袁曉云　高加泉

摘 要：隨著現(xiàn)代化技術(shù)以及信息化手段的飛速發(fā)展，社會(huì)已經(jīng)全面進(jìn)入到了科技時(shí)代當(dāng)中，這也為重型載重汽車(chē)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，而重型載重汽車(chē)在高速制動(dòng)或是連續(xù)制動(dòng)的狀態(tài)中，其內(nèi)部制動(dòng)器的溫度會(huì)逐步提升，并且在制動(dòng)器內(nèi)部的具體摩擦系數(shù)也會(huì)逐步減小，大幅度降低相應(yīng)的摩擦力矩，不僅會(huì)引發(fā)制動(dòng)效能熱衰退的問(wèn)題出現(xiàn)，甚至還會(huì)使得制動(dòng)系統(tǒng)直接失效，引發(fā)出各類(lèi)安全事故出現(xiàn)。因此，文章首先對(duì)熱衰退的主要機(jī)理加以明確;其次，對(duì)降低制動(dòng)器熱衰退的具體措施展開(kāi)深入分析;在此基礎(chǔ)上，提出熱衰退導(dǎo)致重型載重汽車(chē)制動(dòng)失效的鑒定措施。

關(guān)鍵詞：重型載重汽車(chē) 制動(dòng)熱衰退機(jī)理 鑒定方式

Discussion on the Mechanism and Appraisal Method of Braking Thermal Decay of Heavy Truck

Yuan Xiaoyun Gao Jiaquan

Abstract：With the rapid development of modern technology and information technology， the society has fully entered the era of science and technology， which has also laid a solid foundation for the development of heavy-duty trucks， and heavy-duty trucks are braked at high speed or continuous braking. In this state， the temperature of its internal brake will gradually increase， and the specific friction coefficient inside the brake will gradually decrease， which greatly reduces the corresponding friction torque， and will not only cause the problem of thermal degradation of braking efficiency， but also cause the direct failure of the braking system leading to various safety accidents. Therefore， the article first clarifies the main mechanism of thermal decay; secondly， the article conducts an in-depth analysis of specific measures to reduce thermal decay of brakes. On this basis， the article proposes the identification measures of thermal decay leading to brake failure of heavy-duty trucks.

Key words：heavy-duty truck， brake thermal decay mechanism， identification method

1 引言

汽車(chē)最早起源于1886年，而隨著第一輛汽車(chē)出現(xiàn)過(guò)后，也就代表著交通工具的革命已經(jīng)悄然開(kāi)展。而在經(jīng)歷了多年的發(fā)展過(guò)后，在當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境中，汽車(chē)已經(jīng)成為了群眾日常生活當(dāng)中必不可少的交通工具，這一點(diǎn)也是社會(huì)物質(zhì)以及社會(huì)文明的具體象征。然而，盡管汽車(chē)為群眾的生活以及工作帶來(lái)了極大的便利，但由于汽車(chē)所引發(fā)的交通安全事故數(shù)量也呈現(xiàn)出一種逐步提升的狀態(tài)，特別是重型載重汽車(chē)，其所引發(fā)的安全事故更是成為了世界范圍中的安全難題。由于重型載重汽車(chē)在連續(xù)制動(dòng)或是高速制動(dòng)的情況下，其內(nèi)部制動(dòng)器的溫度會(huì)逐步上升，再加上化學(xué)、物理以及機(jī)械三方面因素產(chǎn)生的作用，制動(dòng)器的具體摩擦系數(shù)也會(huì)不斷降低，這一現(xiàn)象就被稱(chēng)之為制動(dòng)效能的熱衰退現(xiàn)象，同時(shí)也是導(dǎo)致重型載重汽車(chē)制動(dòng)失效并出現(xiàn)交通事故的主要原因。因此，這就需要深入探究重型載重汽車(chē)熱衰退機(jī)理以及鑒定方式，以求更好的解決熱衰退問(wèn)題。

2 熱衰退的主要機(jī)理

在重型載重汽車(chē)內(nèi)部的制動(dòng)器當(dāng)中，其所采用的大多為傳統(tǒng)的鼓式制動(dòng)器，主要由制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄、摩擦襯片以及制動(dòng)底板等多個(gè)零部件所構(gòu)成。而這種鼓式制動(dòng)器，其自身的制動(dòng)性能是通過(guò)制動(dòng)鼓與摩擦襯片之間產(chǎn)生的相互作用所產(chǎn)生的。因此，如果鼓式制動(dòng)器在制動(dòng)過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的溫度過(guò)高，就會(huì)導(dǎo)致摩擦襯片以及制動(dòng)鼓在物理性能與化學(xué)性能方面產(chǎn)生極大的變化，進(jìn)一步引發(fā)熱衰退等問(wèn)題出現(xiàn)。

2.1 制動(dòng)鼓的熱衰退

在我國(guó)所采用的各類(lèi)重型載重汽車(chē)當(dāng)中，其所采用的大多為灰鑄鐵材料所制造出的制動(dòng)鼓，而由于鼓式制動(dòng)器自身主要為一種封閉結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)熱能力以及散熱面積方面比較有限，使得重型載重汽車(chē)在進(jìn)行高速制動(dòng)以及連續(xù)制動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中，制動(dòng)鼓的表面溫度由于劇烈摩擦而急速上升，在最高時(shí)甚至可以達(dá)到800攝氏度。同時(shí)，原子之間的距離也會(huì)由于溫度的不斷提升而隨之變大，在長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用過(guò)程中，也會(huì)使得材料產(chǎn)生一種塑性變形的問(wèn)題，站在宏觀(guān)的角度上來(lái)看，具體表現(xiàn)為制動(dòng)鼓出現(xiàn)的膨脹變形現(xiàn)象，制動(dòng)鼓與摩擦襯片之間的間隙也會(huì)逐步提升，因接觸面積變小而降低輸出摩擦力矩，對(duì)重型載重汽車(chē)的制動(dòng)效果產(chǎn)生極其嚴(yán)重的影響。并且制動(dòng)鼓在經(jīng)歷過(guò)高溫過(guò)后急速冷卻，制動(dòng)鼓材料也會(huì)從原本的珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)樗魇襟w/馬氏體，制動(dòng)鼓最終也會(huì)出現(xiàn)龜裂或是開(kāi)裂等不良現(xiàn)象，導(dǎo)致制動(dòng)方面失效。

2.2 摩擦襯片的熱衰退

在當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境中，商業(yè)化用途的汽車(chē)制動(dòng)摩擦材料，其大多為有機(jī)型摩擦材料，通常情況下由多組分的樹(shù)脂基復(fù)合材料所構(gòu)成，其中涉及到了改性劑、粘結(jié)劑以及增強(qiáng)體等內(nèi)容。而粘合劑作為其中的核心所在，一般都是由樹(shù)脂材料所構(gòu)成，其具體的熱分解溫度在200攝氏度到350攝氏度左右。同時(shí)，重型載重汽車(chē)由于連續(xù)制動(dòng)產(chǎn)生了極高的溫度，摩擦襯片當(dāng)中蘊(yùn)含的有機(jī)化合物就會(huì)出現(xiàn)熱氧化分解的現(xiàn)象，隨著液體以及氣體來(lái)一同析出，并存在于制動(dòng)鼓與摩擦襯片之間的部位當(dāng)中，起到了一種潤(rùn)滑膜的作用，導(dǎo)致整體摩擦系數(shù)不斷降低[1]。

3 降低制動(dòng)器熱衰退的具體措施

3.1 制動(dòng)鼓的改進(jìn)優(yōu)化

目前針對(duì)制動(dòng)鼓所展開(kāi)的改進(jìn)研究，其主要集中在優(yōu)化制動(dòng)鼓材質(zhì)以及轉(zhuǎn)變制動(dòng)鼓結(jié)構(gòu)方面。而通過(guò)對(duì)于熔煉過(guò)程科學(xué)合理的控制，能夠大幅度降低各種雜質(zhì)元素的整體含量，穩(wěn)步提升材料自身所具備的高溫力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能以及抗熱疲勞性能。而通過(guò)Mo、Cu以及Cr等合金元素的添加，還可以進(jìn)一步提升制動(dòng)鼓的使用壽命，并且在制動(dòng)鼓材料中添加相應(yīng)的合金元素，也可以促進(jìn)制動(dòng)鼓機(jī)械性能以及導(dǎo)熱能力之間的均衡發(fā)展，在根本上避免出現(xiàn)制動(dòng)鼓開(kāi)裂等不良問(wèn)題。站在制動(dòng)鼓結(jié)構(gòu)的角度上來(lái)看，重型載重汽車(chē)在制動(dòng)鼓周邊表面的設(shè)計(jì)所采用的主要為溝壑狀設(shè)計(jì)方式，其截面位置從內(nèi)到外會(huì)依次降低，不僅結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，使用起來(lái)也更加便利，以此限制制動(dòng)熱衰退問(wèn)題的發(fā)生。除此之外，通過(guò)設(shè)計(jì)環(huán)形加強(qiáng)筋或是密集周向筋的設(shè)計(jì)，也可以在潛移默化之間提升制動(dòng)鼓自身的散熱性能，而對(duì)制動(dòng)鼓表面部位展開(kāi)涂層處理，也能夠提高重型載重汽車(chē)制動(dòng)器的抗熱衰退能力。

3.2 摩擦襯片的改良優(yōu)化

在制動(dòng)摩擦材料中，其主要由改性劑、粘結(jié)劑以及增強(qiáng)體等組成，這就可以在各組的熱衰退性能方面入手，進(jìn)一步提高制動(dòng)器自身的抗熱衰退能力。目前所使用的粘合劑當(dāng)中，大部分都是由樹(shù)脂材料所構(gòu)成，具體的分解溫度大約在200攝氏度到350攝氏度之間，而通過(guò)對(duì)于樹(shù)脂加以改性的方式，還能夠?qū)?shù)脂的熱分解溫度提高到350攝氏度到450攝氏度，能夠在最大程度上提升摩擦材料的降解能力以及抗熱氧化能力。同時(shí)，通過(guò)科學(xué)合理的熱處理工藝，還可以有效降低摩擦材料當(dāng)中各類(lèi)有機(jī)化合物的整體含量，在提高數(shù)值分子鏈剛性程度的同時(shí)，減少低熔點(diǎn)金屬的構(gòu)成，確保制動(dòng)器在高溫的情況下仍舊擁有著穩(wěn)定的摩擦性能，避免出現(xiàn)熱衰退問(wèn)題。而通過(guò)粉末冶金方式所生產(chǎn)出的鐵基或是銅基金屬等材料，都有著相對(duì)較高的使用溫度，能夠有效解決重型載重汽車(chē)制動(dòng)器摩擦襯片出現(xiàn)的熱磨損以及高溫摩擦系數(shù)熱衰退等多種問(wèn)題，但這種方式會(huì)提升偶件的磨損程度。除此之外，蛭石作為一種無(wú)機(jī)填料，能夠?qū)δΣ吝^(guò)程中所產(chǎn)生的低頻噪音進(jìn)行更加科學(xué)合理的抑制，延緩摩擦材料當(dāng)中各類(lèi)有機(jī)成分的分解速度，逐步提升摩擦材料自身所具備的抗衰退性能，而其他類(lèi)型的優(yōu)化措施，比如研發(fā)新型耐高溫纖維材料、碳纖維以及新型粘結(jié)劑等方式，都可以提升摩擦材料自身的抗衰退性能，然而，這些技術(shù)措施在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)重點(diǎn)考慮到生產(chǎn)制造所產(chǎn)生的成本[2]。

4 熱衰退導(dǎo)致重型載重汽車(chē)制動(dòng)失效的鑒定措施

在重型載重汽車(chē)所產(chǎn)生的各類(lèi)交通安全事故當(dāng)中，其通常與超速、疲勞駕駛以及超載等多方面因素有著緊密聯(lián)系。而在產(chǎn)生這些安全事故的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)連續(xù)制動(dòng)或是高速制動(dòng)等問(wèn)題，使得制動(dòng)器內(nèi)部的溫度不斷提升而產(chǎn)生熱衰退現(xiàn)象，因制動(dòng)失效引發(fā)出各種安全事故出現(xiàn)。因此，這就需要采取更加科學(xué)的鑒定方式，進(jìn)一步找尋出熱衰退過(guò)程當(dāng)中材料的具體表現(xiàn)規(guī)律以及主要特征，以此來(lái)更好的分析重型載重汽車(chē)交通事故中熱衰退所起到的作用[3]。

4.1 充分收集背景數(shù)據(jù)信息

這種方式與傳統(tǒng)的失效分析方式基本一致，第一點(diǎn)內(nèi)容就在于積極收集與交通事故相關(guān)的背景數(shù)據(jù)信息，除卻事故發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)中出現(xiàn)的信息之外，還要對(duì)事故前重型載重汽車(chē)的制動(dòng)情況、天氣情況以及地形情況等多方面因素進(jìn)行深入分析，還需要對(duì)車(chē)輛的維護(hù)歷史以及行駛歷史等內(nèi)容加以了解，以此為基礎(chǔ)來(lái)做出更加客觀(guān)的判斷。

4.2 制動(dòng)器失效的分析

在重型載重汽車(chē)所用的鼓式制動(dòng)器當(dāng)中，對(duì)制動(dòng)性能產(chǎn)生直接影響的就在于制動(dòng)鼓以及摩擦襯片這兩個(gè)部位，而鼓式制動(dòng)器在制動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的高溫，會(huì)導(dǎo)致摩擦襯片以及制動(dòng)鼓部位在化學(xué)性能以及物理性能方面所產(chǎn)生的變化，這些都是導(dǎo)致制動(dòng)力矩不斷下降的主要因素，很容易就會(huì)引發(fā)熱衰退問(wèn)題出現(xiàn)。因此，這就需要對(duì)摩擦襯片以及制動(dòng)鼓展開(kāi)綜合分析，首先要對(duì)摩擦襯片與制動(dòng)鼓的基本材料展開(kāi)科學(xué)合理的分析，深入判斷其中的具體化學(xué)成分以及金相顯微組織是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，以及其中是否出現(xiàn)加速制動(dòng)鼓或是引發(fā)摩擦襯片熱衰退的主要因素;其次，要對(duì)摩擦襯片與制動(dòng)鼓之間的接觸部位進(jìn)行分析，重型載重汽車(chē)當(dāng)中的制動(dòng)鼓，其在重復(fù)熱應(yīng)力所產(chǎn)生的作用下，在表面部位很容易就會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂以及龜裂等問(wèn)題，而摩擦材料在熱分解過(guò)后所產(chǎn)生的焦油狀物體以及殘?zhí)紶钗矬w，其都會(huì)在摩擦材料的表面產(chǎn)生一種潤(rùn)滑膜或是氧化膜，再加上高溫摩擦所產(chǎn)生的作用，摩擦材料在這種高溫的狀態(tài)下，就會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂、纖維分布混亂以及組分剝落等不良現(xiàn)象，這時(shí)就可以采用熱分析的方式來(lái)明確膜材材料在熱分解溫度方面所出現(xiàn)的變化，以此為基礎(chǔ)來(lái)明確摩擦材料當(dāng)中樹(shù)脂材料的受熱歷史，從而明確制動(dòng)器的基本受熱情況[4]。

5 結(jié)論

在重型載重汽車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中，由于各類(lèi)客觀(guān)因素所產(chǎn)生的影響，其很容易就會(huì)出現(xiàn)熱衰退問(wèn)題，導(dǎo)致整體制動(dòng)系統(tǒng)失效，引發(fā)較為嚴(yán)重的交通安全事故出現(xiàn)。因此，為了確保重型載重汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的安全性以及穩(wěn)定性，就應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步明確熱衰退過(guò)程中材料所產(chǎn)生的失效特征，以此為基礎(chǔ)來(lái)展開(kāi)針對(duì)性的優(yōu)化處理，確保重型載重汽車(chē)能夠更加安全穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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