盤(pán)式EPB銹粘改善的研究

霍朝陽(yáng)，劉朋飛，趙娜娟

精誠(chéng)工科汽車(chē)系統(tǒng)有限公司/河北省汽車(chē)底盤(pán)系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新中心（河北保定 071000）

隨著汽車(chē)行業(yè)不斷向智能化、電動(dòng)化方向發(fā)展，EPB（見(jiàn)圖1）正逐步成為當(dāng)前最為流行的駐車(chē)制動(dòng)方式。相比于傳統(tǒng)拉線(xiàn)駐車(chē)方式，EPB通過(guò)按鍵操作，降低了操作難度。同時(shí)駐車(chē)力可根據(jù)整車(chē)在不同坡度下的需求進(jìn)行控制，更加智能安全。但考慮車(chē)輛安全性，設(shè)計(jì)時(shí)往往駐車(chē)力相比傳統(tǒng)拉線(xiàn)駐車(chē)夾緊力大，因此也更易出現(xiàn)銹粘現(xiàn)象，造成無(wú)法解除駐車(chē)或駐車(chē)分離困難現(xiàn)象。

圖1 EPB總成

本文結(jié)合EPB的特點(diǎn)，對(duì)銹粘問(wèn)題進(jìn)行研究分析，并提出了改善措施。

銹粘問(wèn)題分析

1.銹粘現(xiàn)象

當(dāng)車(chē)輛長(zhǎng)時(shí)間駐車(chē)停放在某一位置時(shí)，受環(huán)境溫度、濕度影響，在制動(dòng)鉗駐車(chē)夾緊力作用下，摩擦片與制動(dòng)盤(pán)粘連在一起。銹粘程度較輕時(shí)可能造成車(chē)輛起步困難，車(chē)輛起步時(shí)后輪因摩擦片與制動(dòng)盤(pán)剝離產(chǎn)生較大的分離聲；嚴(yán)重時(shí)可能造成車(chē)輛無(wú)法移動(dòng)或摩擦片撕裂，嚴(yán)重影響駕駛安全性及舒適性。

根據(jù)銹粘的不同表現(xiàn)，一般有以下幾種情況。

1）長(zhǎng)時(shí)間停車(chē)，解除駐車(chē)后起步，起步伴隨著剝離聲，但制動(dòng)盤(pán)與摩擦片接觸處可正常分離，分離處存在黑色的鐵銹，部分摩擦材料粘結(jié)在制動(dòng)盤(pán)上（見(jiàn)圖2a）。此種情況一般不影響使用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的磨合后即可消失。

2）長(zhǎng)時(shí)間停車(chē)，解除駐車(chē)后起步，起步困難，制動(dòng)盤(pán)與摩擦片分離后，摩擦材料部分粘結(jié)在制動(dòng)盤(pán)上（見(jiàn)圖2b），部分殘留在摩擦片上。此種情況一般會(huì)造成制動(dòng)性能不穩(wěn)定，同時(shí)行駛時(shí)伴隨周期性的異響，影響駕駛感受，應(yīng)及時(shí)前往維修站進(jìn)行檢查維修。

圖2 銹粘現(xiàn)象

3）長(zhǎng)時(shí)間停車(chē)，解除駐車(chē)后無(wú)法起步，后輪無(wú)法旋轉(zhuǎn)，或起動(dòng)后檢查制動(dòng)盤(pán)與摩擦材料粘結(jié)在一起，僅部分摩擦材料或無(wú)摩擦材料殘留在摩擦片上。此種情況會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)性能異常，車(chē)主應(yīng)及時(shí)前往維修站進(jìn)行更換。

2.產(chǎn)生原理

摩擦片主要由摩擦材料、背板、消聲片和報(bào)警器四部分組成。當(dāng)行車(chē)制動(dòng)盤(pán)溫度較高，停車(chē)以后制動(dòng)盤(pán)溫度下降快于環(huán)境溫度下降速度，周邊的水蒸汽吸附在制動(dòng)盤(pán)上，鑄鐵材質(zhì)的制動(dòng)盤(pán)在水和O2的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成鐵銹，與摩擦片粘連在一起。

當(dāng)化學(xué)反應(yīng)充足時(shí)，摩擦材料與制動(dòng)盤(pán)粘結(jié)強(qiáng)度過(guò)高，導(dǎo)致摩擦片或在摩擦材料內(nèi)部撕裂，或在與背板結(jié)合處撕裂，發(fā)生銹粘現(xiàn)象。

改善措施

根據(jù)銹粘產(chǎn)生的原因，改善思路主要分為兩個(gè)方向：一是提高摩擦材料的粘結(jié)強(qiáng)度，二是減弱制動(dòng)盤(pán)與摩擦材料生銹后的粘連強(qiáng)度。

1.提升與背板結(jié)合處強(qiáng)度

摩擦材料與背板主要依靠膠層粘結(jié)，提升粘結(jié)強(qiáng)度一般有以下方法：

1）更換粘結(jié)性更強(qiáng)的膠。

2）背板上與底料層接觸的表面進(jìn)行噴砂處理，降低表面粗糙度值。

3）背板使用前增加清洗工藝，去除表面油污。

以上三種方法可有效提升摩擦材料與背板粘結(jié)處的抗剪切強(qiáng)度，同時(shí)也會(huì)造成工藝復(fù)雜，提高產(chǎn)品的成本。

2.提升摩擦材料內(nèi)部強(qiáng)度

摩擦材料一般由增強(qiáng)纖維、粘結(jié)劑、填料三大部分組成。考慮提高摩擦材料內(nèi)部強(qiáng)度方向，主要從增強(qiáng)纖維及粘結(jié)劑方面入手，一般可更換增強(qiáng)纖維和粘結(jié)劑的種類(lèi)或提高配比來(lái)提升摩擦材料的剪切強(qiáng)度。

3.減弱摩擦材料與制動(dòng)盤(pán)結(jié)合處強(qiáng)度

考慮減弱制動(dòng)盤(pán)與摩擦材料生銹后的粘連強(qiáng)度，一般的解決思路是改變或減緩化學(xué)反應(yīng)，主要有以下幾種方法：

（1）陰極保護(hù)法 通過(guò)在填料中加入一些比鐵元素更加活潑的化學(xué)物質(zhì)，改變化學(xué)反應(yīng)，使制動(dòng)盤(pán)中的鐵元素得到保護(hù)，來(lái)減弱摩擦材料和制動(dòng)盤(pán)之間的粘結(jié)強(qiáng)度。

（2）pH調(diào)節(jié)法 通過(guò)在填料中加入堿性物質(zhì)，制動(dòng)過(guò)程中隨著摩擦片磨損，摩擦材料逐步轉(zhuǎn)移至制動(dòng)盤(pán)上，形成一層轉(zhuǎn)移膜，吸附水分后溶液呈弱堿性，可減弱化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而減弱摩擦材料與制動(dòng)盤(pán)之間的粘結(jié)強(qiáng)度。

（3）改善材料 可細(xì)化填料顆粒，或在摩擦材料中增加排水性的物質(zhì)，來(lái)減少殘留在制動(dòng)盤(pán)與摩擦片之間的水分，減弱化學(xué)反應(yīng)。同時(shí)因?yàn)榕潘晕镔|(zhì)存在，可使摩擦系數(shù)更穩(wěn)定，進(jìn)而改善Groan等低頻異響問(wèn)題。

（4）改善工藝 可在摩擦片壓制成形時(shí)增加排氣次數(shù)，減小成形后的摩擦片孔隙率，減少水分存留的空間，減弱化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而減弱摩擦材料與制動(dòng)盤(pán)之間的粘結(jié)強(qiáng)度。

通過(guò)以上方法，均可有效減弱摩擦材料與制動(dòng)盤(pán)結(jié)合處的強(qiáng)度，減輕銹粘嚴(yán)重度。考慮改善以上材料的同時(shí)會(huì)對(duì)摩擦性能產(chǎn)生影響，因而在改善銹粘的同時(shí)，需驗(yàn)證不同工況下的制動(dòng)性能及舒適性表現(xiàn)，驗(yàn)證充分后才可實(shí)施。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)EPB制動(dòng)鉗的銹粘現(xiàn)象進(jìn)行分析，并依據(jù)銹粘的產(chǎn)生原因，有針對(duì)性地進(jìn)行了改善方案的研究，提出了改善思路，可以一定程度地減弱銹粘發(fā)生的程度。另外，應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間駐車(chē)停放，減少各種零部件的異常傷害，可延長(zhǎng)車(chē)輛的使用壽命。