高铁列车刹车片的研究现状与展望

合集下载

2024年地铁列车刹车片市场环境分析

2024年地铁列车刹车片市场环境分析

2024年地铁列车刹车片市场环境分析引言地铁作为一种现代化的城市交通工具,在世界各地得到广泛应用。

作为地铁列车的关键部件之一,刹车片的质量和市场环境对地铁行车的安全和性能至关重要。

本文通过对地铁列车刹车片市场环境的分析,旨在了解市场规模、竞争格局、行业趋势等关键因素,并为相关企业制定市场策略提供参考。

市场规模地铁列车刹车片市场规模直接受制于地铁运营的规模和需求。

根据国际地铁协会的统计数据显示,全球地铁运营里程稳步增长,尤其是在亚洲地区的发展尤为迅猛。

据统计,截至2020年底,全球共有约800个城市拥有地铁运营线路,总里程超过7000公里。

这说明地铁列车刹车片市场的潜力巨大。

竞争格局目前,地铁列车刹车片市场存在着一定的竞争格局。

首先是国际品牌的竞争,包括博世、宇通等国际知名品牌。

这些品牌在技术实力、产品质量和市场份额上具有一定的优势。

其次是国内品牌的崛起,如中国南车等企业。

这些企业凭借国内市场的需求和技术实力的提升,逐渐在市场上占据一定的份额。

此外,还存在一些中小型供应商和本地品牌的竞争,他们主要依托于本地市场优势和低成本优势。

行业趋势地铁列车刹车片市场在面临一系列的行业趋势和挑战。

首先是环保趋势。

随着环保意识的提升和法规的要求,地铁列车刹车片需求对低噪音、低污染的产品呈现增长趋势。

其次是技术进步。

随着科技的发展,新材料、新工艺的应用将使刹车片的性能不断提升,满足地铁运营的需求。

此外,智能化发展也是行业的趋势之一,如采用智能感知技术、远程监测等,提高刹车片的安全性和可靠性。

市场策略建议针对地铁列车刹车片市场的竞争,企业可以采取如下策略:首先,注重产品质量和安全性。

刹车片作为地铁运营的关键部件,质量和安全性是最基本的要求。

其次,加强技术创新和研发能力。

通过不断引入新材料、新工艺等技术创新,提高产品性能和竞争力。

另外,加强与地铁运营企业的合作,根据其需求进行定制化服务和解决方案。

最后,积极拓展国际市场,抓住全球地铁运营发展机遇,提升品牌知名度和国际竞争力。

2024年动车组制动闸片市场环境分析

2024年动车组制动闸片市场环境分析

2024年动车组制动闸片市场环境分析引言动车组制动闸片是动车制动系统中的重要组成部分,对于保障列车安全行驶具有至关重要的作用。

随着我国高铁网络的不断扩大和动车组列车的日益增多,动车组制动闸片市场需求也在不断增加。

本文将对动车组制动闸片市场环境进行分析,以期为相关企业和投资者提供参考。

市场规模目前,我国高铁网络已成为世界上最大的高速铁路网络,动车组列车成为主要的运输工具。

据统计,2019年我国动车组列车累计运输量达到XX亿人次,相较于2018年的XX亿人次有显著增长。

随着高铁线路的拓展和客运需求不断增加,预计动车组制动闸片市场规模将继续扩大。

技术发展趋势1.制动性能要求更高:随着高速动车组列车的发展,制动系统对于制动闸片的性能要求也越来越高,包括制动力度、制动平稳性等方面要有更好的表现。

2.材料创新:新型材料的研发和应用,可以提高制动闸片的热稳定性、摩擦系数和耐磨性,提高制动系统效率和寿命。

3.自动化技术:自动化制动系统的引入将提高列车的制动响应速度和准确性,对制动闸片的性能和可靠性提出了更高的要求。

市场竞争格局目前,动车组制动闸片市场上存在着多家重要的供应商。

主要的竞争企业包括:1. X公司:作为行业领先企业之一,X公司具有先进的制造工艺和强大的研发实力,产品质量和性能得到市场的一致认可。

2. Y公司:Y公司作为新兴企业,凭借其创新的技术和灵活的市场策略,逐渐在市场上崭露头角。

3. Z公司:作为传统制造商,Z 公司在市场上拥有一定的份额,但受制于研发能力和技术水平的限制,竞争压力逐渐增大。

市场机遇与挑战机遇1.市场需求增加:随着高铁网络的不断扩大和动车组列车运输量的增加,动车组制动闸片市场需求将持续增长。

2.技术进步的推动:新材料、自动化技术等技术的应用将提高制动闸片的性能,为企业获取更多市场份额提供机遇。

挑战1.技术壁垒:制造高性能的动车组制动闸片需要具备独特的技术和专业的知识,新进入者面临技术壁垒的挑战。

中国铁路设备制动闸片行业研究-行业发展态势及挑战

中国铁路设备制动闸片行业研究-行业发展态势及挑战

中国铁路设备制动闸片行业研究-行业发展态势、挑战行业发展态势1、国产化趋势中国动车组用粉末冶金闸片发展起步较晚,2012年以前处于技术保护期,基本被国外产品垄断。

2012年以来,在国家建设“创新型国家”战略的推动下,在中国铁路总公司主导下,中国铁道科学研究院技术牵头,集合中国中车及相关企业的力量,开展中国标准动车组设计研制工作,动车组相关核心零部件国产化进程加速。

随着中国具有完全自主知识产权的中国标准动车组“复兴号”的成功研制生产及运行,中国动车组牵引、制动、网络控制系统实现全面自主化,动车组零部件国产化程度大幅提高,开启动车组零部件的国产替代的新时代。

2、新产品、新技术趋势中国高铁的快速发展对制动装置中刹车材料的性能提出了更高的要求,行驶速度的提升要求摩擦材料能够在较宽的速度、温度范围内具有稳定的摩擦性能。

从制动系统刹车材料发展现状和近几年的研发方向可看出,制动系统刹车材料的主要发展趋势是开发集优良导热性、稳定摩擦系数、耐高温抗冲击、耐磨减磨的闸片材料。

铁路车辆刹车片材料的发展主要经历了铸铁材料、合成材料、粉末冶金材料等,近年来行业内新开发的高性能制动材料有碳陶复合材料。

合成材料是将金属粉末、黏合剂(酚醛树脂、合成橡胶、酚醛树脂和合成橡胶混合物等)和摩擦调节剂等经充分混炼后加热压制而成。

合成材料可通过改变配方和工艺在一定范围内调整其物理机械性能,耐磨性好,使用寿命可达铸铁闸片的四倍以上,制动时无火花,重量轻,摩擦系数稳定性较好。

但是合成材料导热性差,制动热量难以散发。

耐热性差,摩擦系数下降,产生热衰退,其磨损率急剧增加,甚至导致热裂;其次,在潮湿状态下,其摩擦系数大幅下降,因此受雨雪天气等影响较大,无法在工况复杂恶劣的高速动车组上使用。

碳陶复合材料通过引入了具有优异抗氧化性能的碳化硅硬质材料,其具有抗高温氧化、干燥和潮湿状态摩擦系数均非常稳定等优点。

但在现有技术条件下,存在大批量生产工艺复杂、难度大、周期长、成本高等问题,限制了在高速动车组上的推广使用。

2024年高速列车刹车盘市场前景分析

2024年高速列车刹车盘市场前景分析

2024年高速列车刹车盘市场前景分析1. 引言随着高速列车的快速发展,刹车盘作为关键部件之一,在高速列车运行过程中起到了至关重要的作用。

本文将对高速列车刹车盘市场前景进行分析,以揭示该市场的发展趋势和商机。

2. 高速列车刹车盘市场概述目前,随着高速列车的不断发展壮大,刹车盘市场也呈现出稳步增长的势头。

高速列车刹车盘主要用于提供刹车力量,在列车运行过程中对列车进行安全、可靠的刹车。

刹车盘是高速列车刹车系统的重要组成部分,其质量和性能直接影响列车刹车效果和乘客的乘坐体验。

3. 高速列车刹车盘市场发展趋势3.1 技术创新驱动市场发展随着科技的不断进步和创新,高速列车刹车盘技术也在不断改进和更新。

新材料的应用、刹车盘制造工艺的创新以及模拟仿真技术的发展,将推动高速列车刹车盘市场的健康成长。

3.2 舒适安全需求促使刹车盘市场增长乘客对高速列车的舒适性和安全性要求越来越高。

高速列车刹车盘的质量和性能直接关系到列车的刹车效果和乘客的乘坐体验。

为了满足乘客需求,高速列车刹车盘市场将持续增长。

3.3 市场竞争加剧随着高速列车刹车盘市场的发展,市场上涌现出了众多的刹车盘生产厂家。

市场竞争激烈,厂家之间的技术创新和产品差异化将成为市场竞争的重要因素。

4. 高速列车刹车盘市场商机分析4.1 需求增长驱动市场扩大随着高速列车运营线路的不断增加和运营里程的增长,对高速列车刹车盘的需求也在不断增加。

市场的扩大将为刹车盘生产厂家带来更多商机。

4.2 环保要求带动新材料市场需求高速列车刹车盘的制造过程中,材料的选择对环境产生重要影响。

因此,随着环保意识的增强,对刹车盘新材料的需求将逐渐增加。

4.3 趋势性升级带来市场机遇随着高速列车技术的不断提升和改进,刹车盘的需求也将逐步发展。

“智能化刹车盘”和“高效能刹车盘”等新型刹车盘的涌现将为市场带来新的商机。

5. 高速列车刹车盘市场挑战与对策5.1 质量和性能的要求提高高速列车的发展对刹车盘提出了更高的质量和性能要求。

高铁刹车片行业分析报告

高铁刹车片行业分析报告

高铁刹车片行业分析报告高铁刹车片是指用于高速列车的刹车装置,具有高速、高温等特点。

目前,中国高铁刹车片行业处于快速发展阶段,但也存在一些瓶颈和挑战。

本文将对高铁刹车片行业进行全面分析,包括定义、分类特点、产业链、发展历程、行业政策文件、经济环境、社会环境、技术环境、发展驱动因素、行业现状、行业痛点、行业发展建议、行业发展趋势前景、竞争格局、代表企业、产业链描述、SWTO分析、行业集中度等方面。

定义高铁刹车片是指用于高速列车的刹车装置,具有高速、高温等特点。

高速列车运行过程中,刹车片需要对车轮进行摩擦,将动能转换为热能并散发出去,以减速列车行驶速度。

分类特点高铁刹车片按材料分为有机刹车片和陶瓷刹车片。

有机刹车片通常采用复合材料,具有良好的弹性和稳定性,但使用寿命相对较短,需要经常更换。

陶瓷刹车片采用高温陶瓷材料制成,具有较高的耐磨性、耐高温性和耐腐蚀性,使用寿命较长,但价格较高,制造工艺复杂。

产业链高铁刹车片产业链主要包括原材料供应商、刹车片生产商、高铁运营商和维修保养服务提供商等环节。

原材料供应商从事供应有机材料、陶瓷材料、金属材料等刹车片制造所需的原材料。

刹车片生产商将原材料进行制造加工,生产出刹车片产品。

高铁运营商购买刹车片进行列车维护和更新。

维修保养服务提供商为高铁运营商提供刹车片的更换、维护和保养等服务。

发展历程我国高铁刹车片产业起步较晚,主要依靠进口产品满足市场需求。

2008年“和谐号”列车试运行期间,因进口刹车片不符合中国国情,出现严重故障。

此后,我国开始加强高铁刹车片研发和生产制造,大力发展该产业。

目前,国内高铁刹车片生产技术逐渐成熟,产品技术水平和质量稳步提升,市场占有率逐步扩大。

行业政策文件高铁刹车片行业相关政策主要包括《铁路客车车辆技术条件》、《高速铁路运行车辆设备技术条件》、《高速铁路动车组车辆设备技术条件》等。

这些政策规定了高铁刹车片的技术标准、安全要求、检测评估、环保要求等方面的要求。

2023年高铁刹车片行业市场研究报告

2023年高铁刹车片行业市场研究报告

2023年高铁刹车片行业市场研究报告高铁刹车片是用于高铁列车刹车系统的重要组成部分,对高铁行车安全和运行平稳起着关键作用。

随着高铁行业的不断发展,高铁刹车片行业也得到了良好的发展机遇。

本文将对高铁刹车片行业市场进行研究,包括市场规模、竞争格局、市场需求和发展趋势等方面,以期为行业参与者提供参考。

一、市场规模目前,全球高铁行业发展迅猛,越来越多的国家和地区开始建设和运营高铁。

根据国际高速铁路协会的数据,截至2020年底,全球高铁里程已经超过3.8万公里,其中中国高铁里程超过3万公里,占据全球高铁里程的近80%。

高铁刹车片作为高铁列车刹车系统的核心组件之一,市场需求量庞大。

二、竞争格局目前,全球高铁刹车片市场竞争相对激烈,主要的竞争企业主要集中在中国、德国、法国等地。

中国的中车集团、德国的Knorr-Bremse和法国的Alstom等企业是目前市场份额最大的几家企业。

这些企业在技术研发、产品质量和售后服务方面具有较强的竞争力。

三、市场需求高铁刹车片的市场需求主要来自两个方面。

一方面,随着高铁建设和运营的不断扩大,高铁刹车片的需求也在不断增加。

另一方面,高铁列车的运行速度越来越高,对刹车系统的安全性和可靠性提出了更高的要求,因此,对高品质、高性能的高铁刹车片的需求也在增加。

四、发展趋势高铁刹车片行业的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 技术创新:随着高铁行业的快速发展,对高铁刹车片的性能要求越来越高。

未来,行业内将更加重视技术创新,开发出更具竞争力的产品。

2. 环保可持续发展:在全球环保意识的提升下,高铁刹车片行业也将朝着环保可持续方向发展。

研发和推广环保型刹车片,减少对环境的影响。

3. 国际市场开拓:目前,中国高铁刹车片行业在国内市场占据主导地位,但在国际市场上还有较大的发展空间。

未来,中国高铁刹车片企业将加大对国际市场的开拓力度。

4. 智能化发展:在高铁行业进一步智能化的背景下,高铁刹车片行业也将逐步发展智能化产品。

2024年高铁刹车片市场分析报告

2024年高铁刹车片市场分析报告

2024年高铁刹车片市场分析报告1. 简介1.1 背景高铁刹车片是高速列车的关键组成部分之一,负责实现列车刹车和减速功能。

高铁行业的快速发展和扩张,使得高铁刹车片市场也呈现出良好的增长趋势。

1.2 目的本报告旨在对高铁刹车片市场进行全面的分析,包括市场规模、市场发展趋势、竞争格局等方面的内容,为相关企业和投资者提供有价值的参考。

2. 市场规模分析2.1 市场概述高铁刹车片市场是高速列车制造和维护领域的重要市场之一。

高铁行业的快速发展推动了高铁刹车片的需求增长。

2.2 市场规模根据数据统计,截止到2019年底,全球高铁刹车片市场规模达到xxxxxx万美元,预计在未来几年内将保持稳定增长。

3. 市场发展趋势分析3.1 技术创新推动市场发展随着高铁技术的不断创新,高铁刹车片也在不断更新换代。

新材料和新工艺的应用,使得高铁刹车片的性能得到显著提升,同时也推动了市场的发展。

3.2 市场竞争格局高铁刹车片市场存在较为激烈的竞争,市场上有多家知名企业提供高铁刹车片产品。

这些企业通过不断提高产品质量和性能,加强研发能力,争夺市场份额。

3.3 区域市场分析高铁刹车片市场分布广泛,不同地区的市场规模和发展程度存在差异。

目前,亚太地区是全球高铁刹车片市场的主要消费地区,其市场规模占据全球市场的大部分份额。

4. 市场机遇与挑战分析4.1 市场机遇随着全球高铁建设的不断推进,高铁刹车片市场将迎来新的发展机遇。

机会主要体现在需求的增长和市场的扩大。

4.2 市场挑战虽然高铁刹车片市场有着广阔的发展前景,但也面临一些挑战。

技术创新和市场需求变化加剧了竞争,企业需要不断提升自身实力以应对挑战。

5. 市场前景展望5.1 市场预测基于目前市场趋势和发展动态,预计未来几年高铁刹车片市场将保持稳定增长。

特别是在高铁技术不断进步和全球高铁建设推进的背景下,市场规模有望进一步扩大。

5.2 市场投资建议对于相关企业和投资者而言,高铁刹车片市场具备较高的投资价值。

2024年动车组闸片市场发展现状

2024年动车组闸片市场发展现状

2024年动车组闸片市场发展现状引言动车组闸片是一种常见的铁路车辆制动装置。

随着铁路行业的快速发展和技术的不断进步,动车组闸片市场也得到了长足的发展。

本文将探讨动车组闸片市场的现状,并分析其发展趋势。

1. 动车组闸片市场概述动车组闸片市场是指生产、销售动车组闸片及其相关产品的产业链。

随着我国高铁网络的不断完善和铁路交通量的增长,动车组闸片市场也在逐步扩大。

该市场主要包括动车组闸片的生产、销售和维修等环节。

目前,国内动车组闸片市场呈现出快速发展的态势。

2. 动车组闸片市场的主要参与方动车组闸片市场的主要参与方包括生产企业、经销商和维修单位等。

这些参与方在市场中发挥着不同的作用。

生产企业是动车组闸片市场的核心参与方,其负责生产和供应动车组闸片产品。

经销商负责将生产企业的产品销售给最终用户,起到连接生产企业与用户的桥梁作用。

维修单位则负责对动车组闸片进行定期维修和保养,确保其正常运行。

3. 动车组闸片市场的发展现状3.1 市场规模持续扩大随着我国高铁网络的不断扩张和运营里程的增加,动车组闸片的市场需求呈现出良好的增长态势。

目前,我国动车组闸片市场已经成为全球最大的市场之一。

3.2 技术水平不断提升随着铁路技术的不断进步,动车组闸片的技术水平也在不断提升。

新型的动车组闸片具有更好的制动性能和更长的使用寿命,能够更好地适应高速列车的运行需求。

3.3 市场竞争加剧随着动车组闸片市场的快速发展,市场竞争也逐渐加剧。

国内外众多企业纷纷进入市场,使得市场竞争愈发激烈。

生产企业通过不断提升产品质量和服务水平来争夺市场份额。

4. 动车组闸片市场的发展趋势4.1 技术创新是市场发展的关键随着高铁技术的不断进步,动车组闸片市场进一步发展的关键在于技术创新。

通过研发出更先进的闸片产品,不断提升产品性能和降低成本,能够在市场竞争中占据更有利的位置。

4.2 市场需求的多样化随着铁路运输业务的多样化,对动车组闸片的需求也日益多样化。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

成绩高铁列车刹车片的研究现状与展望学号ZS10050017 姓名成钰龙摘要:介绍了国内外列车刹车片材料的发展历程和现阶段新型刹车片材料的发展状况,并且展望了以碳系复合材料为主要发展方向的未来高速化铁路的新型刹车材料概况。

关键词:高速铁路;刹车片;粉末冶金;C/C复合摩擦材料;高磨合成材料0 引言在当今时代,火车、汽车、城轨等已毫无例外地成为人类陆地客货运输无可替代的现代化工具,在社会生活中发挥着举足轻重的作用,并在可以预见的未来相当长的时间内,车辆工业仍将是国民经济重要的支柱产业,人类对车辆的要求越来越高,如高速、重载、安全可靠、乘坐舒适、操作方便、低能耗、无公害、轻量化等,车辆工业相应呈现出蓬勃的多元发展态势。

长期以来,我国列车一直在低速状态下运行,而铁路的高速化程度是评判国家交通发达与否的一个重要标志,早在20世纪90年代中期,日、法、德等国就已经开通了最高时速达300km/h 的高速铁路,而我国从1997年4月1日到2007年4月1日共进行了6次大提速,普通动车时速已经达到160~200km/h。

随着2008年6月京津城际高铁的开通,我国高铁最高时速已经超过350km/h。

而今年设计时速380km/h的京沪高铁的完工标志着我国高速铁路已经走在世界的前列,为此国家在“十一五”计划纲要中指出,要逐步实现客运专线的高速化,普通动车时速要提高到200~300km/h,高速铁路最,高时速应大于350km/h[1]。

随着我国高速铁路的快速发展,其各项性能要求也相应的提高,尤其对制动性能提出了更严格的要求,这是因为列车的制动功率与车速呈3次方关系[2],也就是说,列车速度提高1倍,制动功率则需增加8倍。

目前列车的紧急制动主要是依靠车辆制动系统中的制动盘和刹车片摩擦副的摩擦实现的,而制动系统中刹车片的性能好坏对列车制动效果有着非常大的影响,因此,对其性能提出了更加严格的要求。

铁路车辆制动系统中刹车片的发展是随着铁路的发展而发展的,在其制动材料的研究和应用方面经历了一个漫长的发展过程。

盘式制动器制动刹车片经历了合成刹车片到粉末冶金刹车片的发展历程,随着铁路列车向着高速和重载方向的发展,制动材料需要同时满足以下几个方面的性能要求:①较高摩擦力及优良的耐磨性能;②足够的抗冲击强度;③导热性好;④不受气候影响、摩擦系数稳定;⑤一定的经济性;⑥便于成型和实现轻量化。

因此,世界各国的研究人员对高性能高速铁路刹车片材料的研究也在不断的深入,并在碳纤维复合材料及陶瓷复合材料等新型材料上取得了一定的成绩。

1国内外刹车片材料的发展1.1 国外刹车片材料的发展日本是高速铁路发展最为迅速的国家,日本东海道新干线在1964年10月1日正式开通了世界上第一条高速铁路,列车运行速度达到了210km/h。

目前,日本高铁稳定运行速度是300km/h,随着列车的高速化,其制动系统中刹车片材料的研究与应用也进入了一个新时期。

日本高铁的刹车片材料经历了由合成材料,粉末冶金材料到碳纤维材料的过程。

合成材料在高铁早期被广泛使用,但是合成刹车片在250℃高温下,磨损迅速增加的弱点使其只能在180~200km/h以下的高铁上使用[3]。

随着列车速度的提升,合成刹车片已经不能满足其技术要求,随后日本开始开发粉末冶金刹车材料。

由于粉末冶金刹车材料的使用温度较高,当制动单元体积温度达到500℃以上,闪点温度达到1000℃左右的时候,粉末冶金刹车片仍能保持良好的刹车性能,适用温度比合成材料提高,相应的适用速度、冲击韧性也较合成材料有了一定的提高[4-5],因此粉末冶金刹车材料慢慢的替代了合成材料。

继日本之后,欧美各国也竞相发展高速铁路,其中法国的TGA,德国的ICE,和西班牙的AVE 都是最具代表性的高速铁路。

这些国家的高铁目前所使用的制动闸片主要为粉末冶金刹车片[6]。

但是作为航空业潜在竞争对手的高速铁路,人们对其速度和效率的要求也在不断提高,在这种情形下,有必要开发一种耐高温、质量轻的新型刹车材料,而目前各个发达国家不断深入研究的碳纤维复合材料和陶瓷复合材料是一种较为理想的高速铁路刹车材料。

1.2 国内刹车片材料的发展我国从20世纪50年代末开始发展电气化铁路以来,列车长期处于低速状态下运营,车辆制动器主要采用铸铁刹车片踏面制动方式。

改革开放以来,随着我国铁路运行速度不断的提高,刹车片踏面制动方式已不能满足性能要求,在客运列车上开始采用盘形制动方式,早期在25.5m,空调双客和160km/h的准高速铁路上采用了盘形制动合成刹车片[7]。

1994年,中国第一条准高速铁路广深铁路建设成功并投入运营,其旅客列车速度为160~200km/h,已成为中国铁路高速化的起点。

其最高时速为210km/h左右,由于合成刹车片磨损量大,机械强度较低,冲击韧性较差,并且在运行中会出现微裂纹,特别是在雨季和潮湿地区,因潮湿而导致摩擦力减小,导致其使用寿命降低[8]。

为了更好的适应我国的运行环境,随后的广深高铁采用了导热性能好、摩擦系数稳定的粉末冶金刹车片,避免了合成刹车片实际应用中的缺陷,使得高铁的制动效率和安全系数得到很大的提高。

但是这一时期的粉末冶金刹车片还主要依靠进口,在一定程度上制约了我国高铁的发展,为了降低高铁的制动系统成本,我国开始自主研制高铁用粉末冶金刹车片。

此后,在国内京津高铁上国产粉末冶金刹车片被广泛应用。

综上所述,国内外刹车片材料的发展主要经历了金属材料、合成材料、粉末冶金材料等几类,表1列出了其主要材料类型及性能指标。

表1刹车片主要材料类型及性能比较[9]项目铸铁合成材料粉末冶金摩擦系数12~32~3湿润时摩擦系数稳定不稳定稍不稳定磨耗量(相对值)10.10.1质量(相对值)11/31/2价格比156适用车辆电动车、客车内燃机车、高速客车特快高铁随着科技的进步,高速铁路的速度得到不断提高,其刹车制动装置的使用条件也越来越苛刻,人们对其性能要求也在不断提高,这要求刹车制动装置要在短时间使得高铁停下来。

这会使高铁巨大的动能转化成制动刹车片的摩擦热能,摩擦副表面温度会急剧上升,这样会影响到摩擦材料的摩擦系数,使得高铁的安全性、可靠性降低。

因此,为了满足高速铁路的综合技术指标,这就需要不断的探讨和开发出高性能的刹车材料。

2新型刹车片材料的研究2.1 复合型刹车片为了满足未来高速铁路的制动技术要求,国内外科研工作者都在努力研制开发高性能刹车片材料,以满足市场要求。

其中C/C复合材料是近几年开发出来的新型制动材料,是一种C 纤维增强、以C为基体的新型结构材料,它具有质量轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸震性好等一系列的优良性能[10-11],C/C复合材料的这些独特性能使之能同时完成刹车副的三项功能,即提高摩擦、传递机械载荷、吸收动能。

从碳纤维增强体的结构来看,其可以分为三种,第一种为单层毡,其由于短纤维未能形成完整的纤维增强体,导致材料力学性能低,所以该种结构所制,备的刹车片主要用于早期的实验机型;第二种为整体毡,其碳布层结构所制的材料因其层剪切强度低,垂直导热率低等因素的影响,其应用的刹车片也是早期机型;第三种结构为针刺毡结构,非常合适CVD工艺增密,并且所制的材料具有良好的力学、热学和摩擦磨损性能,已经成为目前C/C复合材料增强体的基本结构,并取得不断改进。

C/C复合材料制动刹车片由于成本高,主要用于飞机制动器,但是随着近年来高速铁路的发展,国内外科技工作者开始研制开发用于高速铁路的C/C复合材料制动刹车片。

德国KnoorBremse公司研制的一种碳纤维复合材料制动器,实验证明,该制动器在时速高达250km/h下质量尚好。

在该公司试验台以250km/h试验时,其吸收的制动能高达100MJ。

法国碳工业公司制造的碳纤维复合材料的比热容是钢的2倍,线胀系数和弹性模量都比较小,具有优异的耐高温性能。

它能在1000℃的高温下工作,件重仅为钢的1/4,目前已经在TGV-A 上得到应用。

日本新干线270km/h电动车制动系统也采用了碳纤维增强材料[12]。

由此可见,碳纤维复合材料是一种国际上重点开发的刹车片材料,我国在C/C复合材料制动刹车片的研发上也已经起步。

2.2 合成刹车片合成摩擦材料是将金属粉末、酚醛树脂和摩擦调节剂等经充分混炼后加热压制而成,它将材料与制品工序合二为一。

所用摩擦调节剂,一般是采用腰果壳油制成的颗粒。

按形状与制动方式的不同,又分为合成刹车片和合成闸片。

合成刹车片与闸片的配方与工艺相同,改变其配比工艺,可获得不同的摩擦系数。

我国目前研制的合成刹车片分低摩擦系数合成刹车片和高摩擦系数合成刹车片。

合成摩擦材料具有如下明显的特色:可通过改变材质配方和工艺在一定范围内可调整其物理机械性能,耐磨性好,使用寿命可达铸铁刹车片/闸片的四倍以上,制动时无火花,重量轻,高速区摩擦系数大且不随列车速度的改变而变化。

合成摩擦材料也存在如下几个不足之处[13]:一是导热性差,制动量热量难以散发,因而车轮产生温升,甚至导致热裂。

其次是在湿润状态下,摩擦系数大为下降,受天气影响大,在雨雪天气制动能力下降。

此外,这类刹车片与车轮踏面反复磨合后,使二者间的粘性降低;有机合成摩擦材料的使用温度一般不能超过250℃。

当制动处温度达250℃时,其磨损率急剧增加。

温度较高时,由于其组分的改变,摩擦系数也将改变。

有机合成摩擦材料推荐使用在时速160~200km的列车上。

2.3 高磨合成刹车片高摩合成刹车片研究工作开展最早的有英国、美国和前苏联。

1907年,英国飞洛多公司用棉毛混纺条层压成刹车片,并用于伦敦地铁。

以后逐渐改进,至50年代己改用以石棉等为增强材料和酚醛树脂为黏合剂的合成刹车片。

美国早在1924年就开始研制以层压木为非金属摩擦材料,并应用于铁路车辆制动。

1954年以后,“Cobra”牌号合成刹车片作为商品形式在铁路上大量使用,其主要成分为合成橡胶、石棉等,摩擦系数在每小时140公里速度时为0.26,耐磨性为铸铁刹车片的5倍。

苏联在合成刹车片的研究上开始也很早,在地下铁道中早就使用层压木的塑料刹车片。

不过新的合成刹车片的材质研究是从1956年开始。

曾用三种类型的黏合剂,分别为酚醛树脂、合成橡胶、酚醛树脂和合成橡胶混合物。

试验结果表明:采用合成橡胶为黏合剂的高摩合成刹车片的制动性能优异。

已广泛应用于快速旅客列车上。

3展望高速铁路的不断发展势必会对会其制动装置中摩擦材料的性能提出更高的要求,高铁行驶速度的提升要求摩擦材料能够在较宽的速度、温度范围内具有稳定的摩擦性能。

国内外对此进行了广泛的研究,从铸铁摩擦材料、合成摩擦材料、粉末冶金摩擦材料到C/C复合摩擦材料以及高磨合成材料,其中C/C复合摩擦材料能够很好解决铸铁材料的锈蚀、摩擦性能低、摩擦噪音等问题,相对于粉末冶金材料其在质量和强度上有更大的优势。

相关文档
最新文档