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        某車型潮濕環(huán)境下制動(dòng)抱死問題整改研究

        2021-03-29 09:39:54
        汽車實(shí)用技術(shù) 2021年5期
        關(guān)鍵詞:環(huán)境

        羅 溶

        (江鈴汽車股份有限公司,江西 南昌 330052)

        引言

        某車型在潮濕環(huán)境下剛啟動(dòng)時(shí)制動(dòng)靈敏、易抱死故障在該車型售后問題抱怨排名第 2,如該問題不解決,嚴(yán)重影響到品牌滿意度,從而影響該車型的銷量。

        1 制動(dòng)抱死表現(xiàn)及可能原因

        1.1 問題表現(xiàn)

        在汽車剛開始行駛時(shí)(冷啟動(dòng),尤其每天早晨),只要輕點(diǎn)制動(dòng)踏板,就會(huì)導(dǎo)致后輪制動(dòng)靈敏、甚至抱死,多發(fā)生在下雨天,但如果像上述一樣制動(dòng)了大約3~5次后,該故障消失,全天都可能不再發(fā)生。前輪未發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象。

        1.2 可能原因

        結(jié)合實(shí)車問題表現(xiàn)及鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu),利用頭腦風(fēng)暴法,分析問題原因主要是如下三個(gè)變差因素:

        1)鼓式制動(dòng)器摩擦片材料摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性;

        2)制動(dòng)器與制動(dòng)鼓之間間隙;

        3)制動(dòng)鼓與制動(dòng)底板間隙。

        1.3 針對(duì)三個(gè)變差因素進(jìn)行分析

        1.3.1 摩擦片摩擦系數(shù)穩(wěn)定性

        通過潮濕環(huán)境下摩擦片的制動(dòng)效能試驗(yàn)來判斷摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性。

        摩擦系數(shù)是評(píng)價(jià)摩擦材料的一個(gè)重要的性能指標(biāo),好的摩擦片材料其摩擦系數(shù)必須在各種條件下保持穩(wěn)定[1]。而摩擦系數(shù)最直接影響到制動(dòng)扭矩大小[2],因此采用以下試驗(yàn)方法來驗(yàn)證摩擦系數(shù)是否穩(wěn)定。

        試驗(yàn)條件及方法:

        1)將摩擦片磨合 200次,在濕度大于 80%的環(huán)境下,施加1000N駐車?yán)髁?,放?小時(shí)以上;

        2)初速度為10km/h,初溫度為25°,制動(dòng)壓力為0.8MPa,連續(xù)制動(dòng)20次;

        3)記錄0.8MPa壓力下連續(xù)制動(dòng)20次對(duì)應(yīng)地輸出扭矩。

        圖1 潮濕環(huán)境下摩擦片制動(dòng)效能

        結(jié)論:通過該臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果可知,在潮濕環(huán)境下制動(dòng),前10次的制動(dòng)扭矩是后續(xù)10次制動(dòng)扭矩的3倍,可反映出摩擦材料摩擦系數(shù)在潮濕環(huán)境下是不穩(wěn)定的。

        1.3.2 制動(dòng)鼓和制動(dòng)器之間間隙能力分析

        踩制動(dòng)踏板時(shí),制動(dòng)器活塞推動(dòng)制動(dòng)蹄片張開與制動(dòng)鼓摩擦面進(jìn)行接觸,從而產(chǎn)生摩擦力達(dá)到制動(dòng)作用。兩者之間間隙的大小,直接影響到制動(dòng)的靈敏性,如果間隙過小,當(dāng)踩踏板時(shí),制動(dòng)蹄片立即張開與鼓接觸,反應(yīng)時(shí)間很短,很容易導(dǎo)致制動(dòng)抱死[3]。

        該初始間隙為制動(dòng)鼓內(nèi)徑與制動(dòng)器直徑之差(制動(dòng)鼓內(nèi)徑為280+0.05/-0.08;制動(dòng)器直徑為278.6~279,該單邊間隙規(guī)范為0.45~0.65)。隨機(jī)抽取30輛車,測量制動(dòng)鼓和制動(dòng)器之間間隙,進(jìn)行過程能力分析。

        結(jié)論:從過程能力數(shù)據(jù)來看,CPK為 1.1,意味著過程波動(dòng)比較穩(wěn)定。

        1.3.3 制動(dòng)鼓和制動(dòng)底板之間間隙能力分析(制動(dòng)底板和制動(dòng)鼓間隙設(shè)計(jì)值為8.5~11.5mm)

        制動(dòng)鼓和制動(dòng)底板間隙影響到的是制動(dòng)器內(nèi)潮濕環(huán)境,間隙過大,雨水容易流入制動(dòng)器內(nèi),導(dǎo)致摩擦片銹蝕,與制動(dòng)鼓接觸時(shí),摩擦力加大,制動(dòng)力增加從而導(dǎo)致制動(dòng)靈敏,甚至抱死。

        結(jié)論:從過程能力數(shù)據(jù)來看,CPK為1.58,該間隙過程能力可以接受。

        1.3.4 總結(jié)

        通過以上分析可知,制動(dòng)鼓和制動(dòng)器之間間隙以及鼓和制動(dòng)底板之間間隙生產(chǎn)過程能力比較穩(wěn)定,可排除這兩個(gè)因素對(duì)該問題的影響。因此摩擦片材料摩擦系數(shù)穩(wěn)定性是導(dǎo)致該問題的可能主要原因。

        2 根本原因分析

        摩擦片的材料配方?jīng)Q定了摩擦系數(shù),系數(shù)的穩(wěn)定性由配方中的各種材質(zhì)決定[2],由于摩擦片的材料配方是各個(gè)材料生產(chǎn)商的最大秘密,我們無法獲得材質(zhì)信息,為進(jìn)一步驗(yàn)證摩擦材料對(duì)該問題的影響,只能通過以下一些試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證:

        2.1 摩擦片摩擦系數(shù)受濕度的影響

        試驗(yàn)條件及方法:室溫下將三種摩擦片磨合200次,將其放置在濕度變化的環(huán)境下進(jìn)行制動(dòng)效能試驗(yàn)。藍(lán)色為進(jìn)口摩擦片,黃色為正開發(fā)車型的摩擦片,紅色為該車型摩擦片。

        圖2 摩擦片系數(shù)受濕度影響圖

        結(jié)論:通過上圖可以看出開發(fā)車型的摩擦片及該車型現(xiàn)用摩擦片摩擦系數(shù)受濕度影響很大,進(jìn)口摩擦片比較平穩(wěn)。

        2.2 潮濕環(huán)境下制動(dòng)效能試驗(yàn)

        驗(yàn)證不同摩擦片在相同潮濕環(huán)境下制動(dòng)效能的波動(dòng):

        試驗(yàn)條件及方法同1.3.1。

        圖3 潮濕環(huán)境下制動(dòng)效能對(duì)比圖

        結(jié)論:從上圖可以看出,進(jìn)口摩擦片(藍(lán)色)制動(dòng)扭矩比較平穩(wěn),而黃色和粉色標(biāo)記的摩擦片前面 3次制動(dòng)扭矩較大。粉色為公司現(xiàn)開發(fā)車型用摩擦片,黃色為該車型用摩擦片。

        2.3 銹粘著試驗(yàn)

        驗(yàn)證摩擦片和對(duì)手件的銹粘著情況,如果分開摩擦片和對(duì)手件的分離力越大,則其銹粘著情況越嚴(yán)重[4]:

        試驗(yàn)條件及方法:

        (1)將鑄鐵板加工面用溶劑進(jìn)行脫脂處理;

        (2)試驗(yàn)?zāi)Σ疗谡麴s水中浸泡15分鐘,除去附著在摩擦片表面的氣泡;

        (3)將濕潤的摩擦片放置在鑄鐵板的加工面上,用5kgf/cm2(0.49Mpa)的壓力加壓;

        (4)室內(nèi)放置72小時(shí);

        (5)除掉壓力,將鑄鐵板固定在適當(dāng)?shù)膴A具上,用壓縮或拉伸試驗(yàn)機(jī),在與接觸面平行的方向上,壓或拉試驗(yàn) 片使其與鑄鐵板分開,測此時(shí)的分離力[4]。

        結(jié)果如圖4所示:

        圖4 銹粘著試驗(yàn)結(jié)果

        結(jié)論:現(xiàn)用摩擦片銹粘著需要的分離力較進(jìn)口摩擦片大,是進(jìn)口摩擦片的3倍。

        2.4 結(jié)論

        通過以上對(duì)摩擦片材料的試驗(yàn)驗(yàn)證,可知現(xiàn)用摩擦片中含有易生銹的金屬成分,在潮濕環(huán)境下與對(duì)手件的粘著比較嚴(yán)重;現(xiàn)用摩擦片摩擦系數(shù)受濕度影響很大;進(jìn)口摩擦片在潮濕環(huán)境下低速效能比較穩(wěn)定,而現(xiàn)用摩擦片在潮濕環(huán)境下低速效能在前5次制動(dòng)時(shí)更容易導(dǎo)致制動(dòng)靈敏,甚至抱死;該進(jìn)口摩擦片在歐洲同款車型上使用時(shí)其引起的制動(dòng)抱死千臺(tái)故障率為4.5‰,而目前現(xiàn)用摩擦片在該車型上引起的制動(dòng)抱死千臺(tái)故障率達(dá)到11‰。通過試驗(yàn)結(jié)果及售后故障數(shù)據(jù)對(duì)比,可知摩擦片材料是導(dǎo)致潮濕環(huán)境下制動(dòng)抱死的根本原因。

        3 改進(jìn)方案

        通過上述對(duì)比試驗(yàn),可知現(xiàn)用的摩擦片比進(jìn)口摩擦片在潮濕環(huán)境下更容易銹蝕、且容易粘接;制動(dòng)效能不穩(wěn)定,可知現(xiàn)用的國產(chǎn)化摩擦片和進(jìn)口摩擦片相比易生銹的金屬元素含量較多,增加了浸水后的銹蝕率,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行摩擦片材料的改進(jìn)。

        圖5 摩擦片配方改進(jìn)后與進(jìn)口摩擦片制動(dòng)效能對(duì)比試驗(yàn)

        提高摩擦片的pH值,從9.5提高到10.5,增加少量堿性物質(zhì)同時(shí)減少基礎(chǔ)配方中鐵元素的含量。將改進(jìn)后的摩擦片與進(jìn)口摩擦片進(jìn)行制動(dòng)效能對(duì)比試驗(yàn)。

        結(jié)論:從上述對(duì)比可以看出,制動(dòng)摩擦片配方改進(jìn)后的制動(dòng)效能與進(jìn)口摩擦片比較接近。進(jìn)口摩擦片在該車型上的潮濕環(huán)境制動(dòng)抱死抱怨基本沒有,在國產(chǎn)化后該問題大幅增加。國產(chǎn)化摩擦片配方改進(jìn)后經(jīng)過海南道路試驗(yàn)和市場驗(yàn)證,該問題得以解決。

        4 總結(jié)

        該項(xiàng)目的改進(jìn)過程為其他車型類似產(chǎn)品問題的整改以及新品開發(fā)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。公司在現(xiàn)階段開發(fā)的某車型的同類產(chǎn)品也存在此類問題,借用該項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)成功解決該問題,縮短新車型的開發(fā)周期,使之順利上市;目前在國內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)域內(nèi),對(duì)此類產(chǎn)品的類似問題都具有很大的借鑒與幫助作用。

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