汽車剎車片產生制動噪音的原因分析與研究

劉玉石

摘要：導致汽車剎車片產生制動噪音的因素有很多，比如，與車速、汽車運行速度、摩擦材料及制動比壓等。盡量降低摩擦發生率、防止制品過硬、使用一定量的硬質材料，都能保證汽車剎車片正常運行。

關鍵詞：汽車剎車片；制動噪音；原因；對策

汽車剎車片主要固定在和車輪旋轉的制動鼓或者制動盤上，屬于一種摩擦材料，汽車剎車片中的摩擦襯片與摩擦襯塊承受外來壓力，通過一定的摩擦作用來控制汽車的行駛速度。本文主要分析了汽車剎車片與剎車對偶不匹配，最終帶來的共振或者傷盤問題；汽車剎車片缺乏穩定的摩擦性能，硬質材料使用量過大；制動比壓、溫度及速度的變化使得剎車片與制動對偶的材質相互粘附。這些問題都是導致汽車剎車片產生制動噪音的原因。

一、汽車剎車片產生制動噪音的原因

汽車剎車片的內部構成是：鋼板、粘結隔熱層、摩擦塊，其中，對鋼板進行涂裝后實現除銹目的，實際涂裝時通過SMT-4爐溫跟蹤儀對涂裝中的溫度分布情況進行檢測，以確保整個涂裝質量。隔熱層中包括不傳熱材料，具有隔熱性能。摩擦塊包括摩擦材料、粘合劑，剎車時將摩擦塊擠壓在剎車盤或者剎車鼓上產生摩擦，以此降低汽車速度，提高汽車的制動性。導致汽車剎車片產生制動噪音的主要原因有：

（一）汽車剎車片與剎車對偶不匹配

由于每個制動器的結構各異，因此所遵循的比壓分布規律也各不相同，為了實現充分穩定的制動力，必須確保較寬的制動初速度，并且制動比壓不能過大。然而實際情況卻往往相反，這主要是因為受到了剎車對偶件結構、材料品質及硬度等各因素的影響；除此之外，還因為制動系統的空間結構、摩擦材料的硬度和氣孔率等因素對剎車對偶造成了影響，導致剎車對偶和剎車片無法實現有效的間隙調節作用。實際制動時，由于汽車剎車片與剎車對偶從彈性連接變成了塑性連接，當有機材料通過動能轉化成熱能后，逐步進行分解，制約了摩擦系數的提升，進而降低了制動力矩，剎車打滑、粘啃等情況屢見不鮮，引起了不小的噪音。隨著摩擦次數越來越頻繁，使得壓力與溫度不斷提升，最終造成汽車剎車片的表層發生了明顯的硬化及碳化等問題，影響了摩擦層的特性，降低了全部摩擦扭矩。由此可以說明，保證剎車片與剎車對偶間的有效相容極為關鍵。為了將制動比壓均勻地分布，維護對偶的安全性，防止受熱后剎車片發生嚴重的扭曲，從動能向熱能轉換過程中可以發揮必要的散熱作用，同時避免共振現象，將減少郵寄材料 的分解率，就必須合理配置材料，并確定完善的工藝流程等來實現。

剎車片摩擦性能的穩定性

（二）汽車剎車片缺乏穩定的摩擦性能

汽車剎車片應一直具備理想的制動性能，降低熱傳導與熱衰退，發揮足夠的恢復作用，避免過大的磨損，保證硬度的合適性，有效防控噪音，這些目標的實現離不開氣孔率、耐溫性、抗疲勞性等都很高的材質。倘若汽車剎車片缺乏足夠的穩定性，且熱衰退現象明顯，那么制動過程中在高溫影響下將出現打滑和噪音異常，嚴重磨損了剎車片。如果汽車剎車片存在較大的硬度，那么就會引起制動打滑及噪音問題；如果剎車片的硬度不夠，且強度低，那么摩擦過程中由于掉塊會進一步加劇磨損，還有明顯的噪音。隨著摩擦材料使用時間的不斷拉長，其摩擦性能會逐步降低，導致摩擦材料的摩擦性能降低的主要原因是摩擦面內外在高溫燒蝕下發生了物理及化學反應。因此實際中應認真選好材料，保證材料具有穩定的摩擦性能。

二、防止汽車剎車片制動噪音的對策

汽車制動中的制動系統運行過程中發生的異常聲響就是汽車剎車噪音，是汽車制動系統常見的一個現象。導致制動噪音發生的原因特別多，剎車片僅僅是制動總成中的一個部件在制動過程中由于剎車片和剎車盤處于較大的比壓和較高的速率下而引起的巨大摩擦力，通過相互振動作用發生了異常噪音。

（一）合理選材與配比

為了生產各方面都很強的汽車剎車片，除了選擇高度配套的配方及有效的生產手段外，還要合理選擇相應的材料。材料選擇中應按照以下要求進行：硬度和密度小、質輕及熱傳導系數低等，只有滿足這些要求的材料才算得上精品。本文通過對蛭石（粒度在400目，容重在每克130到160cm3之間，含雜率不高于3%）、硅藻土（粒度在320目，密度是0.41g/cm3）等材料進行實驗。實驗按照以下配比（質量%）進行：遼陽燈塔三元樹脂PTS為12至18，溶劑乙醇若干，蛭石為15，硅藻土為5，增強纖維為20至45，硅酸鋁空心球為15；其他無機填料為5至15。實驗結束后可以看到，汽車剎車片無論是摩擦性能還是其密度硬度均達到了標準要求，使用過程中也沒有噪音問題。

（二）汽車剎車片的穩定性和生產工藝

為了保證汽車剎車片具有較高的穩定性，在依靠材料原有特性的同時，還應在壓力和溫度的作用下對汽車剎車片的反應機理加以有效控制。在選擇汽車剎車片的生產工藝時，應以濕法工藝為首選，對壓制工藝從低壓高溫到高溫低壓角度開展實驗，確立壓制溫度為200攝氏度，壓力保持在5MPa范圍內。經過低壓高溫壓制出的產品具有以下優勢：首先，提高了汽車剎車片的反應速率；其次，保證了汽車剎車片較高的氣孔率，有效規避了因高溫作用而導致有機物在摩擦表面出現潤滑膜現象，增強了摩擦系數的穩定性能。

（三）對偶材質和有機材料的失效

為了避免制動對偶表面過高的熱能量，應充分考慮以下措施：首先，保證制動對偶具有較高的導熱系數，將摩擦表面中的熱能量迅速轉移至基體內；其次，保證制動對偶具有較強的散熱性能，將制動對偶表面熱量快速散開。采用的熱力學原理是：Q=K（T1-T2），K代表的是散熱系數，（T1-T2）代表的是對偶與空氣之間的溫度差；再有，對汽車剎車片表面進行噴丸處理，使材料能夠很好的吸附熱能量，保證汽車剎車片的有效制動；再有，選擇玻璃制成的摩擦材料，將溫度Tg調整為200到220攝氏度，防止有機物分解過快。

三、結論

綜上所述可知，實際中，在摩擦系數不斷下降、摩擦性能不夠穩定以及高溫衰退幾方面因素的影響下，導致汽車剎車片發生了制動噪音問題，同時制動比壓、溫度及速度也直接決定了汽車剎車片的性能和噪音問題。為了防止汽車剎車片的制動噪音，應精心選擇理想的材料、科學明確配比，并獲得有效的生產工藝，只有這樣才能從源頭上控制噪音。

參考文獻：

[1]鮑向明.汽車剎車片產生制動噪音的原因分析[J].城市建設理論研究，2013

[2]潘功宇，姜中望，王憲猛.盤式制動器剎車片鋼背結構對制動噪聲影響研究[J].江西師范大學學報，2016

[3]王永平.探討汽車剎車片的制作與質量控制研究[J].現代經濟信息，2017

[4]代昌舉.汽車盤式制動器振動與噪聲產生機理及傳遞路徑分析[J].東北大學，2014

[5]譚苗.制動器噪音分析研究[J].汽車實用技術，2017

[6]吳天玉.制動噪音分析研究[J].南方農機，2017