半金属汽车制动衬片的摩擦性能
摘要：目的—本文的目的是要找到与刹车制动衬片的摩擦性能的变化情况以及它们对汽车的制动安全性和可靠性的影响。设计方法—半金属制动衬片目前广泛应用于汽车，它被选为实验材料。通过模拟汽车的制动条件和环境，当搭配的摩擦盘是灰口铸铁时，在X-DM摩擦试验机上对一些制动衬片的摩擦磨损进行了试验研究。发现当表面温度自然上升时，摩擦系数随着滑动速度的增加逐渐降低制动压力。随着表面温度的上升，首先上升然后下降，极大值出现在近2008°C 左右。摩擦系数的稳定性明显下降时，滑动速度超过30m/s，制动压力超过1.8MPa 和表面温度超过2008摄氏度。根据实验结果，作者认为当汽车高速行驶时，只通过加大制动压力来执行紧急制动是不可靠的。为了减少高温对摩擦性能的不良影响，应采取一些有效的措施来冷却摩擦盘。更重要的是，特别要注意在高速、高压和高温时制动摩擦稳定性的降低。创意/价值—本文研究制动条件对摩擦系数的影响及其稳定性的半金属制动衬片汽车。相信本研究对提高汽车的制动安全性和可靠性可能有一些实际的指导性。
关键词：汽车零部件工业；刹车系统；摩擦系数；摩擦系数稳定性；半金属刹车片；汽车制动条件；
1介绍
由于盘式制动器有许多优点，如稳定的制动性能，快速冷却能力，低重量，结构简单等等。它已广泛应用于汽车的制动系统。汽车在制动过程中，制动衬片的摩擦性能不仅受到自身材料特性的影响，也受很多其他因素影响，如变化的环境等等。因此，在实际制动过程中，必须改变复杂的摩擦性能。有时，因为一些异常变化的摩擦性能，制动距离长，虽然刹车装置执行紧急制动，但不能及时停止汽车。因此，交通事故由此而生，威胁着司机的生命安全。为了研究汽车衬片的摩擦制动性能，许多人通过摩擦磨损入手进行实验。举个例子，为了研究材料性能对摩擦性能的影响，Xiong在2004年分析了树脂的摩擦机制并指出了对摩擦片材料的要求。Kim，Hee,Filip.Yan,Cao和Yang分别调查了前卫的形式和内容
在刹车片的摩擦性能上的影响。其次，为了研究制动条件对摩擦性能的影响，Han，San，Zhang，Ma，Sviridenok，Meshkov，Straffelini和Bao分别对速度，压力和温度对摩擦学的影响进行了实验。第三，为了研究环境的影响，Mutlu于2006年研究了酚醛复合制动片在不同接触条件下（如纯净水、盐、水和油）的摩擦性能。基于目前的研究，发现实验模拟的主要是低速下的制动条件，这是完全不同于实际汽车制动条件。因此，实验结论对指导实际的刹车不是很有用。更重要的是，摩擦性能不是综合得分。一般说来，只有摩擦系数大小被考虑，而很少考虑到摩擦系数的稳定性。
为了更全面的调查制动衬片的摩擦性能，在本文中，已广泛应用于中国汽车的半金属制动衬片被选为材料。通过模拟其在高速、高压和高温的工作条件下，摩擦系数的变化及其稳定性和对滑动速度影响系数、制动压力、表面温度进行了许多实验。基于实验结果，摩擦性能对汽车的制动安全性和可靠性被深刻探讨。相信本研究对提高汽车的制动安全性和可靠性可能有一些实际的指导。
2实验
2.1实验材料
自从半金属制动衬片已广泛应用于中国制造的桑塔纳和捷达汽车，然后被选为实验材料。如图1所示，因金属纤维的含量和粉末已经超过了50%，所以被称为半金属。半金属的粘合材料制动片perbunan-modified phenolaldehy 树脂和加强材料是铜纤维。一些铜，氧化铝和长石粉添加摩擦学的的监管机构，配对的摩擦盘HT250铸铁，这是一般用于制造汽车的制动盘。
图1半金属刹车片
2.2实验设备及其测试方法
众所周知，衬里和阀瓣的汽车盘式制动气装置块和阀瓣的表面接触之间的运动是刹车之间的联系方式，它们是绝对的滑动。X-DM摩擦试验机，最好是模拟盘式制动器的操作条件进行摩擦磨损实验。X-DM摩擦试验机的测试原理与tribologia性能的测试类似，遵循国家标准GB5763-1998“汽车刹车片”（中华人民共和国国家标准，中国，1998）。械的原理图机构和摩擦接触如图2所示。
X-DM摩擦测试仪的测试原理表述如下：调速电动机的驱动引起摩擦盘向顺时针方向旋转。汽车的速度可以通过电动机附近叫做计数传感器的轴测得。正向的压力加载到两块制动衬片样品上。摩擦力由固定在摩擦台上的扭转传感器测量。周围的温度可以被加热管，鼓风机和水阀控制。制动衬片的表面温度被放置在摩擦盘表面，制动衬片和阀瓣的接触区域的热电偶测得。实验参数的设置，收集和处理大多数由电脑控制的测试系统完成。
一般说来，摩擦系数作为影响材料摩擦性能的主要指标。为了研究摩擦性能的稳定性，摩擦系数大小和摩擦系数稳定性都需要考虑。测试这两个指标的原则如下：
1摩擦性能：
μ=F/pA (1) 其中，F是制动衬片和摩擦盘之间的摩擦力，单位牛顿；p是特定的制动压力，单位兆帕；A是名义上的制动衬片的表面积，单位平方毫米；
在每一次测试中，摩擦盘的转数都设置为5000轮，测试并注意不断变化的摩擦力，然后按照公式（1）计算并显示瞬时摩擦有效系数。例如，当压力是1.0Mpa 时，速度为15m/s，表面温度自然上升，摩擦系数的曲线随时间变化如图3所示：
由于表面形态和温度影响摩擦力，这在前2500轮不是稳定的，所以，每个工作条件下的摩擦系数是在后2500轮中计算出来的。
2摩擦系数的稳定性：
а=μ/μmax*100% (2) 分别是每个制动过程中制动衬片摩擦力的平均值和最大值。
其中，μ和μ
max
2.3实验方案
在超过30m/s的条件下，为了研究制动压力p，滑动速度V和表面温度t对摩擦系数μ和稳定性a的影响，进行了大量实验，实验方案设计如下：在研究制动压力和滑动速度对摩擦性能的影响时，发热的测试仪器被关闭电源，随着实验的进行，温度自然上升。测试的制动压力值分别设置为1,1.4,1.8,2.2,2.6和3兆帕。同时，滑动速度实验值分别设置为5,10,15,20,25和30米/秒，在每个制动压力和滑动速度组合条件下，重复试验三次。而且，摩擦系数的平均值和它的每个制动条件下的稳定系数被选为最终结果。
在调查表面温度对摩擦性能的影响时，摩擦盘表面温度通过加热管加热和保持热量，通过温度控制系统常数。表面温度的测试值分别设置为100,150，200，
250,300和350摄氏度，在每一个温度下，制动压力和滑动速度都设置为一定值，实验重复三次，摩擦系数的平均值和它的每个制动条件下的稳定系数被选为最终结果。
3结果与讨论
3.1制动压力对摩擦的影响
当摩擦盘的表面温度自然增加，摩擦系数的变化极其稳定性与制动压力系数关系如图4所示（a），（b），从图4（a）中发现，当滑动速度是确定的，摩擦系数随着制动压力的增加而降低。制动压力对摩擦系数的影响在速度超过30m/s 时更显著，尤其是在高压下。从图4（b）中发现，当滑动速度较低，摩擦系数稳定性随着制动压力的增加变化平稳。稳定的系数值超过85%以上，这表明在低速期，制动压力对摩擦稳定性影响很小。然而，当滑动速度超过30m/s时，摩擦系数的稳定性随着刹车压力的增大而降低。稳定系数明显低于之前的值，例如，当制动压力上升到3.0Mpa时，稳定系数下降近70%。正如摩擦学的理论所述，制动压力或负载的影响主要通过摩擦力表面的实际接触面积变化。假设制动衬片与摩擦盘之间的实际接触面积为A0，剪切在制动衬片上的压力为τ，然后摩擦力F可以表示如下：
*τ (3) F=A
把公式（1）、（3）联合，得到摩擦系数μ可计算如下：
*τ/pA (4)
μ= A
由于剪切力是材料固有的，所以很容易从公式（4）中得出，摩擦系数μ与实际接触面积A0成正比，而与额定制动压力p成反比。当制动压力p增加，公式（4）的分母也会增加，因此，摩擦系数会降低。但从另一方面，随着制动衬片上的负载的增加，实际接触面积A0也将增加，因此使得摩擦系数上升。事实上，如果制动压力的增加导致更大增量比例的实际接触面积，摩擦系数将会上升。相反，如果增加接触面积比小于负载，然后，摩擦系数将会下降。
最初的半金属制动衬片在每个正常的实验之前，经过3000轮旋转后被磨损，所以制动衬片和摩擦盘之间的接触面积可能达到了一个稳定值。因此，有制动压力的增加而引起的A0的增加量必须被限制。故制动压力的增加主要导致公式（4）分母的上升。然后如图（4）（a）所示，随着制动压力的增加，摩擦系数减小。
正如2.1节所说，半金属刹车片里有将近一半有利于热传导的的铜纤维粉。
当滑动速度不高，一方面，摩擦热量不是很高，另一方面，铜纤维粉和粉末也可以及时进行热传导。所以，在低速时摩擦热对半金属制动片的摩擦性能有很小的影响。在图（4）（a）中，摩擦系数随着制动压力的增加而变化较平稳，在途（4）（b）中摩擦系数的稳定性显示稳定。然而，当速度超过30m/s时，摩擦热量迅速增加。高温度会软化和表层融化材料，是材料摩擦性能变差。因此，在图（4）高速时期，摩擦系数及其稳定性显著减少。
图4随着刹车压力的摩擦性能的变化
基于实验结果和结论，得出的结论是，它不是只通过提高汽车的制动距离压力来缩短制动距离。这是因为制动压力增加会导致摩擦系数降低，所以制动扭矩不一定上升。特别是，当滑动速度非常高时，制动压力的增加明显降低摩擦系数和其稳定性系数，这是对汽车的制动安全和可靠性是非常危险的。
3.2表面温度对摩擦的影响
当制动压力为1.8Mpa时，在不同滑动速度、摩擦系数及其稳定性对半金属刹车片的影响与表面温度关系如图5（a）和（b）所示。
如图5（a）所示，总的来说，制动衬片的摩擦系数随着温度的增加先上升后下降。绝大部分的最大摩擦系数出现在2008摄氏度。当温度超过2508摄氏度时，摩擦系数下降的速度明显比以前更快了。在图5（b）中，当表面温度低于2008摄氏度时，摩擦系数稳定性变化平稳，但此后大大降低。
正如摩擦学理论表明，在滑动副滑动过程中，表面温度是表面层材料发生质的变化，其结果影响了摩擦性能（Huang等人）。当表面温度不高于2008摄氏度，在半金属的耐热性限制下，制动衬片表层材料仍可以保持正常的结构和性能。在此温度间，随着温度的上升，实际联系的微极点越容易黏在一起。更多的坚持会使实际的接触面积更大，因此，摩擦系数随着图5（a）中变化而上升。其稳定性系数变化随着图5（b）中变化而稳定。
然而，当表面温度超过2008摄氏度时，实际温度对接触点的影响远高于摩擦热的影响。如果实际接触区的温度超过了铜的熔点，那么铜纤维和铜粉会融化形成润滑膜。更甚的是，高温使粘结材料热解出一些气体，如氢气和一氧化碳，然后释放到空气中film的表面上。如上所分析，高温使一些面层材料发生定性的变化。结果，从干摩擦到有一半液体和气体润滑的摩擦形态变化，因此，摩擦系数及其稳定性在如图5（a）（b）中的高温期都明显减少。
图5摩擦性能以及表面温度变化
3.3滑动速度对半金属制动衬片摩擦的影响
虽然图4中的曲线包含了摩擦系数及其稳定性系数随着制动压力与滑动速度的变化，但摩擦的变化规律性能与滑动速度的关系不能在图4中直接观察到，所以，曲线以滑动速度为横坐标被重绘，如图6所示。
从图6（a）中看出，当制动压力一定时，总的来说，摩擦系数随着滑动速
度增加而降低。在低压力下（1.8Mpa），在低速期（5-15m/s）间，摩擦系数下降很快。在平稳的中间速度（25-25m/s）期间下降平稳。而在高速（25-30m/s）期间上升一点。高压下（1.8Mpa），摩擦系数仍然在低速段下降很快，在中间段下降平稳，在高速段下降很快。
从图6（b）低制动压力时期，随着速度的增加，摩擦稳定性系数逐渐降低。然而，在高压力时期，随着滑动速度的增加，摩擦稳定性系数波动明显。
可以在图6中知道，在高滑动速度时期（25-30m/s）摩擦系数不断增加低制动压力，但降低高制动压力。这是因为当速度高于25m/s时，表层材料软化和热解的摩擦热的至关重要的影响。制动压力低不能使表层材料可塑性变化但可以增加实际的接触面积。所以，摩擦系数上升一点，而高压可能足够使关键层材料塑性变形。因此，摩擦系数迅速下降。
这已被许多研究证实（Han和San；2004；Zhang, 2003; Ma et al., 2003; Sviridenok and Meshkov,2005; Bao et al., 2009）滑动速度对摩擦性能主要是通过温度造成的摩擦热来影响的。温度的变化使表面层材料的性能发生质的变化，如3.2节中论述。
由图6和图5的对比，不难发现，图6中的曲线与在图5中高温时期的曲线非常相似。也就是说，摩擦滑动速度具有明显的热影响性能。
经过5000轮的连续运转，摩擦片表面的温度很容易上升到2008摄氏度，甚至是在5m/s的低速期。众所周知，在实际的汽车制动时，滑动速度要比这大的多。因此，为了减少高温摩擦对制动衬片性能的不良影响，有必要采取一些有效的行动来减少实际制动过程中阀瓣的摩擦温度。
4结论
在本文中，半金属汽车制动衬片为研究对象，对其摩擦性能包括摩擦系数及其摩擦系数稳定性进行了大量的实验研究。讨论了制动压力、滑动速度和表面温度对摩擦性能的影响。基于这些，本文做了如下总结：
当周围的温度上升，半金属制动衬片的摩擦系数随着制动压力和滑动速度的
增加而降低。所以，在汽车高速行驶时只通过加大制动压力来紧急制动是不可靠的。摩擦系数随着表面温度的上升先上升后下降，最大值出现在2008摄氏度。因此，为了减少温度对摩擦性能的不良影响，应采取一些有效的措施来冷却摩擦盘。当制动压力不高于1.8Mpa，滑动速度不高于30m/s，表面温度不高于2008摄氏度时，半金属制动衬片的摩擦系数具有良好的稳定性。然而，特别注意的是，应减少制动过程中的高速度，高压力和高温度。
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编号：SY-AQ-06715 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 汽车制动性能测试方法分析Analysis on test method of automobile braking performance
汽车制动性能测试方法分析 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关 系更直接，显得更为突出。 汽车制动性能是汽车性能检测中极其重要的指标，关系着汽车行驶安全，为此应加强汽车制动性能测试方法研究，为更好的检测汽车制动性能奠定基础。本文着重探讨了汽车制定性能检测方法，以期为汽车制动性能的检测提供参考。 截止去年年底我国汽车保有量已达到2.4亿辆，由此引发的汽车安全问题越来越引起人们的重视，不断提高汽车制动性能检测水平，对减少汽车事故保证行车安全具有重要意义。 汽车制动性能指标 汽车制动性能指汽车在短距离内能够稳定停车，以及在长坡时维持一定车速的能力。用于评判汽车制动性能优劣的重要参数称为汽车制动性能指标，包括制动稳定性、制动效能恒定性以及制动效能，下面逐一对其进行阐述。 1.1.制动效能
制动效能即汽车的制动减速度或制动距离，其优劣与否常用汽车在路面良好的条件下，以一定的速度行驶制动至完全停止的距离评定。汽车制动后行驶的距离越短，表示制动性能越佳。另外，为保证交通安全，国家对不同车型的制动减速度和制动距离做了明确规定，如表1所示： 表1不同车辆类型制动距离和速度 机动车类型 制动初速度/（km·h-1 ） 满载减速度/（m·s-2 ） 满载制动距离/m 空载减速度/（m·s-2 ） 空载制动距离/m 空载t1/s
1.制动器摩擦片的磨损计算 为了选择合理的摩擦片面积, 通常采用下列几种度量摩擦片磨损指标. 单位摩擦片面积车重T g 2/厘米公斤∑=F G g a T 式中 ?G ——汽车总重； ∑F ——总摩擦面积。 对于轻型汽车，T g 可取为0.5～2.0公斤/2厘米，中型汽车为2.0～2.9公斤/2 厘米，对于重型汽车为2.9～4.2公斤/2厘米。 2.摩擦片与制动鼓间的单位压力片P ，由下式计算出平均单位压力。 如02b R M βμ鼓蹄片=P 式中 蹄M —一个制动蹄的制动力矩； 单位压力片P 对摩擦片的磨损影响很大，当片P 增大时，磨损亦加速。 简单非平衡式制动器的片P 值如下： 紧蹄 0.1001=P ～14.0公斤/2 厘米 松蹄 02P =3.0～5.0公斤/2厘米 紧急制动时 最大P =25～30公斤/2厘米 3.单位摩擦功L 当汽车制动时，其全部动能转化为摩擦功。制动器摩擦片单位面积上所分到的摩擦功，是随着汽车制动时的速度大小而变化的。因此，单位摩擦功用下式计算： 22 /254厘米米公斤?=∑??F V G L 式中 ?V —汽车开始制动是速度，以公里/小时计。 ?V 可按汽车一般行驶速度30公里/小时和最大速度max ?V （或紧急制动时）来分别计算。 当以 ?V =30公里/小时制动时；
本车L=7～20公斤·米/2 厘米 当以最大车速max ?V 制动时； 本车L=30～70公斤·米/2厘米 从制动器的机构合理行来看，应使前后制动器的单位摩擦功接近相等。 六 制动器的升温计算 制动时制动器将汽车的动能转变为热能, 一部分的热传到空气中, 一部分则被制动部件 （主要是制动鼓）所吸收, 使其温度升高, 摩损加剧。 当汽车在水平道路上行驶，紧急制动时热量几乎全部被制动鼓所吸收。于是从速度?V 到完全停车，制动鼓的温升计算公式 C 10850012鼓 g c z V G ????=??τ 式中 ?V —汽车开始制动时速度 鼓g —每个制动鼓的重量， C-制动鼓的热容量， Z-制动鼓数量 在从速度?V =30公里/小时制动到完全停车的情况下, 制动鼓温度的升高不应超过15 ℃ 。 为了防止在长时间下坡时制动摩擦衬片发热过度, 建议采用辅助制动器。 我们曾在有关汽车制造和使用部门配合下, 在云南山区进行山区汽车制动试验。 试验表明, 山区制动器使用十分频繁, 平均每公里制动3 ～5 次, 每分钟制动4 ～6 次。 在下坡行驶时, 制动时间占整个一下坡行驶时间的61 χ 以上。在下云南568 坡时, 最高鼓温竞达582～600度和500℃ 左右.在这样高的温度下, 摩擦片的摩擦系数降低很多, 如不采用必要措施。制动就将失效。
《汽车用制动盘》(征求意见稿) 编制说明 1 工作简况(包括任务来源、主要工作过程、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作等) 1.1 任务来源 国家标准化管理委员会下达的2012年第2批国家标准制修订计划，项目编号为20121243-T-339。 1.2 主要工作过程 2012年10月，接到国家标准化管理委员会任务后，立即成立了以国家机动车配件产品质量监督检验中心(烟台)为牵头的标准起草小组，并编制了标准制定计划。在收集了相关的国际、国内标准以及与本标准相关的国内外的法规、大型企业的技术材料等相关资料后，于2013年3月在烟台召开了首次讨论会议，并初步形成了本标准制定的统一意见，即：本标准以ECE法规、国外先进国家的标准为基础，结合我国的实际情况，且适应国内相关标准进行编制。 在反复研究和初步调查的基础上，于2013年6月第二次召开标准讨论会，完成初稿的编写工作。2013年11月，工作组在行业内召开意见听取会议，邀请中国铸协、一汽集团等国内相关技术专家对《汽车用制动盘》的标准初稿提出意见及建议，通过工作组全体成员和相关专家对标准初稿的认真讨论，并结合国内具有一定规模的生产厂家的生产、控制经验，对部分技术参数指标进行相应的改动，完成对初稿的第二次修改。会后由国家机动车配件产品质量监督检验中心对标准初稿第二次修改版中所涉及的全部项目参数进行检验验证。 2014年6月，工作组组织进行了第三次标准讨论会议，由国家机动车配件产品质量监督检验中心完成了产品台架试验的验证，通报全体工作组成员后，确定了更合理的技术指标。 根据项目计划，起草小组于2014年9月完成标准征求意见稿报全国汽车标准化技术委员会制动分技术委员会秘书处，根据汽标委制动分委会秘书处审查意见，对标准征求意见稿又进行了修改完善，于2014年10月15日再次上报汽标委制动分委会秘书处。 1.3 主要起草单位和工作组成员 主要起草单位：国家机动车配件产品质量监督检验中心、胜地汽车零部件有限公司、莱州三力机械制造公司、烟台美丰机械有限公司、龙口裕东机械制造厂、山东隆基机械股份有限公司。 工作组成员：李洪、周洪涛、崔兰芳、郑云霞、张宝芝、王平、杨伟尧、王松、孙振林。 2 标准编制原则 制动盘机械性能和材料要求以我国相关的材料国家标准为基础，并通过理论验证、结合国内主要制动盘生产厂的实际经验进行确定。几何尺寸及几何特征参数要求主要参照GB/T 7216和国外的相关标准，如SAE J431、DIN 1561等。台架性能试验方法和要求主要参照ECE R90相关内容。 标准的编排格式按照 GB/T 1.1-2009的规定进行编制。 3 标准主要内容（包括技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等论据，解决的主要问题等。） 本标准主要由范围、术语和定义、分类、技术要求和检验方法等组成。 3.1 范围
摩擦材料（盘式片、鼓式片、制动蹄） ——指点行业运作迷津 （一）摩擦材料的应用领域及重要性 摩擦材料是用于运动中起传动、制动、减速、驻车等作用的功能配件，主要用于汽车、火车、飞机、摩托车、工程机械、船舶机械等的制动器、离合器中的刹车片、离合器面片、闸瓦（片）等，其中60%以上用于汽车工业。 汽车用制动器衬片俗称“刹车片”，按用途可分为两类：行车制动和驻车制动刹车片。行车制动又分为盘式制动和鼓式制动刹车片。 汽车用制动刹车片在汽车工业中属于关键的安全件，汽车的制动和驻车都离不开它，刹车片质量的优劣直接关系到使用者的生命财产安全，摩擦材料质量性能的好坏，直接影响这整车、整机的使用效果，虽然在主机中所占成本较小，但功能和地位十分显赫。 （二）摩擦材料行业现状 A—国外摩擦材料行业现状 1897年，在英国，一个名叫Aerber Frood的人创造行的发明了摩擦材料，并成立了FERODO公司，从此奠定了摩擦材料的发展基石。 100多年的发展，现状国外发达国家的刹车片行业已经发展到了一个全新的高度，无论是在制动刹车片的生产设备、技术及工艺上，还是在产品的质量个管理等方面均处于世界绝对领先地位，刹车片的生产已经精细化、完美化，甚至于艺术品化。 最重要的，同时也是中国摩擦材料行业基本上很难做到的一点：发达国家的刹车片生产企业和整车汽车生产商对刹车片的开发是同步的，从刹车片的选定到出样品，要经过噪声检测、台架试验、匹配试验以及冬、夏季路试等反复测试，直到其性能均达到要求并稳定后，才批量生产。 目前，从世界范围来看，摩擦材料行业早已经品牌化、规模化、标准化。对于先进的生产刹车片的技术工艺而言，国外大致分为三块：北美（半金属配方）；欧洲（少金属配方）日本（NA——无石棉有机物配方）。国外行业规范，想进入其市场，刹车片生产企业的设备、技术、工艺、产品的质量都应匹配，同时通过其市场的质量认证标准。 B—中国摩擦材料行业现状 据不完全统计，我国国内现有摩擦材料生产企业超过600多家（若包括无生产许可证或小作坊式的，估计有800多家以上），销售产值约180亿人民币，其中70%产品为汽车用摩擦材料占30%，国外需求的摩擦材料占70%，产值前50各生产企业中，国外、合资、独资占30家。
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020版汽车制动性能与行车安 全 Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
2020版汽车制动性能与行车安全 制动性能主要指汽车按照驾驶员的指令，减速以至停车的能力。汽车动力性能越好，对其制动性能要求也越高。资料统计表明，重大交通事故中，隐制动距离太长或紧急制动时侧滑失控等情况而产生的占40%-50%。只有良好的制动性才能保证在安全行车的条件下提高行车速度，获得较高的运输效率。 汽车制动性能的评价包括： （1）制动效能，即制动距离或者制动减速运动。制动距离最直接影响行车安全，是人们最关心的指标。但是，制动距离受车速影响，也受道路条件、驾驶员反应灵敏程度等非汽车本身结构因素的影响。检测汽车制动距离和制动减速度需要较高的道路条件，检测效率较低，很难适应大量汽车的检测。制动减速度是由地面制动力产生的，故可以利用车轮的地面制动力来计算出汽车的减速度，即可以用制动力的检测来代替汽车制动减速度的测量。
（2）制动效能的恒定性。主要检查连续制动后，汽车制动效能下降的程度，这对连续下坡的汽车的安全也很重要。 （3）制动时的方向稳定性。这是指制动时汽车不能跑偏，侧滑及失去转向的能力。 以上三个方面对汽车行驶安全又影响，是汽车制动性能的重要指标，其中制动效能的影响是最经常、最重要的。随着道路的改善，汽车动力性能的提高，制动跑偏、侧滑对安全的影响也十分突出，因此方向稳定性也是一个必须保证的重要指标。新型的轿车制动系统要求在制动时不抱死跑偏，其制动系装有车轮制动自动防抱死装置，可在保证一定制动效能的前提下紧急制动而不会侧滑，并且驾驶员还有一定的方向控制能力。 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.
汽车制动系统摩擦片材料基本知识 摩擦材料 一、概论 摩擦材料就是一种应用在动力机械上,依靠摩擦作用来执行制动与传动功能的部件材料。它主要包括制动器衬片(刹车片)与离合器面片(离合器片)。刹车片用于制动,离合器片用于传动。 任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料就是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能就是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力,制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。所以说摩擦材料就是一种应用广泛又甚关键地材料。 摩擦材料就是一种高分子三元复合材料,就是物理与化学复合体。它就是由高分子粘结剂(树脂与橡胶)、增强纤维与摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成,经一系列生产加工而制成的制品。摩擦材料的特点就是具有良好的摩擦系数与耐磨损性能,同时具有一定的耐热性与机械强度,能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上。民用品如自行车、洗衣机等作为动力的传递或制动减速用不可缺少的材料。 二、摩擦材料发展简史 自世界上出现动力机械与机动车辆后,在其传动与制动机构中就使用摩擦片。初期的摩擦片系用棉花、棉布、皮革等作为基材,如:将棉花纤维或其织品浸渍橡胶浆液后,进行加工成型制成刹车片或刹车带。其缺点:耐热性较差,当摩擦面温度超过120℃后,棉花与棉布会逐渐焦化甚至燃烧。随着车辆速度与载重的增加,其制动温度也相应提高,这类摩擦材料已经不能满足使用要求。人们开始寻求耐热性好的、新的摩擦材料类型,石棉摩擦材料由此诞生。石棉就是一种天然的矿物纤维,它具有较高的耐热性与机械强度,还具有较长的纤维长度、很好的散热性,柔软性与浸渍性也很好,可以进行纺织加工制成石棉布或石棉带并浸渍粘结剂。石棉短纤维与其布、带织品都可以作为摩擦材料的基材。更由于其具有较低的价格(性价比),所以很快就取代了棉花与棉布而成为摩擦材料中的主要基材料。1905年石棉刹车带开始被应用,其制品的摩擦性能与使用寿命、耐热性与机械强度均有较大的提高。1918年开始,人们用石棉短纤维与沥青混合制成模压刹车片。20世纪20年代初酚醛树脂开始工业化应用,由于其耐热性明显高于橡胶,所以很快就取代了橡胶,而成为摩擦材料中主要的粘结剂材料。由于酚醛树脂与其她的各种耐热型的合成树脂相比价格较低,故从那时起,石棉－酚醛型摩擦材料被世界各国广泛使用至今。 20世纪60年代,人们逐渐认识到石棉对人体健康有一定的危险性。在开采或生产过程中,微细的石棉纤维易飞扬在空气中被人吸入肺部,长期间处于这种环境下的人们比较容易患上石棉肺一类的疾病。因此人们开始寻求能取代石棉的其它纤维材料来制造摩擦材料,即无石棉摩擦材料或非石棉摩擦材料。20世纪70年代,以钢纤维为主要代替材料的半金属材料在国外被首先采用。80年代－90年代初,半金属摩擦材料已占据了整个汽车用盘式片领域。20世纪90年代后期以来,NAO(少金属)摩擦材料在欧洲的出现就是一个发展的趋势。无石棉,
第一节制动性能的评价指标 制动性能：指汽车行驶时，能在短时间内停车，并维持行驶方向稳定。下长坡时能维持一定车速的能力。 评价指标： 1、制动效能：即制动距离与制动减速度。 2、制动效能的恒定性：抵抗制动效能的热衰退和水衰退的能力。 3、制动时，汽车方向的稳定性：即制动时，不跑偏、侧滑，即失去转向能力的性能。 第二节制动时车轮受力 一、地面制动力（T——车轴的推力；W——车轮垂直载荷）FXb=Tu/r?N 因为：FXb受到轮胎与地面附着力，Fφ=Fzφ的限制。 所以：FXb=Tu/r≤Fzφ，当FXb=Fzφ（Xb=zφ）时，Tu上升，则FXb不再上升，即：FXbmax=Fzφ 二、制动器制动力：在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力Fu（Fu=Tu/r）。 取决于制动器的型式，结构尺寸、摩擦片摩擦系数、车轮半径与踏板力——制动系的油压（气压）成 正比。 三、地面制动力FXb，制动器制动力Fu及附着力Fφ之间的关系。 1、当FXb小于Fφ时，踏板力上升则Fu上升。 2、当Xb=Fφ时，踏板力上升，则Fu上升，而FXb=Fφ，此时，车轮抱死不转而出现滑拖现象。如果要提高地面制动力FXb，只有提高附着系数φ。即：FXbmax=Fzφ 所以：地面制动力FXb首先取决于Fu，同时又受Fφ的限制，只有Fu、Fφ都足够大时，FXb才比较大。 例：Fu很大，但在结冰路上FXb几乎为0。 四、硬路面上的附着系数φ，φ与车轮的运动状况（滑动程度）有关。 1、滑动率S：S=Vw-rωw/Vw Vw——车轮中心速度 ωw——车轮角速度 r——不制动时的滚动半径 （1）车轮纯滚动时：Vw≈rωw，S=0，制动印痕与胎纹基本一致。 （2）车轮边滚边滑时，Vw大于rωw，0小于S小于100%，胎迹逐渐模糊。 （3）车轮纯滑动时，ωw=0，Un>>roωw，S=100%，制动印痕形成粗黑的印痕。 S的数值说明了制动过程中，滑动成分的多少，S越大，滑动越多，S不同时，φb不同（obi=制动系数）。 2、φb——S关系曲线 （1）纵向φ，沿车轮旋转平面方向。因为：FXb=Fzφb，所以：φb=FXb/Fz （2）φb峰值附着系数S=15——20%时，纵向φ的最大值——φp。 （3）φs滑动附着系数S=100%时的纵向φ——φs。（滑动附着系数） 干路面φp与φs相差不大； 湿路面φp与φs相差很大。 r =φs/φp=1/3——1
摩擦材料 一、概论 摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料。它主要包括制动器衬片（刹车片）和离合器面片（离合器片）。刹车片用于制动，离合器片用于传动。 任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力，制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。所以说摩擦材料是一种应用广泛又甚关键地材料。 摩擦材料是一种高分子三元复合材料，是物理与化学复合体。它是由高分子粘结剂（树脂与橡胶）、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成，经一系列生产加工而制成的制品。摩擦材料的特点是具有良好的摩擦系数和耐磨损性能，同时具有一定的耐热性和机械强度，能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上。民用品如自行车、洗衣机等作为动力的传递或制动减速用不可缺少的材料。 二、摩擦材料发展简史 自世界上出现动力机械和机动车辆后，在其传动和制动机构中就使用摩擦片。初期的摩擦片系用棉花、棉布、皮革等作为基材，如：将棉花纤维或其织品浸渍橡胶浆液后，进行加工成型制成刹车片或刹车带。其缺点：耐热性较差，当摩擦面温度超过120℃后，棉花和棉布会逐渐焦化甚至燃烧。随着车辆速度和载重的增加，其制动温度也相应提高，这类摩擦材料已经不能满足使用要求。人们开始寻求耐热性好的、新的摩擦材料类型，石棉摩擦材料由此诞生。 石棉是一种天然的矿物纤维，它具有较高的耐热性和机械强度，还具有较长的纤维长度、很好的散热性，柔软性和浸渍性也很好，可以进行纺织加工制成石棉布或石棉带并浸渍粘结剂。石棉短纤维和其布、带织品都可以作为摩擦材料的基材。更由于其具有较低的价格（性价比），所以很快就取代了棉花与棉布而成为摩擦材料中的主要基材料。1905年石棉刹车带开始被应用，其制品的摩擦性能和使用寿命、耐热性和机械强度均有较大的提高。1918年开始，人们用石棉短纤维与沥青混合制成模压刹车片。20世纪20年代初酚醛树脂开始工业化应用，由于其耐热性明显高于橡胶，所以很快就取代了橡胶，而成为摩擦材料中主要的粘结剂材料。由于酚醛树脂与其他的各种耐热型的合成树脂相比价格较低，故从那时起，石棉－酚醛型摩擦材料被世界各国广泛使用至今。 20世纪60年代，人们逐渐认识到石棉对人体健康有一定的危险性。在开采或生产过程中，微细的石棉纤维易飞扬在空气中被人吸入肺部，长期间处于这种环境下的人们比较容易患上石棉肺一类的疾病。因此人们开始寻求能取代石棉的其它纤维材料来制造摩擦材料，即无石棉摩擦材料或非石棉摩擦材料。20世纪70年代，以钢纤维为主要代替材料的半金属材料在国外被首先采用。80年代－90年代初，半金属摩擦材料已占据了整个汽车用盘式片领域。20世纪90年代后期以来，NAO（少金属）摩擦材料在欧洲的出现是一个发展的趋势。无石棉，采用两种或两种以上纤维（以无机纤维为主，并有少量有机纤维）只含少量钢纤维、铁粉。NAO（少金属）型摩擦材料有助于克服半金属型摩擦材料固有的高比重、易生锈、易产生制动噪音、伤对偶（盘、鼓）及导热系数过大等缺陷。目前，NAO （少金属）型摩擦材料已得到广泛应用，取代半金属型摩擦材料。2004年开始，随汽车工业飞速发展，人们对制动性能要求越来越高，开始研发陶瓷型摩擦材料。陶瓷型摩擦材料主要以无机纤维和几种有机纤维混杂组成，无石棉，无金属。其特点为： 1. 无石棉符合环保要求； 2. 无金属和多孔性材料的使用可降低制品密度，有利于减少损伤制动盘（鼓）和产生制动噪音的粘度。 3. 摩擦材料不生锈，不腐蚀； 4. 磨耗低，粉尘少（轮毂）。 三、摩擦材料分类 在大多数情况下，摩擦材料都是同各种金属对偶起摩擦的。一般公认，在干摩擦条件下，同对偶摩擦系数大于0.2的材料，称为摩擦材料。 材料按其摩擦特性分为低摩擦系数材料和高摩擦系数材料。低摩擦系数材料又称减摩材料或润滑材料，其作用是减少机械运动中的动力损耗，降低机械部件磨损，延长使用寿命。高摩擦系数材料又称摩阻材料（称为摩擦材料）。
汽车制动性能评价指标 Final approval draft on November 22, 2020
3-2 汽车制动性能评价指标 导入新课：制动性能的评价指标包括制动效能、制动效能的恒定性、制动时的方向稳定性三个方面。 一、制动效能 制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车，或在下坡时维持一定车速及坡道驻车的能力，是制动性能最基本的评价指标。一般用制动减速度、制动力、制动距离等来评价。 1、制动减速度 是指制动时单位时间内车速的变化量。它反映了地面制动力的大小，与制动器制动力及附着力有关。 2、制动力 1）地面制动力 2）制动器制动力 3）地面制动力、制动器制动力和附着力之间的关系 汽车的地面制动力越大，制动减速度越大，制动距离越短；而地面制动力首先取决于制动器制动力，同时受地面附着条件的限制。因此只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力 3、制动距离 是指车辆在规定的出速度下，以规定踏板力急踩制动踏板时，从驾驶员右脚接触到制动踏板到车辆停止时车辆所使的距离。 影响制动距离的主要因素：制动器起作用的时间、最大制动减速度
（有附着力和制动器制动力决定）、制动出速度。因此及时维护车辆能缩短制动器起作用时间以及制动性能的稳定。 二、制动效能的恒定性 1）热衰退性 制动效能的稳定性是指汽车制动的抗热衰退性，是指汽车高速制动、短时间重复制动或下长坡连续制动时制动效能的热稳定性。因为制动产生大量的热量，使制动器温度上升，制动器在热状态下能否保持有效的制动效能是衡量制动性能的重要指标。 2）水衰退性 当制动器被水浸湿时，应在汽车涉水后多踩几次制动踏板，是制动蹄和制动鼓摩擦生热迅速干燥。 三、制动时的方向稳定性 制动时方向的稳定性是指汽车制动时不发生跑偏、侧滑及失支转向能力。 1、制动跑偏 主要是由于左、右轮（尤其是前轴）制动器制动力不相等。为限制制动跑偏，要求前轴左、右制动力之差不大于该轴符负荷的5%，后轴为8% 2、制动侧滑与制动时转向能力的丧失 侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向滑移。 制动时转向能力丧失是指弯道制动时。汽车不再按原来的弯道行驶而沿前线方向驶出，或直线行驶制动时转动转向盘不能改变方向的现象。原因是转向轮抱死。
3-2-汽车制动性能评价指标
3-2 汽车制动性能评价指标 导入新课：制动性能的评价指标包括制动效能、制动效能的恒定性、制动时的方向稳定性三个方面。 一、制动效能 制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车，或在下坡时维持一定车速及坡道驻车的能力，是制动性能最基本的评价指标。一般用制动减速度、制动力、制动距离等来评价。 1、制动减速度 是指制动时单位时间内车速的变化量。它反映了地面制动力的大小，与制动器制动力及附着力有关。 2、制动力 1）地面制动力 2）制动器制动力 3）地面制动力、制动器制动力和附着力之间的关系 汽车的地面制动力越大，制动减速度越大，制动距离越短；而地面制动力首先取决于制动器制动力，同时受地面附着条件的限制。因此只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力 3、制动距离 是指车辆在规定的出速度下，以规定踏板力急踩制动踏板时，从驾驶员右脚接触到制动踏板到车辆停止时车辆所使的距离。 影响制动距离的主要因素：制动器起作用的时间、最大制动减速
现象。原因是转向轮抱死。 四、影响汽车制动性的主要因素 1、轴间负荷的分配： 负荷与制动力是成比例的，在制动过程中，轴间负荷发生改变，制动力分配也发生改变，最佳状态是前后轮同时接近滑移状态，可达到最好的制动效果。如前轮滑移，汽车不能改变方向，失去操纵；如后轮滑移，汽车甩尾，失去稳定性。 2、制动力的调节和车轮防抱死： 现代汽车运用了一些压力调节装置如限压阀、比例阀等，用来调节汽车后轮的制动力，防止后车轮侧滑。而防抱死装置主要防止车轮完全抱死，筒称ABS。而现代的汽车可以将车轮的滑移率控制在10%-20%的最佳状况。 3、汽车载重 汽车载重增加，制动距离增加，重心改变，制动距离改变。 制动时的车速： 制动时汽车速度越高，动量越大，制动距离越长。 4、发动机制动 充分利用发动机制动可以可使制动更加平均分配到车轮上，同时使车轮制动器的减少负担。 5、道路条件 道路条件决定了附着系数。在泥泞路面、冰雪路面，附着系数小，
中国摩擦材料发展方向 我国摩擦材料的未来发展方向,主要体现在三个大的领域方面，随着我国汽车产业的不断发展,做为汽车制动系统关键零部件之一的刹车片也得到了突飞猛进的发展。而今新能源时代到来之际,我国企业须认清国际摩擦材料行业的发展形势。以下是刹车片的三种重要材料：首先是纤维增强材料,纤维做为摩擦材料的骨架材料，不但对摩擦片的强度起着至关重要的作用，同时也对摩擦片的性能有着重要的影响。目前在欧美等发达国家和地区又开始对纤维的结构和理化性能提出了更为严格的要求,而木质纤维、无机晶须(硫酸钡晶须;碳酸钙晶须;钛酸钾晶须等)、矿物纤维、陶瓷纤维、碳纤维、各种有机合成纤维等给我们提供了大量的选择余地,但从成本等综合因素上来看晶体结构和水溶性纤维材料等将是我们未来摩擦材料中 的首选纤维。?刹车片的另一个重要材料是粘合剂。粘合剂是我们生产摩擦材料必不可少的材料，人们从最早利用纯酚醛树脂(固态和液态），到后来采用各种橡胶通过多种工艺对酚醛树脂进行改性,发展到今天使用多种无机物或有机物对树脂进行改性。目前已经不再是单纯的追求摩擦系数和磨损性能的稳定和提高,而是从摩擦片与刹车盘表面的相互作用去分析摩擦材料的工作原理。所以做为摩擦材料的粘合剂材料,不再仅限于树脂与橡胶,而是已经拓展到了利用金属粉末或金属硫化物在高温下所具有的特殊性能,来 减少树脂在摩擦材料中的使用比例,弥补树脂及橡胶在高温条件下的不足，改善高温时在刹车片与刹车盘之间形成的转移膜的结构与性能,进而提高摩擦片的摩擦性能以及其与刹车盘的磨损性能，从而达到提高制动的安全性能、舒适性能和环保性能。?因此,我们在采用高性能的树脂来提高摩擦材料性能的同时，应更多地关注和利用一些金属粉末或金属硫化物以改善摩擦过程中形成的转移膜的形状与结构，使静态摩擦系数与动态摩擦系数达到相对的平衡,确保刹车片与刹车盘具有良好的磨损性能的同时，达到提高摩擦材料的速度与压力敏感性、消除高温衰退、减少噪音、减少落灰的目的。最后就是摩擦性能调节剂:摩擦性能调节剂在改善摩擦材料综合性能过程中起着非常关键的作用,过去我们的摩擦材料技术工作者在材料品种 的选择上做了大量的研究，并且对其形状和结构也做了相应的探讨,但与世界先进的水平相比还有很大的差距，今后的研究工作不但要在选材上不断扩大应用范围，而且要对每种材料的粒度分布做出明确的规定, 并且对其理化性能提出详细的技术参数，同时在配方的研究过程中,对于同一种材料的应用，要根据其形状与粒度的进行多种型号的搭配使用，以确保其优点在摩擦材料中得到充分的发挥。 汽车刹车材料的发展趋势
各种材料摩擦系数表 摩擦系数是指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。它是和表面的粗糙度有关，而和接触面积的大小无关。依运动的性质，它可分为动摩擦系数和静摩擦系数。现综合具体各种材料摩擦系数表格如下。
注:表中摩擦系数是试验值,只能作近似参考 固体润滑材料 固体润滑材料是利用固体粉末、薄膜或某些整体材料来减少两承载表面间的摩擦磨损作用的材料。在固体润滑过程中，固体润滑材料和周围介质要与摩擦表面发生物理、化学反应生成固体润滑膜，降低摩擦磨损。 中文名 固体润滑材料 采用材料 固体粉末、薄膜等 作用 减少摩擦磨损
使用物件 齿轮、轴承等 目录 1.1基本性能 2.2使用方法 3.3常用材料 基本性能 1)与摩擦表面能牢固地附着，有保护表面功能固体润滑剂应具有良好的 成膜能力，能与摩擦表面形成牢固的化学吸附膜或物理吸附膜，在表面附着，防止相对运动表面之间产生严重的熔焊或金属的相互转移。 2)抗剪强度较低固体润滑剂具有较低的抗剪强度，这样才能使摩擦副的 摩擦系数小，功率损耗低，温度上升小。而且其抗剪强度应在宽温度范围内不发生变化，使其应用领域较广。 3)稳定性好，包括物理热稳定，化学热稳定和时效稳定，不产生腐蚀及 其他有害的作用物理热稳定是指在没有活性物质参与下，温度改变不会引起相变或晶格的各种变化，因此不致于引起抗剪强度的变化，导致固体的摩擦性能改变。 化学热稳定是指在各种活性介质中温度的变化不会引起强烈的化学反应。要求固体润滑剂物理和化学热稳定，是考虑到高温、超低温以及在化学介质中使用时性能不会发生太大变化，而时效稳定是指要求固体润滑剂长期放置不变质，以便长期使用。此外还要求它对轴承和有关部件无腐蚀性、对人畜无毒害，不污染环境等。
汽车制动盘和制动摩擦片检测 【课题】汽车制动盘和制动摩擦片检测《汽车维护教程》第一级下册（高等教育出版社）【课时】2课时 【教材内容分析】 《汽车维护操作》主要介绍汽车维护操作的基本知识，主要内容包括丰田概况、丰田技术员、基本的维修操作、工作安全、5S、定期维护的目的、定期维护的的基本知识、定期维护等。本工位主要让学生了解和掌握汽车前轮制动器摩擦片和制动盘的检测方法以及能正确判断制动盘和制动摩擦片的磨损情况。 【学生情况分析】 本课所面临的教学对象为中职学校汽修专业的学生，其实中职的学生不比普高的学生差，只是我们老师没有激发学生的学习兴趣，并且没有养成一种良好的学习习惯而已。面对这样的情况，首先我们应该要激发其学习兴趣。对于那些报汽车专业学生相信应该对汽车还是有一定兴趣，但这需要我们教育好、引导好。此外，由于中职学生学习难度不能太大，要让学生容易接受。因此我们需将各个操作项目进行分步骤细化讲解，来降低学习的学习难度。 制动盘和制动摩擦片的结构、原理在之前的项目循环中已经讲解过，本堂课为实训课，在学生知道结构原理的基础上加强学生动手操作能力，让我们学生的技能学习更加符合企业的现实需要。 【教学目标】 认知目标： 1、指导各检查项目的原因和依据。 2、知道制动盘和制动摩擦片检查的作业流程。 能力目标： 1、能借助举升设备和常用工具，在15分钟内独立拆卸和安装制动摩擦片，且作 业流程规范，安装后能正常使用。 2、能借助测量工具，在规定时间内进行掌制动摩擦片、制动盘的检查。 3、让学生能独立的按照整个项目内容的作业流程进行操作。 情感目标： 1、操作步骤规范，动作标准。 2、工具、场地整理清洁，有安全环保意识。 【教学难点重点】 重点：汽车制动摩擦片的的拆卸方法。（通过操作强化记忆。） 难点：千分尺使用 （通过将该操作进行一步一步的分解，一个动作、一个动作的进行细化讲解来突破难点。）【教学方法】 分组教学与演示教学法 【教学平台和资源】 多媒体、自制ppt幻灯片、工作任务书若干、评分表若干、千分尺4套、各类拆装工具4套、整车两辆等 【教学策略与思路】 我校开展汽修任务驱动和项目教学的工作已有四年的时间，本人参加汽修项目教学的工作也有四年，我校汽修项目教学的框架基本形成，包括从学生的整队、7s的管理、教学模
3-2 汽车制动性能评价指标 导入新课：制动性能的评价指标包括制动效能、制动效能的恒定性、制动时的方向稳定性三个方面。 一、制动效能 制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车，或在下坡时维持一定车速及坡道驻车的能力，是制动性能最基本的评价指标。一般用制动减速度、制动力、制动距离等来评价。 1、制动减速度 是指制动时单位时间内车速的变化量。它反映了地面制动力的大小，与制动器制动力及附着力有关。 2、制动力 1）地面制动力 2）制动器制动力 3）地面制动力、制动器制动力和附着力之间的关系 汽车的地面制动力越大，制动减速度越大，制动距离越短；而地面制动力首先取决于制动器制动力，同时受地面附着条件的限制。因此只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力 3、制动距离 是指车辆在规定的出速度下，以规定踏板力急踩制动踏板时，从驾驶员右脚接触到制动踏板到车辆停止时车辆所使的距离。 影响制动距离的主要因素：制动器起作用的时间、最大制动减速
度（有附着力和制动器制动力决定）、制动出速度。因此及时维护车辆能缩短制动器起作用时间以及制动性能的稳定。 二、制动效能的恒定性 1）热衰退性 制动效能的稳定性是指汽车制动的抗热衰退性，是指汽车高速制动、短时间重复制动或下长坡连续制动时制动效能的热稳定性。因为制动产生大量的热量，使制动器温度上升，制动器在热状态下能否保持有效的制动效能是衡量制动性能的重要指标。 2）水衰退性 当制动器被水浸湿时，应在汽车涉水后多踩几次制动踏板，是制动蹄和制动鼓摩擦生热迅速干燥。 三、制动时的方向稳定性 制动时方向的稳定性是指汽车制动时不发生跑偏、侧滑及失支转向能力。 1、制动跑偏 主要是由于左、右轮（尤其是前轴）制动器制动力不相等。为限制制动跑偏，要求前轴左、右制动力之差不大于该轴符负荷的5%，后轴为8% 2、制动侧滑与制动时转向能力的丧失 侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向滑移。 制动时转向能力丧失是指弯道制动时。汽车不再按原来的弯道行驶而沿前线方向驶出，或直线行驶制动时转动转向盘不能改变方向的
轻卡系列刹车片技术规范（草稿） 本规范规定了气压和液压轻型卡车系列刹车片总成的必要需求和功能，用于满足制动应用和顾客期望，所有的测试结果应在被认可的测试设备或有资质的检测机构获得。 1、环境健康与安全 为满足各国及国际政府法律以及内部标准所需要求，规定了有关特定物质的限制。根据GB 12676-1999中4.1.3条明确规定：制动衬片应不含石棉。 2、外观检查 衬片外观满足ISO/PAS 22574要求。 3、尺寸 下列尺寸为重要尺寸，在新产品的PPAP阶段提供尺寸报告供客户批准，并且保留1套产品用作标准样件留存，后批量供货时，每批次需提供尺寸报告。3.1 总成半径：符合图纸要求，与鼓比对，0.20mm塞尺不通过。 3.2 垂直度：符合图纸要求。 3.3 焊接对称度：符合图纸要求。 3.4 定位尺寸精修面：≥75%，符合图纸要求 3.5 总成平行度：符合图纸要求。 4、物理/机械性能 测试项目测试程序标准要求备注 焊接强度撕裂实验每焊点≥4900N 硬度HRM GB/T 5766-2007 ≤90 内剪切强度ISO 6311 ≥8MPa 膨胀率(200℃)200℃≤1.5% 密度排水法X ±0.10 g/cm3 冲击强度GB 5763-2008 ≥0.3 J/cm2 防腐性能24小时盐雾实验金属锈蚀面≤5%
5、摩擦系数 5.1 GB5763:2008 中5.3条3类衬片（定速实验） 5.1.1 指定摩擦系数：0.40+0.05－0.02，具体数值根据车型匹配确认。 5.1.2 磨损率：10-7cm3/N·m 温度100℃150℃200℃250℃300℃∑ 要求≤0.20 ≤0.20≤0.25≤0.30 ≤0.35 ≤1.20 5.2 SAE J661（蔡司/CHASE实验） 5.2.1 摩擦系数：FF/GG 5.2.2 磨损率：体积比≤8% 6、台架测试 根据QC/T 479进行测试，评估效能力矩，速度稳定性和衰退率。 试验项目性能要求备注 序 号 1效能试验V=30km/h 额定力矩≤M B≤1.3倍额定力矩V=50km/h V=65km/h 2速度稳定性|Vst(50-30)|≤10% |Vst(65-30)|≤20% 3衰退试验衰退率|Fa1|≤40% 恢复差率|Re|≤20% 7、整车路试 7.1 制动距离：按照GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》进行。 7.2 稳定性：未超出2.5m通道宽，排除摩擦片引起的跑偏。 7.3 制动噪音：无显著制动噪音，主观评价。 7.4 对偶磨损：无显著伤鼓现象和MPU（金属转移）问题，使用1个月后目测。 7.5 使用寿命：正常使用至少1个月后进行间隙调整，调试记录。 END
世界刹车片的知名公司介绍及号码规律。 菲罗多公司于1897年在英格兰成立，1897年，制造出世界第一个刹车片。1995年，世界原厂装车市场占有率近50%，产量世界第一。FERODO-菲罗多是世界摩擦材料标准协会FMSI的发起人和主席。菲罗多-FERODO现为美国辉门公司（FEDERAL-MOGUL）旗下品牌。菲罗多在全世界20多个国家设为20多间独立或或合资或以发放专利许可证方式合作生产的工厂。生产和销售的主要品牌有：FEROD… 天合汽车集团(TRW Automotive) 是全球领先的汽车安全系统供应商，集团总部设在美国密歇根州利沃尼亚市，在全球25多个国家和地区拥有63,000多名员工，2005年销售额达126亿美元。天合生产制动、转向、悬挂、乘员安全方面的高科技主、被动安全产品及系统并提供售后市场作业。… 做为日本顶级的刹车片制造厂家，阿基波罗的OEM客户包括：通用（General Motors），福特（Ford Motor Company），戴姆勒·克莱斯勒（DaimlerChrysler），本田H（Honda），丰田（Toyota），三菱（Mitsubishi），马自达（Mazda），日产（Nissan），斯巴鲁（Subaru），五十铃（Isuzu）。实力自然无需多言。号码规律… MK Kashiyama Corp.公司是日本著名的汽车制动系统配件生产厂商。MK品牌在日本国内维修市场上享有最高的市场占有率，其高度可靠的制动零件在日本及全球市场上供应并受到好评。产品编码规律：刹车片：D9024，D9051M，编码解读：第一位“Ｄ”表示DISC BRAKE，指盘式刹车片。第二位数字表示车型，例如第二位是数字“１”，表示… 1948年，汽车售后市场摩擦材料制造商成立了一个行业协会叫“世界摩擦材料标准协会”。为汽车售后市场建立一个标准化的编码系统。该系统涉及的产品包括汽车制动系统配件和离合器面片。在北美，所有在公路上使用的车辆，均使用FMSI编码标准。… WVA编号是一个适用于道路车辆以及工程机械的刹车片-离合器片-其他摩擦材料的一种编码标准。WVA编码系统由德国摩擦材料产业协会（VRI-Verband der Reibbelagindustrie）建立。该协会位于德国科隆，是欧洲摩擦材料制造商协会（FEMFM - Federation of European Manufacturers of Friction Materials）成员之一。… ATE公司创建于1906年，后合并于德国大陆集团。在其创建后近一个世纪的时间里，一直是汽车制动系统的领导者。ATE产品覆盖整个制动系统，包括：刹车总泵、刹车分泵、刹车盘、刹车片、刹车软管、增压器、制动钳、刹车油、轮速传感器、ABS和ESP系统等。… 西班牙耐磨士公司成立超过三十年，是当今汽车刹车零件的领先生产商。公司在欧美地区拥有超过10间工厂，并不断扩展着。1997年，该公司被LUCAS收购。1999年，因LUCAS公司被TRW集团整体收购，随后成为TRW集团底盘体系的一部分。在中国，2008年，耐磨士成为中国重汽盘式制动刹车片的独家供应商。… TEXTAR（泰克斯塔）为泰明顿旗下品牌之一。德国泰明顿(TMD)摩擦村料集团成立于1913年，是欧洲最大的OE供应商之一。生产的TEXTAR（泰克斯塔）制动片，完全按照汽车和制动片行业的规范和标准进行检测，与驾驶有关的20多种制动性能都在检测之列，仅测试项目超过50种。… PAGID公司于1948年建立于德国埃森市，它是欧洲最优秀最古老的摩擦材料制造商之一。1981年，PAGID 和Cosid, Frendo and Cobreq一起成为Rütgers Automotive团体的成员。如今，这个团体已经成为TMD （Textar, Mintex, Don）的一部分。… 优力（JURID）与奔德士（Bendix）一样，同属霍尼韦尔摩擦材料有限公司旗下品牌。优力刹车片在德国生产，主要配套奔驰，宝马，大众，奥迪。优力（JURID）刹车片号码规律：Ａ，乘用车：571488 J，
探究刹车片摩擦材料的研究现状与发展趋势 发表时间：2019-09-18T10:02:32.580Z 来源：《防护工程》2019年11期作者：赵盟盟 [导读] 新型陶瓷基摩擦材料是当前全新的一种材料，其材料的引用可以提升安全性与稳定性，满足当前的需求。 山东金麒麟股份有限公司山东乐陵 253600 摘要：现阶段的工业制造逐渐向轻量化、高质量、高安全以及高寿命方向发展，进而对当前的制动系统提出更高的要求，以保证其整体性能。新型陶瓷基摩擦材料是当前全新的一种材料，其材料的引用可以提升安全性与稳定性，满足当前的需求。 关键词：刹车片摩擦材料；现状；发展 1 引言 作为车辆和机械离合器总成及制动器中的关键性安全部件，高性能刹车片摩擦材料的研究广泛受到各科研机构和主机厂的关注。刹车片摩擦材料作为制动装置中的核心要素，利用摩擦材料的摩擦性能将转动的动能转化为热能及其他形式的能量，从而实现运动装置制动，其性能的优良直接影响着整机装备运行的安全性、可靠性、舒适性等. 2 刹车片摩擦材料的主要性能 一般对刹车片的基本要求主要有耐磨损、摩擦系数大、优良的隔热性能。按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。摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料。它主要包括制动器衬片（刹车片）和离合器面片（离合器片）。刹车片用于制动，离合器片用于传动。任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力，制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。 所以说摩擦材料是一种应用广泛又甚关键地材料。摩擦材料是一种高分子三元复合材料，是物理与化学复合体。它是由高分子粘结剂（树脂与橡胶）、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成，经一系列生产加工而制成的制品。摩擦材料的特点是具有良好的摩擦系数和耐磨损性能，同时具有一定的耐热性和机械强度，能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上。民用品如自行车、洗衣机等作为动力的传递或制动减速用不可缺少的材料。 3 刹车片摩擦材料发展过程 通过上文的分析发现，阿基波罗工业株式会社和美国辉门公司在专利数量和时期上具有代表性，对其各个时期的代表性专利进行分析，发现刹车片摩擦材料的发展可分为去石棉时期、无石棉发展时期和新材料时期。 3.1 去石棉时期 早在19世纪30年代，菲罗多就有专利提到了含铅或铅合金的摩擦片，还有一篇专利提到了含石棉的刹车片，这就是早期的石棉刹车片。早期的刹车片往往含有石棉，因为石棉能为摩擦材料提供较高机械强度及良好的耐热性、耐磨性等关键性能，甚至至今石棉在摩擦材料中的影响还没有被单一增强纤维所取代。自19世纪50年代，石棉被发现可能具有致癌性。之后19世纪70年代，石棉的致癌形成了一种共识，1989年，美国出台了法案规定禁止石棉材料的使用。 随后，各公司开始寻求对石棉的替代，大体分为两个发展方向，一种为用金属纤维等进行替代，后来演变为用途十分广泛的半金属刹车片，如菲罗多专利中出现了含金属纤维的刹车片，金属开始替代石棉；1982年阿基波罗公司一种定义为半金属的刹车片出现了，中提到了铝和氧化铝同酚醛树脂、金属粉末、橡胶、石墨和钢纤和高含碳量的铁粉热压得到这种摩擦材料。其中钢纤维和金属粉末（如：还原铁粉、铸铁粉等）主要替代石棉用作增强材料。提出一种包含碎玻璃纤维的摩擦材料具有良好的抗磨损和抗衰退性能，具体包含树脂，碎玻璃纤维（浸渍有１％的酚醛树脂）、有机粉末、填料、金属粉末、润滑剂和一些其他的纤维，并且分散了噪音的集中产生。这种刹车片即为早期的NAO型刹车片。此阶段汽车工业对于汽车速度提出了更高的要求，因此摩擦材料不仅关注对石棉纤维的替代，对于粘结剂的改性以提高分解温度也被重视。 3.2 无石棉发展时期 从20世纪80年代至2000年，刹车片摩擦材料的专利开始大量涌现，主要还是针对无石棉配方的改进。半金属配方刹车片具有较高的摩擦系数，优异的热传导性和耐磨性，但也有易生锈、易损伤刹车盘等缺点，另外在噪音和舒适性方面都不尽如人意，这也不满足汽车工业对汽车舒适性的要求。世界发达国家更加注重对噪音、振动、顿挫感（简称NVH）等舒适性能方面的研究。减少刹车片中金属含量，由半金属向低金属转变成为当时的主要研究方向。最显著的特点是发表了大量无石棉有机（简称NAO）刹车片，NAO主要特点为具有适宜的摩擦系数、低噪音、少落灰和较好的舒适性。 3.3 新材料时期 3.3.1 新型陶瓷基摩擦材料 21世纪初，面对世界范围内对于汽车环保和舒适性更高的要求，刹车片摩擦材料的发展对环保要求也越来越苛刻，日本、欧美地区的刹车片向着绿色，环保，经济的方向发展。此时由于芳纶与钛酸钾纤维具有良好的协同作用，在NAO型刹车片中已得到了十分广泛的应用。粉末状钛酸钾的工艺，并且和纤维状钛酸钾具有相似的摩擦性能和力学强度，可以对钛酸钾纤维进行替代。 3.3.2 新型陶瓷基摩擦材料 汽车制动器在进行制作过程中，其主要是利用当前的衬片功能进行发挥，其由当前的填料、增强纤维以及粘结剂组成，利用粘接剂自身的功能与优势，将相关的材料进行合理的融合，经过粘接、加热、固化等工序，促使其形成质量良好的摩擦材料，提升整体性能，满足当前的需求。例如，作者通过合理的实验，对当前的汽车刹车片新型陶瓷基材料的性能进行分析，通过不同的粘结剂的不同体积分数明确其最优效果，进而选择出摩擦材料的最高强度与韧性，提升其整体性能。以实际的案例为例，在某实验中，将当前的钛酸钾晶须作为增强纤维，充分发挥出其自身的摩擦性能，并利用不同的钛酸钾含量进行分析，不同的含量对其整体性能产生的影响。 填料也是当前重要的组成部分，其自身的性能优势在于对摩擦材料的磨损性能进行合理的调节，进而提升其实际的制动与传动要求，例如，当前较为常见的填料主要有碳酸钙、氧化铁、氧化铝等相关的材料，不同的材料其对于当前的性能影响也不同。氧化铝可以提升材