汽车制动系统摩擦材料的开发.pdf

一一 汽 车 制 动 系 统 摩 擦 材 料 的 开 发 阿尔卑斯山测试 发生紧急情况时每个人都希望自 1 士 己 的 车 能 配 备 如 防 抱 死 制 动 系 统 ( a b s ) 牵引力控制系统及其它保证较 短制动距离的动态控制装置。同时， 由于 每一代的新车型 比前代更大、更重 更 快 对 用于制动的摩擦部件 的要求也越 来越高 。开发性能优 良的摩擦材料要 求 供应商有丰富的专业知识与经验。 性能 对摩擦材料性能的测试主要有车辆测 试和产品测试两种。 a l p i n e 测试 大多数汽车制造商最看重 的测试之一是在陡峭的奥地利大钟山 ( g r o s s g l o c k n e r )一处连绵1 4 5 k m的下坡路 上所进行的阿尔卑斯测试 。在恒速制动 下，使传动保持在空档位置制动片及 制动盘处于持续加热状态直至坡底。制 4 2 动盘 ( 非通风盘) 的温度有时可高达9 0 0 c。 在坡底时要进行紧急制动 以确保在极端 温度下仍保持 良好的制动性能 。制动系 统供货商同时对其它配 件的性能也很关 注 。在下坡测试后 ，需对从制动片到制 动钳的热传递进行检查以保证其不超过 制动液的沸点。整个过程在相 同的制动 盘与制动片上反复进行。 对 中国市场而言 极端情况下制动 盘及制动片性能的检验非常重要。受拥 挤的交通状况所限 汽车不得不走走停 停 ，这可能使温度达到3 o 。 4 o o 。 c。 热衰退测试另一项车辆测试是热衰 退测试 以4 5 秒的间隔及6 o g ( m s ) 的减速率连续1 o 次将汽车从其最高行驶 速度的7 5 减速至o m h 。该试验旨在检 验制动性 能的稳定性。制动距离变差过 大是不能接受的。 测试 中所得 的制动片摩擦系数是一 个性能指标。通常，不同厂商对摩擦系 数要求各异。用在亚洲车型上的有机摩 擦材料的摩擦系数值 ( ) 达0 3 o o 3 5 而在美国常用的半金属材料( ) 为o 3 5 0 4 0 。而在欧洲 对速度及温度要求 显 著 不 同 所 用 的 无 石 棉 有 机 材 料 ( n a o )要求的值为0 4 o o 4 5 。 赛 车上所 用的高性能摩擦材料 须达 到更高的摩擦系数要求 其使 用的制动 片材料的初始工作温度必须达到3 0 0 c 而建议最高使用温度可至8 0 0 c。 道路测试数据采集与分析 汽车与 件技术与市场 a p t ( n o 5 )2 0 0 6 9 维普资讯 n v h 灞 i 试 对噪声、振动及平顺性 ( n v h )的控 制越来越受重视 开发商由此处于一个 两难境地：柔软的低摩擦系数材料噪声 小 但磨耗快 ，产品生命周期短 ：而高 性能特性材料磨耗小 产品生命周期长 但可能产生噪声与振动。消除n v h 既要在 特殊 的噪声舱 内完成 也 需进行路面测 试 因为没有什么能代替人的耳朵。 消除制动系统噪声的进一步措施是使 用弹簧及垫片等配件 。垫片是摩擦件与 底盘问的一个缓冲没有它就可能导致 制动噪声。噪声的类型 因速度及温度的 不同而异。 台架性能测试 磨合与烧蚀 制动片必须经历一个 磨合期” 来 与制动盘相互适应。高温烧蚀可以减少 磨合所需的时间 通过对制动片表面进 行高温烧蚀改善其与制动盘接触面的吻 合。t r w a u t o m o t i v e ( 美国天合汽车集 团 ) 采用一种新的压 力一 高温烧蚀 方法 即将制动片置于1 t 的压力下并均匀地将摩 擦材料的表面加热至6 o o 一7 0 0 。 c，它能够 使常规制动片的性能得到更快的改善。 生产过程检验 为确保质量 ， 所有制动片都必须经过 如下测试： 剪切 强度一以保证粘合符合标准 摩擦材料不会从底板脱落。 - 压缩性能一 测试材料以确保其不太 软而增加磨耗 也不太硬而导致制动系 统振动。 2 0 0 6 - 9( n o 5 ) a p t控术与市塌 汽车与配件 热膨胀一 检查摩擦材料在变热时是 否会过度膨胀 从而在应用手 刹制动后 制动片降温时导致汽车滑动。 热传导一 确保热量不会直接从制动 片及制动盘传导至液压 系统 从而导致 制动液沸腾并使系统中产生空气。 ece r 为确保驾驶 员与乘 员的安全 欧盟 委 员会 在欧 洲已颁 布 实施 了一 系列 的 规章 以保证提高安全标准。e c e r 9 0 认 证过程针对特定车辆 ，测试在各类温 度 的试 验环 境 中进行 内容包括 制 动 压 力 、踏板 感 觉 、制动 片 表 面 温 度 、 速 度敏感性 以及车辆 的整体 减速性 能。 测试 结果必 须保 持 在原装 配套 片所 许 可的公差范围内。 欧盟的规则不仅涉及摩擦材料的性 能 还包括配件的标识及标签。包装必 须能防伪 并配有标签标明车辆应用， 认证号及可追溯性代码。制动片的标识 包括品牌标识 生产商 ，制动衬片 的类 型 零件号 e c e r 9 0 认可标识 及可追 溯性代码 。为了确保产 品的真实性 及 防伪 所有制动片包装采用了防伪全息 图技术进行封装 其目的是使赝品的销 售更为困难 环境保护 最近的环境研究显示 重金属对环境 构成极大的危害 欧盟 为此 已采取措施 禁止或严格限制在汽车构件中使用重金 属 。众所周知 石棉可能导致肺癌 ，早 在1 9 8 6 年，摩擦材料的添加品中的石棉已 被其它材料所替代。 不久前在斯德哥尔摩发表的一项研究 表明，摩擦材料是铜污染最大的祸首之 一 。尽管与其它汽车部件相 比其所含的 铜质量较低 但制动片却产生了环境中 3 0 的铜污染。车辆所造成的铜污染也只 是对摩擦产品装配人员之健 康构成危害 的原因之一。 汽车厂商及摩擦材料供货商正在寻找 替代品。t r w在环境及安全上的技术创新 使 其在提供无重金属制动片领域领 先一 步。通过深入的研究 t r w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。 中国也将从t r w的这一成果中得益 中国对汽 车排放等环保 问题 日益重视 ， 这些环保制动产品将会逐步进入市场。 制动盘 另一制动系统要素是制动盘 ( 转子) 。 尽 管是块不起眼 的铁块 ，其质量对制动 系统的性能却有着很大影响。 制动盘需经过的测试有 ： - 材料 一每批铸件需经过化学成分及 力学性能 ( 硬度 )的测试。 砂眼与异物一为防止能导致破裂及 变形的砂眼及异物 铸件必须以先进的 铸造工艺铸造然后以x 射线照射 并经 过金相显微检验。 制动盘厚度变化( d t v) 使其达到 最小的公差值以防止应用制动时发生变 化。 跳动一 检查摩擦片与轮毂间的平行 度。 平衡一 与车轮平衡相似 对制动盘 进行平衡 校正 ，保证在不施加制动的情 况下也不会发生变化。 高碳复合制动盘不仅能提升制动盘的 阻尼特性也能产生更好的防变形稳定 性及防振性能。 维修 减小噪声、提升性能及摩擦产品的生 命周期的又一要素是更新附件 通常位 于 制动片包装内。如果卡簧，垫片等不 加 以更新 性能可 能会受到影响。为了 保证制动系统的正常作业