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摩擦材料的發(fā)展演變(一)
作者: 編輯: 來(lái)源: 發(fā)布日期: 2019.09.27
信息摘要:
一、摩擦材料的演變發(fā)展摩擦材料的演變發(fā)展,經(jīng)歷了100多年的歷史。1897年英國(guó)人Aerertfrood發(fā)明了制動(dòng)片,用于馬車(chē)和早期的汽車(chē),…

一、摩擦材料的演變發(fā)展

摩擦材料的演變發(fā)展,經(jīng)歷了100多年的歷史。1897年英國(guó)人Aerbert frood發(fā)明了制動(dòng)片,用于馬車(chē)和早期的汽車(chē),并建立了世界上第一個(gè)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(gè)固化石綿基剎車(chē)片,1968年發(fā)明了世界上第一個(gè)半金屬基剎車(chē)片。

鼓式制動(dòng)器是最早形式的汽車(chē)制動(dòng)器,在盤(pán)式制動(dòng)器出現(xiàn)以前,廣泛用于各類(lèi)汽車(chē)。20世紀(jì)50年代早期,美國(guó)的Bendix公司用于汽車(chē)的盤(pán)式制動(dòng)器獲得了專利,盤(pán)式制動(dòng)器開(kāi)始大量使用。

1942年我國(guó)石禮耕先生研制的離合器片標(biāo)志著中國(guó)摩擦材料的誕生。 1999 年法蘭克福國(guó)際汽車(chē)交易會(huì)(IAA)上,碳陶剎車(chē)盤(pán)首次被揭開(kāi)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(chē)盤(pán)技術(shù):與傳統(tǒng)的灰鑄鐵剎車(chē)盤(pán)相比,碳陶剎 車(chē)盤(pán)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(chē)盤(pán)更顯著的優(yōu)點(diǎn)還有:剎車(chē)反應(yīng)速度提高且制動(dòng)衰減降低、熱穩(wěn)定性高、無(wú)熱振動(dòng)、踏板感覺(jué)極為舒適、 操控性能提升、抗磨損性高等等。因此,碳陶剎車(chē)盤(pán)的使用壽命更長(zhǎng),而且?guī)缀醪粫?huì) 產(chǎn)生灰塵。最初,保時(shí)捷公司于2001 年將碳陶剎車(chē)盤(pán)作為配套設(shè)備裝配在911 GT2 型 跑車(chē)上。此后,其他知名品牌汽車(chē)也陸續(xù)開(kāi)始通過(guò)采用這一創(chuàng)新型剎車(chē)技術(shù)來(lái)提高車(chē)輛安全性并改善踏板舒適度。其中包括汽車(chē)制造商生產(chǎn)的奧迪、賓利、布加迪和蘭博基尼

等跑車(chē)與豪華汽車(chē)。

二、剎車(chē)系統(tǒng)介紹:

由剎車(chē)系統(tǒng)功能分類(lèi):制動(dòng)系統(tǒng)分為兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置,即:行車(chē)制動(dòng)裝置(腳制動(dòng))、駐車(chē)制動(dòng)裝置(手制動(dòng))

三、剎車(chē)片性能要求:

性能指標(biāo) :

剎車(chē)片 的性能指標(biāo)很多,同一個(gè)剎車(chē)片在不同溫度、不同車(chē)速、不同制動(dòng)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(dòng)性能:

是指在正常制動(dòng)狀態(tài)(也就是制動(dòng)溫度比較低的情況)下,剎車(chē)片的制動(dòng)能力(摩擦系數(shù))。剎車(chē)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(chē)的設(shè)計(jì)要求。

2、衰退性能 :

在山路下坡之類(lèi)的路況下,制動(dòng)器連續(xù)制動(dòng),溫度迅速上升,剎車(chē)盤(pán)可能會(huì)達(dá)到四、五百甚至七百℃以上的高溫。剎車(chē)片的制動(dòng)能力會(huì)變差,制動(dòng)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(chē)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(shí)幾乎喪失制動(dòng)能力。舉個(gè)例子:某外觀極好的雜牌剎車(chē)片,在衰退試驗(yàn)中以最高制動(dòng)壓力將車(chē)速?gòu)?00km/h制動(dòng)到停止,用時(shí)104秒,制動(dòng)距離473米,最后竟起火燃燒!

3、恢復(fù)性能:

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

4、磨耗:

是指剎車(chē)片使用時(shí)的磨損情況里。剎車(chē)效果情況取決于摩擦材料的配方和工藝,比如碳纖維剎車(chē)片可以用上幾十萬(wàn)公里無(wú)需更換。除了剎車(chē)片本身的磨損,還要考慮剎車(chē)盤(pán)的磨損。在制動(dòng)過(guò)程中,優(yōu)質(zhì)的剎車(chē)片會(huì)在剎車(chē)盤(pán)摩擦表面生成一層保護(hù)膜,減少剎車(chē)盤(pán)的磨損,而劣質(zhì)剎車(chē)片含有大量硬點(diǎn)和雜質(zhì),會(huì)在剎車(chē)盤(pán)表面拉出許多溝槽,加速剎車(chē)片和剎車(chē)盤(pán)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(dòng)噪音的因素很多,剎車(chē)片只是其中之一。一般認(rèn)為,剎車(chē)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(shì):

No.

類(lèi)型 (材料)

制動(dòng)器

應(yīng) 用

運(yùn)用特性   

歷史和使用區(qū)域

1

石棉摩擦材料

盤(pán)/鼓(F/R)

轎車(chē)/輕卡/卡車(chē)

1.歐洲北美等已禁用

1.中國(guó)AM市場(chǎng)仍在使用(50%)

2

半金屬摩擦材料

盤(pán)/(F)

轎車(chē)/ 輕卡/皮卡/火車(chē)/商用車(chē)/運(yùn)動(dòng)型車(chē)輛

1.使用中存在一些問(wèn)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。

2.盤(pán)片高的壽命,抗熱性,耐久性

3.重負(fù)荷車(chē)輛和苛刻條件。

1.有代表性區(qū)域在北美,主要在AM.

2.在OE車(chē)型上已逐步被替代,但改進(jìn)型

的材料仍使用在重負(fù)荷和特別要求苛

刻的條件。

3.通用型在中國(guó)AM市場(chǎng)仍在大量使用。

3

少金屬摩擦材料

盤(pán)/盤(pán)/鼓

(F/R/R)

轎車(chē)/輕卡/

商用車(chē)

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。

1.歐洲風(fēng)格的典型運(yùn)用在AM 和OE市場(chǎng)。特別在滿足OE高檔車(chē)型上的應(yīng)用,如奧迪、奔馳、寶馬。

2.同樣運(yùn)用在福特,通用在歐洲的車(chē)型。

4

有機(jī)摩擦材料(NAO)

NAO-陶瓷摩擦材料

盤(pán)/盤(pán)/鼓

(F/R/R)

轎車(chē)/輕卡/

卡車(chē)/商用車(chē)

1.發(fā)展中的材料,廣泛的使用,

2.少的積塵,盤(pán)/片長(zhǎng)的壽命,優(yōu)化的性

能,特別適用于解決NVH 噪音方案。

1.日本材料的典型風(fēng)格和運(yùn)用,但在歐洲和北美突出解決NVH 問(wèn)題和摩擦副粘附性問(wèn)題。

5

粉末冶金摩擦材料

疊盤(pán)/盤(pán)

(F/R)

賽車(chē)/飛機(jī)/火車(chē)/坦克/軍車(chē)/船舶/工程機(jī)械

1.制動(dòng)和傳動(dòng)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

1、銅基粉末冶金及陶瓷已替代鐵基。運(yùn)用在高性能制動(dòng)器。 2、中國(guó)引進(jìn)銅基粉末冶金運(yùn)用在時(shí)速250km/h以上高速列車(chē)上,已廣泛使用。

6

C-C 摩擦材料

疊盤(pán)/盤(pán)

(F/R)

賽車(chē)/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。

1、在90年代末已運(yùn)用在高性能制動(dòng)器,在世界范圍內(nèi)廣泛運(yùn)用在飛機(jī),賽車(chē)。

如美國(guó):MD-11,Boeing767,777,F-22

如法國(guó):Airbus等。

7

陶瓷摩擦材料

金屬陶瓷摩擦材料

C-陶瓷摩擦材料

盤(pán)/盤(pán)

(F/R)

賽/重型車(chē)輛/飛機(jī)/坦克

1、高速高溫苛刻條件下的摩擦穩(wěn)定性,

使用溫度在800-1000 ℃以上。 2、特定的摩擦副和吸收高的熱能 。 3、高的氣孔率

1、新一代材料已運(yùn)用在高性能制動(dòng)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。

2.C-陶材料將優(yōu)于C-C材料的未來(lái)發(fā)展。


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