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摘 要：制动器是以摩擦方式产生制动力、将汽车动能转化为热能而散发出去的机构，因此从某种意义上说，制动器效能主要取决于摩擦材料的性能。而摩擦块的工作状态将直接影响摩擦材料性能的发挥，因此摩擦块发生偏磨，将影响制动器的制动性能及使用寿命。因此，文章从多个方面分析了影响盘式制动器摩擦块偏磨的因素，以期对提高制动器使用寿命具有重要的意义。
关键词：盘式制动器；摩擦块偏磨；影响因素
汽车的制动过程从能量观点来看，是将汽车的机械能（动能和势能）的一部分或全部，通过制动器的摩擦转变为热能，并向大气耗散的过程。因此从某种意义上说，摩擦块的工作状态将直接影响制动器效能。如果摩擦块发生偏磨，则制动力矩输出不均、制动不平稳，产生制动跑偏、制动噪音与振动等一系列不良现象。由于摩擦块某些偏磨是由非正常情況引起，将会严重损坏制动器相关零部件，甚至影响制动效果或导致制动失效，极大缩短盘式制动器使用寿命。因此研究摩擦块偏磨机理，尽量减小异常情况引起偏磨的可能，控制制动器系统原因造成的不可避免的偏磨，将摩擦块偏磨危害降到最低，对盘式制动器的发展有非常积极的意义。
1 制动器的制动过程引起的摩擦块偏磨
由滑动钳盘式制动器的工作原理可知，制动启动时，高压制动液注入卡钳体与活塞之间的密封腔，内摩擦块在活塞推动下先压靠到制动盘。制动液在推动活塞的同时，对卡钳体也施加了反作用力。当推动卡钳滑动的阻力小于制动液施加的反作用力时，卡钳体便相对于制动盘滑动，并带动与卡钳位置固定的外摩擦块压向制动盘。随着活塞相对于卡钳继续向外推动，内、外摩擦块紧紧压住制动盘，最后达到内、外摩擦块上的制动力相等。
因此在制动过程中，内摩擦块比外摩擦块接触制动盘时间长，磨损得多一些。若卡钳体滑动顺畅，不产生拖滞，在正常情况下，内摩擦块比外摩擦块磨损速度快。但整个制动过程时间很短，仅持续几秒钟，因此内外摩擦块的偏磨量并不大。
2 制动盘厚度不均引起的摩擦块偏磨
汽车的制动过程从能量观点来看，是将汽车的机械能（动能和势能）的一部分或全部，通过制动器的摩擦转变为热能，并向大气耗散的过程。这种能量转换和耗散的大小，反映了制动器的能量负荷。它与汽车的重力、制动时速度变化范围、制动减速度等因素有关，同时造成制动器摩擦副的发热、温度升高和磨损，并影响到汽车的制动性能和制动器的寿命。在汽车紧急制动时，制动时间短，制动器几乎承担了全部动能的转换和耗散任务，能量负荷最大。
制动盘在工作时不仅受到制动块作用的很大的法向力和切向力，而且还承受比制动鼓大得多的热负荷，其表面最高温度可达到800℃，在高温作用下可能翘曲，从而产生摩擦噪声和刮伤。
如果制动盘因各种原因产生厚度不均（DTV-disk thickness variation）摩擦块在制动过程中便不能均匀接触制动盘，只能在接触到的部分紧压制动盘，造成接触部分材料的快速磨损，引起摩擦块的偏磨。
3 制动器拖滞引起的摩擦块偏磨
3.1卡钳重心不平稳引起的制动器拖滞
在盘式制动器中，制动盘与摩擦块之间在未制动的状态下应有工作间隙，以保证制动盘能自由转动。一般说来，液压盘式制动器（Hydraulic Disc Brake，简称HDB）的设定间隙为0.lmm-0.3mm（单侧为0.05mm-0.15mm）。气压盘式制动器（Air Disc Brake，简称ADB）的设定间隙为0.8mm-1.2mm（单侧为0.4mm-0.6mm）。此间隙的存在有导致踏板或手柄的行程损失的可能，因而间隙值应尽量小。考虑到在制动过程中摩擦副可能产生热应力变形和机械变形，因此，制动器在冷却状态下设定的间隙值要通过试验来确定。
对于HDB来说，松开制动踏板，摩擦块在活塞密封圈的作用下回位，移动量通常不大，因此摩擦块与制动盘常有轻微接触，这种现象就称为制动器拖滞。
对于ADB来说，制动结束时，推杆在回位弹簧作用下退回原位，虽然制动盘与摩擦片之间的单边设定间隙大于液压产品，但由于滑动元件的粘滞等也容易引起制动器拖滞。
如果卡钳体的重心产生偏离，便会产生重力偏转力矩，也是卡钳体滑动的阻力力矩，必然导致卡钳体相对支架滑动困难。当内摩擦块随活塞或推杆回位而迅速退回时，外摩擦块却因卡钳体滑动困难而回位缓慢，造成拖滞磨损而产生内外摩擦块偏磨。
3.2导向销、支撑销问题引起的制动器拖滞
在滑动钳盘式制动器中，支架固定在转向节或桥壳上，卡钳体则通过销杆浮动在支架上。卡钳体与支架之间的相对滑动通过固定在支架上的导向销和支撑销实现。导向销、支撑销与卡钳体导套之间均为间隙配合，使卡钳体在支架上滑动顺畅，不产生制动器拖滞。但间隙不能过大，否则卡钳体的运动方向将偏离垂直制动盘的方向，使摩擦副之间不能紧密贴合，造成摩擦块偏磨。
3.3密封圈问题引起的制动器拖滞
液压盘式制动器的密封圈不仅起到密封制动液作用，还起到使活塞回位和自调间隙的作用，属于关键零件，因此对密封圈的几何尺寸及材料性能的要求非常高。在几何尺寸方面，不仅对内、外径尺寸有要求，对于内径的圆度、外径的端面跳动度等形位公差均有严格要求。
在材料的物理性能方面，对材料硬度、拉伸强度、伸长率、热空气老化、最高使用温度等各方面也有严格要求。特别是密封圈的最高使用温度指标对制动器是否能有效工作影响很大。虽然在HDB中，摩擦块与活塞之间设计有隔热片、且摩擦块钢背也有较好的散热作用，但仍有部分热量传递给活塞、密封圈，使温度升高。若密封圈达不到一定的耐高温要求，便会迅速老化、变形，丧失功能，导致制动液泄漏、活塞不能回位等严重后果。因活塞不能回位，摩擦片一直接触制动盘，产生严重拖滞现象，造成内外摩擦块偏磨。
4 摩擦块排屑槽问题引起的摩擦块偏磨
在制动器摩擦块上都设计有排屑槽。排屑槽的作用有两点：（1）使制动过程中产生的摩擦材料碎屑能顺利排出；（2）使摩擦块在温度升高后有空间膨胀。
排屑槽在摩擦块上的位置、排屑槽结构深度等都对摩擦块的均匀磨损有一定影响。排屑槽若布置不合理，将会造成排屑速度不一，导致排屑速度缓慢区域的摩擦材料容易发热膨胀，产生摩擦块偏磨。如果排屑槽太深，摩擦块容易断裂：如果排屑槽太浅，易造成某一区域的摩擦块排屑不畅，导致这部分摩擦材料发热膨胀，产生摩擦块偏磨。
另外，排屑槽口若有毛刺，也会影响排屑速度，造成摩擦块偏磨。
5 滑磨速度不同引起的摩擦块偏磨
常见的盘式制动器的摩擦衬块是以车轮旋转中心为圆心的扇形衬块。由于制动盘内侧半径小于外侧半径，所以摩擦块外侧材料相对于制动盘的滑磨速度大于内测的滑磨速度，则摩擦块外侧材料磨损快。同时为了增大制动力矩，设计人员往往希望通过增加制动半径来达到目的。而增加制动半径必然会引起制动压力分布不均，导致摩擦片外侧材料比内侧材料单位压力更大，直接导致摩擦块外侧材料磨损更快。
参考文献
[1]秦力一，许得刚.混合法多目标优化盘式制动器[J].机械设计与制造工程.2002（03）
[2]李洪港.盘式制动器打滑原因分析及处理[J].汽车维修.2003（10）
[3]吕俊成，莫易敏，汤春球.摩擦面温度对微车离合器摩擦材料摩擦因数影响的研究[J].中国机械工程.2009（14）
[4]符蓉，宋宝韫，高飞，运新兵.摩擦制动条件对列车制动闸片材料摩擦性能的影响[J].中国有色金属学报.2008（07）
关键词：盘式制动器；摩擦块偏磨；影响因素
汽车的制动过程从能量观点来看，是将汽车的机械能（动能和势能）的一部分或全部，通过制动器的摩擦转变为热能，并向大气耗散的过程。因此从某种意义上说，摩擦块的工作状态将直接影响制动器效能。如果摩擦块发生偏磨，则制动力矩输出不均、制动不平稳，产生制动跑偏、制动噪音与振动等一系列不良现象。由于摩擦块某些偏磨是由非正常情況引起，将会严重损坏制动器相关零部件，甚至影响制动效果或导致制动失效，极大缩短盘式制动器使用寿命。因此研究摩擦块偏磨机理，尽量减小异常情况引起偏磨的可能，控制制动器系统原因造成的不可避免的偏磨，将摩擦块偏磨危害降到最低，对盘式制动器的发展有非常积极的意义。
1 制动器的制动过程引起的摩擦块偏磨
由滑动钳盘式制动器的工作原理可知，制动启动时，高压制动液注入卡钳体与活塞之间的密封腔，内摩擦块在活塞推动下先压靠到制动盘。制动液在推动活塞的同时，对卡钳体也施加了反作用力。当推动卡钳滑动的阻力小于制动液施加的反作用力时，卡钳体便相对于制动盘滑动，并带动与卡钳位置固定的外摩擦块压向制动盘。随着活塞相对于卡钳继续向外推动，内、外摩擦块紧紧压住制动盘，最后达到内、外摩擦块上的制动力相等。
因此在制动过程中，内摩擦块比外摩擦块接触制动盘时间长，磨损得多一些。若卡钳体滑动顺畅，不产生拖滞，在正常情况下，内摩擦块比外摩擦块磨损速度快。但整个制动过程时间很短，仅持续几秒钟，因此内外摩擦块的偏磨量并不大。
2 制动盘厚度不均引起的摩擦块偏磨
汽车的制动过程从能量观点来看，是将汽车的机械能（动能和势能）的一部分或全部，通过制动器的摩擦转变为热能，并向大气耗散的过程。这种能量转换和耗散的大小，反映了制动器的能量负荷。它与汽车的重力、制动时速度变化范围、制动减速度等因素有关，同时造成制动器摩擦副的发热、温度升高和磨损，并影响到汽车的制动性能和制动器的寿命。在汽车紧急制动时，制动时间短，制动器几乎承担了全部动能的转换和耗散任务，能量负荷最大。
制动盘在工作时不仅受到制动块作用的很大的法向力和切向力，而且还承受比制动鼓大得多的热负荷，其表面最高温度可达到800℃，在高温作用下可能翘曲，从而产生摩擦噪声和刮伤。
如果制动盘因各种原因产生厚度不均（DTV-disk thickness variation）摩擦块在制动过程中便不能均匀接触制动盘，只能在接触到的部分紧压制动盘，造成接触部分材料的快速磨损，引起摩擦块的偏磨。
3 制动器拖滞引起的摩擦块偏磨
3.1卡钳重心不平稳引起的制动器拖滞
在盘式制动器中，制动盘与摩擦块之间在未制动的状态下应有工作间隙，以保证制动盘能自由转动。一般说来，液压盘式制动器（Hydraulic Disc Brake，简称HDB）的设定间隙为0.lmm-0.3mm（单侧为0.05mm-0.15mm）。气压盘式制动器（Air Disc Brake，简称ADB）的设定间隙为0.8mm-1.2mm（单侧为0.4mm-0.6mm）。此间隙的存在有导致踏板或手柄的行程损失的可能，因而间隙值应尽量小。考虑到在制动过程中摩擦副可能产生热应力变形和机械变形，因此，制动器在冷却状态下设定的间隙值要通过试验来确定。
对于HDB来说，松开制动踏板，摩擦块在活塞密封圈的作用下回位，移动量通常不大，因此摩擦块与制动盘常有轻微接触，这种现象就称为制动器拖滞。
对于ADB来说，制动结束时，推杆在回位弹簧作用下退回原位，虽然制动盘与摩擦片之间的单边设定间隙大于液压产品，但由于滑动元件的粘滞等也容易引起制动器拖滞。
如果卡钳体的重心产生偏离，便会产生重力偏转力矩，也是卡钳体滑动的阻力力矩，必然导致卡钳体相对支架滑动困难。当内摩擦块随活塞或推杆回位而迅速退回时，外摩擦块却因卡钳体滑动困难而回位缓慢，造成拖滞磨损而产生内外摩擦块偏磨。
3.2导向销、支撑销问题引起的制动器拖滞
在滑动钳盘式制动器中，支架固定在转向节或桥壳上，卡钳体则通过销杆浮动在支架上。卡钳体与支架之间的相对滑动通过固定在支架上的导向销和支撑销实现。导向销、支撑销与卡钳体导套之间均为间隙配合，使卡钳体在支架上滑动顺畅，不产生制动器拖滞。但间隙不能过大，否则卡钳体的运动方向将偏离垂直制动盘的方向，使摩擦副之间不能紧密贴合，造成摩擦块偏磨。
3.3密封圈问题引起的制动器拖滞
液压盘式制动器的密封圈不仅起到密封制动液作用，还起到使活塞回位和自调间隙的作用，属于关键零件，因此对密封圈的几何尺寸及材料性能的要求非常高。在几何尺寸方面，不仅对内、外径尺寸有要求，对于内径的圆度、外径的端面跳动度等形位公差均有严格要求。
在材料的物理性能方面，对材料硬度、拉伸强度、伸长率、热空气老化、最高使用温度等各方面也有严格要求。特别是密封圈的最高使用温度指标对制动器是否能有效工作影响很大。虽然在HDB中，摩擦块与活塞之间设计有隔热片、且摩擦块钢背也有较好的散热作用，但仍有部分热量传递给活塞、密封圈，使温度升高。若密封圈达不到一定的耐高温要求，便会迅速老化、变形，丧失功能，导致制动液泄漏、活塞不能回位等严重后果。因活塞不能回位，摩擦片一直接触制动盘，产生严重拖滞现象，造成内外摩擦块偏磨。
4 摩擦块排屑槽问题引起的摩擦块偏磨
在制动器摩擦块上都设计有排屑槽。排屑槽的作用有两点：（1）使制动过程中产生的摩擦材料碎屑能顺利排出；（2）使摩擦块在温度升高后有空间膨胀。
排屑槽在摩擦块上的位置、排屑槽结构深度等都对摩擦块的均匀磨损有一定影响。排屑槽若布置不合理，将会造成排屑速度不一，导致排屑速度缓慢区域的摩擦材料容易发热膨胀，产生摩擦块偏磨。如果排屑槽太深，摩擦块容易断裂：如果排屑槽太浅，易造成某一区域的摩擦块排屑不畅，导致这部分摩擦材料发热膨胀，产生摩擦块偏磨。
另外，排屑槽口若有毛刺，也会影响排屑速度，造成摩擦块偏磨。
5 滑磨速度不同引起的摩擦块偏磨
常见的盘式制动器的摩擦衬块是以车轮旋转中心为圆心的扇形衬块。由于制动盘内侧半径小于外侧半径，所以摩擦块外侧材料相对于制动盘的滑磨速度大于内测的滑磨速度，则摩擦块外侧材料磨损快。同时为了增大制动力矩，设计人员往往希望通过增加制动半径来达到目的。而增加制动半径必然会引起制动压力分布不均，导致摩擦片外侧材料比内侧材料单位压力更大，直接导致摩擦块外侧材料磨损更快。
参考文献
[1]秦力一，许得刚.混合法多目标优化盘式制动器[J].机械设计与制造工程.2002（03）
[2]李洪港.盘式制动器打滑原因分析及处理[J].汽车维修.2003（10）
[3]吕俊成，莫易敏，汤春球.摩擦面温度对微车离合器摩擦材料摩擦因数影响的研究[J].中国机械工程.2009（14）
[4]符蓉，宋宝韫，高飞，运新兵.摩擦制动条件对列车制动闸片材料摩擦性能的影响[J].中国有色金属学报.2008（07）