某轻卡盘式制动卡钳卡滞故障问题的研究                                                                                                        

某轻卡盘式制动卡钳卡滞故障问题的研究

葛飞

(安徽江淮汽车集团股份有限公司，合肥 230601)

摘要：本文介绍了某轻卡盘式制动卡钳卡滞的故障现象，卡滞故障原因的分析，给出优化方案、台架验证及实车验证结果，并对卡钳性能进行了提升。

关键词: 盘式制动卡钳；卡滞；性能。

Abstract:The article introduces the fault phenomenon of a certain light truck disc brake caliper sticking, analyzes the causes of the sticking fault, provides optimization solutions, bench verification, and actual vehicle verification results, and improves the performance of the caliper.

Key words: Disc brake calipers;Stuck; Performance.

1引言

1.1.1 目前主流轻卡液压制动车型均采用前盘式后鼓式制动器，盘式制动器具有制动稳定性好、热衰退性能好、散热性能好等优点。

1.1.2 盘式制动器制动卡钳应用比较广泛（主要为浮动卡钳，定钳因体积和成本原因使用较少），但是若卡钳性能不好，同样盘式制动器也会出现较多问题，如卡滞、拖磨、异响、异常磨损等。

2 制动卡钳结构

2.1 结构原理

某轻卡车型采用盘式制动器浮动卡钳，该卡钳为单缸Φ66.7mm浮动式卡钳,制动盘直径Φ267mm。制动卡钳通过夹紧制动盘，通过摩擦产生阻力，使车轮减速甚至停止转动。制动卡钳内部装有活塞和密封圈，并且通过液压系统控制活塞的移动.具体结构如图所示：

图1

2.2 故障现象

某轻卡产品市场上反馈存在多例反馈前盘式制动器卡钳卡滞问题，导致客户抱怨较大。主要表现为卡钳制动后不回位，卡钳卡滞拖磨、异常磨损问题。

图2

3某轻卡制动卡滞问题原因分析

3.1 故障测试

3.1.1实车测试

针对市场反馈单边卡钳拖磨卡滞故障车辆，测试车辆制动后，左、右前盘式卡钳温度，左右温差143℃，温差较大（远大于设计要求左右制动器温差≤25℃）。经初步分析，可能是单边卡钳制动后无法回位或者回位不彻底导致拖磨，即摩擦片与制动盘分离不彻底长期摩擦而产生高温。

图3

3.1.2 故障件测试

经过对故障件的拆解，发现多数故障件导向销及导套等部件均已全部锈蚀，并有部分严重故障件，导套内有泥土、水铁锈。卡钳内部导向销及导套锈蚀被泥土与润滑脂混合后污染，导致卡钳钳体无法滑动或者滑移力较大超差。故障件卡钳钳体滑移阻力实测197N，远大于设计要求值≤80N。

图4

3.2原因分析

3.2.1 FTA分析

3.2.2 主要原因分析

针对上述所有的末端影响因素进行收集，经过对影响因素逐一分析确认，相关作业计划表如下：

经过以上7个末端因素逐项分析，结合故障件实物、设计图纸、设计标准等要求，最终梳理排查出故障原因如下：

4 故障原因对策制定

制定如下对策实施表：

防尘罩密封不良：

经过分析确认，导向销防尘罩尺寸设计不合理，导致卡钳钳体移动时，部分导向销防尘罩出现密封不良问题，最终导致雨水、泥土等杂质进入导向销内，导致导向销锈蚀，卡钳卡滞。对导柱防尘罩结构进行优化：

(1) 序号1、2部位，由波浪形改为锯齿形，由面接触改为线接触，并且两处锯齿形状有一定倾斜角度，提高防尘罩与导销孔和导柱配合处的密封性；

(2) 序号3部位，增加高1mm、直径Φ15.5mm的凸台，防尘罩顶部将导柱外圆包围在内；

(3) 序号4部位，增加防尘罩与导柱端面的密封面，增加一层密封。

整改措施台架实施：

1、优化制动钳导销防尘罩结构，提高防尘罩的密封性，避免导销部位出现早期锈蚀。

2、钳体缸孔防尘罩装配槽及端面电泳状态， 提高防锈能力150h。

新状态防尘罩样件制作完成后，将新、老状态防尘罩装配后，分别进行盐雾试验和动态制动试验对比，盐雾试验240h，老状态防尘罩密封开始逐步失效，内部导套及导柱已开始出现锈蚀，新状态防尘罩密封仍有效，内部导柱和导套未出现锈蚀，表明新状态密封效果要优于老状态。动态制动试验，将装配新老状态防尘罩的制动钳分别放在5%的氯化钠水槽中进行3万次制动试验，拆解后，老状态防尘罩的制动钳导柱防尘罩槽内有明显水珠，并伴有少量锈蚀现象，而新状态防尘罩的制动钳导柱防尘罩槽内无锈蚀现象且无明显水珠。

通过上述试验验证，表明改进状态导销防尘罩密封效果要优于老状态，进行小批验证合格后批量切换，以避免市场上因导销密封失效引起的故障。

摩擦片磨损过度：

市场部分制动器故障件出现活塞脱出现象，该问题为摩擦片的磨损过度，已超过磨损报警值后，依然进行制动导致活塞行程已超出设计行程而无法自回位；针对摩擦片磨损较快的问题，优化摩擦片配方，提升摩擦片的寿命。

对摩擦片寿命的优化提升：

原摩擦片WD08配方 优化后摩擦片WD58配方

5 效果验证

5.1.1 摩擦片优化

新摩擦片WD58配方分别在摩擦片硬度和磨损上做了优化和改进：

1、硬度降低了约29%，可有效改善制动噪音的问题；

2、磨损率提升了约10%-12%，可有效提升摩擦片的使用寿命。

5.1.2 台架对比分析试验验证

根据台架测试，改进后卡钳从刚性、需液量、活塞滑动阻力等方面较原卡钳有一定提升。结合台架测试数据，改进后卡钳刚性提升约30%，需液量、活塞滑动阻力等值降低明显，卡钳整体性能有较大的提升。盘式制动器故障改进后效果明显，市场基本无卡滞问题反馈。

6 总结

本文通过对某轻卡盘式制动钳卡滞问题分析，通过走访市场、对市场返回的问题件进行分析，与厂家技术人员对接，理论校核、路试试验、试装验证以及市场客户车辆验证跟踪，对恺达前盘式制动器卡钳结构、摩擦片配方进行优化。解决

本文是理论与实际相结合，解决了恺达前盘式制动钳卡滞问题，保证了产品品质，同时积累了解决盘式制动器相关故障的经验。

参考文献

1.王望予. 汽车设计(第3版)[M]. 北京：机械工业出版社，2004

2.余志生．汽车理论(第5版)[M]．北京：机械工业出版社，20l0

3.朱张校. 姚可夫 《工程材料》 清华大学出版社

4.GB 12676-2014 商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法

5.GB/T 13594-2003 机动车和挂车防抱死制动性能和试验方法

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