汽车盘式制动器制动抖动问题的研究

既是一种新思维，也是上述谈到的“从设计方面
考虑着手”和“在车修复”的进一步思考与提升， 就是针对盘式制动器制动抖动问题，认真研究制 动抖动的影响因素，从细部结构和材料上着手， 设法克服这些主要因素的影响，从而达到减弱制 动抖动的目的。 譬如，针对制动盘厚薄差这一影响制动抖动 的因素，可以在制动盘的表面浇铸或涂镀一层用 来补偿厚薄差的材料，如果对巴氏合金材料进行 改进，改善其烧结性能，可能会满足这一要求。 这一想法并未完善，只是一种思路，希望能给研 制人员一点启示。 又譬如．针对制动盘端面跳动这一影响制动 抖动的因素，可以用特殊材料补偿法，也可以通 过细部结构的设计来补偿。
制动性能得到了很：赶的改善，诸如：增势问题、热
衰退和水衰退问题、制动反应时间问题、汽车的 舒适性、平顺性和操纵稳定性问题，都较好地得 到了解决。 但是，盘式制动器也有不尽人意之处，那就是 制动抖动问题。在２０世纪８０年代之前，人们对汽车 的研究、设计还停留在汽车的动力性和使用性方 面。制造技术落后，质量低下，不可能把制动抖 动作为重点问题进行研究。到２０世纪８０年代，人 们开始注意到这一问题，尤其是近年来，汽车的 行驶安全性和乘坐的舒适性成为人们对汽车性能 关注的热点，制动抖动问题就显得越来越突出， 越来越受到人们的关注。 由于制动抖动］见象影响因素多，机理复杂，到 目前为止。对制动抖动现象尚未有一个准确的描 述．问题也就不可能得到解决。虽然这方面的研 究工作，像对抖动现象的试验研究、对激励源以 及传递途径的仿真分析等时有报道，但仍没有实 质性的进展。
３．１从设计方面考虑 ３．１．１制动盘的抗翘曲性。针对制动盘的翘曲问 题，通过对制动盘形状、材料的研究设计，使其 具有良好的抗翘曲性。 ３．１．２减少非制动状态下的磨损。非制动状态下的 磨损是由于解除制动时制动盘分离不彻底或不及 时造成的，如果对浮动钳导向销等部件改进设计 或者采取其它措施就可以减少非制动状态下的磨 损。 ３．１．３合理总体设计。 对整车合理地进行改进设
加工误差虽然不可避免，但通过提高加工精 度和装配精度是可以得到控制的，其影响程度并 不严重。 非制动状态磨损不仅是难于避免，而且影响 较大。当制动过程结束之后解除制动时，浮动钳 往往不能立即回位，致使制动盘和摩擦块之间在 局部上有轻微的接触，长期不断地摩擦就会使制 动盘产生厚薄不均的现象。 热效应问题。制动盘在制动过程中由于摩擦 的作用将使温度升高，制动盘外圈的线速度相对 内圈而言其线速度要高，因此，外圈的温度就会 更高，在外圈产生一个热环，而这个热环不可能 均匀规则，会成为一个个的热点或热点区域，其 温度最高可达８００℃，制动盘的巨大温差会导致制 动盘发生翘曲变形，其结果是产生了制动盘厚薄 差，这就是所谓的热效应。 ２．２。２制动盘端面跳动 制动盘的端面跳动与制动盘的厚薄差相类似． 其导致制动抖动的机理相同，不再赘述。 制动盘端面跳动的产生主要是由加工误差和 装配误差造成的，此外，外力作用也不可忽视， 当车轮大角度转弯或强烈颠簸时．通过连接件的 传递也会引起制动盘的端面跳动。 ２．２．３摩擦系数的不稳定性 在制动过程中，摩擦系数是不稳定的。我们
４进一步的探索思考
随着人们对汽车性能要求的不断提高，盘式制 动器的制动抖动问题日益突出，而有关制动抖动问 题的研究目前还处在初级阶段。多数专业人士正 致力于通过理论模型和仿真模型的建立进行试验 研究，探析盘式制动器制动抖动发生的根源和传 递途径．但是行车制动的实际工况与仿真模型的 工况相差较大，摩擦系数、制动等效半径都是随 时变化的，悬架和车架也不是绝对的刚体，再加 上其它一些不确定因素，这项工作如此研究在短 时期内很难应用到实际当中去．而人们对这一问 题解决的需求却较为急迫。这就需要我们另辟蹊 径，一边通过理论模型和仿真模型的建立进行试
动的重要因素尚未讨论——悬架特性和转向系统
的影响。 制动力矩波动和制动压力波动引起的振动最 终造成车辆的制动抖动，是通过悬架、车架以及 转向系统来传递的。当制动力矩波动和制动压力 波动的频率与悬架、车架或转向系统的某一个固 有频率相等或接近时，就会发生共振，将振幅放 大，引起强烈振动。
３当前可行的解决措施
张立军，尹东晓．同济大学学报（自然科学版）３４（８）． ｆ４１制动引起的转向盘抖动的传递途径试验研究宁国宝，张 立军等．汽车工程，２００６，（１）．
ｆ５１表面波纹度在磨损过程中变化机理的研究胡俊标．机械 制造，２００ｌ（６）． 【６］盘式制动器制动抖动研究综述李运超，吴光强，盛云． （同济大学汽车学院，上海２０１８０４） 【７］汽车气压盘式制动器结构特点和发展魏小华．科技信息
生。
知道．静摩擦系数远远大于动摩擦系数；温度升 高，材料的表面硬度降低，摩擦系数就会变大。 而制动时的相对速度和温度都处于不确定的动态 变化之中．导致了摩擦系数的不稳定性。 以上对引起制动力矩波动和制动压力波动的 三个主要因素进行了简要的论述，但还有一个将 制动力矩波动和制动压力波动放大而影响制动抖
２制动抖动的产生机理及其因素
２．１制动抖动的产生机理 制动抖动是由制动引发的一种强迫振动。产生 的原因有二：制动压力波动和制动力矩波动。 制动压力波动将通过制动管路的传递途径使 制动踏板抖动，无需赘述。下面将着重谈一下制 动力矩波动的影响。 当制动力矩由于某一参数发生变化而波动时， 地面制动力以与其制动力矩波动相应的规律发生 波动，通过车轮、轴承等联接件传递到制动器，使 制动器产生同样规律的振动。车架传递又将这一振 动放大．最终造成转向系统的转向盘和车身的地板 抖动，出现制动抖动现象。 制动力矩的大小与制动盘的接触面积、压紧压 力、制动盘材料的摩擦系数和等效作用半径成正 比，可用公式Ｔ＝ｐＡ阻来表达。 式中Ｔ为制动力矩；ｐ为接触压力；Ａ为接触面 积；斗为摩擦系数；ｒ为摩擦力等效作用半径。 显然，当制动盘的接触面积、压紧压力、摩擦 系数、等效作用半径任何一个发生变化时，制动力 矩都会随之变化，引起制动力矩波动。在实际的制
ｆ１１制动引起的方向盘抖动现象试验研究宁国宝，张立军，
尹东晓等．中国工程机械学报，２００４，（３） 【２】盘式制动器制动抖动问题概述余卓平，尹东晓等．汽车 工程，２００５（３）． ｆ３］制动盘端面跳动引起制动力矩波动的建模分析宁国宝，
验研究．一边探索解决这一问题的实际办法——
补偿１） ［８】汽车气压盘式制动器的结构特点与性能分析严波，徐 达．专用汽车，２００５，（４） 【９］气压盘式制动器在我国的发展前景及开发的关键技术
罗方，徐达等．专用汽车，２００６， （３）
作者简介：
陈红（１９６８一），女，副教授，硕士。研究方
向：汽车检测与维修的实践与教学。
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陈红陈永林：汽车盘式制动器制动抖动问题的研究
汽车盘式制动器制动抖动问题的研究
Ｓｔｕｄｙ
ｏｎ
Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｂｒａｋｅ Ｂｒａｋｅｓ Ｓｈａｌ【ｉｎｇ Ｐｒｏｂｌｅｍ 陈红陈永林 （广州现代信息工程职业技术学院）
［摘要］本文从汽车盘式制动器的性能谈起，对制动抖动的发生机理、影响因素、当前可行的解 决措施以及进一步的探索思考几方面进行了讨论，强调了制动抖动的研究工作应与解决实际问题 并重，并提出了控制制动抖动的补偿法这一设想。 （关键词］盘式制动器 制动抖动 ｊｉｔｔｅｒ 解决措施补偿法
补偿法是针对影响制动抖动因素的动态变化 而采取的尺寸补偿措施，无论制动抖动的发生原 因是什么，发生机理如何．都可以采用补偿法减 轻制动抖动或抑制制动力矩波动和制动压力波动 的放大。但其实质上是对制动装置的轻度柔化， 有可能降低制动力矩，影响制动性能。基于此两 方面考虑，实际应用时在柔化程度上要恰当，要 在保证制动性能的前提下去补偿。 ５
结束语
气压盘式制动器满足了未来各种汽车向高速、
重载、舒适化程度和安全性高的方向发展，其美 中不足的是制动抖动问题越来越显得突出，关于 这方面的研究正不断地深入，并向着广思路、多 方位的方向延伸。无论是理论模型和仿真模型的 建立．还是当前可行的解决措施，以及诸如补偿 法的实践尝试．都有默默工作的专业人士在努力 着。在未来几年内这一问题将会得到满意的解 决．气压盘式制动器在国内将会得到更加广泛的 应用。 参考文献
Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｐｌｅｎａｌｔｙ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｄｉｓｃ ｂｒａｋｅ Ｂｒａｋｅ
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刖罱 随着人们对车辆性能和车速的要求不断提高，
下面我们将本着解决实际问题的出发点．着重 从制动抖动的发生机理、当前可行的解决措施以及 进一步的探索思考几方面进行讨论，希望能有一点
实际意义。
气压盘式制动器在汽车领域得到了越来越广泛的 应用，目前已完成行业标准的审定，将成为我国 部分汽车的标准配置。 盘式制动器克服了鼓式制动器的一些缺点．其
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内燃机与配件
２０１３年第２期
动过程中，这些参数都不可避免地时刻在发生着 变化，制动抖动也就随时以不同程度地存在着。 ２－２产生制动抖动的各种因素 前面谈到，制动抖动是制动压力波动和制动 力矩波动造成的，下面将对引起这些波动的因素 逐一分析。 ２．２．１制动盘厚薄差 制动盘各点的厚度如果不相等，尤其是制动 盘的厚度沿圆周方向不相等，制动时的接触压力 就各处大小不等。就会引起制动力等效半径产生 变化，造成制动力矩的大小波动。制动盘各点的 厚度不相等，还会导致制动分泵的活塞轴向窜动， 使制动压力产生波动。 造成制动盘各点厚度不均的因素很多，比较 明显的是加工误差、非制动状态磨损和制动过程 中的热效应．这些都可以导致制动盘厚薄差的产
计．可使整车对制动盘厚薄差不太敏感，减弱由 此引起的制动抖动。 ３．１．４将悬架和转向系统的固有频率与制动力矩波 动和制动压力波动的频率错开，避免发生共振。 合理设计还能使振幅抵消一部分，更好地抑制制 动抖动。 ３．２从加工和装配方面考虑 提高加工精度和装配精度，减少制动盘厚薄 差和端面跳动，可以减弱车辆的制动抖动。 ３．３从使用维护方面考虑 使用维护不当，不仅影响制动器的制动性能 和使用寿命，也会引起车辆的制动抖动。比如，制 动衬块的排屑槽被异物覆盖，制动时将失去排出 尘土、刮去水分的作用，使制动力降低：制动衬 块的正常磨损；制动衬块和钳体之间的间隙过大： 轮缸内活塞密封圈弹力不足会引起制动盘与摩擦