汽車盤式制動(dòng)器剎車穩(wěn)定性研究

張小虎

（中航工業(yè)制動(dòng)陜西華興汽車制動(dòng)科技有限公司，陜西興平 713106）

汽車盤式制動(dòng)器剎車穩(wěn)定性研究

張小虎

（中航工業(yè)制動(dòng)陜西華興汽車制動(dòng)科技有限公司，陜西興平 713106）

剎車偏軟、制動(dòng)踏板行程大、前鉗卡滯、抱死等現(xiàn)象嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的正常生產(chǎn)。通過試驗(yàn)驗(yàn)證把影響剎車穩(wěn)定性的要素逐一分析，并對(duì)關(guān)鍵要素采取合理的控制，同時(shí)為其他制動(dòng)器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)開發(fā)提供了理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

偏磨；拖滯；摩擦塊；制動(dòng)器效能

1 故障分析

我公司的產(chǎn)品在主車廠曾出現(xiàn)過剎車軟（剎車后無車痕）、卡滯、抱死等現(xiàn)象，這些故障現(xiàn)象可以歸結(jié)為摩擦塊的工作狀態(tài)發(fā)生變化，由于異常原因引起摩擦塊偏磨。主要表現(xiàn)為：（1）當(dāng)制動(dòng)器在制動(dòng)時(shí)輸出不均勻的摩擦力矩時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生激勵(lì)源，導(dǎo)致制動(dòng)噪音，并且降低制動(dòng)效率。（2）出現(xiàn)摩擦塊偏磨，會(huì)造成左、右輪制動(dòng)力矩不一致，使制動(dòng)不平穩(wěn)，嚴(yán)重的導(dǎo)致制動(dòng)跑偏。（3）由于摩擦塊某些偏磨是異常原因引起，將會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞制動(dòng)器相關(guān)零部件，造成某些關(guān)鍵部件異常磨損，影響制動(dòng)效能甚至制動(dòng)失效，大大縮短制動(dòng)器使用壽命。

2 引起摩擦塊異常磨損的原因

2.1 鉗體重心會(huì)引起拖滯導(dǎo)致異常磨損

在盤式制動(dòng)器中，制動(dòng)盤與摩擦塊之間設(shè)定間隙為0.1～0.3，此間隙值應(yīng)盡量小，還需要考慮到在制動(dòng)過程中摩擦副可能產(chǎn)生熱應(yīng)力變形和機(jī)械變形。

2.2 導(dǎo)銷、支撐銷問題會(huì)引起拖滯導(dǎo)致異常磨損

在浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器中，支架固定在轉(zhuǎn)向節(jié)，鉗體則通過導(dǎo)銷浮動(dòng)在支架上，鉗體與支架之間的相對(duì)滑動(dòng)通過固定在支架上的導(dǎo)銷和支撐銷實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)銷、支撐銷與鉗體之間均為間隙配合，使鉗體在支架上滑動(dòng)順暢，不產(chǎn)生制動(dòng)器拖滯。導(dǎo)銷主要起導(dǎo)向作用，確保鉗體垂直于制動(dòng)盤方向運(yùn)動(dòng)，更多地起到支撐鉗體重量的作用，而橡膠套使制動(dòng)平穩(wěn)并降低噪音。

2.3 矩形密封圈和密封槽問題引起拖滯導(dǎo)致異常磨損

2.3.1 矩形密封圈引起拖滯

浮動(dòng)盤式制動(dòng)器采用間隙自調(diào)，最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)就是矩形密封圈，在密封圈達(dá)到極限變形之后，活塞可在液壓作用下克服密封圈的摩擦力，繼續(xù)前移到完全制動(dòng)為止，結(jié)束制動(dòng)后活塞在密封圈彈力作用下退回，直到密封圈的變形完全消失，這時(shí)摩擦塊與制動(dòng)盤之間設(shè)定的間隙重新恢復(fù)。

密封圈還起到密封制動(dòng)液作用，屬于關(guān)鍵零件，因此對(duì)密封圈的尺寸及材料性能的要求非常高。密封圈的最高使用溫度指標(biāo)對(duì)制動(dòng)器影響很大，制動(dòng)熱量會(huì)傳遞給活塞、密封圈等，若密封圈達(dá)不到一定的耐高溫要求，便會(huì)迅速老化、變形，喪失功能，導(dǎo)致制動(dòng)液泄漏，活塞不能回位產(chǎn)生嚴(yán)重拖滯現(xiàn)象。

2.3.2 密封槽問題引起拖滯

矩形密封圈安裝在鉗體中的密封槽內(nèi)，其形狀對(duì)密封圈的變形量有很大影響，密封圈變形量由密封槽的前角形狀決定，若密封槽前角尺寸設(shè)計(jì)不合理，密封圈變形量過小，導(dǎo)致活塞回位的彈力不足，會(huì)直接引起活塞回位困難而產(chǎn)生拖滯。

2.4 制動(dòng)盤厚度不均對(duì)剎車的影響

制動(dòng)盤在高溫作用下可能翹曲，從而產(chǎn)生摩擦噪聲。如果制動(dòng)盤厚度不均，造成接觸部分材料的快速磨損，引起摩擦塊的偏磨，從而影響制動(dòng)效能。

主要由以下兩點(diǎn)引起制動(dòng)盤厚度不均：

（1）制造誤差；

（2）安裝誤差。

3 影響剎車穩(wěn)定性因素控制

3.1 對(duì)結(jié)構(gòu)重心平衡點(diǎn)的設(shè)計(jì)

浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器在制動(dòng)時(shí)，鉗體必須相對(duì)支架滑動(dòng)才能最后形成制動(dòng)。只有當(dāng)制動(dòng)器總成的重心位于支撐銷軸線附近時(shí)，鉗體才能相對(duì)于支架平穩(wěn)滑動(dòng)，需要三維數(shù)模來支持。

3.2 缸體的影響因素控制

經(jīng)過分析與試驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)缸體前爪子面與導(dǎo)銷孔垂直度不好導(dǎo)致在剎車過程中存在著扭矩，使得制動(dòng)塊與制動(dòng)盤的接觸面積小，導(dǎo)致制動(dòng)力下降。

3.3 支架與導(dǎo)銷影響因素控制

支架與導(dǎo)銷組件的垂直度如果存在超差也會(huì)影響鉗體的滑動(dòng)，產(chǎn)生卡滯、抱死。要求垂直度為0.15之內(nèi)。其次還有控制導(dǎo)銷材質(zhì)硬度HRC64～68。

3.4 密封圈與密封槽影響因素控制

密封圈在幾何尺寸方面，不僅對(duì)內(nèi)、外徑尺寸有要求，對(duì)于內(nèi)徑的圓度、外徑的端面跳動(dòng)量等形位公差均有嚴(yán)格的要求。在材料的物理性能方面，對(duì)材料硬度、拉伸強(qiáng)度伸長(zhǎng)率、熱空氣老化、最高使用溫度等各方面也有嚴(yán)格要求。

密封槽的前角設(shè)計(jì)要合理，而且要控制密封槽的圓度及跳動(dòng)量。

3.5 所需液量與缸體變形量影響因素控制

這兩個(gè)影響因素很重要，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足QC/T592的標(biāo)準(zhǔn)要求。缸體變形量大會(huì)造成所需液量大，會(huì)造成制動(dòng)踏板行程大。

4 其他影響因素控制

1）嚴(yán)格控制制動(dòng)塊的摩擦系數(shù)；

2）制動(dòng)塊平行度嚴(yán)格按圖紙要求進(jìn)行控制；

3）不允許制動(dòng)盤工作面、制動(dòng)塊工作面沾有油圬；

4）加強(qiáng)裝配后檢測(cè)，制動(dòng)盤的跳動(dòng)量控制在圖紙要求范圍內(nèi)，保證產(chǎn)品清潔，無雜質(zhì)。

5 結(jié)論

通過對(duì)影響汽車制動(dòng)穩(wěn)定的因素進(jìn)行分析和控制，希望能夠?qū)Ξa(chǎn)品的質(zhì)量保證起到一定指導(dǎo)作用，汽車產(chǎn)品每個(gè)零部件都有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，只要按照標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，我們的產(chǎn)品肯定能贏得市場(chǎng)。

Automotive Brake Disc Brakes Stability

Zhang Xiao-hu

Soft brake，brake pedal stroke big，before catching pliers，locking phenomenon has seriously affected the normal production of the product.By the experiment to affect the stability of the brake elements individually analyzed，and the key elements to take reasonable control，as well as other brake products design，production and development provides a theoretical and practical experience.

partial wear；dragging；friction blocks；brake performance

U463.512

A

1003–6490（2016）04–0251–01

2016–03–24

張小虎（1982—），男，山西長(zhǎng)治人，工程師，主要從事汽車制動(dòng)器的設(shè)計(jì)開發(fā)工作。