制動鉗拖滯力矩形成原理與影響因素

孫毅威

摘 要：拖滯力矩不僅會影響整車油耗，行駛、制動時還會引起車輛抖動，引起制動異響或拖磨異響，嚴重時甚至抱死，影響車輛安全;因此研究拖滯力矩形成的原因，不僅降低油耗，還會降低制動問題的發生，減少影響行駛安全的因素發生。

關鍵詞：拖滯力矩;活塞回位量;形成機理;因素;安全

1 引言

隨著國家法規及用戶對制動安全，整車油耗，行駛過程中的舒適性要求越來越高，對制動鉗總成的性能及設計提出了更加嚴苛的要求，拖滯力矩作為影響油耗及舒適性的一個因素，對拖滯力矩降低的研究越來越重視，本文著重對拖滯力矩的形成原因及影響因素進行分析。

2 拖滯力矩機理

2.1 拖滯力矩的定義

當制動器的液壓解除后，殘留的制動盤轉動阻力矩。

2.2 拖滯力矩形成原理

液壓制動：駕駛員踩下踏板Fa→助力器推桿輸入力Fb（杠桿放大）→主缸活塞輸入力Fc（助力器助力放大）→制動管路液壓力P1（轉換）→卡鉗活塞輸出力Fd（轉換）→制動盤制動力矩Ta（制動半徑、摩擦系數）。

制動解除：駕駛員松開踏板Fa=0→助力器推桿輸入力Fb=0（回位彈簧復位）→主缸活塞輸入力Fc=0（助力器回位彈簧復位）→制動管路液壓力P1=0（活塞回位）→卡鉗活塞輸出力Fd=0（轉換）→摩擦片對制動盤的殘余壓力Fe→制動盤制動力矩T（制動半徑、摩擦系數）。

2.3 試驗方法

參考QC/T 92-2013。

3 拖滯力矩理論計算

3.1 拖滯力矩公式推導

由于Rm，μ都是給定的值，所以制動鉗拖滯力矩的大小與內外摩擦片對制動盤的壓力有關，通過制動鉗機理，將制動鉗轉化為力學模型，對Fws，Fns分別進行分析。

3.2 拖滯力矩數模模型

缸體受力說明：缸體為U型結構，受活塞P1及爪部反作用力作用，發生彈性變形。

矩形圈受力說明：

摩擦片受力說明：

摩擦片受力擠壓制動盤，由于摩擦片摩擦材料為粉末粘結，發生彈性變形。

4 拖滯力矩影響因素

根據拖滯力矩推導公式⑩、?，可以確定影響拖滯力矩的參數有哪些。由于制動半徑Rm，摩擦系數μ為系統匹配后的定值，不做考慮，所以影響拖滯力矩的參數有以下幾個參數組成：

以上幾個因素為影響拖滯力矩的一級因素，影響一級因素的二級因素、三級因素暫未分析;根據一級因素分析出來的二級、三級因素則是我們設計產品時的一些重要參數或性能指標，例如摩擦片的硬度、孔隙率，彈簧片的荷重，零件的關鍵配合尺寸及公差、零件的材料等。

由于拖滯力矩與需液量存在負相關的關系，增大活塞回位量可以適當降低拖滯力矩，但同時會增大需液量，造成制動踏板感差，所以在設計拖滯力矩的同時，一定要兼顧制動其他性能的需求，在不影響其他性能的前提下，盡可能降低拖滯力矩。

參考文獻：

[1]QC/T 液壓制動鉗總成性能要求及臺架試驗方法[S].

[2]密封槽結構對卡鉗活塞回位量、所需液量和拖滯力矩影響因素的研究[M].