某乘用車摩擦片崩料問題淺析

吳桂寶，董良，葉海艦

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

某乘用車摩擦片崩料問題淺析

吳桂寶，董良，葉海艦

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

針對某乘用車磨合期出現(xiàn)摩擦片崩料現(xiàn)象，從理論分析出發(fā)，并結(jié)合臺架及實車，對故障進行了復(fù)現(xiàn)及驗證。分析和驗證結(jié)果表明，初期制動盤表面的達克羅涂層在制動過程中被刮除破壞，產(chǎn)生尖銳硬點。該硬點攻擊摩擦片表面，導(dǎo)致摩擦片出現(xiàn)光亮及崩料現(xiàn)象。光亮及崩料現(xiàn)象并不會影響制動性能，且隨著光亮硬點的脫落，崩料不會繼續(xù)惡化，并會逐漸修復(fù)。

摩擦片；崩料；制動盤；達克羅涂層；試驗

CLC NO.: U467.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)19-183-03

1 背景介紹

圖1 故障摩擦片

某車型接到市場反饋，新車磨合階段制動盤出現(xiàn)環(huán)狀劃痕，拆解后發(fā)現(xiàn)摩擦片出現(xiàn)局部亮點及崩料現(xiàn)象。圖1為故障摩擦片。

2 原因分析

圖2 FTA分析模型

摩擦片崩料影響因為較多，從摩擦片結(jié)構(gòu)及工作原理角度進行分析，總結(jié)出可能的故障原因（如圖2 FTA分析模型）。

3 故障排查

依據(jù)FTA分析思路，逐條進行故障排查。

3.1 摩擦片理化性能檢查

摩擦片理化性能包括氣孔率、PH值、比重、硬度、粘著強度、緊固特性等，是摩擦片的基本性能。通過檢查以上指標(biāo)，可以了解摩擦片的一致性及與制動盤基礎(chǔ)匹配性能。

氣孔率檢測

摩擦片氣孔率影響其排氣性能及吸水性能，故障摩擦片檢測結(jié)果合格，證明為摩擦片崩料問題的非主要原因，檢測結(jié)果如表1所示。

表1 故障摩擦片氣孔率檢測結(jié)果

PH值檢測

摩擦材料PH值過小可能會導(dǎo)致與制動盤產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，表2檢測結(jié)果顯示故障摩擦片指標(biāo)合格。

表2 故障摩擦片PH值檢測結(jié)果

比重檢測

摩擦材料密度均勻性較差會導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，導(dǎo)致摩擦片表面出現(xiàn)裂紋。故障摩擦片密度檢測結(jié)果如表3所示。

表3 故障摩擦片比重檢測結(jié)果

硬度檢測

故障件摩擦片局部出現(xiàn)明顯的亮化區(qū)域，硬度檢測結(jié)果如表4所示，亮化部分硬度比普通材料部分硬度增加約13.5HR。

表4 故障摩擦片硬度檢測結(jié)果

粘著強度檢測

該指標(biāo)考核摩擦材料與鋼背板結(jié)合強度，若強度過低可能導(dǎo)致在強制動時摩擦材料崩裂、與鋼背剝離等故障，存在較大安全隱患。故障摩擦片黏著強度檢測結(jié)果如表5所示。

表5 故障摩擦片黏著強度檢測結(jié)果

緊固特性檢測

主要通過特定工況下的摩擦片與制動盤的分離力，檢查摩擦片是否與制動盤發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。故障摩擦片緊固特性檢測結(jié)果如表6所示。

表6 故障摩擦片禁錮特性檢測結(jié)果

臺架試驗結(jié)果表明，故障件摩擦片理化性能合格。

3.2 制動盤物理性能檢測

制動盤物理性能主要包括其機械性能、金相及硬度等，故障制動盤物理性能檢測結(jié)果如表7所示，說明制動盤物理性能合格。

表7 故障制動盤物理性能檢測結(jié)果

臺架試驗結(jié)果表明，故障件制動盤物理性能合格。

3.3 故障工況確認(rèn)

故障車摩擦片為NAO配方，溫度較高時表面容易產(chǎn)生裂紋。經(jīng)調(diào)研，出現(xiàn)摩擦片崩料的故障車均為新車，處于磨合期，無長時間使用制動及高溫情況下的制動器涉水工況，因此該因素可以排除。

3.4 其他因素

為防止銹蝕，制動盤等金屬部件表面會進行防銹處理，故障車制動盤摩擦區(qū)域也進行達克羅噴涂。新車經(jīng)數(shù)次制動后，制動盤摩擦面達克羅涂層即被刮除。為排查制動盤摩擦面涂層的影響，進行臺架（試驗結(jié)果如表8所示）及整車試驗。

表8 臺架試驗結(jié)果

公司內(nèi)部試驗車更換新制動盤、新摩擦片后，進行磨合試驗。20km路試后拆解摩擦片，出現(xiàn)故障車相同的白色亮點及崩料現(xiàn)象。為進一步確認(rèn)摩擦片亮點來源，通過第三方機構(gòu)對其進行成分檢測，檢測結(jié)果表明摩擦片亮點成分與摩擦材料成分差異較大，為達克羅涂層。如下表9、圖3所示：

表9 成分檢測結(jié)果

圖3 光亮點外觀及檢測部位

通過臺架、實車對比試驗及成分檢測結(jié)果說明，新制動盤摩擦區(qū)域達克羅涂層是導(dǎo)致新車磨合期摩擦片出現(xiàn)亮點及崩料故障的根本原因。

4 解決措施

為驗證摩擦片崩料問題對制動性能、制動感覺的影響，并驗證崩料故障隨行車?yán)锍痰陌l(fā)展趨勢，進行相應(yīng)的臺架及整車試驗。表9、圖4為臺架試驗結(jié)果，表10為整車驗證結(jié)果。

表9 臺架性能試驗結(jié)果

圖4 詳細臺架試驗結(jié)果

表10 實車試驗結(jié)果

通過性能臺架試驗表明，摩擦片崩料并不會對制動性能產(chǎn)生直接影響，因此不會影響整車制動安全。臺架試驗結(jié)束后摩擦片崩料現(xiàn)象消失，與實車驗證結(jié)果一致，表明摩擦片崩料故障不會隨行駛里程的增加而加劇，且會逐漸修復(fù)。

為徹底解決摩擦片崩料問題，取消制動盤摩擦區(qū)域噴涂。但允許周圍區(qū)域噴涂時對摩擦區(qū)域的濺射，接受摩擦面裝車前的局部點狀輕微生銹狀態(tài)或者發(fā)黑現(xiàn)象。整改前、后制動盤噴涂示意圖如圖5、圖6所示。

圖5 原噴涂區(qū)域

圖6 現(xiàn)噴涂區(qū)域

5 總結(jié)

通過理論分析及試驗驗證證明：（1）初期制動盤表面的達克羅涂層，在制動過程中被刮除破壞，產(chǎn)生尖銳硬點（硬度高于摩擦材料），該硬點攻擊摩擦片表面，導(dǎo)致摩擦片表面出現(xiàn)光亮及崩料現(xiàn)象。（2）隨著車輛繼續(xù)磨合使用，制動盤摩擦面達克羅涂層被完全刮除，摩擦片光亮點、崩料區(qū)域被磨平。（3）摩擦片亮點及崩料并不會對制動性能產(chǎn)生直接影響，因此不會影響整車制動安全。（4）取消摩擦面噴涂可徹底解決該問題。

[1] 陳家瑞.汽車構(gòu)造（第2版）[M].機械工業(yè)出版社,2004：282-310.

[2] 余志生.汽車?yán)碚摚ǖ?版）[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000：71- 102.

Analysis on the Collapse of the Friction Plate of a Passenger Car

Wu Guibao, Dong Liang, Ye Haijian
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD., Anhui Hefei 230601 )

For a passenger car running-in period of friction plate collapse phenomenon, from the theoretical analysis,combined with the bench and the actual vehicle, the fault was reproduced and verified. Analysis and verification results show that the initial disc surface of the Dacromet coating in the braking process was scraped and destroyed, resulting in sharp hard points. The hard point attack friction surface, resulting in friction plate appears bright and collapse phenomenon. Bright and collapse phenomenon dose not affect the braking performance,and with the bright and hard points off, the collapse will not continue to deteriorate, and gradually repair.

Friction plate; Collapse material; Brake discs; Dacromet coating; Test

U467.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)19-183-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.19.064

吳桂寶，男，（1988-），底盤設(shè)計主管，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。