来令片是什么

来令片是什么

来令片又叫刹车皮，刹车片，是英文Lining的音译。在自行车的刹车系统中，来令片是最关键的安全零件，来令片对刹车效果的好坏起决定性作用。所以说好的来令片是自行车的心脏，是人和自行车的保护神 。刹车的工作原理主要是来自摩擦与离合，利用来令片与刹车碟片以及轮胎与地面摩擦带来的阻力，将车子停下来。一套良好有效率的刹车系统需要能够提供稳定、灵敏、可控的刹车力，并且具有良好的液压传递，以及散热能力。早在1907年纽约国际汽车展上，由骆驼毛、棉纤维与柏油及橡胶结合而成的刹车来令片被人们视为最新科技。但由于此种材料不耐高温，经剧烈使用会导致起火。从此，人们寻求适当磨耗材料之旅才刚刚开始。随着科技无止境的进步。依照现况，相关技术专家把来令片的发展史进行了简单的分类，除了形成期以外划分成三个阶段：第一个阶段是石绵为主轴，添加树脂为副材料。第二个阶段是以铁纤为主轴，添加传统纤维为副材料。第三个阶段是以强化纤维为主轴，添加特种金属、陶瓷为副材料。1935年，石绵（Asbestos）正式被发掘并使用在福特汽车上。石绵本身是一种相当耐磨的材料，相对于其它的传统纤维而言，成本较低并能提供较为合理的磨耗，且不会损耗碟片，其纤维的抗拉强度与高级铁纤维相近，可经受华氏数百度的高温，而且对抑制噪音有一定的作用。石绵材料一直被广泛应用到20世纪80年代。前轮驱动汽车的大量生产，使得人们对“能够经受更高温度的来令片”的需求开始增加。同时，科学家也举证了石绵的积存效应会导致人体呼吸器官病变，甚至会致癌。基于人体健康安全与刹车性能双方面的考量下，人们又开始寻求其它替代材质。目前，石绵材质的来令片已经不多见了，基于成本与材料获取考量，此种来令片仅存于第三世界及落后的发展中国家。虽然从性能上来讲，石绵是个很好的绝缘体和隔热体，但同时也会由于它无法分散热量而产生蓄热现象，从而导致过热衰竭（Fade），使刹车效果迅速流失——在温度升高到176℃（350℉）以后，摩擦系数μ会迅速下降。也就是说，过热后刹车效率会降低甚至出现失灵的现象。如此的刹车表现，当然会令驾驶者产生不快的感觉。渐渐地，另外一种金属系（Metallic）来令片被开发出来，以取代石绵。全金属材质（Metallic）原本被应用于竞赛或是高载荷的情况下（如卡车或坦克车上）。制造的方法为：将金属粉末以高温、高压的方式烧结（Sinter）而成，因此并不需要树脂等胶合物，而高温也不会产生汽化和过热衰竭现象。但是，这种来令片的初期制动（低温下的制动）效果奇差，需要到达工作温度后才会有制动力。于是“综合了金属系高温特点及传统纤维系低温特性”的半金属系（Semi-Metallic）来令片被研究出来。半金属系（Semi-Metallic）来令片——顾名思义就是“含有大约一半金属和一半合成纤维的成分”，综合了两种材质的优点，比传统纤维系更耐磨损，而且具有更好的抗温升失效能力，最佳使用环境为中、高温。这种来令片大量使用于1970~1980年代的前驱车上，这种车子的重量和刹车负荷大多偏重于车子的前轮，也就是说前刹车会有较高的工作温度。但是，半金属材质也有其最高使用温度的限制——大约在538℃（1000℉），此时铁纤维与摩擦材料会开始融化，最终粘结在碟片表面。金属系及半金属系材料中均含有比例相当高的铁质，最简单的区分方法就是用磁铁来加以判别——金属系来令片会具有较高的磁性。当然，来令片的背板为钢板或是铁板，必然会具有磁性，如果以吸力较弱的磁铁从来令片正面（也就是摩擦面）去吸附的话，就可以明显地区分开来。铁质成分越高就表明其硬度越高，产生噪音及磨损碟片的特性比其他材质来令片越明显。此外，金属系材质具有较好的导热性，虽然有助于分散热量，但同时也会将高温传到分泵活塞上，令刹车油沸腾（一般刹车油沸点约为摄氏两百多度）从而导致刹车失灵。因此，金属系来令片需配有隔离层（Insulation）夹在金属摩擦材料与背板之间，以防止高温回传至刹车油。越是对高温性能有要求，越要将隔离层加厚，这样一来有效磨损厚度就会相对变少。因此，各厂家的来令片最低磨损厚度规格不一，这与其耐温性能及隔离层厚度有关。尤其是金属系来令片，往往为了性能和隔热，而牺牲来令片寿命及有效厚度。半金属系材料在经过不断地改进和突破后，也能在噪音及磨损碟片的特性上接近甚至赶超传统纤维系来令片。但在潮湿、腐蚀性的环境中，比如寒带国家在下雪后会洒盐水以防止地面结冰（降低冰点），或是车辆闲置很久不使用，都有可能让来令片与碟片锈蚀，导致发动汽车后会感到刹车踏板跳动，直到锈蚀与粉尘被磨掉为止。情况严重的话，有可能会把摩擦材料从来令片背板上生生地扯下来，此时就必须更换新的来令片了。笔者曾经使用过疑似泡过水的来令片，结果在很短的时间内，来令片好像蒸蛋糕似的膨胀和剥落，此时的安全系数几乎为零。如果能够获悉生产日期的话，这对于消费者来讲绝对是多了一层保障，特别是含铁较高的来令片。事实上，非金属系的材质也在不断地进化中，摩擦材料一直在性能、耐用度、噪音上寻找完美的平衡点。为了安全和性能，厂商往往把成本变成最后的考量。纤维系来令片从使用皮革、棉质材料直到发现石绵材质后，并没有停下发展的步伐。随着科技的进步，从最初的天然氢碳有机化合物（Organic）纤维演化到全合成纤维（Synthetic）。此类使用合成纤维取代石绵纤维的来令片系，被称为非石绵系符合材质（Non-Asbestos Organic），简称NAO。早期传统（Organic）有机合成纤维的耐热度与耐磨度是其发展的两大瓶颈——特别是在耐热特性上，传统纤维（Organic）非常接近石绵材质，也就是说无法及时带走热量，会导致其表面发生白化、裂化的现象。最新的NAO采用的是玻璃纤维（Fiber Glass）、杜邦凯夫拉（Kevlar）纤维，其耐磨度是一般传统合成纤维的2~6倍，而且在噪音控制方面也有杰出的表现。此种纤维还被加入非铁系金属如黄铜（Brass）、铜（Copper）粉末来提高其热量传导能力，甚至加入镁合金、钛合金、陶瓷等成分来增加它的热稳定度，使其性能直逼金属系材质。这种来令片所含金属成分相对较少，以特殊金属替代铁系金属，并有绝佳的耐磨度与噪音表现，已经逐渐被各大车厂运用于新车的OEM标配部件。由于铁系纤维的技术掌握在欧美国家手中，因此日系厂商非常重视最新一代NAO的研发，并努力使其成为主流产品。此外，或许是由于大量使用铁纤系材质的关系，一些来令片产生的噪音在欧洲仍被视为可接受的水平，这一点倒是让笔者感到惊讶与无法想象。此外，在锈蚀等安全与环保的方面，NAO更是远超过其他材质的来令片。惟其成本仍居高不下，量产技术也不易突破的今日，售后服务市场的普及化仍需要一些时日。