制動抖動測試誤區(qū)和解決方向

朱亞偉，李虎本，黃巨成

（奇瑞商用車（安徽）有限公司，蕪湖 241000）

1 引言

隨著客戶對舒適性要求的提高，噪音和抖動問題成為各個汽車廠關(guān)注的焦點(diǎn)問題。隨著高速公路網(wǎng)的發(fā)展和車輛動力性能的提高，制動效能也在提高，制動抖動問題引起了越來越多的關(guān)注。

現(xiàn)階段下對于抖動的前期評價主要是通過臺架試驗(yàn)的DTV 和BTV 程序進(jìn)行。目前該實(shí)驗(yàn)程序都是作為剎車片的開發(fā)試驗(yàn)。

在抖動問題處理中經(jīng)常出現(xiàn)思維定式，將問題交由剎車片制造商解決，導(dǎo)致驗(yàn)證周期拉長，問題卻得不到很好的解決，導(dǎo)致了解決抖動問題的時間跨度大，降低了客戶滿意度。其主要原因就是在解決問題的過程中出現(xiàn)了方向性錯誤。

2 制動抖動概述

2.1 制動踏板抖動

制動時的制動踏板反饋“頂腳感”，類似于緊急制動時ABS 觸發(fā)后工作時對踏板的反饋，但是幅度一般較小，且為穩(wěn)態(tài)頻率，隨著車速降低頻率逐漸降低，降低到某個頻率區(qū)間后消失。

制動抖動主要發(fā)生在一定車速以上，中低或中等強(qiáng)度制動條件下發(fā)生。

2.2 方向盤抖動

制動時導(dǎo)致方向盤發(fā)擺現(xiàn)象，俗稱方向盤“打手”，一般是通過轉(zhuǎn)向羊角傳遞到轉(zhuǎn)向器產(chǎn)生一定頻率的方向盤振動，此現(xiàn)象一般在制動速度為80～120 km/h 時產(chǎn)生的較多。

轉(zhuǎn)向盤振動形式以擺振為主（nibble），同時可伴隨有縱向、橫向平動（shake）。

2.3 車身系統(tǒng)抖動

制動減速度的波動，即在恒定力制動條件下，預(yù)期得到一個穩(wěn)態(tài)恒定的制動減速度（ABS未觸發(fā)條件下），而車身在行駛方向產(chǎn)生了竄動或聳動，導(dǎo)致了制動舒適性能降低。

3 制動抖動分類

（1）制動溫度大于200℃的制動熱抖動。熱抖動通常指車輛在冷車制動時，不出現(xiàn)抖動問題，當(dāng)連續(xù)多次制動時，導(dǎo)致制動系統(tǒng)發(fā)熱和升溫，才出現(xiàn)的制動抖動現(xiàn)象，并伴隨著制動次數(shù)的增加而劇烈，在制動系統(tǒng)冷卻后，熱抖動現(xiàn)象消失。

熱抖動主要發(fā)生在高速制動或中速循環(huán)制動（不停車）工況下，通常在車速60 km/h 以上的輕或中度制動。

（2）制動溫度小于200℃的制動冷抖動。

（3）異常因素引起的制動抖動。通常的異常因素包括：制動盤破損或夾雜有雜質(zhì)，過水時候的抖動，拖曳磨損、腐蝕、銹蝕和電化學(xué)腐蝕等引起的抖動。

通常情況下，制動抖動由冷抖動與熱抖動組合而成，二者相互耦合、共同作用。

4 制動抖動分析

因異常抖動成因復(fù)雜，現(xiàn)只對制動抖動分類1 和分類2原因進(jìn)行分析。

4.1 制動的熱抖動

圖1 某國產(chǎn)制動盤在不同溫度下的DTV 數(shù)據(jù)

圖1 所示為某國產(chǎn)制動盤在不同溫度下的DTV 數(shù)據(jù)。50 ℃工況下的DTV 為6μm；330 ℃工況下的DTV 為64μm；500℃工況下的DTV 為106μm；冷卻50℃工況下的DTV 為6μm。

圖2 某外資制動盤在不同溫度下的DTV 數(shù)據(jù)

圖2 所示為某外資制動盤在不同溫度下的DTV 數(shù)據(jù)。50 ℃工況下的DTV 為7μm；350℃工況下的DTV 為26μm；500 ℃工況下的DTV 為46μm；冷卻50 ℃工況下的DTV 為8μm。

通過以上兩組數(shù)據(jù)，可以確定制動盤DTV 在高溫下普遍存在增長，即厚薄差在高溫下存在變形，在溫度恢復(fù)后該變形消失，DTV 恢復(fù)。

我們再以該國產(chǎn)制動盤為例分析DTV 和BTV 的關(guān)系圖（圖3）是在500 ℃下進(jìn)行的BTV 監(jiān)控。

圖3 某國產(chǎn)制動盤在500℃下的BTV 監(jiān)控

圖3 中平均力矩約為570 N·m，力矩（藍(lán)色）波動幅度約為240 N·m，其力矩波動高達(dá)42.1%，已經(jīng)超出小于10%的常規(guī)評價標(biāo)準(zhǔn)范圍。

另外圖3 中還可以發(fā)現(xiàn)壓力（紅色）也出現(xiàn)了波動，且壓力的波動和力矩的波動一致。該壓力波動隨著車速的降低其波動頻率變小，說明壓力波動與壓力輸出設(shè)備無關(guān)，與車速相關(guān)，車速越低壓力波動頻率越小。能導(dǎo)致這種情況產(chǎn)生的只有制動盤的周向運(yùn)動，即每到剎車盤DTV 高點(diǎn)管路壓力瞬時增加，DTV 低點(diǎn)管路下壓力減小。

在高溫DTV 和管路壓力共同作用下，BTV 的力矩波動加劇，導(dǎo)致高溫高速下的制動抖動。

4.1制動的冷抖動

高溫的DTV 經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證，DTV 的高溫增生轉(zhuǎn)化為DTV 的永久增生，形成熱斑，如圖4 所示。

圖4 DTV 高溫增生轉(zhuǎn)化形成熱斑

高溫下制動盤厚薄差發(fā)生變化，形成DTV，在制動過程中DTV 的高點(diǎn)優(yōu)先跟剎車片接觸并產(chǎn)生摩擦，從而使局部溫度過高形成“熱斑”，并導(dǎo)致低溫和低速下制動抖動，熱斑是比較明顯的一種剎車盤DTV 永久增生。

5 綜合分析

已知DTV 會導(dǎo)致BTV 產(chǎn)生，綜合分析高溫下的DTV和BTV 不難發(fā)現(xiàn)，隨著溫度增長DTV 和BTV 同步增長，可以看出在BTV 增長過程中DTV 因素為強(qiáng)相關(guān)因素。而高溫下反復(fù)的DTV 增生，會生成永久的DTV 增生導(dǎo)致常溫下的BTV 波動產(chǎn)生低溫低速抖動。

但目前評價DTV 和BTV 的試驗(yàn)方法和評價標(biāo)準(zhǔn)，都是針對剎車片設(shè)計的，其中不乏全球知名的車企，如通用的《GMW14985-2006》。標(biāo)準(zhǔn)的缺失和設(shè)計試驗(yàn)的傳承，導(dǎo)致了整車設(shè)計前期對于制動抖動評價的不充分，只能通過后期整車路試來判定，不能有效地在開發(fā)初期規(guī)避制動抖動。

6 結(jié)語

通過對制動抖動問題的重新分析，循序漸進(jìn)地剖析故障真因，發(fā)現(xiàn)了高溫下DTV 和BTV 的關(guān)系，以及高溫下DTV 和常溫下DTV 關(guān)系，綜合分析了制動盤在制動抖動中的影響因素。雖沒有排除剎車片對抖動的影響，但確定了制動抖動的強(qiáng)相關(guān)因素。

通過此過程總結(jié)：針對現(xiàn)有問題不能以“傳承”的思想去解決，應(yīng)在長期的試驗(yàn)和驗(yàn)證過程中，在理論的支持下改變問題解決思路，制定合理的試驗(yàn)方法及評價標(biāo)準(zhǔn)。基于這種方法，才能找到有效的解決措施和方案，提高客戶滿意度。希望通過本文的改進(jìn)思路給從業(yè)者一定的指導(dǎo)作用。