2017-04-06
盘式刹车是目前家用小轿车通常采用的形式。
作为一个损耗品以及改装热门项目,无论是寿命到了要更换或是改装,都会涉及到购买刹车盘。
可我们面对后市场替换品/改装产品,往往除了品牌以外,对其他方面一无所知。
本文从生产制造的角度,介绍一些关于刹车盘的冷知识。
一,铸造
刹车盘的制造工艺,首先是铸造,简单来说就是把铁水浇进模具里,冷却以后毛坯就成形了。
刹车盘的材质,通常是灰铸铁,牌号通常是HT250。正经厂家会在标准范围内稍微改变某些元素的含量以达到目标性能。主要有2方面:
1,力学性能,影响到盘的强度。
2,制动面硬度,直接影响制动舒适性,以及摩擦系数。
而不正经的厂家可能会超出标准范围之外改变各种元素含量以达到各种奇(不)奇(可)怪(告)怪(人)的目的。
譬如某无良厂家选择暖气片废料/废旧暖气片作为铁水原料,这会带来显而易见的好处,原料成本降低了。可为啥偏偏是废旧暖气片?因为暖气片是一种尺寸挺大但比较薄壁的铸件,为了便于铸造成形,其原料的铁水具有比较优秀的流动性。而刹车盘,尤其是常见的通风盘,是薄壁且复杂形状的零件,也希望铁水有优秀的流动性。既降低成本,又降低铸造难度,暖气片,完美!
完美吗?事实上,为了获得更高的流动性, 暖气片的铸铁往往会加入相对大量的磷元素。
磷,加入铁水中,可以提高铁水的流动性。
而磷,对铸铁的强度是有害的。
事实上磷对大部分钢铁来说都是有害元素,因此大部分钢铁成分标准会规定磷含量的上限,多于即超标。刹车盘使用的灰铸铁当然也不例外。
磷和硫通常都是有害元素,规定上限,而一般合金元素规定范围
加入了超量磷元素的铸铁,在温暖的家里承受均匀的静压力,或许问题不大。
但对于工作过程中饱受摧残的刹车盘来说,这种材料就不够给力了。
当你的后市场/改装刹车盘过早的出现裂纹,或许并不是因为你虐它太狠,有可能只是因为
它上辈子是个 暖气片。
有个误区“刹车盘材料都是差不多的,关键在于加工”
前半句是不太正确的,差不多归差不多,但也可能差的这一点就是合格与不合格的差别。
二,机加工
铸造得到的是毛坯,经过机加工,切除多余材料后才能得到成品刹车盘。
机加工就会涉及到精度,
除了基本的尺寸公差以外,对刹车盘来说,形位公差更加重要。
大部分与抖动有关的问题都源于形位公差。
先来看看刹车盘上最重要的4个面
刹车盘上最重要的4个面
1和2是制动面。制动面和刹车皮摩擦,产生制动力。
制动面作为摩擦面,是会损耗的,在盘体上会标有最小厚度值,如果厚度低于此值,请务必更换,生命无价。
3和4是安装面。3与hub安装,4与轮圈安装。
2个制动面以及2个安装面
重要的形位公差以及通常采用的要求:
平面度
这是一个形状公差,用来描述一个面它本身。
制动面,优秀厂商0.04mm, 一些普通厂商按照0.06mm;
安装面,优秀厂商0.05mm, 一些普通厂商按照0.10mm;
平行度
这是一个位置公差,用来描述2个面之间的关系。
2个制动面之间0.08mm;
2个安装面之间,优秀厂商0.05mm, 一些普通厂商按照0.10mm;
跳动量
这是一个位置公差,描述面相对于旋转轴的关系。
此项对抖动有重大贡献
2个制动面相对安装面和中心孔的跳动,优秀厂商0.03mm, 一些普通厂商按照0.10mm;
另外还有一个刹车盘特有的值,制动盘厚度变化量(DTV)
左:跳动 右:DTV
上图是跳动和DTV的示意图
DTV比跳动量更直接的影响抖动
通常对DTV的要求是0.01mm,优秀的厂商可以达到。
上述形位公差,直接影响抖动与否的是跳动和DTV,比较正规的厂商生产的一体式刹车盘,基本都是可以满足要求的。
但对于一些改装刹车盘,由于其结构本身的刚度问题,加上机械加工本身的局限性,并不是所有的刹车盘都能做到合格的数值,具体会在下一篇文章中展开。
刹车盘用过一段里程后,由于异常磨损,热变形之类的原因,可能导致跳动和DTV超标,造成抖动。
在维修/改装市场有一种“光盘”工艺,就是通过对制动面进行重新机加工,来获得合格的跳动和DTV,解决抖动。
随车、2面进刀的光盘设备
光盘设备也有多种,有随车的的和拆下装夹的,拆下装夹的又有普通车床(2次装夹,每次车1面)和专用车床(1次装夹,2面同时车)
我个人比较欣赏上图这种随车的,尽量降低了人为因素导致的装夹误差。
三,动平衡
刹车盘是一个转动的零件,由于各种原因,其质量中心往往不在转动轴线上。
如果放任不管,会导致抖动。(注意这种抖动和上文提到的抖动是不同的,DTV导致的抖动是踩刹车时出现,而如果动平衡不行导致的抖动是行驶中就会出现。)
为了防止抖动,采用的手段是在制动盘的外圆柱面上切除部分材料,使质量中心尽量与转动轴线重合。
这就是动平衡的切口
一个误区“只要看到外圆上有动平衡的切口,就代表动平衡没问题了”,这是不正确的。
动平衡是用剩余的不平衡值来描述的,数值越小越平衡。
有些厂商的要求是100gcm,优秀的厂商可以达到30gcm。也就是说,做过动平衡的盘可能存在不同的剩余不平衡值。
而有些无良厂商,更是会随意做一个切口,假装做过了动平衡。
总结
刹车盘作为一个商品,由于国内暂无国家标准,因此制品良莠不齐。
作为一个商品,也是少见的只标品牌却不标生产厂家的奇怪存在。
本该是常识的知识,却成了冷知识。
然而,即使知道了这些冷知识也没什么卵用,毕竟我们普通用户是无法测量这些属性的。
文章来源:网络
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