制動抖動測試誤區和解決方向

朱亞偉，李虎本，黃巨成

（奇瑞商用車（安徽）有限公司，蕪湖 241000）

1 引言

隨著客戶對舒適性要求的提高，噪音和抖動問題成為各個汽車廠關注的焦點問題。隨著高速公路網的發展和車輛動力性能的提高，制動效能也在提高，制動抖動問題引起了越來越多的關注。

現階段下對于抖動的前期評價主要是通過臺架試驗的DTV 和BTV 程序進行。目前該實驗程序都是作為剎車片的開發試驗。

在抖動問題處理中經常出現思維定式，將問題交由剎車片制造商解決，導致驗證周期拉長，問題卻得不到很好的解決，導致了解決抖動問題的時間跨度大，降低了客戶滿意度。其主要原因就是在解決問題的過程中出現了方向性錯誤。

2 制動抖動概述

2.1 制動踏板抖動

制動時的制動踏板反饋“頂腳感”，類似于緊急制動時ABS 觸發后工作時對踏板的反饋，但是幅度一般較小，且為穩態頻率，隨著車速降低頻率逐漸降低，降低到某個頻率區間后消失。

制動抖動主要發生在一定車速以上，中低或中等強度制動條件下發生。

2.2 方向盤抖動

制動時導致方向盤發擺現象，俗稱方向盤“打手”，一般是通過轉向羊角傳遞到轉向器產生一定頻率的方向盤振動，此現象一般在制動速度為80～120 km/h 時產生的較多。

轉向盤振動形式以擺振為主（nibble），同時可伴隨有縱向、橫向平動（shake）。

2.3 車身系統抖動

制動減速度的波動，即在恒定力制動條件下，預期得到一個穩態恒定的制動減速度（ABS未觸發條件下），而車身在行駛方向產生了竄動或聳動，導致了制動舒適性能降低。

3 制動抖動分類

（1）制動溫度大于200℃的制動熱抖動。熱抖動通常指車輛在冷車制動時，不出現抖動問題，當連續多次制動時，導致制動系統發熱和升溫，才出現的制動抖動現象，并伴隨著制動次數的增加而劇烈，在制動系統冷卻后，熱抖動現象消失。

熱抖動主要發生在高速制動或中速循環制動（不停車）工況下，通常在車速60 km/h 以上的輕或中度制動。

（2）制動溫度小于200℃的制動冷抖動。

（3）異常因素引起的制動抖動。通常的異常因素包括：制動盤破損或夾雜有雜質，過水時候的抖動，拖曳磨損、腐蝕、銹蝕和電化學腐蝕等引起的抖動。

通常情況下，制動抖動由冷抖動與熱抖動組合而成，二者相互耦合、共同作用。

4 制動抖動分析

因異常抖動成因復雜，現只對制動抖動分類1 和分類2原因進行分析。

4.1 制動的熱抖動

圖1 某國產制動盤在不同溫度下的DTV 數據

圖1 所示為某國產制動盤在不同溫度下的DTV 數據。50 ℃工況下的DTV 為6μm；330 ℃工況下的DTV 為64μm；500℃工況下的DTV 為106μm；冷卻50℃工況下的DTV 為6μm。

圖2 某外資制動盤在不同溫度下的DTV 數據

圖2 所示為某外資制動盤在不同溫度下的DTV 數據。50 ℃工況下的DTV 為7μm；350℃工況下的DTV 為26μm；500 ℃工況下的DTV 為46μm；冷卻50 ℃工況下的DTV 為8μm。

通過以上兩組數據，可以確定制動盤DTV 在高溫下普遍存在增長，即厚薄差在高溫下存在變形，在溫度恢復后該變形消失，DTV 恢復。

我們再以該國產制動盤為例分析DTV 和BTV 的關系圖（圖3）是在500 ℃下進行的BTV 監控。

圖3 某國產制動盤在500℃下的BTV 監控

圖3 中平均力矩約為570 N·m，力矩（藍色）波動幅度約為240 N·m，其力矩波動高達42.1%，已經超出小于10%的常規評價標準范圍。

另外圖3 中還可以發現壓力（紅色）也出現了波動，且壓力的波動和力矩的波動一致。該壓力波動隨著車速的降低其波動頻率變小，說明壓力波動與壓力輸出設備無關，與車速相關，車速越低壓力波動頻率越小。能導致這種情況產生的只有制動盤的周向運動，即每到剎車盤DTV 高點管路壓力瞬時增加，DTV 低點管路下壓力減小。

在高溫DTV 和管路壓力共同作用下，BTV 的力矩波動加劇，導致高溫高速下的制動抖動。

4.1制動的冷抖動

高溫的DTV 經過反復驗證，DTV 的高溫增生轉化為DTV 的永久增生，形成熱斑，如圖4 所示。

圖4 DTV 高溫增生轉化形成熱斑

高溫下制動盤厚薄差發生變化，形成DTV，在制動過程中DTV 的高點優先跟剎車片接觸并產生摩擦，從而使局部溫度過高形成“熱斑”，并導致低溫和低速下制動抖動，熱斑是比較明顯的一種剎車盤DTV 永久增生。

5 綜合分析

已知DTV 會導致BTV 產生，綜合分析高溫下的DTV和BTV 不難發現，隨著溫度增長DTV 和BTV 同步增長，可以看出在BTV 增長過程中DTV 因素為強相關因素。而高溫下反復的DTV 增生，會生成永久的DTV 增生導致常溫下的BTV 波動產生低溫低速抖動。

但目前評價DTV 和BTV 的試驗方法和評價標準，都是針對剎車片設計的，其中不乏全球知名的車企，如通用的《GMW14985-2006》。標準的缺失和設計試驗的傳承，導致了整車設計前期對于制動抖動評價的不充分，只能通過后期整車路試來判定，不能有效地在開發初期規避制動抖動。

6 結語

通過對制動抖動問題的重新分析，循序漸進地剖析故障真因，發現了高溫下DTV 和BTV 的關系，以及高溫下DTV 和常溫下DTV 關系，綜合分析了制動盤在制動抖動中的影響因素。雖沒有排除剎車片對抖動的影響，但確定了制動抖動的強相關因素。

通過此過程總結：針對現有問題不能以“傳承”的思想去解決，應在長期的試驗和驗證過程中，在理論的支持下改變問題解決思路，制定合理的試驗方法及評價標準?；谶@種方法，才能找到有效的解決措施和方案，提高客戶滿意度。希望通過本文的改進思路給從業者一定的指導作用。