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剎車摩擦材料的演變發(fā)展

一、摩擦材料的演變發(fā)展

鼓式制動器、摩托車剎車圈、Drum brake、輪轂剎車圈專業(yè)生產(chǎn)廠家無錫九環(huán)2023年6月17日訊 摩擦材料經(jīng)歷了100多年的歷史演變。1897年英國人Aerbertfrood發(fā)明了制動片，用于馬車和早期的汽車，并建立了世界上第一個生產(chǎn)摩擦材料的Ferodo公司；隨后在1909年該公司發(fā)明了世界上第一個固化石綿基剎車片，1968年發(fā)明了世界上第一個半金屬基剎車片。

鼓式制動器是最早形式的汽車制動器，在盤式制動器出現(xiàn)以前，廣泛用于各類汽車。20世紀(jì)50年代早期，美國的Bendix公司用于汽車的盤式制動器獲得了專利，盤式制動器開始大量使用。1942年我國石禮耕先生研制的離合器片標(biāo)志著中國摩擦材料的誕生。

在1999 年法蘭克福國際汽車交易會（IAA）上，碳陶剎車盤首次被揭開了神秘的面紗。高科技材料的使用徹底顛覆了傳統(tǒng)的剎車盤技術(shù)：與傳統(tǒng)的灰鑄鐵剎車盤相比，碳陶剎車盤的重量減輕了大約50%，非懸掛質(zhì)量減輕了近20 千克。碳陶剎車盤更顯著的優(yōu)點(diǎn)還有：剎車反應(yīng)速度提高且制動衰減降低、熱穩(wěn)定性高、無熱振動、踏板感覺極為舒適、操控性能提升、抗磨損性高等等。

因此，碳陶剎車盤的使用壽命更長，而且?guī)缀醪粫a(chǎn)生灰塵。最初，保時捷公司于2001 年將碳陶剎車盤作為配套設(shè)備裝配在911 GT2 型跑車上。此后，其他知名品牌汽車也陸續(xù)開始通過采用這一創(chuàng)新型剎車技術(shù)來提高車輛安全性并改善踏板舒適度。其中包括汽車制造商生產(chǎn)的奧迪、賓利、布加迪和蘭博基尼等跑車與豪華汽車。

二、剎車系統(tǒng)介紹

由剎車系統(tǒng)功能分類：制動系統(tǒng)分為兩套獨(dú)立的制動裝置即：行車制動裝置（腳制動）、駐車制動裝置（手制動）

三、剎車片性能要求

剎車片的性能指標(biāo)很多，同一個剎車片在不同溫度、不同車速、不同制動壓力等情況下的性能有很大不同，主要的性能有以下幾點(diǎn)：

1、制動性能

是指在正常制動狀態(tài)（也就是制動溫度比較低的情況）下，剎車片的制動能力（摩擦系數(shù)）。剎車片的摩擦系數(shù)不是越高越好，而是要在綜合性能方面取得平衡，以符合整車的設(shè)計(jì)要求。

2、衰退性能

在山路下坡之類的路況下，制動器連續(xù)制動，溫度迅速上升，剎車盤可能會達(dá)到四、五百甚至七百℃以上的高溫。剎車片的制動能力會變差，制動距離增加。這種現(xiàn)象叫“衰退”，我們當(dāng)然希望衰退率越小越好。優(yōu)質(zhì)剎車片的衰退率很小，有些甚至不衰退；而某些偽劣產(chǎn)品衰退嚴(yán)重，高溫時幾乎喪失制動能力。

3、恢復(fù)性能

經(jīng)過高溫衰退的剎車片，當(dāng)溫度下降時，是否能盡快恢復(fù)原有的制動性能？這也是衡量剎車片好壞的重要指標(biāo)。

4、磨耗

是指剎車片使用時的磨損情況里。剎車效果情況取決于摩擦材料的*****和工藝，比如碳纖維剎車片可以用上幾十萬公里無需更換。除了剎車片本身的磨損，還要考慮剎車盤的磨損。在制動過程中，優(yōu)質(zhì)的剎車片會在剎車盤摩擦表面生成一層保護(hù)膜，減少剎車盤的磨損，而劣質(zhì)剎車片含有大量硬點(diǎn)和雜質(zhì)，會在剎車盤表面拉出許多溝槽，加速剎車片和剎車盤的磨損。

5、噪音

在崇尚環(huán)保的今天，這也是一項(xiàng)重要指標(biāo)。其實(shí)引起制動噪音的因素很多，剎車片只是其中之一。一般認(rèn)為，剎車片硬度太高的話，就容易產(chǎn)生噪音。

6、其它

還有剪切強(qiáng)度、硬度、壓縮率、熱膨脹、吸水率、粘附性等等性能指標(biāo)。

四、摩擦材料的發(fā)展趨勢

石棉摩擦材料

1、盤/鼓(F/R)轎車/輕卡/卡車/2、歐洲北美等已禁用

2、中國AM市場在使用（50%）

半金屬摩擦材料

1、盤/(F)轎車/ 輕卡/皮卡/火車/商用車/運(yùn)動型車輛

2、使用中存在一些問題，改進(jìn)型材料在一些范圍內(nèi)使用。經(jīng)濟(jì)性，合適的性價(jià)比。

3、盤片高的壽命，抗熱性，耐久性

4、重負(fù)荷車輛和苛刻條件。

少金屬摩擦材料

盤/盤/鼓(F/R/R)轎車/輕卡/商用車

1、發(fā)展中的材料,廣泛的運(yùn)用。

2、高的性價(jià)比.優(yōu)良的性能，卓越的解決抗衰退和高速性能的運(yùn)用。

3、舒適的腳踏感。

有機(jī)摩擦材料（NAO）

陶瓷摩擦材料盤/盤/鼓(F/R/R)轎車/輕卡/卡車/商用車

1、發(fā)展中的材料,廣泛的使用,

2、少的積塵，盤/片長的壽命，優(yōu)化的性能,特別適用于解決NVH 噪音方案。

粉末冶金摩擦材料

疊盤/盤(F/R)賽車/飛機(jī)/火車/坦克/軍車/船舶/工程機(jī)械

1、制動和傳動的高速高溫的穩(wěn)定性，速度大于250km/h,溫度高于600℃的條件和高的壽命；

2、銅基粉末冶金及陶瓷已替代鐵基。運(yùn)用在高性能制動器。

3、中國引進(jìn)銅基粉末冶金運(yùn)用在時速250km/h以上高速列車上，已廣泛使用。

C-C 摩擦材料

疊盤/盤(F/R)賽車/飛機(jī)

1、高模量和強(qiáng)度，卓越的熱傳導(dǎo)和比熱，高的孔隙率。

2、高速高溫的穩(wěn)定性，低溫在800 ℃，高溫在1000 ℃以上的摩擦穩(wěn)定性。

陶瓷摩擦材料/金屬陶瓷摩擦材料

C-陶瓷摩擦材料盤/盤(F/R)賽/重型車輛/飛機(jī)/坦克

1、高速高溫苛刻條件下的摩擦穩(wěn)定性，使用溫度800-1000 ℃以上

2、特定的摩擦和吸收高的熱能

3、高的氣孔率

4、新一代材料已運(yùn)用在高性能制動器，歐美主要運(yùn)用在航天軍事，如大重型運(yùn)輸機(jī)，新型戰(zhàn)斗機(jī)等。

5、C-陶材料將優(yōu)于C-C材料的未來發(fā)展。

五、剎車材料分類

剎車材料是一類結(jié)構(gòu)--功能復(fù)合材料

復(fù)合材料是按基體連續(xù)相進(jìn)行分類

材料的特征性能主要由基體材料決定

金屬基剎車材料—基體連續(xù)相為金屬

樹脂基剎車材料—基體連續(xù)相為樹脂

陶瓷剎車材料—基體連續(xù)相為陶瓷

炭/炭剎車材料—基體連續(xù)相為沉積炭

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