組合式制動器抱死問題分析

王鐵良 張學強 張志廣 顏培亮

摘要：文章介紹了組合式制動器（IPB）抱死問題原因，從活塞回位、駐車操作機構(gòu)配合間隙及組合式制動器工作原理方面進行分析，并提出解決方案。

關(guān)鍵詞：組合式制動器、抱死、活塞回位量、駐車操作機構(gòu)。

汽車制動是指讓汽車按照駕駛者的意愿行駛或停止，汽車制動系統(tǒng)是汽車的關(guān)鍵組成部分，制動系統(tǒng)的性能可靠性至關(guān)重要，是保證汽車安全行駛的重要保證。制動器是汽車制動系統(tǒng)末端功能的執(zhí)行單元部件，在制動過程中如發(fā)生故障時，將會是第一懷疑對象。汽車制動器主要分為兩類：盤式制動器和鼓式制動器，而盤式制動器按其功能分為普通制動器（僅用于行車制動）和組合式制動器（用于行車制動和駐車制動），而組合式制動器因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜易出現(xiàn)抱死現(xiàn)象，造成車輛無法行駛的嚴重后果。本文結(jié)合組合式制動器的工作原理分析出現(xiàn)抱死問題的原因。

1? 組合式制動器抱死的現(xiàn)象及影響

制動器出現(xiàn)抱死問題后車輛無法行駛且易出現(xiàn)交通事故，存在安全隱患，另因抱死造成溫度升高，摩擦片會出現(xiàn)死灰問題，造成摩擦系數(shù)減小、摩擦材料壽命降低、摩擦材料易脆、斷裂等問題，降低零部件的使用壽命。

2? 組合式制動器的工作原理

組合式制動器是一種同時具有行車制動和駐車制動功能的盤式制動器，其是在普通的

盤式制動器基礎上加裝了一套駐車操縱機構(gòu)，駐車操縱機構(gòu)由活塞分總成和傳動裝置分總成組成，靠螺紋副連接實現(xiàn)推力的傳遞，從而實現(xiàn)了行車制動和駐車制動的一體化，其充分利用了盤式制動器的優(yōu)點，安全性高，結(jié)構(gòu)緊湊節(jié)省空間，減小整車質(zhì)量。

行車制動過程：通過液壓傳動實現(xiàn)制動功能，其工作過程為：制動踏板→制動液→活塞向前移動→摩擦片→制動盤→鉗體反向移動→摩擦片→制動盤。

駐車制動過程：通過機械傳動實現(xiàn)制動功能，駐車操縱機構(gòu)采用了由螺桿螺套構(gòu)成的螺旋傳動裝置，其螺紋副采用的是具有單向傳力功能的鋸齒形螺紋，為提高傳動效率防止螺紋自鎖，將螺紋副制成四線螺紋，加大螺紋生角，同時利用螺旋傳動裝置協(xié)調(diào)配合行車制動實現(xiàn)磨損后的間隙自動調(diào)整，保證駐車制動間隙處于最佳狀態(tài)。其工作過程為：駐車制動操縱手柄→駐車拉鎖→制動搖臂→扭轉(zhuǎn)彈簧→制動搖臂旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生力矩→傳動裝置轉(zhuǎn)換為推力→推動螺套→螺套螺桿間隙消除→推動活塞→摩擦片→制動盤→鉗體反向移動→摩擦片→制動盤。

活塞回位：在行車制動或駐車制動過程中因活塞的向前移動會帶動密封圈產(chǎn)生彈性變形，當制動解除后，活塞需要復位才能讓摩擦片脫離制動盤，活塞的復位依靠密封圈的回彈變形帶回，如圖示。

3? 原因分析及驗證

根據(jù)制動器的工作原理，制動器抱死的原因是制動解除后摩擦片與制動盤無法脫離，摩擦片無法脫離是因為活塞無法回位，而活塞回位是向缸孔內(nèi)移動，因活塞與其內(nèi)部裝置為螺紋連接，所以需要有足夠的螺紋間隙保證活塞回位，所以需對活塞的回位量、螺桿螺套的螺紋配合間隙進行驗證。

根據(jù)國標QC/T592-2013，通過檢測制動器的拖滯扭矩驗證不同螺紋間隙是否出現(xiàn)抱死問題，拖滯扭矩在制動盤轉(zhuǎn)動過程中第一圈最大值不超5N.m，在第10圈的轉(zhuǎn)動過程中的最大值不超過3.5N.m，如圖示：

經(jīng)驗證，當螺桿螺套配合間隙小于活塞回位量時，檢測均不合格，出現(xiàn)抱死問題;當螺桿螺套配合間隙大于活塞回位量時，檢測均合格，未出現(xiàn)抱死拖磨問題。

綜上根本原因是因為制動解除后活塞在密封圈的作用下退回時，螺桿螺套的螺紋間隙偏小不能保證活塞正?；匚?，造成活塞與摩擦片、制動盤仍處于壓緊受力狀態(tài)，在車輪的高速轉(zhuǎn)動下因摩擦片與制動盤的摩擦出現(xiàn)高溫造成抱死無法行駛。

4? 結(jié)果分析

（1）活塞回位量的大小關(guān)系到制動踏板的行程及制動效果，活塞回位量小時，所需液量小，踏板行程短，制動反應靈敏;活塞回位量大時，所需液量大，同時踏板行程大易出現(xiàn)制動遲緩或疲軟問題，所以活塞回位量建議控制在0.2-0.4mm。

（2）所需液量大小的合理性受制動器其它零部件的影響因素很多，如鉗體的剛度、摩擦片的壓縮率等，所以需多方面考慮并結(jié)合實車的實際制動效果進行綜合評估。

（3）駐車操作機構(gòu)的螺紋配合間隙需大于活塞回位量，控制螺紋間隙是為了保證行車制動解除后活塞能夠正?；匚?，但為了保證駐車制動效果，螺紋間隙不能太大，否則會造成駐車搖臂的空行程增大，導致駐車制動效果差或無法駐車，建議螺紋間隙控制在0.3-0.6mm。

（4）在裝配駐車操縱機構(gòu)時螺桿螺套的同心度也至關(guān)重要，建議控制在0.2mm以內(nèi)。

參考依據(jù)：

[1]QC/T 592-2013《液壓制動鉗總成性能要求及臺架試驗方法》

[2]