制動器預(yù)留間隙的分析研究

譚 苗

（西安航空制動科技有限公司，陜西 興平 713106）

制動器預(yù)留間隙的分析研究

譚 苗

（西安航空制動科技有限公司，陜西 興平 713106）

預(yù)留間隙是指制動器產(chǎn)品出廠時，在初始工作狀態(tài)下的摩擦對偶件之間的間隙。實(shí)際工作間隙是指制動器裝車使用后，經(jīng)過若干次的工作摩擦之后，工作狀態(tài)趨于穩(wěn)定時摩擦對偶件之間的間隙。合理控制制動器預(yù)留間隙，使其無限接近實(shí)際工作間隙，可以減小空行程，讓制動器盡快進(jìn)入工作狀態(tài)，利用整車機(jī)動運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行制動磨合，提升整車制動器的過線檢測力矩。

預(yù)留間隙；實(shí)際工作間隙；初始工作狀態(tài)；所需液量

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.11.020

CLC NO.: U463.51 Document Code: A Article ID: 1671-7988（2016）11-54-03

前言

結(jié)合汽車制動器總成在生產(chǎn)過程中的裝配工藝和整車總裝的檢測工藝，對乘用車盤式制動器和鼓式制動器的預(yù)留間隙值進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的控制方法，為汽車制動器產(chǎn)品設(shè)計及生產(chǎn)質(zhì)量控制提供依據(jù)。

1、制動器預(yù)留間隙分析

制動器產(chǎn)品出廠時符合設(shè)計工藝圖紙要求的狀態(tài)稱之為初始狀態(tài)。初始狀態(tài)下的摩擦對偶件之間的配合間隙稱之為預(yù)留間隙。制動器裝車使用后，經(jīng)過若干次的工作摩擦達(dá)到了穩(wěn)定的工作狀態(tài)，稱之為實(shí)際工作狀態(tài)。此時，摩擦對偶件之間的間隙稱之為實(shí)際工作間隙。實(shí)際工作間隙就是活塞的實(shí)際工作行程。在制動器產(chǎn)品零件和使用操作環(huán)境不做改變的前提下，制動器的實(shí)物狀態(tài)越接近實(shí)際工作狀態(tài)，制動器過線檢測性能會越好。

1.1盤式制動器預(yù)留間隙

在盤式制動器結(jié)構(gòu)中，預(yù)留間隙是指制動塊摩擦面與制動盤摩擦面之間的最大間隙值。

普通盤式制動器（不帶駐車機(jī)構(gòu)），預(yù)留間隙是指活塞與缸體底部接觸，制動塊向內(nèi)外兩側(cè)移動達(dá)到最大狀態(tài)時，制動塊摩擦面之間的距離值與制動盤的厚度差值。預(yù)留間隙值的大小受制動盤和制動鉗各組成零件影響。如圖1所示，為盤式制動器預(yù)留間隙尺寸圖譜。

圖1　盤式制動器預(yù)留間隙尺寸圖譜

由圖1中尺寸鏈可以得出，該產(chǎn)品預(yù)留間隙值L為：

L=107-16.3×2-18-0.4-53.5=2.5mm

將零件公差帶入計算時，該制動器的最大預(yù)留間隙為3.4mm，最小預(yù)留間隙為1.6mm。

盤式制動器的實(shí)際工作間隙值，等于缸體密封槽前倒角軸向尺寸長度值。一般情況下，密封槽前倒角取值為0.5×45°，因此實(shí)際工作間隙為0.5mm。理論上講，該制動器從初始狀態(tài)達(dá)到工作狀態(tài)，活塞需移動的最小空行程為1.1mm,最大空行程為2.9mm。

1.2鼓式制動器預(yù)留間隙

鼓式制動器結(jié)構(gòu)中，通常存在機(jī)械式有級調(diào)整和無級調(diào)整兩種間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。鼓式制動器預(yù)留間隙就是指鼓式制動器產(chǎn)品生產(chǎn)裝配過程中，人為調(diào)整制動器間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)達(dá)到某一出廠狀態(tài)，制動器制動蹄摩擦片外圓與對偶制動鼓摩擦面之間的間隙值（直徑差）。為了滿足裝配需要和保證制動器工作一致性，該值一般設(shè)計為0.6～0.9mm。鼓式制動器實(shí)際工作間隙，受間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償影響，通常設(shè)計值為0.5mm，即單邊配合間隙為0.25mm。因此，鼓式制動器的預(yù)留間隙值由產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和裝配質(zhì)量決定。

2、預(yù)留間隙對制動器性能的影響

預(yù)留間隙設(shè)計值的大小對制動器具有以下影響。

2.1對盤式制動器性能影響

預(yù)留間隙值越大，制動器克服空行程的需液量也越大，需要多次制動才能達(dá)到工作狀態(tài)。

以某車型制動系統(tǒng)為例。

制動主缸缸徑：Ф22.22 mm

制動主缸前腔活塞行程：16.5mm

制動主缸后腔活塞行程：12mm

主缸活塞空行程：1.25±0.5mm

前制動器缸徑：Ф51.1 mm

前制動器間隙補(bǔ)償值:0.78±0.08mm

由圖紙計算得該車型前制動器總成的預(yù)留間隙值為3.72mm （名義尺寸）。

主缸前腔向前制動器總成供液，后腔向后制動器總成供液。

計算得，主缸前腔的理論最大供液量為：5.91ml，即可得，前腔向單個前制動器的最大供液量為2.955 ml。

2.955÷（0.25×3.14×5.11×5.11）=0.144cm因此，在最大供液狀態(tài)下，活塞可以移動的最大距離為1.44mm。

由于矩形密封圈具有使活塞回位的作用，因此每次制動完畢，活塞可實(shí)現(xiàn)的最大位移為：

1.44-0.78=0.66mm

制動器從初始狀態(tài)達(dá)到實(shí)際工作狀態(tài)所需要的制動次數(shù)為：

3.72÷0.66=5.6取整為6次

即前5次制動只起到克服空行程，為制動鉗進(jìn)行制動液填充作用，此時進(jìn)行制動力矩檢測會感覺到制動踏板行程大，制動力不足。第6次以后的制動才能稱之為真正的制動，制動器的配合間隙就達(dá)到實(shí)際工作間隙。

2.2對鼓式制動器性能影響

鼓式制動器預(yù)留間隙值不僅影響初始行車制動力矩，而且會影響駐車力矩。

圖2　某型后制動器總成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

圖2為某型后制動器總成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，制動工作間隙值為0.5mm。為簡化分析，假設(shè)制動蹄間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)尺寸每增大1mm，制動器外圓尺寸也相應(yīng)增大1mm。那么進(jìn)行駐車制動時，制動器外圓尺寸每增大1mm，搖臂所需移動的工作行程為：

即駐車搖臂的工作行程是配合間隙的6.14倍（制動器各零部件的彈性變形量忽略不計。）。

當(dāng)預(yù)留間隙值為1mm的后制動器總成產(chǎn)品進(jìn)入主機(jī)生產(chǎn)裝配流程以后，其后續(xù)相關(guān)操作如下。

1)后橋總成裝配環(huán)節(jié)對制動器狀態(tài)不做改變。制動器與制動鼓配合間隙足夠大，容易實(shí)現(xiàn)裝配操作。

2)手剎調(diào)整，操作工人會默認(rèn)制動器與制動鼓配合間隙為0.5mm，設(shè)定駐車齒數(shù)為6～7齒。此時搖臂的實(shí)際工作行程為6.14mm。

3)整車地面機(jī)動轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，隨著制動次數(shù)的增加，制動器自動進(jìn)行間隙調(diào)整，摩擦片與制動鼓配合間隙逐漸接近實(shí)際工作間隙，達(dá)到0.5mm。此時的制動器，搖臂實(shí)際只需移動3.07mm就可以實(shí)現(xiàn)駐車。

4)進(jìn)行駐車制動力矩檢測時，駐車?yán)瓧U拉至最初設(shè)置的6～7齒時，搖臂行程為3.07mm，駐車?yán)魈幱诎胨沙跔顟B(tài)，駐車?yán)瓧U的拉力無法完全傳遞至制動器，駐車制動力矩不能達(dá)到目標(biāo)值。為了實(shí)現(xiàn)駐車制動力矩的提升，只有繼續(xù)扳動駐車?yán)瓧U，使駐車制動齒數(shù)不斷增加，直至搖臂行程達(dá)到6.14mm時才能實(shí)現(xiàn)正常駐車。搖臂行程未達(dá)到6.14mm前的駐車操作僅起到克服搖臂空行程的作用。

由此可見，鼓式制動器預(yù)留間隙影響駐車制動力矩的檢測判定。

進(jìn)行售后服務(wù)的人員經(jīng)?？梢杂龅揭韵卢F(xiàn)象：

1）手工加注與真空加注機(jī)加注相比較，手工加注制動液獲得的整車制動過線檢測結(jié)果好。

2）手動排氣后進(jìn)行手剎調(diào)整獲得的整車駐車性能，明顯好于生產(chǎn)裝配線下線整車的駐車性能。

其根本原因在于，手動加注制動液的整車，制動器摩擦對偶件之間的配合間隙與實(shí)際工作狀態(tài)相吻合，此時進(jìn)行手剎調(diào)整獲得的駐車?yán)瓧U工作齒數(shù)最少。后續(xù)的整車轉(zhuǎn)運(yùn)過程中制動操作幾乎是對制動器進(jìn)行磨合，因此行車和駐車制動性能檢測值最佳。

3、預(yù)留間隙的取值

預(yù)留間隙取值應(yīng)具備以下條件。

1）必須能夠保證制動器總成的正常裝配。

2）必須能夠保證制動器總成的正常工作。

3）使制動器總成盡快地進(jìn)入實(shí)際工作狀態(tài)。3.1 盤式制動器預(yù)留間隙的取值

盤式制動器的實(shí)際工作間隙值由密封槽前倒角的大小決定，因此盤式制動器的預(yù)留間隙值取值為0.5mm時最為理想，可以得出預(yù)留間隙的最小值為0.5mm。預(yù)留間隙的最大值應(yīng)該等于，一次制動過程中總泵排出的制動液可推動活塞移動的最大距離，車型不同取值也不同，一般為1.4～1.7mm。此時，還需要考慮組成制動器的各零部件的累積公差值（一般為±0.8mm）、微量變形（如減震墊）及超差時的包容，否則會產(chǎn)生裝配困難甚至干涉的現(xiàn)象。綜合分析，認(rèn)為預(yù)留間隙值的名義尺寸取值為2～2.5mm最佳。在滿足裝配的前提下，制動器由初始狀態(tài)只需進(jìn)行3～4次制動就可以達(dá)到實(shí)際工作狀態(tài)。

3.2鼓式制動器預(yù)留間隙的取值

通常制動器的實(shí)際工作間隙為0.3～0.5mm（摩擦片與制動鼓之間的距離為0.15～0.25mm），因此預(yù)留間隙的最小值為0.5mm。鼓式制動器的預(yù)留間隙由制動器外圓調(diào)整尺寸大小決定。為了保證鼓式制動器與制動鼓具有較好的可裝配性，預(yù)留間隙則應(yīng)越大越好。一般情況下，鼓式制動器的預(yù)留間隙0.7mm時，就已經(jīng)具有良好的可裝配性。因此，鼓式制動器預(yù)留間隙值取值為0.5～0.7mm最佳。

4、結(jié)束語

通過分析研究，合理的制動器預(yù)留間隙值，可以減小制動時的空行程，使制動器盡快進(jìn)入工作狀態(tài)。制動器初始裝配間隙與實(shí)際工作間隙無限接近，才能合理利用整車轉(zhuǎn)運(yùn)過程，使其成為制動磨合環(huán)節(jié)，讓制動器性能得到提升，最終起到提高制動性能，提高過線檢測合格率的作用。

[1]機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件. GB7258-2008.

The analysis and research of the reserve brake clearance

Tan Miao
（Xi 'an aviation brake technology co., LTD, Shaanxi Xingping 713106）

Reserved clearance refers to break products when they go out in the original work condition of friction between the duality gaps. Refers to the actual work brake loading after use, after several times of friction work, working status tends to be stable when the clearance between the friction pair. Reasonable control reserve brake clearance, make its infinite close to the actual work, can reduce the idle motion, and make brake as soon as possible into the work state, using the vehicle braking in motor operation, improve the vehicle brake line detecting torque.

Reserved clearance; Actual work; Initial work state; Required amount of fluid

U463.51 文獻(xiàn)表示碼：A

1671-7988（2016）11-54-03

譚苗（1981-），女，?中級工程師，研究方向?yàn)槠囍苿觿x車系統(tǒng)。