汽車用剎車片質量安全狀況分析

潘爭光,陳豐云,張杰妮

(湖北省產品質量監督檢驗研究院，湖北武漢 430061)

汽車用剎車片質量安全狀況分析

潘爭光,陳豐云,張杰妮

(湖北省產品質量監督檢驗研究院，湖北武漢 430061)

剎車片直接影響剎車效果，是保障車輛安全行駛的重要配件。剎車片的品質存在缺陷，會直接影響剎車效果，容易造成嚴重的后果。整理了近年來媒體報道的因劣質剎車片導致的質量安全事故，結合國內外標準及質量監管情況，分析了機動車剎車片產品的質量現狀。建議從推進標準制修訂、加強企業監管、引導消費者科學消費、規范安全使用等方面入手，降低質量安全風險。

剎車片；質量安全；監督抽查

0 引言

汽車制動系統中關鍵的安全零配件——剎車片，直接影響剎車效果，是保障車輛安全行駛的重要配件。當行駛的車輛需剎車時，若剎車片的品質存在缺陷，會直接影響剎車效果，造成的后果將不堪設想。作者整理了近年來媒體報道的因劣質剎車片導致的質量安全事故，結合國內外標準及質量監管情況，分析了機動車剎車片產品的質量現狀，并提出相應的改進措施。

1 產品及行業概況

1.1 產品介紹

剎車片俗稱剎車皮或制動器襯片，是機動車剎車系統中最關鍵的零部件之一，剎車片的品質直接與剎車效果相聯系，高品質的剎車片有著制動迅速、反饋明顯等特點，是安全行駛的重要保障。剎車片結構如圖1所示，主要由鋼板、粘接隔熱層和摩擦塊構成，隔熱層是由物理性能較為惰性(傳熱性差)的材料組成，減少由摩擦材料產生的熱量轉移到鋼板上，起隔熱的效果，降低熱量對其他附件的影響；摩擦塊由摩擦材料、黏合劑組成，工作原理是利用剎車片與剎車碟(鼓)及輪胎與地面的摩擦，將車輛行進間的動能在摩擦力的作用下轉換成熱能散失，進而達到機動車減速或停下來的目的[1]。一套良好、高效、靈敏的剎車系統必須提供穩定、足夠、可控制的剎車阻力，并且具有良好的液壓傳遞及散熱能力，確保駕駛員從剎車踏板所施加的力能充分有效地傳到總泵及各分泵，避免高溫過熱而導致的液壓失效及剎車能力衰退的現象。由于摩擦效應的存在，摩擦塊會逐漸磨損，一般成本低、質量不過硬的剎車片磨損率較高，磨損速度較快，使用壽命較短。摩擦材料達到使用壽命后要及時更換剎車片，否則鋼板與剎車盤將會直接接觸，喪失剎車能力并損壞剎車盤，甚至會造成嚴重的交通事故。

圖1 剎車片結構示意圖

剎車片可分為盤式剎車片和鼓式剎車片，配合制動器來使用，但各類型的剎車片參數不同，應搭配合適的制動器使用。現在市場份額規模較大的是盤式剎車系統，因為制動和散熱效果比較好，所以在乘用車領域被廣泛使用；鼓式剎車系統在車輛上的應用歷史較為悠久，由于采取的是剎車片和制動鼓直接摩擦接觸，因此它的剎車力度比較強，效果明顯。另外，常見的鼓式剎車系統體積大、經久耐用、價格便宜，在一些噸位比較大的車輛、機械上使用較為廣泛，如重卡、客車、工程機械等。剎車片按材料類型可分為以下幾種：石棉型、半金屬型、少金屬型、NAO型(無石棉有機物型)等。鑒于石棉容易危害人體健康、污染環境，不符合綠色環保的要求，根據《產業結構調整指導目錄(2011年本)(修正)》(中華人民共和國國家發展和改革委員會令第21號)[2]淘汰“機動車制動用含石棉材料的摩擦片”和GB 12676-2014《商用車輛和掛車制動系統技術要求及試驗方法》中規定“制動襯片應不含石棉”的要求，石棉型制動襯片已被禁止生產、使用。半金屬和少金屬剎車片因含有金屬成分，擁有金屬材料所具備的性質，如溫控能力好、散熱快、經久耐磨等特點。NAO型剎車片是作為替代石棉剎車片產品而開發出來的，經過不斷的技術改進，該類型剎車片在抗摩擦性、噪聲以及環保等方面都得到了很大提升，滿足了車輛常規運行的基本要求。此外，隨著材料科學的飛速發展，粉末冶金剎車片、C-C剎車片、陶瓷剎車片也被相繼開發出來，目前已廣泛應用于苛刻、極端的使用環境，如賽車、軍用車、飛機等特種設備領域[3]。

1.2 行業概況

目前，剎車片制造行業在發達國家的規模較大，技術工藝成熟、質量管理規范、產品研發實力強勁，各方面均處于領跑地位。剎車片生產企業和整車制造企業為保障零配件的匹配性，設計、研發、制造往往是同步的，從剎車片的選型到整車安裝出售，要經過噪聲檢測、臺架試驗、匹配試驗以及模擬冬、夏季實際路況等一系列測試，直到其性能均達到要求并保持穩定才能批量生產。

剎車片制造業與大部分汽車零部件制造業具有相類似的特點，產業集群明顯、技術實力要求高。據不完全統計，我國剎車片生產廠家4個產業聚集地主要分布在：以金麒麟、信義為代表的山東地區；以杭城為代表的杭州地區；以湖北飛龍為代表的棗陽地區；以河北星月為代表的河北故城地區。首先，進口剎車片產品的市場份額約占整個配套市場的80%，內資企業僅占20%；其次，我國企業數量和產品類別較多，但生產的剎車片產品主要用于售后市場，占據80%以上的市場份額。從各產品的市場占比明顯看出我國剎車片的質量與發達國家尚有差距，同時較少地參與整車設計、制造流程，導致各生產企業與整車制造企業合作較少、業務規模小。近年來，隨著我國汽車零部件制造水平的不斷提升、發達國家產業政策的調整及制造和運輸的價格、成本、因素影響，國際采購鏈逐步向我國傾斜，同時我國汽車零部件市場需求持續增長，內資企業市場占有率低的局面在不久的將來會有明顯改善[4]。

2 傷害案例回顧及原因分析

剎車片的質量狀況與行車安全有直接聯系，高品質剎車片的安全使用里程一般可以達到3萬公里以上，但不少車主卻發現車輛在行駛不到2萬公里甚至不到1萬公里時就出現了磨損或剎車效果衰退的現象。結合公安部交通管理局的相關統計數據，全國每年發生的交通事故都在30萬起以上，其中有三成事故的原因與剎車系統有直接或間接的聯系，而劣質剎車片是導致剎車系統失靈的關鍵所在。文中列舉了部分典型的由剎車故障導致的交通事故，從主、客觀角度分析剎車失靈的可能原因。

2.1 案例回顧

2013年7月22日，浙江省浦江聯盟村某路段發生一起特大交通事故，一輛掛式貨車在經過杭口嶺隧道下坡路段中側翻沖向對向車道，接連與多輛車輛相撞并傷及路邊行人，造成8人死亡、10人受傷。后經技術鑒定，該車的剎車片產品質量不達標，使得摩擦因數不夠，進而導致剎車效果不明顯。

2015年5月25日，偃師市城關鎮槐新路發生一起重大交通事故。事故造成25人受傷，其中1人重傷。經技術鑒定，該車配備的剎車片產品質量存在缺陷，是此次交通事故的罪魁禍首。

2016年8月11日，陜西省榆林市李某駕駛重型半掛牽引車沿湟貴一級公路向貴德方向行駛至62 km+500 m處(貴德縣尕讓鄉下坡路段)時與同向行駛的?；愤\輸車相撞，緊接著又與同向行駛的兩輛小型客車接連相撞發生側翻，造成3人當場死亡、4人受傷。李某在駕駛過程中遇長下坡路段時頻繁使用剎車，剎車片不能承受極端運行環境，摩擦因數明顯降低、剎車片過熱，導致車輛制動失效，是該交通事故的主要原因。

2017年2月21日“中央社”報道，菲律賓黎剎省20日發生一起游覽觀光車車禍，一輛載有62名乘客的游覽車在山路上失控，15人遇難，另有40余人受傷，傷者中有20多人情況危急。初步分析可能是司機未換低擋并長時間采用剎車制動的方式，導致剎車片過熱失靈。

2.2 安全事故原因分析

機動車剎車系統的主要組成部分有供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器單元，各裝置在精確、合理的調度下方能完成剎車制動，達到及時、有效停車的目的。剎車系統失靈可能的原因有：(1)駕駛員操作失誤導致的“失靈”現象；(2)剎車由一系列精準的操作才能完成，各裝置間的調度存在不匹配情況；(3)產品技術指標不夠硬，在極端、苛刻的條件下，相關配件的耐受性不夠，存在剎車失靈的風險。因剎車系統失靈造成的交通事故傷害大、危害嚴重，應從以下幾方面進行防范：車輛的結構設計應該合理、穩定、可靠，以保證各控制單元穩定、可靠運行；產品的技術指標應該遵循最優原則，應滿足可能遇到的最為嚴厲的運行環境；駕駛員應養成良好的維護、保養、駕駛習慣。

3 國內外現行標準情況

3.1 國內標準情況

GB 5763-2008《汽車用制動器襯片》是我國關于汽車用制動器襯片的唯一強制性國家標準,該標準于2009年9月10日實施,是設計、生產制造、評估剎車片安全性能的重要依據之一[5]。根據各技術要求對產品質量及安全危害的影響，可將GB 5763-2008標準中的技術要求按表1做如下分類。

表1 技術要求及重要程度分類

備注：A類為極重要質量要求；B類為重要質量要求。

相較于GB 5763-1998版本,GB 5763-2008作了如下修改：減小了摩擦因數的允許偏差和磨損率范圍；增加了剪切強度、沖擊強度、熱膨脹率、壓縮應變等技術要求及相應的實驗方法；重新編寫檢驗規則，增加型式試驗內容和檢驗項目[6]。以4類剎車片(盤式制動器用)為例，GB 5763-2008的出廠檢驗要求有：外觀、尺寸、摩擦性能和剪切強度(粘結型)；型式試驗要求有：外觀、尺寸、摩擦性能、剪切強度(粘結型)熱膨脹率和壓縮應變，同時對型式試驗情況予以明確[6]。從一定程度上解決了目前剎車片制造行業所面臨的問題，增加了強制性要求，提高了技術門檻，利于產品質量的提升。

3.2 國外標準情況

國際制動、傳動襯片及總成標準主要有歐洲系列、美國系列、日本系列(日本汽車工業協會標準)及ISO系列。美國標準主要有SAE、FMVSS、AMECA等；歐洲標準主要為法規，主要有：AK(AK1、AK2、AK3及AKM)、ECE(R13、R13H、R90)、EEC 71/320等；日本標準主要有JASO和JISD等；ISO 15484-2005(DIS)標準引用了SAE、JASO、JISD、ECE R90系列的標準，質量控制的要求更為明確，實驗溫度達到了500 ℃，包含了極端條件下的檢驗檢測，是較為完善的汽車摩擦材料標準體系。從發達國家的汽車制造業來看，針對制動器襯片標準，均投入了大量的研究力量來保證剎車片產品標準安全可靠、跟上形勢，相關標準制修訂團隊也參與標準的起草、審核、驗證等工作。各國際標準系列的安全技術指標更為嚴格，同時也在舒適性方面做了前瞻性的探索，制動感覺、噪聲、粉塵、煙氣和異味等都已納入產品標準。

4 產品質量監督抽查及不合格原因分析

4.1 產品質量監督抽查

2016年下半年，遼寧省質量技術監督局組織開展了汽車用制動器襯片產品質量安全風險監測工作，共從汽車4S店、汽配市場和電商等領域采集了標稱廣東、江蘇、山東、上海、北京等省市以及本省企業生產的40批次樣品。依據GB5763-2008《汽車用制動器襯片》等標準，對摩擦性能、剪切強度等項目進行了檢測。結果表明：12批次樣品不符合標準要求，占總批次的30%，主要不符合項目為摩擦性能、剪切強度。

2016年上海市監督抽查共抽查了68家生產企業生產/銷售的共84批次汽車用制動器襯片樣品，依據GB 5763-2008《汽車用制動器襯片》標準，對摩擦系數、磨損率、指定摩擦因數允許偏差、沖擊強度、剪切強度、熱膨脹率、壓縮應變(常溫400 ℃)等8項指標進行了檢驗，發現11批次產品質量問題嚴重不合格，涉及不合格項目有：摩擦因數、磨損率、指定摩擦因數允許偏差、沖擊強度。

2017年1月，山東檢驗檢疫局在全省范圍內對進口汽車4S店的進口汽車用剎車片開展監督抽查工作，結果顯示：被抽查的47批進口剎車片中，不合格40批，不合格率高達85.1%，存在的問題主要表現為標志標識、摩擦性能不合格。

2017年2月20日，國家質檢總局網站公布了2016年進口汽車用制動器襯片(剎車片)的抽查情況。在全國范圍內共抽查進口汽車用制動器襯片469批，檢出278批次不合格，不合格率高達59.3%。抽查結果表明：251批次包裝與標志不合格，占比90.3%；50批次摩擦性能不合格，占比18%；6批次剪切強度不合格，占比2.2%(同一商品可能同時涉及多項不合格)。

產品質量監督抽查結果表明：我國剎車片產品的不合格率一直高居不下,其不合格項主要集中在沖擊強度、指定摩擦因數允許偏差、磨損率、剪切強度、熱膨脹率及包裝標志等項目。一定程度上反映了部分企業輕質量重銷售，產品質量管控不嚴，高、精、尖等制造技術掌握不夠等問題。

4.2 不合格項目及原因分析

4.2.1 沖擊強度

沖擊強度不合格主要表現為沖擊強度不達標、摩擦因數不夠、噪聲大及異味等，剎車片的沖擊強度直接影響制動效果的好壞。

不合格原因主要有兩個方面：(1)原材料不達標，包括黏合劑質量不符合要求和增強纖維強度不滿足要求。由于不允許使用石棉材料，目前企業一般用玻璃纖維或礦物纖維和鋼棉等原纖維替代石棉，替代材料的強度低或纖維黏合劑用量少，直接導致沖擊強度不達標；(2)生產工藝中的熱壓時間、溫度、壓力等達不到生產要求，材料成型控制工藝不到位。

4.2.2 指定摩擦因數允許偏差

指定摩擦因數允許偏差不合格常見的表現形式是波動范圍大，偏差明顯，超過相關標準規定；造成的典型后果是制動系統不穩定，對制動效果影響顯著，而且對整個制動系統的正常運行產生不利影響，嚴重影響制動安全。

不合格原因主要有：(1)由于生產企業原材料供應商更換頻繁，對影響質量控制的關鍵點控制不過關，導致產品質量的穩定性不高；(2)對原材料的入庫檢驗控制不嚴謹，使得部分劣質原材料得以入庫，致使剎車片產品在不同溫度段產生較大摩擦因數允許偏差，影響制動系統的穩定性；(3)生產工藝不嚴謹，原材料加工時稱、投料量控制不精確，導致各批次之間差異明顯；(4)由于企業的工藝生產技術掌握不全面，導致企業自主預設的指定摩擦因數與實際值存在明顯偏差，從而導致該項目不合格。

4.2.3 磨損率

磨損率不合格主要表現為襯片耐磨損能力差、磨損速度快、使用壽命較短。同時，生產工藝中熱處理時間、溫度不夠導致磨損率出現負值，易出現起泡和明顯的膨脹現象。

不合格原因主要有：(1)誤用了部分不符合標準的原材料，如材料顆粒過大、混有雜質，導致產品磨損率異常偏大；(2)熱壓工藝控制不到位，如熱壓時壓力不足或者時間較短；(3)樹脂游離酚、揮發分、水分含量過高，熱壓放氣不完全，樹脂固化不完全。

4.2.4 剪切強度

汽車制動器襯片在使用時會受到高強度、高頻率的橫向剪切力作用，我國標準要求襯片必須達到剪切強度最低值要求。

不合格原因主要有：(1)鋼背膠水粘涂不均勻或使用較劣質的膠水；(2)膠水粘涂后長時間放置，粘膠后背板污染；(3)壓制工藝不過關，生產工藝不成熟，導致鋼背與襯片之間存在明顯的裂紋開口。

4.2.5 熱膨脹率

汽車剎車片在摩擦的作用下生熱，過量的熱能使剎車片中的有機小分子分解、氣化、溢出，從而導致剎車片出現膨脹或凸起現象，進而影響剎車片的使用年限。

不合格的原因主要有：(1)原材料混合不均勻或摻雜了少量劣質的原材料；(2)熱壓時間不充分，導致黏合劑沒有完全固化；(3)黏合劑質量差。

4.2.6 包裝標志

包裝標識不合格主要表現在標志信息不規范、標志信息不匹配、標志內容不完整等。產品的包裝標志是消費者獲取產品信息最直觀的方式，而標志不合格容易對消費者的使用產生誤導，造成不必要的麻煩。

包裝標識存在的不合格現象主要由于企業的自身管理出現不嚴謹、懈怠、不規格、不重視等常見問題；另一個原因是企業對生產許可的認識不足，缺少相關法律法規的學習和領會。

4.3 存在的問題

我國現行適用于剎車片產品的技術標準是GB 5763-2008《汽車用制動器襯片》，該技術標準中技術參數的設定相較于國際先進的標準系列尚存在一定差距，因此國外廠商對銷往中國的產品存在故意降低產品質量的做法。除此之外，剎車片制造行業的市場準入門檻較低，但制造工藝、技術、研發要求較高，使得實力相對較差的企業在質量控制方面存在不足。

(1)我國現行剎車片產品國家標準GB 5763-2008屬于強制性標準，與國際標準、技術規范有明顯差距，這是限制剎車片制造行業技術進步和打造國際化知名品牌的主要壁壘，也是我國剎車片在高端市場表現乏力的主要原因。相關標準化團體應順應當前技術發展趨勢和國內外產品現狀，充分吸收國際標準的制修訂經驗，確實做好修訂、完善等產品標準更新工作，爭取使我國的剎車片標準體系科學、完整，從跟隨者向引領者轉變，促進國內相關企業的技術進步、產品的換代升級。

(2)行業準入門檻較低，部分小企業根本不具備相應的制造條件，但剎車片的制造工藝、技術要求較高，產品迭代更新較快，無法保證其產品符合新標準的要求。相關部門可以適當提高該行業的市場準入門檻，規范企業的生產行為，凈化市場環境。

(3)剎車片制造企業數量多、競爭激烈、整體利潤較低，特別是部分小企業采取不正當手段，例如使用劣質原材料、偷工減料、縮短生產周期等。相關主管部門應該強化監管力度、細化監管范圍，避免不合格產品流向市場。

5 結論及建議

近幾年監督抽查結果表明，剎車片的質量狀況不容樂觀，頻繁發生的因剎車失靈造成的質量安全事故令人堪憂。因此有必要提出科學、有效的質量提升方案，改善剎車片產品質量，減少因產品質量缺陷導致的安全傷害事故。

(1)明確企業為產品質量第一責任人。我國法律法規的要求、產品質量的基本屬性、企業生存與發展的立身之本、消費者的根本利益等各方面要求，都決定了企業是產品質量安全的第一責任人。企業應該建立完善、嚴謹的質量管理體系，規范企業內部管理、強化質量監管，建立科學、公正的自檢部門，確保產品質量符合相關標準及技術文件要求。

(2)新標準有待完善。車輛在連續剎車或極端工作環境下，剎車片表面的工作溫度可達500 ℃左右，此時摩擦材料的物理性能下降明顯，最關鍵的摩擦系數變化較大，極易發生危險。我國現行標準依然采用350 ℃最高試驗溫度，無法滿足更為苛刻的實際需求，部分相關的技術指標有待提升、完善。

(3)確保監管區域全覆蓋，強化監管力度。質監、工商等部門應該加強協作與交流，對生產、流通領域的剎車片產品進行抽查，擴寬覆蓋范圍、強化監管力度、建立監管閉合回路。

(4)培養正確、良好的使用習慣。除剎車片本身質量問題外，剎車片與車型是否匹配也是影響車輛安全行駛的重要因素，摩擦因數過小，剎車效果不明顯，反應滯后；摩擦因數過大，易造成抱死現象。因此選購合適的剎車片至關重要，應參照相應技術要求裝配合適的剎車片產品。在急剎、長時間剎車狀態下，剎車片瞬時溫度高達500 ℃，剎車片損耗較大，會大幅降低使用壽命及剎車效果。日常駕駛過程中應該培養勻速慢行的駕駛習慣，盡量減少急剎、長時間的剎車情況。同時，定期檢查、更換零配件、保養等事宜不容怠慢。

[1]王福建.淺議汽車駕駛過程中的剎車片問題[J].黑龍江科技信息,2016(16):21.

[2]王云鵬.低碳城鎮化法律保障制度構建[D].北京:對外經濟貿易大學,2015.

[3]趙小樓,王鐵山,程光明.汽車摩擦材料的研究現狀與發展趨勢[J].潤滑與密封,2006(8):173-176.

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[4]朱亞群.汽車零部件產品開發項目管理研究[D].上海:上海交通大學,2008.

[5]全國非金屬礦產品及制品標準化技術委員會.汽車用制動器襯片:GB 5763-2008[S].北京: 中國標準出版社,2008.

[6]郭有瑞.GB 5763修改背景淺析[J].科技資訊,2009(36):161.

AnalysisonQualitySecurityofBrakePadforAutomobile

PAN Zhengguang, CHEN Fengyun, ZHANG Jieni

(Hubei Institute of Quality Supervision and Inspection, Wuhan Hubei 430061, China)

Brake pad directly affects braking efficiency, so it’s an important guarantee for safe driving. If the brake pad quality is defective, the consequences will be unimaginable. The reported quality and safety accidents caused by poor quality brake pads in recent years were sorted out.According to domestic and international standards and quality supervision,current quality of brake pads was analyzed. It was recommended to reduce the risk of quality safety from the aspects of promoting standard revision, strengthening supervision to enterprises, guiding consumers’ scientific consumption and regulating safe use.

Brake pad; Quality security; Supervision inspection

2017-09-12

潘爭光(1985—)，男，碩士，工程師，研究方向為產品質量安全風險分析。E-mail：471226180@qq.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.12.019

U463.55

B

1674-1986(2017)12-078-05