汽車盤式制動器剎車穩定性研究

張小虎

（中航工業制動陜西華興汽車制動科技有限公司，陜西興平 713106）

汽車盤式制動器剎車穩定性研究

張小虎

（中航工業制動陜西華興汽車制動科技有限公司，陜西興平 713106）

剎車偏軟、制動踏板行程大、前鉗卡滯、抱死等現象嚴重影響了產品的正常生產。通過試驗驗證把影響剎車穩定性的要素逐一分析，并對關鍵要素采取合理的控制，同時為其他制動器產品的設計、生產開發提供了理論與實踐經驗。

偏磨；拖滯；摩擦塊；制動器效能

1 故障分析

我公司的產品在主車廠曾出現過剎車軟（剎車后無車痕）、卡滯、抱死等現象，這些故障現象可以歸結為摩擦塊的工作狀態發生變化，由于異常原因引起摩擦塊偏磨。主要表現為：（1）當制動器在制動時輸出不均勻的摩擦力矩時，便會產生激勵源，導致制動噪音，并且降低制動效率。（2）出現摩擦塊偏磨，會造成左、右輪制動力矩不一致，使制動不平穩，嚴重的導致制動跑偏。（3）由于摩擦塊某些偏磨是異常原因引起，將會嚴重損壞制動器相關零部件，造成某些關鍵部件異常磨損，影響制動效能甚至制動失效，大大縮短制動器使用壽命。

2 引起摩擦塊異常磨損的原因

2.1 鉗體重心會引起拖滯導致異常磨損

在盤式制動器中，制動盤與摩擦塊之間設定間隙為0.1～0.3，此間隙值應盡量小，還需要考慮到在制動過程中摩擦副可能產生熱應力變形和機械變形。

2.2 導銷、支撐銷問題會引起拖滯導致異常磨損

在浮動鉗盤式制動器中，支架固定在轉向節，鉗體則通過導銷浮動在支架上，鉗體與支架之間的相對滑動通過固定在支架上的導銷和支撐銷實現，導銷、支撐銷與鉗體之間均為間隙配合，使鉗體在支架上滑動順暢，不產生制動器拖滯。導銷主要起導向作用，確保鉗體垂直于制動盤方向運動，更多地起到支撐鉗體重量的作用，而橡膠套使制動平穩并降低噪音。

2.3 矩形密封圈和密封槽問題引起拖滯導致異常磨損

2.3.1 矩形密封圈引起拖滯

浮動盤式制動器采用間隙自調，最簡單的結構就是矩形密封圈，在密封圈達到極限變形之后，活塞可在液壓作用下克服密封圈的摩擦力，繼續前移到完全制動為止，結束制動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，這時摩擦塊與制動盤之間設定的間隙重新恢復。

密封圈還起到密封制動液作用，屬于關鍵零件，因此對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對制動器影響很大，制動熱量會傳遞給活塞、密封圈等，若密封圈達不到一定的耐高溫要求，便會迅速老化、變形，喪失功能，導致制動液泄漏，活塞不能回位產生嚴重拖滯現象。

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，其形狀對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計不合理，密封圈變形量過小，導致活塞回位的彈力不足，會直接引起活塞回位困難而產生拖滯。

2.4 制動盤厚度不均對剎車的影響

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

主要由以下兩點引起制動盤厚度不均：

（1）制造誤差；

（2）安裝誤差。

3 影響剎車穩定性因素控制

3.1 對結構重心平衡點的設計

浮動鉗盤式制動器在制動時，鉗體必須相對支架滑動才能最后形成制動。只有當制動器總成的重心位于支撐銷軸線附近時，鉗體才能相對于支架平穩滑動，需要三維數模來支持。

3.2 缸體的影響因素控制

經過分析與試驗驗證，發現缸體前爪子面與導銷孔垂直度不好導致在剎車過程中存在著扭矩，使得制動塊與制動盤的接觸面積小，導致制動力下降。

3.3 支架與導銷影響因素控制

支架與導銷組件的垂直度如果存在超差也會影響鉗體的滑動，產生卡滯、抱死。要求垂直度為0.15之內。其次還有控制導銷材質硬度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，不僅對內、外徑尺寸有要求，對于內徑的圓度、外徑的端面跳動量等形位公差均有嚴格的要求。在材料的物理性能方面，對材料硬度、拉伸強度伸長率、熱空氣老化、最高使用溫度等各方面也有嚴格要求。

密封槽的前角設計要合理，而且要控制密封槽的圓度及跳動量。

3.5 所需液量與缸體變形量影響因素控制

這兩個影響因素很重要，通過結構設計要滿足QC/T592的標準要求。缸體變形量大會造成所需液量大，會造成制動踏板行程大。

4 其他影響因素控制

1）嚴格控制制動塊的摩擦系數；

2）制動塊平行度嚴格按圖紙要求進行控制；

3）不允許制動盤工作面、制動塊工作面沾有油圬；

4）加強裝配后檢測，制動盤的跳動量控制在圖紙要求范圍內，保證產品清潔，無雜質。

5 結論

通過對影響汽車制動穩定的因素進行分析和控制，希望能夠對產品的質量保證起到一定指導作用，汽車產品每個零部件都有規范標準，只要按照標準來執行，我們的產品肯定能贏得市場。

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，山西長治人，工程師，主要從事汽車制動器的設計開發工作。