引言

制動抖動是汽車制動系統(tǒng)常見故障現(xiàn)象之一，嚴重影響車輛行駛的舒適性和安全性。針對終端投訴案例的分析，研究發(fā)現(xiàn)車輛制動抖動主要與前制動盤耐久后DTV（厚薄差）增長有關(guān)，進一步研究發(fā)現(xiàn)前制動盤硬度分布不均和制動片材質(zhì)對制動盤沖擊過大是導(dǎo)致耐久后制動盤DTV增長超差的主要原因。
在售后維修領(lǐng)域，修理廠或者經(jīng)銷商往往為節(jié)約成本普遍采用光盤的方式，光盤雖然能夠暫時緩解制動抖動發(fā)生概率，但也會一定程度降低制動盤熱容量，給制動系統(tǒng)帶來潛在風(fēng)險，且一定公里數(shù)后制動抖動現(xiàn)象會再現(xiàn)甚至加劇。
通過制動盤制造工藝優(yōu)化及制動片材質(zhì)變更，可以有效抑制制動盤耐久后DTV增長，為車輛制動抖動相關(guān)問題的解決及新車型制動盤設(shè)計開發(fā)提供了相關(guān)經(jīng)驗與參考方案。

作者｜鄧海兵
圖片｜網(wǎng) 絡(luò)

1.研究背景

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，消費者對汽車品質(zhì)的要求也越來越苛刻，汽車高速行駛時制動抖動問題也逐漸被人們所重視，制動抖動問題不僅影響車輛行駛的舒適性，同時也會加速車輛相關(guān)零部件的疲勞損壞，影響行車安全。由于制動抖動現(xiàn)象的影響因素多、機理復(fù)雜，如何有效的避免制動抖動問題一直是困擾汽車行業(yè)的一個難題。
制動抖動是車輛在一定車速范圍內(nèi)實施制動時引起的方向盤、制動踏板以及車身地板等出現(xiàn)劇烈抖動的現(xiàn)象，是制動振動中的一種。車輛制動時通常由于制動力矩的波動，通過制動器、支架和轉(zhuǎn)向機傳遞到方向盤、地板、座椅和制動踏板等被駕駛員所感知，振動頻率通常發(fā)生在5-100HZ，并隨車速的變化而變化。
過往行業(yè)內(nèi)針對制動抖動的研究主要是改善制動盤制造過程中厚薄差（DTV）的波動，以減少制動力矩波動帶來的抖動問題。隨著制造工藝水平提高，目前制動盤制造過程DTV波動能夠控制在合格水平內(nèi)（小于7μm），但是針對車輛耐久后制動盤DTV超差產(chǎn)生的制動抖動問題行業(yè)內(nèi)研究較少。本文主要針對耐久后制動盤DTV超差產(chǎn)生的制動抖動問題進行研究。

2.制動抖動機理分析

針對市場投訴制動抖動的車輛進行實車路試確認，發(fā)現(xiàn)當(dāng)車速80-120km/h時以較小力度踩剎車時（制動減速度0.3g左右），車輛方向盤有明顯抖動，用NVH測試設(shè)備測量車輛方向盤振動數(shù)據(jù)，車輛制動時方向盤存在明顯抖動，且方向盤Y向（左右方向）振動最大可達0.5g，更換新的前制動盤后，相同工況試車故障消除，判斷方向盤抖動現(xiàn)象主要與車輛前制動盤有關(guān)。
制動盤厚薄差（DTV）是指制動盤的厚度沿圓周方向的變化量。DTV會導(dǎo)致制動盤和制動片接觸壓力分布不均以及制動力有效半徑發(fā)生變化，同時制動盤的厚度變化也會強制制動卡鉗的活塞軸向移動，導(dǎo)致制動壓力的波動。研究表明，在一定的車況下，15-20μm的厚薄差，將引起50N·m制動扭矩變化，同時當(dāng)車輛制動盤DTV大于10μm時有經(jīng)驗的駕駛員高速制動時就會感受到制動抖動，當(dāng)DTV達到15μm以上時就會產(chǎn)生明顯的制動抖動并被大多數(shù)駕駛員所感知，DTV越大制動抖動也就越嚴重。
回收10臺市場投訴制動抖動車輛前制動盤，車輛行駛里程均在2.5萬公里以上，分別測量其DTV數(shù)據(jù)，如表1所示。

從表中可以看出，前制動盤左右兩側(cè)平均DTV均在10μm以上，最大可達27μm，并且隨著車輛行駛里程越多，制動盤DTV就越大，而制動盤出廠DTV標準小于7μm，表明車輛耐久磨損后，前制動盤DTV出現(xiàn)了超差的情況，導(dǎo)致車輛制動過程中制動力矩波動較大，從而產(chǎn)生制動抖動故障。

目前制動盤的制造一般都是采用高精度加工中心，加工尺寸由設(shè)備精度加以保證，并且在加工后會設(shè)置檢查工序，使用帶有傳感器的設(shè)備來檢測保證，大部分主流的零部件廠家在此方面保證能力和檢出能力都比較高，所以出現(xiàn)制動盤DTV超差，更多的是在制動盤耐久使用后出現(xiàn)的。

3.制動次數(shù)對DTV影響分析

制動盤厚薄差（DTV）作為影響制動抖動的重要變量，在車輛使用中并不是保持不變的，而是會隨著制動系統(tǒng)的使用情況而變。車輛使用過程中DTV的變化較為復(fù)雜，受制動盤和制動片材料配比、材料兼容性等影響。在對產(chǎn)生制動抖動車輛的車主進行售后調(diào)查時，相當(dāng)一部分車主反映在新車階段車輛并沒有產(chǎn)生制動抖動，大約在行駛里程2萬公里左右時開始出現(xiàn)制動抖動，繼續(xù)行駛一段時間后，部分車主反映制動抖動有輕微好轉(zhuǎn)，部分車主反映制動抖動會惡化。

售后調(diào)查結(jié)果表明制動抖動與制動盤DTV增長存在一定的關(guān)系，為了模擬車輛制動過程中前制動盤DTV增長情況，隨機選取3個前制動盤，連同卡鉗及制動片一起進行臺架耐久制動測試，模擬整車正常制動條件下，測量制動盤DTV隨著制動次數(shù)的增長情況，測試結(jié)果顯示：當(dāng)制動次數(shù)為6500次左右時三個制動盤DTV均超過15μm，最高可以達20μm，且制動盤DTV隨制動次數(shù)增加呈交替增減且總體上升的趨勢變化，說明在車輛的實際使用壽命內(nèi)，一定時間內(nèi)制動盤DTV隨著制動次數(shù)的增加可能增大，也可能會減小，但總體上會隨制動次數(shù)的增加而逐漸增大，引起制動抖動的概率也會逐漸增大。

4.制動片材質(zhì)影響分析

車輛正常制動過程，是依靠制動片與制動盤的摩擦達到減速控制車輛的目的，制動片材料對制動盤的攻擊性也是造成制動過程中制動盤DTV增長的重要因素之一。如果制動片所用材料不合適，材質(zhì)耐高溫性能差，車輛踩剎車減速過程中，制動產(chǎn)生的高溫使制動片表面較軟的緩沖材料燒結(jié)，制動片逐漸變的有較強的攻擊性，后續(xù)制動盤DTV快速惡化，產(chǎn)生制動抖動。
耐高溫性能差的制動片一定條件下會對制動盤產(chǎn)生較強的攻擊性，因此使用對制動盤攻擊性較弱，且在高溫下彈性變形小的制動片，可以減少因制動片沖擊過大而造成的制動片DTV增長超差。

5.制動盤硬度分布影響分析

針對市場投訴前制動盤，在距離制動盤外圓周內(nèi)側(cè)5mm位置每隔15度取一個測點，測量剎車盤圓周硬度分布狀況，共取24個測量點。結(jié)果顯示，制動盤DTV隨著制動盤硬度的變化而變化，制動盤硬度大的位置磨耗量少，硬度小的地方磨耗量多，由于制動盤的硬度偏差，制動過程中制動盤硬度低的部分更容易被削減，造成制動盤DTV增長超差，產(chǎn)生制動抖動問題。

6.對策研究

制動片材質(zhì)對制動盤沖擊過大與制動盤硬度分布不均是導(dǎo)致耐久后制動盤DTV增長超差的主要原因，因此，可以通過降低制動片對制動盤的過大沖擊和提高制動盤硬度均勻分布標準來避免制動盤DTV的增長。

6.1對策制定

（1）制動片材質(zhì)變更，使用對制動盤攻擊性較弱，在高溫下彈性變形小的制動片，可以減少制動盤的變形，避免制動片對制動盤過大沖擊造成制動盤DTV超差。
（2）制動盤硬度分布改善，針對制動盤硬度分布不均勻，結(jié)合實際工程經(jīng)驗，可以從制動盤外周部追加保溫工藝、增加外周部肉厚、延長澆道等措施進行優(yōu)化解決，從而保證制動盤外周制造工藝的穩(wěn)定性和一致性。

6.2對策效果驗證

將對策后的制動片和制動盤部品裝機進行臺架測試驗證，測量制動盤DTV隨著制動次數(shù)增長情況，測試結(jié)果顯示：對策后的部品在制動10,000次內(nèi)制動盤DTV可以控制在7μm以內(nèi)，相比對策前部品，相同制動次數(shù)下可以有效扼制制動盤DTV的增長，從而達到降低制動抖動的目的，判定對策有效。

7.結(jié)論

主要研究結(jié)論如下：

（1）車輛耐久后制動盤DTV的增長是導(dǎo)致市場中客戶出現(xiàn)制動抖動故障投訴的主要原因；

（2）光盤雖然能夠暫時緩解制動抖動發(fā)生概率，但是會一定程度降低制動盤熱容量，給制動系統(tǒng)帶來潛在風(fēng)險，且一定公里數(shù)后制動抖動現(xiàn)象會再現(xiàn)甚至加??；

（3）針對耐久后制動盤DTV的增長可以通過對制動片材質(zhì)變更及制動盤制造工藝優(yōu)化，可以有效抑制制動盤耐久后DTV增長，為后續(xù)制動抖動問題解決及制動盤設(shè)計開發(fā)提供相關(guān)經(jīng)驗和參考。

作者簡介

鄧海兵（1982年6月~），男，湖北武漢人，武漢靖信達汽車配件有限公司總經(jīng)理

2年汽車后市場創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷、12年汽車主機廠OEM工作經(jīng)歷：

?亞迪汽車有限公司，從事制動系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)工作；

?東風(fēng)本田，從事產(chǎn)品工程及質(zhì)量管控工作；

?東風(fēng)雷諾-日產(chǎn)，從事整車項目管理工作；

?東風(fēng)集團技術(shù)中心，從事智能電動車項目管理工作。

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