許世堂，易剛，姚佳

(廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院，廣東廣州 511434)

密封槽結(jié)構(gòu)對卡鉗活塞回位量、所需液量和拖滯力矩影響因素的研究

許世堂，易剛，姚佳

(廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院，廣東廣州 511434)

作為制動鉗總成設(shè)計的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，密封槽結(jié)構(gòu)對卡鉗的基本性能影響很大，其結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞直接影響著卡鉗本身的活塞回位量、所需液量和拖滯力矩等基本性能，甚至影響整車油耗和制動踏板感。針對不同密封槽結(jié)構(gòu)，結(jié)合CAE分析及試驗驗證，論證了密封槽結(jié)構(gòu)對卡鉗活塞回位量、所需液量和拖滯力矩的影響，便于后期設(shè)計時根據(jù)設(shè)計目標(biāo)選擇合適槽型，具有較好的工程指導(dǎo)意義。

密封槽結(jié)構(gòu)；卡鉗性能；CAE分析；試驗驗證

0 引言

隨著國家法規(guī)對油耗要求越來越嚴(yán)格及人們對整車制動踏板感要求的提升，對卡鉗的性能及設(shè)計提出了更加嚴(yán)苛的要求，卡鉗密封槽結(jié)構(gòu)作為制動踏板感和拖滯力矩的重要影響因素也獲得了越來越多人的關(guān)注，卡鉗密封槽的結(jié)構(gòu)對卡鉗活塞回位量、所需液量及拖滯力矩有何影響需要認真研究。

1 工作原理

如圖1所示：踩制動踏板時，液壓力作用推出活塞(密封圈發(fā)生形變并逐步填充密封圈前倒角)，內(nèi)外摩擦片夾緊隨車輪旋轉(zhuǎn)的制動盤，從而實現(xiàn)制動；松開制動時，活塞在密封圈的形變回位力作用下回位，同時內(nèi)外兩側(cè)摩擦片在制動盤的旋轉(zhuǎn)甩力下使制動盤和摩擦片預(yù)留足夠的間隙，以防止拖滯力矩過大，但如果活塞回位過大，則所需液量必然增加，從而導(dǎo)致整車踏板感降低。所以該密封槽前倒角結(jié)構(gòu)直接決定著卡鉗本身的主要性能：活塞回位量、所需液量和拖滯力矩。

圖1 制動鉗原理圖

2 卡鉗密封槽的常見結(jié)構(gòu)

以φ60缸徑前卡鉗為例，以下是3種比較典型的卡鉗密封槽倒角結(jié)構(gòu)形式：

圖2 3種比較典型的卡鉗密封槽倒角結(jié)構(gòu)形式

3 活塞回位量CAE分析

以上3個規(guī)格密封槽(規(guī)格一、規(guī)格二、規(guī)格三)對應(yīng)的活塞回位量CAE分析結(jié)果如圖3所示。

圖3 3種規(guī)格密封槽對應(yīng)的活塞回位量CAE分析結(jié)果

4 臺架試驗實測結(jié)果驗證

針對以上3種規(guī)格的卡鉗密封槽倒角結(jié)構(gòu)制作樣件，每個規(guī)格制作6個樣件，對卡鉗的活塞回位、拖滯力矩、所需液量進行臺架試驗驗證，測試結(jié)果如表1—3所示。

表1 前倒角結(jié)構(gòu)為規(guī)格一的卡鉗密封槽臺架試驗結(jié)果

表2 前倒角結(jié)構(gòu)為規(guī)格二的卡鉗密封槽臺架試驗結(jié)果

表3 前倒角結(jié)構(gòu)為規(guī)格三的卡鉗密封槽臺架試驗結(jié)果

由表1—3可知：規(guī)格一、規(guī)格二、規(guī)格三的倒角容積依次增加，對應(yīng)的活塞回位量也依次增大，拖滯力矩依次減小，所需液量依次增加。

5 結(jié)論

不同規(guī)格的倒角容積大小及結(jié)構(gòu)，對應(yīng)不同的活塞回位量、拖滯力矩和所需液量，在實際整車制動系統(tǒng)匹配中，應(yīng)結(jié)合整車設(shè)計目標(biāo)是偏重油耗還是偏重制動踏板感，并結(jié)合制動系統(tǒng)周邊零部件性能合理選取卡鉗密封槽倒角結(jié)構(gòu)。

【1】劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.

【2】劉惟信.汽車制動系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

Influences of Caliper Seal Groove Structure to Piston Roll Back, Liquid Volume and Drag Torque

XU Shitang, YI Gang, YAO Jia

(Automotive Engineering Institute, Guangzhou Automobile Group Co.,Ltd., Guangzhou Guangdong 511434,China)

Seal groove has been proved to be the key structure that it has a apparent effect on basic performance of brake caliper, such as roll-back，liquid volume and drag torque. What’s more, it can affect the oil consumption and brake pedal feel. So the seal groove pro-research, in which the relationship between seal groove design and roll-back，liquid volume，drag torque needed to be confirmed by CAE and test, was meaningful for vehicle developing project.

Seal groove; Caliper performance; CAE analysis; Test verification

2016-09-19

許世堂(1982—)，男，工學(xué)學(xué)士，工程師，主要從事汽車制動系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)。E-mail：stxu2011@163.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.01.008

U463.52+1

A

1674-1986(2017)01-034-03