汽车制动盘开裂原因分析

2018-03-12陈莎罗荣宋泳刘源

时代汽车 2018年8期

陈莎罗荣宋泳刘源

东风襄阳旅行车有限公司湖北省襄阳市 441004

1 引言

汽车的制动盘是汽车的重要组件之一，在汽车的行驶过程中起到制动的作用，由于刹车也就是紧急制动的过程中主要运用了摩擦的原理，其阻力很大一部分将会转变成热量，汽车制动盘的表面会由于热疲劳而出现开裂现象，因此保证制动盘的通风散热是十分重要，这是汽车制动盘出现开裂的主要原因。良好的耐热性能将会直接决定制动盘的使用寿命和使用性能，汽车制动盘的耐热性、结构稳定性等与生产过程中材料的选用和生产工序是否严格规范是息息相关的，这些原因都会影响制动盘的质量和性能，决定其是否能正常起到制动作用，直接构造了车辆的安全性能。

2 汽车制动盘的工作原理和重要作用

2.1 汽车制动盘的工作原理概述

汽车制动盘也可以称作是汽车的盘式制动器，主要是利用摩擦力起到制动的作用。制动盘大多为金属材质，安装固定在车桥之上，与传统的制动器相比，具有一定的优势，主要可分为以下几方面：制动盘的耐热性能比较好，结构稳定性较强；汽车制动盘发生作用时不会受到汽车行驶方向的影响；便于设计双回路的制动系统；制动盘制动器发生作用时压力不集中于同一部位；制动盘尺寸适中，质量轻便且利于散热通风；汽车制动盘安装时制动衬块与制动盘之间距离较短，发生作用需要的时间也较短。由此可见，制动盘广泛应用是必然趋势[1]。

2.2 汽车制动盘的重要作用

汽车制动盘在汽车行驶过程中所发挥的重要作用是毋庸置疑的，作为汽车的制动系统中不可忽视的重要部件，是利用制动盘与制动衬块之间的摩擦力大小来控制汽车的减速和停车，在这一整个过程中，制动盘是承受制动所产生力道的主要载体，因此它的结构稳定性一定要达到标准。制动的过程往往不是持续发生的，而是一个瞬间的过程，因此可以将制动产生的力矩视作间歇性的脉冲载荷，这将会使得制动盘的表面产生热量和机械摩擦。汽车制动盘的质量是否达标，将会直接影响到汽车行驶过程中能否正常减速和紧急制动，是影响汽车行驶安全的一个重要指标。

3 造成汽车制动盘开裂的原因及其危害

3.1 造成汽车制动盘开裂的原因

3.1.1 生产材料不合格

追根溯源，汽车制动盘产生裂纹最根本的原因在于制动盘生产初期选用材料的各方面性能。目前，我国政府机关对于汽车制动盘的生产企业监管力度还不够严格，对制动盘的市场销售规范检查也不够完善，部分企业管理人员为求最大限度降低企业的生产成本，在选择制动盘的生产材料时会因为价格的原因做出妥协，没有严格筛选，这就导致所选用的生产材料达不到标准，生产出的成品制动盘耐热性能和结构稳定性都不够，更容易在紧急制动过程中瞬间产生的巨大摩擦力和高温下出现开裂和变形的现象，甚至直接失效，威胁到我国路面公共交通的安全。

3.1.2 生产工艺过程不严格

由于汽车制动盘的机械性生产特征和其发挥的重大作用，对生产所需的机械设备和操作人员的专业技能要求都很严格，每个生产工序都是环环相扣的，不管是哪一个工艺工序的控制不严都将会影响到后续工序的进行，从而影响该批次生产汽车制动盘的质量[2]。汽车制动盘在我国车辆生产中的需求旺盛使得社会对制动盘的市场份额增大，在这样的情况下，制动盘的生产企业对专业技能工人的需求也势必会增加，然而具有专业技能人才却供给不足，这就使得制动盘生产过程中得不到保障，同一批次生产出的制动盘质量良莠不齐，造成资源的浪费，也使得制动盘在使用过程中更容易出现问题。

3.1.3 使用过程中的磨损没有及时修缮

汽车制动盘之所以会出现开裂，最主要的原因就是制动过程中由于热心疲劳而出现的裂纹因为没有得到及时的修缮，而扩大成为开裂，曾经就出现过这样的案例。目前我国对于汽车制动盘的保养和维护还没有行业内规范，大多数驾驶人员并没有定期检查制动盘磨损习惯，结果是等到制动盘上的裂纹变形扩大成开裂，影响到整个制动系统的使用，才会维修。不仅浪费了大量的人力和时间成本，增加后期维修难度，同时也存在着安全隐患，威胁到驾车人员的人身财产安全[3]。

3.1.4 对造成汽车制动盘开裂的原因系统记录

在对汽车制动盘开裂的原因进行排查之后，得出造成制动盘开裂的直观原因，以及制动盘容易出现开裂现象的部位，制动盘开裂现象严重程度与各个成因之间的数据比例。这些参数是宝贵的文字材料，必须由专人负责，进行及时系统的记录在案，并按照原因分类和时间进行排序，设立专门的存放位置，分门别类收置妥当，这样做可以使得后续在精进汽车制动盘的生产过程时能够有据可依，有规律可循，在排查制动盘出现裂纹的部位时起到参考和引导的作用，缩短维修所需时间，提高工作效率。

3.2 汽车制动盘开裂磨损的危害

在汽车行驶的过程中，如果出现制动盘突然开裂的现象，将会直接影响到汽车内部整个制动系统的正常运行，使行驶中的汽车失去减速和紧急制动的功能，也就意味着汽车行驶的安全性能完全消失，这对于正在高速行驶中的车辆而言，稍有不慎就会造成难以挽回的损失。纵观我国的路面公共交通状况，道路上车辆处于密集状态，如果汽车制动盘出现开裂，也就意味着，车辆与车辆、车辆与行人之间的距离无法控制，这时行驶中的汽车就变成了公路上造成安全隐患的一个不安定因素，时刻威胁着人们的生命安全[4]。

4 改善汽车制动盘开裂现象的具体措施

4.1 生产制造过程中应当采取的措施

4.1.1 从制作材料和结构的入手

为了达到较好的散热效果，用正六边形分布圆柱体来做散热筋，就使得散热面积增大并最大限度降低高速运行时的功率损耗。这种形式制动盘让表面温度降低使得热冲击得到减小，热应力得到分散，降低热裂纹产生的可能性，在法国和德国一些高速列车上得到应用。此结构的制动盘不仅拥有很好的热膨胀性能，尽可能减少制动过程出现热应力；同时拥有很好的散热效果，降低制动过程盘体表面温度。用于制动盘的材料应当能够承受热疲劳，并能尽快地吸收和消散热量。比较理想材料是蠕墨铸铁，通过磨损试验研究制动盘三种不同类型的灰铸铁（强度等级为250MPa灰铸铁、高碳灰铸铁铁、合金化灰铸铁）的耐磨性，并将试验结果与蠕墨铸铁进行比较。结果表明：与其他铸铁材料相比，蠕墨铸铁达到的最大温度和摩擦力；并且在任何实验压力下其质量损失也更大，但蠕墨铸铁的耐高温性好。

4.1.2 严格要求每一个生产步骤的规范性

规范汽车制动盘生产步骤的操作，第一项就是选用性能优质的机械生产设备，招收专业技能优秀的高素质型操作人才，就是能否保证制动盘生产操作精准度的关键。当今社会，我国汽车制动盘生产行业中高等人才稀少，加大此类型高级人才的培养力度，提高汽车制动盘生产行业操作人才的工资待遇，输送更多的高素质型操作人才。对于企业内部而言，入职的员工需要定期的培训和进修竞争和进步是成长的动力。

4.1.3 对成品制动盘进行反复质量抽检

性能良好的制动盘必须能够承受热疲劳效应，可以尽快的吸收和消散热量，对生产完成的产成品汽车制动盘在投入市场销售之前有一个重要的步骤，那就是质量的抽检和筛选[6]。在这一过程中，同一批次生产的制动盘按比例选取一定的检查基数，通过反复的实验模拟汽车制动盘的使用，观察制动盘在使用过程中裂纹和变形的程度以及制动的效果，将所得的参数汇总起来，统筹分析之后判断该批次生产的汽车制动盘质量是否达标，在确认能够正常使用之后，才能进入市场，作为车辆生产的零部件进行销售。

以上通过人、机、物、法、量、环等五个方面改善生产制造中制动盘的。

4.2 后期使用过程中的定期维护和修缮

对汽车制动盘的定期检查和维护是十分必要，制动盘在被使用的过程中是制动系统中承受压力的主要载体，日积月累之下，会出现不同程度的裂纹和变形，这些裂纹可以通过前期的修缮被完全修复，不会影响到汽车的正常行驶。但是，如果长时间坐视不理，制动盘的裂纹和变形就很有可能进一步扩大，造成开裂现象，这时不仅修理的难度加大，对于汽车行驶的安全性也存在着不利的影响，是不明智的行为。