制动钳拖滞力矩形成原理与影响因素

孙毅威

摘 要：拖滯力矩不仅会影响整车油耗，行驶、制动时还会引起车辆抖动，引起制动异响或拖磨异响，严重时甚至抱死，影响车辆安全;因此研究拖滞力矩形成的原因，不仅降低油耗，还会降低制动问题的发生，减少影响行驶安全的因素发生。

关键词：拖滞力矩;活塞回位量;形成机理;因素;安全

1 引言

随着国家法规及用户对制动安全，整车油耗，行驶过程中的舒适性要求越来越高，对制动钳总成的性能及设计提出了更加严苛的要求，拖滞力矩作为影响油耗及舒适性的一个因素，对拖滞力矩降低的研究越来越重视，本文着重对拖滞力矩的形成原因及影响因素进行分析。

2 拖滞力矩机理

2.1 拖滞力矩的定义

当制动器的液压解除后，残留的制动盘转动阻力矩。

2.2 拖滞力矩形成原理

液压制动：驾驶员踩下踏板Fa→助力器推杆输入力Fb（杠杆放大）→主缸活塞输入力Fc（助力器助力放大）→制动管路液压力P1（转换）→卡钳活塞输出力Fd（转换）→制动盘制动力矩Ta（制动半径、摩擦系数）。

制动解除：驾驶员松开踏板Fa=0→助力器推杆输入力Fb=0（回位弹簧复位）→主缸活塞输入力Fc=0（助力器回位弹簧复位）→制动管路液压力P1=0（活塞回位）→卡钳活塞输出力Fd=0（转换）→摩擦片对制动盘的残余压力Fe→制动盘制动力矩T（制动半径、摩擦系数）。

2.3 试验方法

参考QC/T 92-2013。

3 拖滞力矩理论计算

3.1 拖滞力矩公式推导

由于Rm，μ都是给定的值，所以制动钳拖滞力矩的大小与内外摩擦片对制动盘的压力有关，通过制动钳机理，将制动钳转化为力学模型，对Fws，Fns分别进行分析。

3.2 拖滞力矩数模模型

缸体受力说明：缸体为U型结构，受活塞P1及爪部反作用力作用，发生弹性变形。

矩形圈受力说明：

摩擦片受力说明：

摩擦片受力挤压制动盘，由于摩擦片摩擦材料为粉末粘结，发生弹性变形。

4 拖滞力矩影响因素

根据拖滞力矩推导公式⑩、?，可以确定影响拖滞力矩的参数有哪些。由于制动半径Rm，摩擦系数μ为系统匹配后的定值，不做考虑，所以影响拖滞力矩的参数有以下几个参数组成：

以上几个因素为影响拖滞力矩的一级因素，影响一级因素的二级因素、三级因素暂未分析;根据一级因素分析出来的二级、三级因素则是我们设计产品时的一些重要参数或性能指标，例如摩擦片的硬度、孔隙率，弹簧片的荷重，零件的关键配合尺寸及公差、零件的材料等。

由于拖滞力矩与需液量存在负相关的关系，增大活塞回位量可以适当降低拖滞力矩，但同时会增大需液量，造成制动踏板感差，所以在设计拖滞力矩的同时，一定要兼顾制动其他性能的需求，在不影响其他性能的前提下，尽可能降低拖滞力矩。

参考文献：

[1]QC/T 液压制动钳总成性能要求及台架试验方法[S].

[2]密封槽结构对卡钳活塞回位量、所需液量和拖滞力矩影响因素的研究[M].