汽車刹車片

汽車刹車片

汽車刹車皮
汽車刹車片也叫汽車刹車皮,是指固定在與車輪旋轉的制動鼓或制動盤上的摩擦材料,其中的摩擦襯片及摩擦襯塊承受外來壓力,産生摩擦作用從而達到車輛減速的目的。[1]
  • 中文名:汽車刹車片
  • 外文名:
  • 别名:汽車刹車皮
  • 性質:制動盤上的摩擦材料
  • 目的:車輛減速

構造

汽車刹車片一般由鋼闆、粘接隔熱層和摩擦塊構成,鋼闆要經過塗裝來防鏽,塗裝過程用SMT-4爐溫跟蹤儀來檢測塗裝過程的溫度分布來保證質量。其中隔熱層是由不傳熱的材料組成,目的是隔熱。摩擦塊由摩擦材料、粘合劑組成,刹車時被擠壓在刹車盤或刹車鼓上産生摩擦,從而達到車輛減速和制動的目地。由于摩擦作用,摩擦塊會逐漸被磨損,一般來講成本越低的刹車片磨損得越快。摩擦材料使用完後要及時更換刹車片,否則鋼闆與刹車盤就會直接接觸,最終會喪失刹車效果并損壞刹車盤。

分類

從刹車類型上來分可以分為:

用于盤式制動器的刹車片

用于鼓式制動器的刹車蹄

用于大卡車的來令片

從材質上來分又可以分為:

樹脂基刹車材料

粉末冶金刹車材料

碳/碳複合刹車材料

陶瓷基刹車材料

刹車原理

刹車的工作原理主要是來自摩擦,利用刹車片與刹車碟(鼓)及輪胎與地面的摩擦,将車輛行進的動能轉換成摩擦後的熱能,将車子停下來。一套良好有效率的刹車系統必須能提供穩定、足夠、可控制的刹車力,并且具有良好的液壓傳遞及散熱能力,以确保駕駛人從刹車踏闆所施的力能充分有效的傳到總泵及各分泵,及避免高熱所導緻的液壓失效及刹車衰退。車子上的刹車系統分為碟式和鼓式兩大類,但是除了成本上的優勢外,鼓式刹車的效率遠比不上碟式刹車。

摩擦

摩擦是指兩相對運動物體接觸面間的運動阻力。摩擦力(F)的大小是與摩擦系數(μ)及摩擦受力面所受垂直方向的正壓力(N)的乘積成正比,以物理學公式表示成:F=μN。對刹車系統來說:(μ)是指刹車片與刹車碟的摩擦系數,N是刹車卡鉗活塞對刹車片所施的力(Pedal Force)。摩擦系數越大所産生的摩擦力就越大,但是刹車片與碟盤間的摩擦系數會因為摩擦後所産生的高熱而有所變化,也就是說摩擦系數(μ)是随溫度的的變化而變化,每一種刹車片因為材質的不同而有不同的摩擦系數變化曲線,因此不同的刹車片會有不同的最佳工作溫度,及适用的工作溫度範圍,這是大家選購刹車片時所必須知道的。

刹車力的傳遞

刹車卡鉗活塞對刹車片所施的力就稱為:刹車踏闆力(Pedal Force)。駕駛人踩在刹車踏闆的力經由踏闆機構的杠杆放大效果後,經由真空動力輔助器(power boost)利用真空壓力差的原理再将力量放大,用來推動刹車總泵。刹車總泵所發出的液壓力利用的液體不可壓縮的動力傳遞效果,經由刹車油管傳遞到各分泵,并運用帕斯卡原理将壓力放大,推動分泵的活塞對刹車片施力。『帕斯卡原理』(Pascal's Law)是指在一密閉的容器内任何位置的液體壓強均相同。

壓力是由施力除以受力面積所得,壓力相等的情況下,我們正可以利用改變施、受力面積的大小比例來達成動力放大的效果(P1=F1/A1=F2/A2=P2)。用在刹車系統上,總泵與分泵壓力的比值就是總泵活塞面積和分泵活塞面積的比。

配備:ABS

ABS:Anti-lock Brake System,顧名思義就是《防鎖死刹車系統》。大家都知道最大的制動效果是發生在輪胎鎖死前的瞬間,如果能夠讓刹車制動力一直保持在與輪胎摩擦力平衡的狀态,那麽将獲得最大的制動效果。當刹車的制動力大過輪胎的摩擦力就會造成輪胎鎖死,一旦發生輪胎鎖死那麽輪胎與地面間的摩擦就由《靜摩擦》變成《動摩擦》,不但摩擦力大幅降低更會失去轉向循迹能力。由於輪胎的鎖死是刹車制動力和輪胎與地面的摩擦力比較的結果,也就是說車子行進間輪胎鎖死與否的極限是會随輪胎本身的特性、路面的狀況、定位角度、胎壓、懸吊系統的特性而随時不同。

ABS是利用裝在四個輪子的車速感應器,去判斷輪胎的鎖死與否,排除了人體感官的不确定因素,準确的控制适時的釋放刹車分泵的液壓,達到防止刹車鎖死的目的。目前的ABS大多采用每秒鐘可連續踩放12~60次的設計(12~60Hz),相對於頂尖職業賽車手的3~6次已是超高水準的表現,踩放的頻率越高越能将刹車制動力維持在越接近極限的邊緣。ABS所能達到的準确及可靠度已經超乎人的極限,因此我們說:ABS是買車時最物超所值的配備。尤其是Air-Bag相對於的危險性更是如此。

ABS的質疑

有很多報告指出:配備ABS的車子發生車禍的機率大於沒有配備ABS的,也因此造成許多人對ABS功效的質疑。這是一般車主對刹車系統及ABS的認知不夠所造成的,很多人都誤認為裝了ABS後可提高刹車制動力或輪胎與地面摩擦力的極限,事實上ABS雖然能将刹車制動力盡量維持在最大極限,但是卻無法提高極限。在此重申:輪胎與地面摩擦力的極限是由輪胎本身的特性、路面的狀況、定位角度、胎壓、懸吊系統的特性所決定,但不包括ABS。ABS能将刹車系統的能力充分、有效的發揮,但對提高制動力或摩擦力卻無濟於事。

此外緊急情況利用ABS來進行高速閃躲時,請記得先在直線做主減速動作再轉方向盤,轉動方向盤時不要将刹車踏闆松掉,也不要因為踏闆傳來的ABS反饋動作而驚慌失措。也有很多人認為ABS必須大腳踩刹車才有作用,這又是個對ABS的錯誤認知。防鎖死刹車系統當然是在車輪鎖死時才有作用,如果開車經過結冰的路上,隻要你輕點刹車ABS可能就動個不停;又如果你換了一組抓地力超強的大尺寸熱溶胎,開在平坦乾燥的路面,如果你的刹車系統沒有強化過,就算用盡全力踏在刹車踏闆上,說不定ABS依然沒有動靜,因為刹車制動力并不足以将輪胎鎖死。如果車商在将配備ABS的車賣給消費者的同時,能針對上述兩點做充分有效的告知,那麽ABS才能真正成為一項主動安全配備,否則讓消費者在踩刹車時有恃無恐那肇事機率可能就不降反增。

刹車的改裝

改裝前的檢視:對於一般道路用車或是賽車來說一套有效率的刹車系統都是必須的。在刹車改裝之前必須先對原有刹車系統做一全面性的确認。檢查刹車總泵、分泵和刹車油管是否有滲油的痕迹,如果有任何可疑的痕迹處必須追根究底,必要時将有問題的分泵、總泵或刹車管或刹車管換掉。影響刹車穩定度最大的因素莫過於刹車碟盤或刹車鼓的表面的平整與否,異音或是不平衡的刹車往往都是由此而來。對碟式刹車系統來說,表面不能出現磨損凹槽線溝,而且左右碟盤的厚度必須相同,如此才能獲得相同的刹車力分配,此外必須确保碟盤避免受到側向的撞擊。碟盤和刹車鼓的平衡也會嚴重的影響車輪的平衡,要求絕佳的車輪平衡,有時候必須把進行輪胎的動态平衡。

刹車油

刹車系統的改裝最基本的就是換上高性能的刹車油。當刹車油因為高溫而劣化或是吸收了空氣中的濕氣,都會造成刹車油的沸點降低。沸騰的刹車油會使刹車踏闆踩空,這種情況在劇烈頻繁連續的使用刹車時會突然的發生。刹車油的沸騰是所面臨刹車系統最大的問題。刹車由必須定期的更換,開封後保存時要将瓶口确實的密封,以避免空氣中的濕氣接觸到刹車油。有些車種會限制所使用刹車油的品牌,因為有些刹車油會侵蝕橡皮制品,必須叁考使用手冊上的警語,避免誤用,尤其在使用含有矽膠成份的刹車油更要特别注意。更重要的是不要将不同的刹車油混合使用。對一般道路用車來說刹車油應該每一年至少更換一次,對賽車來說則要每一次比賽後更換。

刹車片

高性能的刹車片是提高刹車制動力最直接、有效、簡單的方法。目前高性能的刹車片大多采用碳纖維和金屬材質為主要原料,并強調不含石棉的環保配方。由於刹車片的Know-How就在於材質的配方因此消費者并不能從産品标示中得知實際的材質,因此刹車片的選擇除了以廠商所提供的摩擦系數-溫度曲線及适用工作溫度作為依據外(如果有的話),僅能從專業媒體的測試報告或使用心得做為叁考。

就有車主誤用了純競技的刹車片,花了高價卻得到比原廠刹車片還差的制動效果,究其原因隻是它溫馴的開車方式讓刹車片始終無法達到最基本的工作溫度,效果當然差了。換刹車片最常遇到困擾就是伴随而來的噪音,如果碟盤是平的那就無解,要嘛接受要嘛就再換人做做看。

刹車油管

一般刹車系統的都會有一段材質是用軟質的橡膠管,用來配合懸吊的活動,但是橡膠本身是有彈性的,承受刹車系統的液壓力會産生變形,造成管徑的變化,降低了刹車油液壓的傳遞效果,使刹車分泵無法産生穩定的刹車力。這樣的情況會随着使用年限及劇烈的操作刹車系統而加劇變形的程度。

原本用在飛機液壓系統,可承受高壓、高溫的金屬油管,正可以改善這種情況。内為鐵弗龍材質,外層包覆金屬蛇管,不易産生變形的特性,提供了優良的液壓傳遞效果,使由刹車總泵傳來的液壓力能完全用來推動分的活塞,提供穩定的刹車力道。此外金屬材質也有不易破損的特性,可大幅減少油管破損造成刹車失靈的機率。刹車油管對賽車(尤其是RALLY賽車)是一種必要的改裝,對一般道路用車來說則是提供了另一種的安全保障。

增加刹車踏闆力

用力将刹車踩死但卻無法使輪胎鎖死,那麽表示踏闆所産生的刹車力不足,這是非常危險的。一部車如果刹車力太低,雖然在急踩時仍會産生鎖死,但卻也失去了循迹控制能力。刹車的極限是出現在刹車鎖死之前的瞬間,而駕駛人必須能夠把刹車踏闆維持控制在這個力道。要增加刹車踏闆力可先由加大刹車動力輔助器着手,換個尺寸較大的Air-Tank,但是加大幅度有限,因為過度加大的真空輔助力會讓刹車失去漸進性,刹車一踩就是到底,如此一來駕駛人就無法有效、穩定的控制刹車。最理想的是改裝總泵和分泵,利用進一步利用帕斯卡原理提高刹車踏闆力。改裝分泵和夾具時可同時配合加大碟盤的尺寸,制動力是刹車片所産生的摩擦力對輪軸所施的力距,因此碟盤的直徑越大産生的制動力也越大。

刹車的冷卻

溫度過高是刹車片衰退的主要原因,所以刹車的冷卻就變得格外重要。對碟式刹車來說冷卻空氣應該直接吹向夾具。因為刹車的衰退主要原因是由於夾具内的刹車油沸騰,如能經由适當的管道或是經由有特殊設計的輪圈在行駛時将冷卻空氣導入夾具。此外如果輪圈本身的散熱效果良好也能分擔部份來自碟盤和夾具的熱度。而劃線、鑽孔或是有通風設計的通風碟盤都可以維持穩定的刹車效果并避免刹車片和碟盤間高溫鐵屑所産生的滑動效果,有效的确保刹車力。

摩擦系數

刹車片最重要的性能指标就是摩擦系數。國家标準規定的刹車摩擦系數在0.35-0.40之間。合格的刹車片摩擦系數适中、穩定,如果摩擦系數低于0.35,刹車時就會超過安全制動距離甚至刹車失靈,如果摩擦系數高于0.40,刹車容易突然抱死,出現翻車事故。

保養方法

妙招一:如果感覺刹車不如以前靈敏,就在等紅燈時大力踩幾腳刹車即可。

妙招二:将空調濾芯換成同樣大小的海綿,既增加了進風量,又可洗後再用,而且冬季車内除霜快。

妙招三:将前輪内側防護闆上粘上一層黑氈布或絨布,可降低輪胎噪聲。

妙招四:用鉗子把雨刮器片連接處和夾橡膠片處的間隙調小,可消除雨刮器片震動和噪聲。

妙招五:新燈泡用酒精擦拭一遍,消除指紋和油污,可延長燈泡使用壽命。

妙招六:将消聲器下方最低點處打一小孔,可延長消聲器使用壽命。

選購注意

選購刹車片注意四看兩選:

四看——首先,看摩擦系數,摩擦系數決定基本的刹車片制動力矩,太高會造成制動過程中的車輪抱死、方向失控和燒片,太低則制動距離過長。

二要看安全性,刹車片在制動時會産生瞬時高溫,尤其在高速行駛或緊急制動時,高溫狀态下,摩擦片摩擦系數會下降。

三看是否舒适,包括制動感覺、噪音、粉塵、冒煙、異味等,是摩擦性能的直接體現。

四看壽命,通常刹車片能保證3萬公裡的使用壽命。

兩選——首先,應該選擇正規廠家生産的、上有許可證号、指定摩擦系數、執行标準等的汽車刹車片,且包裝盒内應有合格證、生産批号、生産日期等。

其次,選擇到專業維修點請專業人員安裝。

行業市場

刹車片産品的市場需求增長與汽車工業的發展息息相關(汽車産量和保有量決定了刹車片的産量,它與刹車片産銷量之間存在很強的正相關關系),中國汽車工業的快速發展将直接帶動刹車片生産企業的同步發展。首先,中國目前汽車制造廠商約300多家,汽車改裝廠高達成600多家,年産汽車約1900萬輛左右,刹車片市場需求量很大,全國每年需求刹車片5億套左右。

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