摩擦制動器

摩擦制動器是使機械中的運動件停止或減速的機械零件。俗稱剎車。利用兩個運動表面相互接觸時所產生的摩擦阻力，將汽車運動時的動能和勢能轉化為熱能，從而達到使汽車減速或停車的一種裝置。

摩擦制動器主要由制動架、制動件和操縱裝置等組成。有些摩擦制動器還裝有制動件間隙的自動調整裝置。為了減小制動力矩和結構尺寸，摩擦制動器通常裝在設備的高速軸上，但對安全性要求較高的大型設備(如礦井提升機、電梯等)則應裝在靠近設備工作部分的低速軸上。有些制動器已標準化和系列化，並由專業工廠製造以供選用。

使機械運轉部件停止或減速所必須施加的阻力矩稱為制動力矩。制動力矩是設計、選用摩擦制動器的依據，其大小由機械的型式和工作要求決定。制動器上所用摩擦材料（制動件）的性能直接影響制動過程，而影響其性能的主要因素為工作温度和温升速度。摩擦材料應具備高而穩定的摩擦係數和良好的耐磨性。摩擦材料分金屬和非金屬兩類。前者常用的有鑄鐵、鋼、青銅和粉末冶金摩擦材料等，後者有皮革、橡膠、木材和石棉等。制動摩擦副表面的温度狀況及其分佈特點，將會直接影響到制動器的制動性能與使用壽命。對於制動器設計和摩擦材料的研製，所要解決的主要問題也是尋求一種具有足夠的熱容量、在常温及高温條件下保持足夠的機械強度和耐磨性的材料搭配方案。 ^[1] 

摩擦制動器的工作機制是利用摩擦副之間的摩擦來達到終止~減速或保持物體運動的目的。

具有良好制動效能穩定(制動因數與摩擦係數成線性關係)性、在各種路面上都有良好的制動表現、結構簡單維修方便等優點，在現代車輛和工程機械設備上得到了廣泛的應用。 ^[1] 

在乘用車上的大多都是接觸式摩擦制動器，它利用液體用力作為動力源，通過液力來推動摩擦片與制動盤相接觸，使汽車減速或者停車。

摩擦制動器在開始制動時，存在時滯問題，即從司機踩下制動路板之後到汽車開始減速存在着一段時間。

汽車在高速的工況下進行制動，摩擦塊磨損加劇，而且由於温度升高還出現制動效能降低的現象。 ^[2] 

摩擦制動器在工作中產生大量的摩擦熱 可以使制動器的工作表面產生局部高温，表面氧化甚至熱疲勞磨損最終使摩擦制動器失效 所以研究温度對摩擦制動器性能的影響有重要意義。而摩擦制動器温度是一個很複雜的問題 涉及的學科面很廣需要多學科綜合運用特別是計算機，數學，物理，化學及材料學等學科的靈活運用 。 ^[3] 

聯合制動主要用於汽車處於高速行駛，需要緊急制動的情況下。在高速的情況下，司機將制動踏板踩到底，此時對輪邊緩速器通人最大的電流12A，使其產生最大的制動力矩，誠小摩擦制動器的負荷，達到鹼小對摩擦片的磨損，響應時間短，與摩擦制動器的遲滯時間相比，可以忽略不計;同時對主制動器的液壓缸裏提供較小的壓力，兩個制動器的制動力矩之和，使汽車的滑移率處於理想的滑移率(設定為0.15)左右波動。由於輪邊緩速器的制動力矩的大小不僅與通人電流的大小相關，還與車輪轉速有關，即使保持通人電流的大小不變，制動力矩也會隨着車速的降低而減小。當車速低於一定程度後，輪邊緩速器所能產生的制動力矩就很小，此時，切斷電流，使摩擦制動器單獨工作，直至汽車完全停止，這樣既節省電能，也充分利用摩擦制動器低速制動性能好的優點。 ^[2] 

汽車在繁重的工作條件下制動(例如在下長坡時)，制動器的温度通常在

以上，有時高達

。高速制動時，制動器的温度也會很快上升。制動器温度上升後，摩擦力矩常會有顯著下降，這種現象稱為制動器的熱衰退還有可能通過鋼背將大量的熱量傳遞給制動活塞，導致制動液沸騰或汽化，使制動器完全失效。這種現象的發生給汽車的安全性帶來了很大的隱患。制動摩擦副表面的温度狀況及其分佈特點，將會直接影響到制動器的制動性能與使用壽命。對於制動器設計和摩擦材料的研製,所要解決的主要問題也是尋求一種具有足夠的熱容量、在常温及高温條件下保持足夠的機械強度和耐磨性的材料搭配方案。 ^[1] 

目前國內外的碳/碳或碳/陶剎車片是採用陶瓷複合材料製造而成。碳/碳和碳/陶剎車片本身及兩側的摩擦層均由碳纖維、增強碳化硅材料製成。主要基體成分有碳化硅(SiC)和工業硅(Si).碳纖維(C)增強了材料的強度。主要基體成分碳化硅決定着複合材料的硬度。碳纖維的作用是提高材料的機械強度併為材料提供技術應用中所需的斷裂韌度、陶瓷複合材料的同韌性剪切斷裂特性，為其抗高熱負載和機械負裁性能提供了保障。因此，碳纖維增強碳化硅材料完美結合了碳纖維增強碳(CC)和多晶碳化硅陶瓷這兩者的物理特性。碳纖維增強碳化硅材料以其較輕的重量、良好的硬度、高壓和高温條件下的穩定性、抗熱衝擊性和同韌性剪切斷裂特性等特點延長了碳陶剎車片的使用壽命，並避免了傳統灰鑄鐵剎車片因負載而產生的所有問題。因此碳纖維增強碳化硅才成為高性能剎車制動

系統的首選材料。 ^[4]