料具有良好的力学、热学和摩擦磨损性能,已经成为目前C/C复合材料增强体的基本结构,并取得不断改进。

    C/C复合材料制动刹车片由于成本高,主要用于飞机制动器,但是随着近年来高速铁路的发展,国内外科技工作者开始研制开发用于高速铁路的C/C复合材料制动刹车片。德国KnoorBremse公司研制的一种碳纤维复合材料制动器,实验证明,该制动器在时速高达250km/h下质量尚好。在该公司试验台以250km/h试验时,其吸收的制动能高达100MJ。法国碳工业公司制造的碳纤维复合材料的比热容是钢的2倍,线胀系数和弹性模量都比较小,具有优异的耐高温性能。它能在1000℃的高温下工作,件重仅为钢的1/4,目前已经在TGV-A上得到应用。日本新干线270km/h电动车制动系统也采用了碳纤维增强材料。由此可见,碳纤维复合材料是一种国际上重点开发的刹车片材料,我国在C/C复合材料制动刹车片的研发上也已经起步。

    2、合成刹车片

    合成摩擦材料是将金属粉末、酚醛树脂和摩擦调节剂等经充分混炼后加热压制而成,它将材料与制品工序合二为一。所用摩擦调节剂,一般是采用腰果壳油制成的颗粒。按形状与制动方式的不同,又分为合成刹车片和合成闸片。合成刹车片与闸片的配方与工艺相同,改变其配比工艺,可获得不同的摩擦系数。我国目前研制的合成刹车片分低摩擦系数合成刹车片和高摩擦系数合成刹车片。

    合成摩擦材料具有如下明显的特色:可通过改变材质配方和工艺在一定范围内可调整其物理机械性能,耐磨性好,使用寿命可达铸铁刹车片/闸片的四倍以上,制动时无火花,重量轻,高速区摩擦系数大且不随列车速度的改变而变化。合成摩擦材料也存在如下几个不足之处:一是导热性差,制动量热量难以散发,因而车轮产生温升,甚至导致热裂。其次是在湿润状态下,摩擦系数大为下降,受天气影响大,在雨雪天气制动能力下降。此外,这类刹车片与车轮踏面反复磨合后,使二者间的粘性降低;有机合成摩擦材料的使用温度一般不能超过250℃。当制动处温度达250℃时,其磨损率急剧增加。温度较高时,由于其组分的改变,摩擦系数也将改变。有机合成摩擦材料推荐使用在时速160~200km的列车上。

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