汽車制動盤開裂原因分析

陳莎 羅榮 宋泳 劉源

東風襄陽旅行車有限公司 湖北省襄陽市 441004

1 引言

汽車的制動盤是汽車的重要組件之一，在汽車的行駛過程中起到制動的作用，由于剎車也就是緊急制動的過程中主要運用了摩擦的原理，其阻力很大一部分將會轉變成熱量，汽車制動盤的表面會由于熱疲勞而出現開裂現象，因此保證制動盤的通風散熱是十分重要，這是汽車制動盤出現開裂的主要原因。良好的耐熱性能將會直接決定制動盤的使用壽命和使用性能，汽車制動盤的耐熱性、結構穩定性等與生產過程中材料的選用和生產工序是否嚴格規范是息息相關的，這些原因都會影響制動盤的質量和性能，決定其是否能正常起到制動作用，直接構造了車輛的安全性能。

2 汽車制動盤的工作原理和重要作用

2.1 汽車制動盤的工作原理概述

汽車制動盤也可以稱作是汽車的盤式制動器，主要是利用摩擦力起到制動的作用。制動盤大多為金屬材質，安裝固定在車橋之上，與傳統的制動器相比，具有一定的優勢，主要可分為以下幾方面：制動盤的耐熱性能比較好，結構穩定性較強；汽車制動盤發生作用時不會受到汽車行駛方向的影響；便于設計雙回路的制動系統；制動盤制動器發生作用時壓力不集中于同一部位；制動盤尺寸適中，質量輕便且利于散熱通風；汽車制動盤安裝時制動襯塊與制動盤之間距離較短，發生作用需要的時間也較短。由此可見，制動盤廣泛應用是必然趨勢[1]。

2.2 汽車制動盤的重要作用

汽車制動盤在汽車行駛過程中所發揮的重要作用是毋庸置疑的，作為汽車的制動系統中不可忽視的重要部件，是利用制動盤與制動襯塊之間的摩擦力大小來控制汽車的減速和停車，在這一整個過程中，制動盤是承受制動所產生力道的主要載體，因此它的結構穩定性一定要達到標準。制動的過程往往不是持續發生的，而是一個瞬間的過程，因此可以將制動產生的力矩視作間歇性的脈沖載荷，這將會使得制動盤的表面產生熱量和機械摩擦。汽車制動盤的質量是否達標，將會直接影響到汽車行駛過程中能否正常減速和緊急制動，是影響汽車行駛安全的一個重要指標。

3 造成汽車制動盤開裂的原因及其危害

3.1 造成汽車制動盤開裂的原因

3.1.1 生產材料不合格

追根溯源，汽車制動盤產生裂紋最根本的原因在于制動盤生產初期選用材料的各方面性能。目前，我國政府機關對于汽車制動盤的生產企業監管力度還不夠嚴格，對制動盤的市場銷售規范檢查也不夠完善，部分企業管理人員為求最大限度降低企業的生產成本，在選擇制動盤的生產材料時會因為價格的原因做出妥協，沒有嚴格篩選，這就導致所選用的生產材料達不到標準，生產出的成品制動盤耐熱性能和結構穩定性都不夠，更容易在緊急制動過程中瞬間產生的巨大摩擦力和高溫下出現開裂和變形的現象，甚至直接失效，威脅到我國路面公共交通的安全。

3.1.2 生產工藝過程不嚴格

由于汽車制動盤的機械性生產特征和其發揮的重大作用，對生產所需的機械設備和操作人員的專業技能要求都很嚴格，每個生產工序都是環環相扣的，不管是哪一個工藝工序的控制不嚴都將會影響到后續工序的進行，從而影響該批次生產汽車制動盤的質量[2]。汽車制動盤在我國車輛生產中的需求旺盛使得社會對制動盤的市場份額增大，在這樣的情況下，制動盤的生產企業對專業技能工人的需求也勢必會增加，然而具有專業技能人才卻供給不足，這就使得制動盤生產過程中得不到保障，同一批次生產出的制動盤質量良莠不齊，造成資源的浪費，也使得制動盤在使用過程中更容易出現問題。

3.1.3 使用過程中的磨損沒有及時修繕

汽車制動盤之所以會出現開裂，最主要的原因就是制動過程中由于熱心疲勞而出現的裂紋因為沒有得到及時的修繕，而擴大成為開裂，曾經就出現過這樣的案例。目前我國對于汽車制動盤的保養和維護還沒有行業內規范，大多數駕駛人員并沒有定期檢查制動盤磨損習慣，結果是等到制動盤上的裂紋變形擴大成開裂，影響到整個制動系統的使用，才會維修。不僅浪費了大量的人力和時間成本，增加后期維修難度，同時也存在著安全隱患，威脅到駕車人員的人身財產安全[3]。

3.1.4 對造成汽車制動盤開裂的原因系統記錄

在對汽車制動盤開裂的原因進行排查之后，得出造成制動盤開裂的直觀原因，以及制動盤容易出現開裂現象的部位，制動盤開裂現象嚴重程度與各個成因之間的數據比例。這些參數是寶貴的文字材料，必須由專人負責，進行及時系統的記錄在案，并按照原因分類和時間進行排序，設立專門的存放位置，分門別類收置妥當，這樣做可以使得后續在精進汽車制動盤的生產過程時能夠有據可依，有規律可循，在排查制動盤出現裂紋的部位時起到參考和引導的作用，縮短維修所需時間，提高工作效率。

3.2 汽車制動盤開裂磨損的危害

在汽車行駛的過程中，如果出現制動盤突然開裂的現象，將會直接影響到汽車內部整個制動系統的正常運行，使行駛中的汽車失去減速和緊急制動的功能，也就意味著汽車行駛的安全性能完全消失，這對于正在高速行駛中的車輛而言，稍有不慎就會造成難以挽回的損失。縱觀我國的路面公共交通狀況，道路上車輛處于密集狀態，如果汽車制動盤出現開裂，也就意味著，車輛與車輛、車輛與行人之間的距離無法控制，這時行駛中的汽車就變成了公路上造成安全隱患的一個不安定因素，時刻威脅著人們的生命安全[4]。

4 改善汽車制動盤開裂現象的具體措施

4.1 生產制造過程中應當采取的措施

4.1.1 從制作材料和結構的入手

為了達到較好的散熱效果，用正六邊形分布圓柱體來做散熱筋，就使得散熱面積增大并最大限度降低高速運行時的功率損耗。這種形式制動盤讓表面溫度降低使得熱沖擊得到減小，熱應力得到分散，降低熱裂紋產生的可能性，在法國和德國一些高速列車上得到應用。此結構的制動盤不僅擁有很好的熱膨脹性能，盡可能減少制動過程出現熱應力；同時擁有很好的散熱效果，降低制動過程盤體表面溫度。用于制動盤的材料應當能夠承受熱疲勞，并能盡快地吸收和消散熱量。比較理想材料是蠕墨鑄鐵，通過磨損試驗研究制動盤三種不同類型的灰鑄鐵（強度等級為250MPa灰鑄鐵、高碳灰鑄鐵鐵、合金化灰鑄鐵）的耐磨性，并將試驗結果與蠕墨鑄鐵進行比較。結果表明：與其他鑄鐵材料相比，蠕墨鑄鐵達到的最大溫度和摩擦力；并且在任何實驗壓力下其質量損失也更大，但蠕墨鑄鐵的耐高溫性好。

4.1.2 嚴格要求每一個生產步驟的規范性

規范汽車制動盤生產步驟的操作，第一項就是選用性能優質的機械生產設備，招收專業技能優秀的高素質型操作人才，就是能否保證制動盤生產操作精準度的關鍵。當今社會，我國汽車制動盤生產行業中高等人才稀少，加大此類型高級人才的培養力度，提高汽車制動盤生產行業操作人才的工資待遇，輸送更多的高素質型操作人才。對于企業內部而言，入職的員工需要定期的培訓和進修競爭和進步是成長的動力。

4.1.3 對成品制動盤進行反復質量抽檢

性能良好的制動盤必須能夠承受熱疲勞效應，可以盡快的吸收和消散熱量，對生產完成的產成品汽車制動盤在投入市場銷售之前有一個重要的步驟，那就是質量的抽檢和篩選[6]。在這一過程中，同一批次生產的制動盤按比例選取一定的檢查基數，通過反復的實驗模擬汽車制動盤的使用，觀察制動盤在使用過程中裂紋和變形的程度以及制動的效果，將所得的參數匯總起來，統籌分析之后判斷該批次生產的汽車制動盤質量是否達標，在確認能夠正常使用之后，才能進入市場，作為車輛生產的零部件進行銷售。

以上通過人、機、物、法、量、環等五個方面改善生產制造中制動盤的。

4.2 后期使用過程中的定期維護和修繕

對汽車制動盤的定期檢查和維護是十分必要，制動盤在被使用的過程中是制動系統中承受壓力的主要載體，日積月累之下，會出現不同程度的裂紋和變形，這些裂紋可以通過前期的修繕被完全修復，不會影響到汽車的正常行駛。但是，如果長時間坐視不理，制動盤的裂紋和變形就很有可能進一步擴大，造成開裂現象，這時不僅修理的難度加大，對于汽車行駛的安全性也存在著不利的影響，是不明智的行為。

5 結語

綜上所述，汽車制動盤的開裂原因是可以通過反復的實驗進行排查的，其開裂現象也可以通過有效的管理手段來改善。分析汽車制動盤的開裂原因主要是為了進一步改進我國生產車輛的制動系統使用性能，提高車輛生產的質量和安全性，從而進一步促進我國交通運輸事業的發展，推動社會主義建設進程。