摩擦制动器

汽车装置

摩擦制动器是利用两个运动表面相互接触时所产生的摩擦阻力，将汽车运动时的动能和势能转化为热能，从而达到使汽车减速或停车的一种装置。

产品简介

摩擦制动器是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。俗称刹车。利用两个运动表面相互接触时所产生的摩擦阻力，将汽车运动时的动能和势能转化为热能，从而达到使汽车减速或停车的一种装置。

组成结构特点

摩擦制动器主要由制动架、制动件和操纵装置等组成。有些摩擦制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构尺寸，摩擦制动器通常装在设备的高速轴上，但对安全性要求较高的大型设备(如矿井提升机、电梯等)则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。有些制动器已标准化和系列化，并由专业工厂制造以供选用。

性能影响因素

使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用摩擦制动器的依据，其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料（制动件）的性能直接影响制动过程，而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡胶、木材和石棉等。制动摩擦副表面的温度状况及其分布特点，将会直接影响到制动器的制动性能与使用寿命。对于制动器设计和摩擦材料的研制，所要解决的主要问题也是寻求一种具有足够的热容量、在常温及高温条件下保持足够的机械强度和耐磨性的材料搭配方案。

工作机制

摩擦制动器的工作机制是利用摩擦副之间的摩擦来达到终止~减速或保持物体运动的目的。

分类

盘式制动器

具有良好制动效能稳定(制动因数与摩擦系数成线性关系)性、在各种路面上都有良好的制动表现、结构简单维修方便等优点，在现代车辆和工程机械设备上得到了广泛的应用。

接触式摩擦制动器

在乘用车上的大多都是接触式摩擦制动器，它利用液体用力作为动力源，通过液力来推动摩擦片与制动盘相接触，使汽车减速或者停车。

存在的问题

时滞问题

摩擦制动器在开始制动时，存在时滞问题，即从司机踩下制动路板之后到汽车开始减速存在着一段时间。

磨损问题

汽车在高速的工况下进行制动，摩擦块磨损加剧，而且由于温度升高还出现制动效能降低的现象。

摩擦热

摩擦制动器在工作中产生大量的摩擦热可以使制动器的工作表面产生局部高温，表面氧化甚至热疲劳磨损最终使摩擦制动器失效所以研究温度对摩擦制动器性能的影响有重要意义。而摩擦制动器温度是一个很复杂的问题涉及的学科面很广需要多学科综合运用特别是计算机，数学，物理，化学及材料学等学科的灵活运用。

研究趋势

轮边缓速器与摩擦制动器联合制动

联合制动主要用于汽车处于高速行驶，需要紧急制动的情况下。在高速的情况下，司机将制动踏板踩到底，此时对轮边缓速器通人最大的电流12A，使其产生最大的制动力矩，诚小摩擦制动器的负荷，达到碱小对摩擦片的磨损，响应时间短，与摩擦制动器的迟滞时间相比，可以忽略不计;同时对主制动器的液压缸里提供较小的压力，两个制动器的制动力矩之和，使汽车的滑移率处于理想的滑移率(设定为0.15)左右波动。由于轮边缓速器的制动力矩的大小不仅与通人电流的大小相关，还与车轮转速有关，即使保持通人电流的大小不变，制动力矩也会随着车速的降低而减小。当车速低于一定程度后，轮边缓速器所能产生的制动力矩就很小，此时，切断电流，使摩擦制动器单独工作，直至汽车完全停止，这样既节省电能，也充分利用摩擦制动器低速制动性能好的优点。

制动器温度场问题

汽车在繁重的工作条件下制动(例如在下长坡时)，制动器的温度通常在以上，有时高达。高速制动时，制动器的温度也会很快上升。制动器温度上升后，摩擦力矩常会有显著下降，这种现象称为制动器的热衰退还有可能通过钢背将大量的热量传递给制动活塞，导致制动液沸腾或汽化，使制动器完全失效。这种现象的发生给汽车的安全性带来了很大的隐患。制动摩擦副表面的温度状况及其分布特点，将会直接影响到制动器的制动性能与使用寿命。对于制动器设计和摩擦材料的研制,所要解决的主要问题也是寻求一种具有足够的热容量、在常温及高温条件下保持足够的机械强度和耐磨性的材料搭配方案。

烧结法制备碳陶摩擦制动器衬片

目前国内外的碳/碳或碳/陶刹车片是采用陶瓷复合材料制造而成。碳/碳和碳/陶刹车片本身及两侧的摩擦层均由碳纤维、增强碳化硅材料制成。主要基体成分有碳化硅(SiC)和工业硅(Si).碳纤维(C)增强了材料的强度。主要基体成分碳化硅决定着复合材料的硬度。碳纤维的作用是提高材料的机械强度并为材料提供技术应用中所需的断裂韧度、陶瓷复合材料的同韧性剪切断裂特性，为其抗高热负载和机械负裁性能提供了保障。因此，碳纤维增强碳化硅材料完美结合了碳纤维增强碳(CC)和多晶碳化硅陶瓷这两者的物理特性。碳纤维增强碳化硅材料以其较轻的重量、良好的硬度、高压和高温条件下的稳定性、抗热冲击性和同韧性剪切断裂特性等特点延长了碳陶刹车片的使用寿命，并避免了传统灰铸铁刹车片因负载而产生的所有问题。因此碳纤维增强碳化硅才成为高性能刹车制动

系统的首选材料。

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