盤式EPB銹粘改善的研究

霍朝陽，劉朋飛，趙娜娟

精誠工科汽車系統(tǒng)有限公司/河北省汽車底盤系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新中心（河北保定 071000）

隨著汽車行業(yè)不斷向智能化、電動化方向發(fā)展，EPB（見圖1）正逐步成為當前最為流行的駐車制動方式。相比于傳統(tǒng)拉線駐車方式，EPB通過按鍵操作，降低了操作難度。同時駐車力可根據(jù)整車在不同坡度下的需求進行控制，更加智能安全。但考慮車輛安全性，設(shè)計時往往駐車力相比傳統(tǒng)拉線駐車夾緊力大，因此也更易出現(xiàn)銹粘現(xiàn)象，造成無法解除駐車或駐車分離困難現(xiàn)象。

圖1 EPB總成

本文結(jié)合EPB的特點，對銹粘問題進行研究分析，并提出了改善措施。

銹粘問題分析

1.銹粘現(xiàn)象

當車輛長時間駐車停放在某一位置時，受環(huán)境溫度、濕度影響，在制動鉗駐車夾緊力作用下，摩擦片與制動盤粘連在一起。銹粘程度較輕時可能造成車輛起步困難，車輛起步時后輪因摩擦片與制動盤剝離產(chǎn)生較大的分離聲；嚴重時可能造成車輛無法移動或摩擦片撕裂，嚴重影響駕駛安全性及舒適性。

根據(jù)銹粘的不同表現(xiàn)，一般有以下幾種情況。

1）長時間停車，解除駐車后起步，起步伴隨著剝離聲，但制動盤與摩擦片接觸處可正常分離，分離處存在黑色的鐵銹，部分摩擦材料粘結(jié)在制動盤上（見圖2a）。此種情況一般不影響使用，經(jīng)過一段時間的磨合后即可消失。

2）長時間停車，解除駐車后起步，起步困難，制動盤與摩擦片分離后，摩擦材料部分粘結(jié)在制動盤上（見圖2b），部分殘留在摩擦片上。此種情況一般會造成制動性能不穩(wěn)定，同時行駛時伴隨周期性的異響，影響駕駛感受，應(yīng)及時前往維修站進行檢查維修。

圖2 銹粘現(xiàn)象

3）長時間停車，解除駐車后無法起步，后輪無法旋轉(zhuǎn)，或起動后檢查制動盤與摩擦材料粘結(jié)在一起，僅部分摩擦材料或無摩擦材料殘留在摩擦片上。此種情況會導致制動性能異常，車主應(yīng)及時前往維修站進行更換。

2.產(chǎn)生原理

摩擦片主要由摩擦材料、背板、消聲片和報警器四部分組成。當行車制動盤溫度較高，停車以后制動盤溫度下降快于環(huán)境溫度下降速度，周邊的水蒸汽吸附在制動盤上，鑄鐵材質(zhì)的制動盤在水和O2的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成鐵銹，與摩擦片粘連在一起。

當化學反應(yīng)充足時，摩擦材料與制動盤粘結(jié)強度過高，導致摩擦片或在摩擦材料內(nèi)部撕裂，或在與背板結(jié)合處撕裂，發(fā)生銹粘現(xiàn)象。

改善措施

根據(jù)銹粘產(chǎn)生的原因，改善思路主要分為兩個方向：一是提高摩擦材料的粘結(jié)強度，二是減弱制動盤與摩擦材料生銹后的粘連強度。

1.提升與背板結(jié)合處強度

摩擦材料與背板主要依靠膠層粘結(jié)，提升粘結(jié)強度一般有以下方法：

1）更換粘結(jié)性更強的膠。

2）背板上與底料層接觸的表面進行噴砂處理，降低表面粗糙度值。

3）背板使用前增加清洗工藝，去除表面油污。

以上三種方法可有效提升摩擦材料與背板粘結(jié)處的抗剪切強度，同時也會造成工藝復雜，提高產(chǎn)品的成本。

2.提升摩擦材料內(nèi)部強度

摩擦材料一般由增強纖維、粘結(jié)劑、填料三大部分組成?？紤]提高摩擦材料內(nèi)部強度方向，主要從增強纖維及粘結(jié)劑方面入手，一般可更換增強纖維和粘結(jié)劑的種類或提高配比來提升摩擦材料的剪切強度。

3.減弱摩擦材料與制動盤結(jié)合處強度

考慮減弱制動盤與摩擦材料生銹后的粘連強度，一般的解決思路是改變或減緩化學反應(yīng)，主要有以下幾種方法：

（1）陰極保護法 通過在填料中加入一些比鐵元素更加活潑的化學物質(zhì)，改變化學反應(yīng)，使制動盤中的鐵元素得到保護，來減弱摩擦材料和制動盤之間的粘結(jié)強度。

（2）pH調(diào)節(jié)法 通過在填料中加入堿性物質(zhì)，制動過程中隨著摩擦片磨損，摩擦材料逐步轉(zhuǎn)移至制動盤上，形成一層轉(zhuǎn)移膜，吸附水分后溶液呈弱堿性，可減弱化學反應(yīng)，進而減弱摩擦材料與制動盤之間的粘結(jié)強度。

（3）改善材料 可細化填料顆粒，或在摩擦材料中增加排水性的物質(zhì)，來減少殘留在制動盤與摩擦片之間的水分，減弱化學反應(yīng)。同時因為排水性物質(zhì)存在，可使摩擦系數(shù)更穩(wěn)定，進而改善Groan等低頻異響問題。

（4）改善工藝 可在摩擦片壓制成形時增加排氣次數(shù)，減小成形后的摩擦片孔隙率，減少水分存留的空間，減弱化學反應(yīng)，進而減弱摩擦材料與制動盤之間的粘結(jié)強度。

通過以上方法，均可有效減弱摩擦材料與制動盤結(jié)合處的強度，減輕銹粘嚴重度?？紤]改善以上材料的同時會對摩擦性能產(chǎn)生影響，因而在改善銹粘的同時，需驗證不同工況下的制動性能及舒適性表現(xiàn)，驗證充分后才可實施。

結(jié)語

通過對EPB制動鉗的銹粘現(xiàn)象進行分析，并依據(jù)銹粘的產(chǎn)生原因，有針對性地進行了改善方案的研究，提出了改善思路，可以一定程度地減弱銹粘發(fā)生的程度。另外，應(yīng)避免長時間駐車停放，減少各種零部件的異常傷害，可延長車輛的使用壽命。