盤式剎車片燒片的機理分析

發布時間：2018-10-24

　　燒片表現為剎車片冒煙、大面積的焦化、發白，其實質是襯片異常升溫并超過400C，而且在此高溫下持續較長時間。在極端情況下甚至起明火，其危害如下：
　　1．剎車片表層嚴重焦化，剎車性能急劇下降，導致剎車不力，同時加劇了磨損量。
　　2．由于襯片整體溫度升高，并超出正常范圍，材料本身內剪切強度及與鋼背的粘接強度下降；在急剎車時，襯片脫落，制動失效（見驗證附錄1.高溫剪切）。對載客大巴來說，涉及嚴重的生命財產安全問題。這次貴陽宇通投訴的片，我們看到了燒片脫落后，只靠鋼背剎車的驚險情形。
　　3．剎車片發生燒焦味，冒煙，會引起客戶及乘客的恐慌，嚴重影響他們對產品的信心。2006年成都的客戶投訴調查表明，因燒片問題，不少客戶轉而選用其他品牌的產品，造成客戶的流失，直接給公司帶來損失。
　　燒片的機理分析
　　正常的剎車強度與頻率，剎車片的溫度保持在250℃內，剎車片是不會冒煙的，然而退回的樣品分析表明，這些剎車片的使用溫度已達400℃以上，這已經超出了正常的剎車溫度范圍，這么高的溫度，一般只有在實驗室條件下，在臺架上人為設置的反復高強度剎車，或長時間拖磨才會出現；這種情況下一種習慣性的解釋是用戶在惡劣的路況下使用導致，但是通過咨詢經驗的駕駛員，即使在險峻的長下坡盤山公路，他們也不會用長時間的持續拖磨剎車，而是用變換變速箱到低檔位，加上斷續的點剎車來實現限速，這種路況都不足以產生高溫；對于平坦的路況，即使是變速頻繁，也不致于發生燒片的。那么，是否有外在的易燃物引起了呢？我們想到了剎車片上靜電噴涂的漆粉，在實驗室里做了測試，發現在380℃以上時，才出現冒煙分解，而且即使到500℃，也無明火。這說明與靜電噴涂的漆粉是無關的。所以，能引起剎車片燒片的重要因素是拖磨。
　　拖磨的起因
　　拖磨就是在各種因素作用下，剎車片與剎車盤長時間持續接觸。
　　目前導致拖磨的原因有：
　　1、選用了不合適的制動液：如果錯選了容易受熱膨脹的“醇”類制動液，制動液受熱膨脹后推動制動活塞導致拖磨。制動掖價格相差懸殊，從30元/升~~300元/升不等，市場上難免魚目混珠，盤式制動器要求選用特制的合成制動液，以減少熱膨脹，及對橡膠、金屬等剎車輔件的腐蝕損害。我公司臺架便采用了英國BP石油公司的CASTROL DOT4優質剎車液，實踐證明剎車效果良好。
　　2、手剎沒徹底放松
　　一般是后鼓式行車與駐車共用系統，少數是后盤式共用系統，如果是手剎沒徹底放松，那么在行車過程就造成拖磨；
　　3、浮鉗式剎車總成浮動導軌因為老化等原因阻力太大，對于大巴來說一般要求在100N以下，太大的滑動阻力會導致拖磨
　　4、剎車回位橡膠輔件老化會導致拖磨
　　5、剎車片受熱膨脹：一般情況下，隨著剎車的進行，溫度上升，襯片膨脹，厚度有增加△A的趨勢；同時剎車過程由于磨損，厚度減少△B；如果  △A-△B＞0，則表現為膨脹。由于在短時間的剎車過程內，△A遠大于△B
　　所以主要考慮△A。熱膨脹是摩擦材料的普遍現象，只有熱膨脹量超標才有可能造成拖磨危害。
　　熱膨脹導致拖磨的必要條件
　　在上述拖磨的5個原因中，第2是駕駛操作的意外，1、3、4能造成拖磨，但是拖磨力矩不大，因為產生拖磨的外力有限。臺架實驗表明，在50NM的拖磨力矩下，溫度不易上升，因為冷卻風會及時把輕微拖磨產生的熱量帶走。另外，這4個外部原因在事發時也不易查證，易產生互相推諉，不利于問題的分析；所以我們重點分析自身原因---熱膨脹。剎車片膨脹屬于固體膨脹，可以產生很大的膨脹力，這個力在合適條件下可以產生很大的拖磨制動力矩，從而使溫度快速上升。可見，熱膨脹導致拖磨是客觀存在的。分析它產生的條件對問題的解決是十分有必要的。
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