姜申野，賈文建，王文龍，倪健健，高利

(1.長城汽車股份有限公司技術(shù)中心,河北保定 071000；2.河北省汽車工程技術(shù)研究中心,河北保定 071000)

某車型的制動盤劃盤問題分析與解決

姜申野1,2，賈文建1,2，王文龍1,2，倪健健1,2，高利1,2

(1.長城汽車股份有限公司技術(shù)中心,河北保定 071000；2.河北省汽車工程技術(shù)研究中心,河北保定 071000)

制動盤劃盤不僅影響車輛外觀，而且影響駕駛員、乘員的舒適性，嚴(yán)重時還會產(chǎn)生整車制動噪聲及制動抖動，導(dǎo)致顧客強(qiáng)烈抱怨。針對某車型制動盤劃盤問題，通過整車及臺架試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，找到造成制動盤劃盤的主要原因，并通過調(diào)整制動盤加工工藝解決了此問題。

制動盤；劃盤 ；臺架試驗(yàn)；整車路譜采集

0 引言

汽車盤式制動器是由液壓系統(tǒng)施壓制動塊夾緊制動盤，產(chǎn)生摩擦力矩進(jìn)行制動的。因此制動塊和制動盤之間匹配的好壞，在很大程度上決定了整個汽車制動系統(tǒng)的優(yōu)劣。汽車制動盤、制動塊的優(yōu)劣程度，不僅影響整車的外觀品質(zhì)，還影響駕駛員、乘員的舒適性，劣質(zhì)的產(chǎn)品甚至造成車毀人亡的慘劇。

針對某款車型制動盤劃盤問題，基于采集的整車路試載荷譜，轉(zhuǎn)化為臺架試驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)問題再現(xiàn)。通過對比試驗(yàn)找到制動盤劃盤的影響因素，并提出優(yōu)化方案。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，使制動盤劃盤問題得到了明顯改善，為提升汽車整車可靠性提供了一種方法。

1 制動盤劃盤問題分析

1.1 問題描述

在對某款車型進(jìn)行制動系統(tǒng)整車路試過程中，制動盤表面出現(xiàn)劃痕，劃痕深度1.2 mm，制動盤單面劃痕數(shù)量不少于3條，單個劃痕寬度3 mm，制動盤外觀出現(xiàn)色差帶，外觀品質(zhì)極差，如圖1所示。同時制動塊表面出現(xiàn)金屬堆積[3]，如圖2所示。

圖1 制動盤嚴(yán)重劃傷

圖2 制動塊金屬堆積

1.2 影響因素分析

(1)制動盤表面成形工藝改變，導(dǎo)致制動盤表面微光結(jié)構(gòu)差異。制動過程中制動盤表面的金屬微顆粒轉(zhuǎn)移并聚集在制動塊表面。制動時由于制動壓力分配不均勻，導(dǎo)致制動塊對制動盤的異常劃傷。

(2)制動塊表面氣孔率較高，使得微金屬顆粒更加容易聚集在一起，形成金屬堆積。

(3)制動塊匹配的摩擦因數(shù)過高，使得制動塊中金屬含量過高[8]，這些金屬容易對制動盤表面形成異常的攻擊。

2 異常解決方案

為盡快解決上述制動盤異常劃傷的問題，作者提出以下幾個解決方案，并制作樣件，通過試驗(yàn)驗(yàn)證其可行性：

(1)通過降低制動塊金屬含量，降低制動塊的摩擦因數(shù)，以降低其對制動盤的攻擊性；

(2)減小制動塊氣孔率，并調(diào)整制動塊配方，使制動塊其他性能不變；

(3)制動盤表面最后一道成形工藝，由磨削改成車削，降低微金屬顆粒的產(chǎn)生。

為盡快使問題得到解決，并減小驗(yàn)證成本，在樣件制作期間，使用整車制動數(shù)據(jù)采集設(shè)備LINK3802S，采集整車制動系統(tǒng)路試時的路譜，并轉(zhuǎn)化成臺架試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.1 數(shù)據(jù)采集方案

(1)在制動踏板中心位置安裝制動踏板傳感器；

(2)在4個制動輪缸前端制動管路中加裝制動壓力傳感器；

(3)在制動盤和摩擦片上安裝溫度傳感器；

(4)前排座位處安裝制動減速度傳感器；

(5)車頂安裝環(huán)境溫、濕度傳感器。

按整車制動系統(tǒng)路試試驗(yàn)工況采集試驗(yàn)路譜，部分?jǐn)?shù)據(jù)如表1所示。

表1 整車制動載荷譜數(shù)據(jù)

2.2 試驗(yàn)方法

將表1中的整車制動系統(tǒng)路試試驗(yàn)路譜轉(zhuǎn)化為臺架試驗(yàn)方法。轉(zhuǎn)化后的具體試驗(yàn)工況包括：

測試工況一：低速制動，制動初速30 km/h，制動末速5 km/h，制動壓力小于2 MPa，制動次數(shù)60次，制動溫度小于120 ℃；測試目的：分析制動盤在低速行進(jìn)過程中是否滿足設(shè)計要求。

測試工況二：正常制動，制動初速60 km/h，制動末速20 km/h，制動壓力2～3 MPa，制動次數(shù)300次，制動溫度小于180 ℃；測試目的：分析制動盤在正常制動下制動盤是否滿足設(shè)計要求。

測試工況三：強(qiáng)化制動，制動壓力3～6 MPa,制動80次；測試目的：分析制動盤在高強(qiáng)度制動下是否滿足設(shè)計要求。

測試工況四：升溫制動，通過頻繁制動讓制動盤溫度升至300 ℃；測試目的：分析制動盤在高溫下是否滿足設(shè)計要求。

測試工況五：恢復(fù)制動，制動速度60 km/h，制動壓力小于3 MPa，制動次數(shù)300次，測試制動盤恢復(fù)穩(wěn)定性是否滿足設(shè)計要求。

2.3 試驗(yàn)方案

(1)制動盤結(jié)構(gòu)沿用原狀態(tài)不做任何變化，降低制動塊的摩擦因數(shù)，以降低對制動盤的攻擊；

(2)制動盤結(jié)構(gòu)沿用原狀態(tài)不做任何變化，減小制動塊壓縮比，調(diào)整低金屬制動塊材料配方；

(3)制動盤結(jié)構(gòu)沿用原狀態(tài)，表面最后一道成形工藝由磨削改成車削，降低微金屬顆粒的產(chǎn)生，制動塊狀態(tài)不發(fā)生變化。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果

方案一結(jié)果：制動盤與制動塊接觸表面出現(xiàn)溝槽，溝槽深度大于1 mm，單接觸面溝槽數(shù)量多于3條，制動盤劃盤問題無明顯改善，仍存在MPU(Metal Pick up,金屬堆積)問題，制動過程中出現(xiàn)中高頻噪聲，存在一定制動壓力波動，試驗(yàn)結(jié)果不合格，部分試驗(yàn)結(jié)果如圖3、圖4所示。

圖3 方案一噪聲時域分布圖

圖4 方案一噪聲頻域分布圖

方案二結(jié)果：制動噪聲問題明顯改善，制動盤面溝槽數(shù)量較方案一有較好改善，劃盤溝槽深度仍比較明顯，試驗(yàn)結(jié)果不合格；

方案三結(jié)果：制動盤表面無明顯劃痕，制動盤外觀無色差、外觀品質(zhì)好，同時制動塊表面磨損均勻，未出現(xiàn)金屬堆積問題，試驗(yàn)結(jié)果合格。部分試驗(yàn)結(jié)果如圖5、圖6所示。

圖5 方案三噪聲時域分布圖

圖6 方案三噪聲頻域分布圖

3 結(jié)論

通過分析MPU產(chǎn)生機(jī)制，改變制動盤與制動塊設(shè)計思路，制定針對性的試驗(yàn)方案，經(jīng)過反復(fù)測試，使該車型制動盤劃盤問題得到解決，充分說明客觀測試及主觀評價是發(fā)現(xiàn)和解決制動盤劃盤問題的有效途徑；制動盤加工工藝的調(diào)整有效降低制動盤劃盤問題發(fā)生概率，為今后制動盤劃盤問題優(yōu)化提供參考，并對其他制動系統(tǒng)的異常問題解決提供思路和數(shù)據(jù)支持。

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AnalysisandSolvingonBrakeDiscScratchofaVehicle

JIANG Shenye1,2,JIA Wenjian1,2,WANG Wenlong1,2,NI Jianjian1,2,GAO Li1,2

(1.Great Wall Motor Company Limited,Baoding Hebei 071000,China;2.Hebei Automotive Engineering Technical Research Center, Baoding Hebei 071000, China)

The disc scratch not only affects the appearance of the vehicle, but also affects the comfort of driver and passengers，and produce vehicle brake noise and brake judder, causing a lot of customer complaints. In view of the problem of brake disc scratch in a certain type of vehicle, through analyzing the vehicle and bench test data, the leading cause of the brake disc scratch was found, and adjusting the brake disc processing technic was used to solve the problem.

Brake disc;Disc scratch;Bench test; Vehicle road load data

2017-08-06

姜申野,男，本科，從事整車試驗(yàn)驗(yàn)證工作。E-mail:562625312@qq.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.12.017

U463.51+3

B

1674-1986(2017)12-071-04