干式离合器摩擦片发展趋势及技术特点
思瀚产业研究院 浙江科马摩擦材料    2025-01-10

摩擦材料是应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料。按应用领域，摩擦材料可以分为制动系摩擦材料（刹车片）和传动系摩擦材料（干式离合器摩擦片及湿式纸基摩擦片）。

刹车片用于制动，吸收动能；干式离合器摩擦片及湿式纸基摩擦片用于传动，传递动力。

按材质，摩擦材料可以分为石棉摩擦材料、半金属摩擦材料、粉末冶金摩擦材料、陶瓷纤维摩擦材料、碳纤维摩擦材料等。

按工作环境，摩擦材料可以分为干式摩擦材料（刹车片、干式离合器摩擦片）和湿式摩擦材料（湿式纸基摩擦片），干式摩擦材料指在空气中工作的摩擦材料，湿式摩擦材料指浸泡在各类油体内工作的摩擦材料。

1897 年，英国人 Aerbert Frood 发明了天然纤维增强摩擦材料并建立了全球首家摩擦材料生产企业 Ferodo，开创了现代摩擦材料工业的先河。Ferodo 公司发明了成本低、耐热性和耐磨性良好的石棉摩擦材料。

石棉摩擦材料的发明具有里程碑式的意义，为行业发展奠定了坚实的基础。但随着交通工具和基础设施的变革，石棉纤维在高温下容易脱去结晶水而不稳定的问题日益凸显，导致传动性能不稳定。此外，石棉纤维会随着摩擦磨损释放到环境中形成大量极细的元纤维，在大气中悬浮数周甚至数月，对人体具有致癌作用。

19 世纪 70 年代以来，欧美发达国家对石棉的致癌性形成了共识，先后出台禁止石棉产品生产的法案。摩擦行业寻求对石棉纤维的替代，大体分为两个发展方向：一种用金属纤维替代石棉纤维，逐步演变为用途十分广泛的半金属及少金属材料；另外一种方向采用芳纶纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维等有机物对石棉进行替代。1942 年，石礼耕先生将虫胶、石棉绒和骨炭粉混匀制成摩擦片，开创了我国生产摩擦材料的历史。

1946 年，石礼耕先生成立了我国第一家摩擦材料作坊，并于 50 年代初成功试制石棉摩擦片。我国在无石棉摩擦材料方面的研究起步较晚，直到 1989 年国内才陆续推出以半金属型摩擦材料为主的无石棉摩擦材料，但产量较低，品质也与欧美发达国家差距较大。进入 21 世纪后，随着民营经济的快速发展，国内逐渐出现一批实力较强的摩擦材料企业，投入较多人力物力进行产品研发，着重向安全和环保的角度倾斜，不断研发生产各类新型非石棉摩擦材料。

1.干式离合器摩擦片行业发展趋势

干式离合器摩擦片行业将呈现持续稳定的发展趋势，具体原因如下：

①国内商用车市场快速发展带来较大的干式离合器摩擦片增量需求

干式离合器摩擦片主要应用于手动变速器（MT）。手动变速器（MT）内部结构相对简单，购置成本较低，便于维修，同时传动效率比较高，动力提速快，油耗较低。商用车，特别是货车，作为生产工具，对成本较为敏感，因此手动变速器在商用车市场仍占据主要地位。

最近几年在商用车领域发展较好的电控机械式自动变速器（AMT），亦需装配干式离合器摩擦片，系在手动齿轮组结构的基础上增加了一套可以自行换档和离合的电子控制装置，代替驾驶员手动换档和踩离合操作，在保证传动效率的同时增加了驾驶舒适度，其对干式离合器摩擦片提出更高的性能要求。

2021 年，国内商用车产量为 467.4 万辆，销量为 479.3 万辆；2022 年，受国内宏观经济下行、油气价格高位运行、前期环保及超载治理政策下需求透支的不利影响，国内商用车产销量明显下滑，其中产量为 318.5 万辆，同比下降 31.9%，销量为 330 万辆，同比下降 31.2%，产销量处于历史低位；2023 年，随着宏观经济形势企稳向好，国内商用车产量为 403.7 万辆，同比上升 26.8%，销量为 403.1万辆，同比上升 22.1%，产销量重回 400 万辆以上。随着大宗商品市场持续发展、运力需求增长，加之物流行业发展，固定资产投资拉动，未来国内商用车市场仍将保持良好的发展前景。

②国内巨大的汽车保有量带来持续的干式离合器摩擦片售后服务市场需求

最近二十年是我国汽车工业发展的黄金期，我国汽车产销量快速增长，并于2009 年后一直保持全球最大的汽车产销国地位。2023 年，我国汽车产销量分别为 3,016.10 万辆和 3,009.40 万辆。随着我国汽车产销量迅速增长，常年保持在较高水平，国内汽车保有量亦迅速增加。截至 2022 年末，我国民用汽车保有量为31,184.44 万辆。

干式离合器摩擦片长期在高温高摩擦状态运行，特别是作为生产工具的中重型货车，使用较为频繁，离合器摩擦片磨损较大，更换相对频繁。受益于我国庞大的汽车保有量基数，国内干式离合器摩擦片售后服务市场需求巨大。而且售后服务市场的需求具有刚性和重复性消费的特征，市场需求受经济发展周期的影响较小。

由于人口众多，与发达国家相比，目前我国人均汽车保有量尚处于较低水平，发展潜力巨大。未来，随着我国居民收入水平的持续提高，消费不断升级，以及城镇化进程的推进，我国汽车行业仍将保持良好的发展态势，汽车保有量将持续增加，干式离合器摩擦片售后服务市场需求旺盛。

③自主化生产成为国内汽车零部件行业发展的大趋势

近年来，国内汽车行业竞争日趋激烈，汽车主机厂出于控制成本的考虑，对于原来进口的零部件，在产品品质相同的情况下，开始逐步选择具备价格优势和本土服务优势的内资供应商，汽车零部件行业的自主化生产趋势已开始显现。部分优秀内资零部件企业在细分领域形成了一定的竞争优势。

2.干式离合器摩擦片技术特点

（1）干式离合器摩擦片的材料构成

干式离合器摩擦片是一种高分子复合材料，由纤维增强材料、有机粘结剂和摩擦性能调节剂经过特定的生产工艺加工制成。

①纤维增强材料

纤维增强材料构成干式离合器摩擦片的骨架，赋予摩擦片足够的机械强度，使其能够承受摩擦片在生产过程中的磨削和铆接加工的负荷力以及使用过程中由于结合与滑磨所产生的压力、剪切力，以免摩擦片发生破裂。干式离合器摩擦片对纤维材料的要求包括：具有基本的摩擦系数；增强效果好；工艺可操作性强；具有耐热性，在摩擦工作温度下，不会发生熔融、碳化与热分解现象。适用于干式离合器摩擦片的纤维主要包括芳纶纤维、玻璃纤维、矿物纤维等材料，其物理性能各异，②粘结剂干式离合器摩擦片粘结剂包括酚醛树脂和合成橡胶，以酚醛树脂为主。当处于一定加热温度下时，粘结剂先软化而后进入黏流态，产生流动并均匀分布在材

料中形成材料的基体，最后通过树脂固化和橡胶硫化作用，把纤维增强材料和摩擦性能调节剂粘结在一起，形成质地致密、保持相当强度及能满足摩擦材料使用性能要求的摩擦制品。粘结剂直接影响干式离合器摩擦片的柔韧性、耐热性、摩擦磨损等性能。

③摩擦性能调节剂

摩擦性能调节剂的主要作用是对干式离合器摩擦片的摩擦磨损性能进行多方面的调节，改善热膨胀系数、导热性、硬度、密度、质量等物理特性，提高制造工艺性能和产品质量，使其能够更好满足各种工况条件下的传动功能要求。摩擦性能调节剂的种类、组分搭配、颗粒形状和尺寸等均会对干式离合器摩擦片性能产生重大影响。

（2）干式离合器摩擦片的主要技术特性

①摩擦系数及抗热衰退能力

摩擦系数直接关系干式离合器摩擦片执行传动功能的效果。摩擦系数不是一个常数，而是受温度、压力、摩擦速度、周围介质等因素影响的变量。温度是影响摩擦系数的重要因素。干式离合器摩擦片在摩擦过程中，温度迅速升高，很快便达到 200℃以上，当工作温度达到有机粘结剂分解温度范围后，有机粘结剂开始汽化并最终挥发殆尽，摩擦系数会骤然降低，此种现象称为热衰退。热衰退会导致传动效能降低，甚至严重恶化。《汽车用离合器面片》（GB/T5764-2023）国家标准规定了试验温度为 100℃至 300℃下干式离合器摩擦片的摩擦系数要求。

使用高品质的有机粘结剂以及在干式离合器摩擦片中加入耐高温的摩擦性能调节剂，是降低和控制热衰退的有效手段。

②抗磨损能力

干式离合器摩擦片通过摩擦传递动能，耐磨性是衡量其耐用程度的重要指标。干式离合器摩擦片在工作中的磨损主要由摩擦接触表面产生的剪切力造成。工作温度亦是影响磨损量的重要因素，随着温度升高，有机粘结剂的粘结作用下降，磨损量逐渐增大。

《汽车用离合器面片》（GB/T5764-2023）国家标准规定了 100℃至 300℃，干式离合器摩擦片的磨损率。

③良好的机械强度、较低的密度及震颤系数

干式离合器摩擦片在装配使用之前，需要进行钻孔、铆装、装配等机械加工环节，同时由于运行中经常处于高速旋转的状态，承受的压力与剪切力较大，因此对其弯曲性能、旋转爆裂强度要求较高，保证加工、运行过程中不出现破损与碎裂的情形。干式离合器摩擦片的密度直接影响离合器工作时的转动惯量。

如果干式离合器摩擦片密度较低，则可以在转动过程中保持较低的转动惯量，有效降低离合器在空转时的能量损失。振颤系数的高低会影响车辆起步的舒适性。在车辆起步时，离合器的从动盘与压盘需要产生分离、接合运动，此时振颤系数越低，车辆起步越平稳，舒适性越高。

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