重型汽車制動鉗失效分析與改進

劉劍，王純，王軍，郭嬋

（陜西漢德車橋有限公司，陜西 西安 710200）

重型汽車制動鉗失效分析與改進

劉劍，王純，王軍，郭嬋

（陜西漢德車橋有限公司，陜西 西安 710200）

∶制動鉗在使用過程中，與外部環境直接接觸，尤其在雨雪沙塵等惡劣環境下，可能導致外部介質進入制動鉗內部，造成制動功能異常，故對制動鉗密封性能的改進就顯得尤為重要。另外制動鉗現有的密封性檢測標準為水密性檢測，其檢測周期長，且檢測完成后需拆解查看，無法在生產過程中實現在線檢測，而用氣密性代替水密性檢測，很好的解決了該問題，進一步控制了產品合格率。

∶車橋；制動鉗；發卡

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.094

CLC NO.: U463.51Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-272-02

前言

重型汽車已經成為當今社會中最重要的交通運輸工具，隨著公路業的發展和車流密度的日益增大，人們對車輛安全和可靠性的要求越來越高。為了保障車輛安全行駛，避免人身傷害，需要為車輛配置性能穩定可靠的制動系統。近些年，通過國內外的車輛配置表明，越來越多的汽車開始配備盤式制動，牽引車、載貨車、自卸車均有配置盤式制動器的車型。另外水泥攪拌車等專用車，城際大巴、公交等客運車輛幾乎均已配置盤式制動器。甚至國家法律規定，9米以上客車，前軸必須配置盤式制動。制動鉗作為盤式制動器最核心的部件，一旦發生故障，輕則影響車輛制動力矩，嚴重的可能會造成交通事故。本文將討論制動鉗在市場上的失效形式及改進措施。

1、制動鉗的失效形式

制動鉗作為整車的安保件，保障車輛安全平穩制動，具有散熱好、穩定性強、維修保養便捷等優點。然而，在使用過程中，部分制動鉗卻出現了自調機構失效不回位，制動卡滯發抖等現象，導致制動失效，造成很大的安全隱患。

經對大量的售后反饋信息統計及失效件拆檢分析，制動鉗失效主要表現為制動發卡，占其全部售后故障的83%以上。

制動鉗制動發卡的原因分析：制動鉗在裝車后長期裸露在外并接近地面，當整車路過較深的積水路面，或在暴雨等惡劣天氣下，制動鉗全部或部分被積水淹沒，若制動鉗密封性能存在問題，可能造成外部雜質進入到制動鉗自調機構內部或導向銷部位，使其內部零部件腐蝕、銹死，導致制動發卡。

根據導致制動鉗發生故障的具體部位，主要分為以下幾類：

1.1調整螺釘處密封失效

通過市場走訪發現，車輛在維護保養或更換摩擦片時，會拔掉調整六方頭處的橡膠密封帽，在作業完成后，密封帽可能會被隨手丟棄或二次裝配不到位，導致密封效果大打折扣，甚至出現調整六方頭脫落現象，最終導致制動鉗卡死。

1.2自調機構與鉗體結合面處密封失效

制動鉗體大平面或自調機構大平面加工精度不足、裝配時密封膠選用不合理或涂膠方式不當，都有可能造成該處密封失效，最終導致制動鉗內部自調機構卡死。

1.3制動鉗滑銷處密封套失效

制動鉗在工作中，滑銷對鉗體起到支撐、定位的作用。制動鉗在工作過程中，鉗體在滑銷上左右滑移。滑銷通過其外部的密封套進行防護，密封套會隨著鉗體的運動而伸縮或拉長，可能出現脫落、破損等現象，若外部雜質進入滑銷后，易造成滑銷表面受損，造成制動發卡。

2、制動鉗失效改進

制動鉗的失效形式較多，每種失效形式對應了不同的失效原因，同時可能由多種因素共同積累所致，需找出主要失效原因進行改進。

2.1調整螺釘處密封改進

將調整螺釘處的橡膠密封帽與鉗體連為一體，防止由于售后維修或保養后密封帽丟失，導致此處密封性能下降。

圖1　橡膠密封帽

圖2　鉗體-密封帽安裝處

同時將售后維修保養手冊進行完善，明確密封帽的拆裝流程及方法，并對服務站和終端用戶進行培訓宣貫，規范其維修行為，培養良好的維修保養習慣。

2.2鉗體大平面結合處密封改進

2.2.1通過調整鉗體大平面加工時的刀具轉速、進給量等切削參數，確保大平面的表面粗糙度達到Ra3.2；

2.2.2裝配前增加鉗體和端蓋結合面的清洗工序，避免其表面防銹油等雜質對密封性能造成影響；

2.2.3改進大平面的涂膠方式，使用設備自動涂膠代替手動涂膠，提高涂膠質量的一致性和可靠性。

2.3滑銷處密封套改進

早期滑銷密封套只有防塵作用，防水性能不佳，主要由于其唇口骨架壁較薄，易受壓變形，尤其在壓裝過程中易產生變形，增加后期失效風險。

通過加厚密封套唇口骨架，同時在原結構只有外圓密封的情況下，增加端面密封，雙重密封使該處的密封性能更加可靠。

圖3　改進前密封套

圖4　改進后密封套

2.4增加密封性在線檢測

針對制動鉗的防水密封性檢測，目前主要參考城鎮建設標準CJ/T240-2006《城市客車氣壓盤式制動器》，該驗證方法需要將制動鉗總成放入水槽內，然后對制動鉗進行充放氣模擬制動動作1000次，在試驗完成后進行拆解檢查。其中僅充、放氣模擬制動過程大概需要83分鐘左右，加之拆解等環節，單件制動鉗水密性試驗大概需要2小時左右。

綜上所述，此方法檢測效率低，且需對制動鉗進行拆解，不能100%對制動鉗密封性能進行檢測，僅適合試驗驗證，不能滿足在線檢測，因此具有很大的局限性。

針對上述問題，為了保證每一件產品的密封性能，在生產線上布置氣密檢測儀，增加氣密性檢測工序。操作方法為：從制動鉗安裝氣室部位通入氣壓并測量記錄，保壓一定時間后再次測量氣壓，以兩次測量的氣壓差衡量其是否合格。

表1　氣密檢測參數表

4、結束語

通過盤式制動鉗售后失效的改進，提高了產品質量穩定性，不僅降低了售后故障損失，更減少了因此造成的重大交通事故。為進一步提高制動鉗使用的穩定性與可靠性，應加深對其失效形式的認識，并輔以合理的維護保養，以延長其使用壽命，更好的實現整車安全運行，避免事故的發生。

[1] 蘇小平,王良模,談瑞春.汽車盤式制動器密封性工藝實驗臺的開發[J].南京理工大學學刊,2001,4（25）:387-390.

[2] 齊志鵬.汽車制動系統的結構原理與檢修.北京:人民郵電出版社,2002.

[3] 成大先.機械設計手冊[M].北京:化學工業出版社,2010.

Failure analysis and improvement of brake caliper for heavy duty AUTO

Liu Jian, Wang Chun, Wang Jun, Guo Chan
(Shannxi Hande axle Co. Ltd., Shaanxi Xi'an 710200)

Brake caliper is directly exposed to the external environment during use, especially in the bad environment, such as rain, snow, dust, etc., external impurities may enter into caliper inside and cause braking dysfunction. So improving sealing property becomes particularly important on brake caliper. Currently, inspection standard for caliper sealing property is water tightness detection, which has some weaknesses, such as a long inspection cycle, unable to accomplish on-line inspection and have to disassemble part for review. But, using air tightness detection instead of water tightness detection may well solve the problem and further control product qualification ratio.

axle; Brake caliper; clamping

∶U463.51

∶A

∶1671-7988 (2016)09-272-02

劉劍（1986—），男，助理工程師，就職于陜西漢德車橋有限公司，從事質量技術改進。