排氣設(shè)計(jì)對(duì)制動(dòng)性能的影響分析

吳海軍　李航　辛慶鋒　汪方俊　張敬玉　胡勇俊

摘 要：評(píng)價(jià)整車制動(dòng)性能的指標(biāo)包括制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度、制動(dòng)抗熱衰退性和制動(dòng)穩(wěn)定性等。制動(dòng)系統(tǒng)中的每一項(xiàng)參數(shù)達(dá)標(biāo)與否都會(huì)對(duì)上述指標(biāo)產(chǎn)生影響，如制動(dòng)卡鉗的排氣設(shè)計(jì)不佳，管路空氣未排盡，由于空氣的壓縮率較大，在實(shí)施制動(dòng)時(shí)空氣被壓縮，制動(dòng)液傳遞壓力的效果降低，導(dǎo)致制動(dòng)疲軟等問(wèn)題。本文以制動(dòng)系統(tǒng)的排氣設(shè)計(jì)為例，分析出制動(dòng)機(jī)構(gòu)中的卡鉗導(dǎo)桿與活塞的配合以及放氣螺釘角度設(shè)計(jì)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)排氣能力均有影響。需在后續(xù)車型設(shè)計(jì)中做規(guī)避預(yù)案。

關(guān)鍵詞：后制動(dòng)卡鉗 排氣設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)分析

1 前言

某車型在進(jìn)行下線車輛進(jìn)行制動(dòng)性能驗(yàn)收評(píng)價(jià)時(shí)，提出制動(dòng)太軟、踏板空行程長(zhǎng)等問(wèn)題，再次人工排氣測(cè)試該問(wèn)題未消除。經(jīng)系統(tǒng)性排查，排除助力器、制動(dòng)硬管接口泄露、ESC硬件內(nèi)部空氣未排盡等因素，經(jīng)ABA互換測(cè)試，確定制動(dòng)卡鉗部件的排氣能力不佳，卡鉗活塞與導(dǎo)桿密封空間存在空氣無(wú)法排查導(dǎo)致的制動(dòng)疲軟。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)標(biāo)，將卡鉗內(nèi)部的排氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，制動(dòng)疲軟問(wèn)題解決。

2 制動(dòng)性能指標(biāo)要求和實(shí)際表現(xiàn)

制動(dòng)性能的指標(biāo)不考慮制動(dòng)系統(tǒng)管路內(nèi)是否有空氣，以零部件參數(shù)來(lái)定義制動(dòng)減速度與踏板力/踏板行程關(guān)系曲線，該參數(shù)包括助力器總成空行程、前后卡鉗所需液量、制動(dòng)軟管膨脹量等。實(shí)際表現(xiàn)為踏板力達(dá)到200N時(shí)才產(chǎn)生4g減速度，與設(shè)計(jì)要求的60N差距較大，同時(shí)踏板行程也出現(xiàn)同樣的問(wèn)題。需進(jìn)行原因分析并排查、解決。

3 制動(dòng)疲軟的影響因素分析

制動(dòng)疲軟的表現(xiàn)為制動(dòng)距離長(zhǎng)，踩踏板無(wú)預(yù)期的減速度[1]。新下線車輛的制動(dòng)疲軟問(wèn)題的影響因素主要有盤片間隙偏大、制動(dòng)液壓回路的密封性不佳，存在漏油現(xiàn)象，以及系統(tǒng)內(nèi)空氣未排盡等，經(jīng)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的檢測(cè)，盤片間隙等參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)檢測(cè)了管路接口未存在預(yù)緊不足而漏油情況。初步判斷制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部存在空氣導(dǎo)致制動(dòng)疲軟。

制動(dòng)系統(tǒng)存在空氣未排出，需排查出空氣所在部件。本文采用排除法，即用簡(jiǎn)易的管路螺栓封堵真空助力器主缸出油口、ESC硬件出油口，然后用該方法再進(jìn)一步檢測(cè)前、后卡鉗等部件。逐一測(cè)試相同行程下的踏板力變化，如踏板力滿足要求，則判斷該件內(nèi)部無(wú)空氣，如踏板力偏軟，則判定該件內(nèi)部存在空氣。

經(jīng)上述方法初步檢測(cè)，用簡(jiǎn)易工具封堵了助力器主缸、ESC油口以及截?cái)嗪笾苿?dòng)器油路，踏板力均正常，測(cè)試后制動(dòng)器油路通順狀態(tài)下的踏板力時(shí)，出現(xiàn)了踏板力與行程關(guān)系異常的問(wèn)題。故將問(wèn)題鎖定在后制動(dòng)器上，供應(yīng)商采用濕式制動(dòng)器進(jìn)行更換、測(cè)試，踏板力正常。確定制動(dòng)疲軟來(lái)自于后制動(dòng)器排氣效果不佳。

4 后制動(dòng)器排氣效果不佳原因分析

4.1 排氣口位置對(duì)排氣效果的影響

卡鉗布置在整車位置下，氣排氣口的設(shè)計(jì)應(yīng)在輪缸的最高點(diǎn)范圍，以便空氣排出制動(dòng)卡鉗。經(jīng)校核，產(chǎn)品在空載時(shí)，排氣口的位置滿足要求。但車輛在滿載或者在舉升機(jī)上時(shí)，卡鉗排氣口上移/下移，排氣口不在最高位置，偏離最高點(diǎn)角度29°，超出±9°的要求。是引起排氣效果不佳的原因之一。

4.2 駐車機(jī)構(gòu)腔體通氣性設(shè)計(jì)對(duì)排氣的影響

卡鉗駐車機(jī)構(gòu)內(nèi)部可分為5個(gè)腔體，分別為①：齒形墊圈、擋圈組成的腔體，②：活塞與彈簧座組成的腔體，③：調(diào)整螺桿與彈簧座組成的腔體，④：鋼球座與與調(diào)整螺桿組成的腔體，⑤：導(dǎo)桿與活塞組的腔體。未加注制動(dòng)液時(shí)，腔體內(nèi)均為空氣。隨著制動(dòng)液的加注，①-④號(hào)腔體中的空氣均較容易從腔體中排出。⑤腔體一側(cè)為活塞定位面與導(dǎo)桿斜面貼合，另一側(cè)則為活塞與密封圈過(guò)盈配合，產(chǎn)品在裝配時(shí)會(huì)涂抹少量油脂，貼合面之間形成油膜，兩側(cè)組成了一個(gè)封閉空間。導(dǎo)致氣體不容易被油液擠出，是引起排氣效果不佳的原因之一。

5 后制動(dòng)卡鉗排氣性改善

后制動(dòng)卡鉗排氣效果不佳原因已經(jīng)排查確認(rèn)，制動(dòng)卡鉗隨后橋擺動(dòng)角度未考慮，駐車機(jī)構(gòu)內(nèi)部腔體存在封閉空間是兩個(gè)原因。針對(duì)排氣口不能覆蓋全部裝配環(huán)境問(wèn)題，為保證車輛在各種環(huán)境下均能順暢的排氣，在卡鉗排氣口處增加排氣槽，保證卡鉗的排氣口能覆蓋所有工況。消除了該處位置下的排氣影響。針對(duì)駐車機(jī)構(gòu)內(nèi)部存在封閉空間問(wèn)題，在卡鉗活塞處設(shè)計(jì)4排氣孔，使封閉腔體能與其他腔體連通，在加注制動(dòng)液時(shí)，空氣進(jìn)入①號(hào)腔體，保證順利排出。經(jīng)過(guò)上述兩個(gè)改善的實(shí)施，駐車卡鉗排氣困難問(wèn)題已經(jīng)得到了解決。

6 結(jié)論

通過(guò)該制動(dòng)疲軟問(wèn)題的排查，確定了引起排氣困難的原因，并通過(guò)相應(yīng)改善將問(wèn)題解決。在排查問(wèn)題的過(guò)程中，總結(jié)出了一套問(wèn)題排查規(guī)范，為后續(xù)同類型問(wèn)題的快速原因排查提供了經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也暴露了一些設(shè)計(jì)上的不足，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)改善，避免了問(wèn)題產(chǎn)品流向市場(chǎng)而引起的不必要抱怨。

參考文獻(xiàn)：

[1]方泳龍.汽車制動(dòng)理論與設(shè)計(jì).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005.