朱亞偉,李虎本,黃巨成
(奇瑞商用車(安徽)有限公司,蕪湖 241000)
隨著客戶對舒適性要求的提高,噪音和抖動(dòng)問題成為各個(gè)汽車廠關(guān)注的焦點(diǎn)問題。隨著高速公路網(wǎng)的發(fā)展和車輛動(dòng)力性能的提高,制動(dòng)效能也在提高,制動(dòng)抖動(dòng)問題引起了越來越多的關(guān)注。
現(xiàn)階段下對于抖動(dòng)的前期評價(jià)主要是通過臺架試驗(yàn)的DTV 和BTV 程序進(jìn)行。目前該實(shí)驗(yàn)程序都是作為剎車片的開發(fā)試驗(yàn)。
在抖動(dòng)問題處理中經(jīng)常出現(xiàn)思維定式,將問題交由剎車片制造商解決,導(dǎo)致驗(yàn)證周期拉長,問題卻得不到很好的解決,導(dǎo)致了解決抖動(dòng)問題的時(shí)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(xiàn)了方向性錯(cuò)誤。
制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)踏板反饋“頂腳感”,類似于緊急制動(dòng)時(shí)ABS 觸發(fā)后工作時(shí)對踏板的反饋,但是幅度一般較小,且為穩(wěn)態(tài)頻率,隨著車速降低頻率逐漸降低,降低到某個(gè)頻率區(qū)間后消失。
制動(dòng)抖動(dòng)主要發(fā)生在一定車速以上,中低或中等強(qiáng)度制動(dòng)條件下發(fā)生。
制動(dòng)時(shí)導(dǎo)致方向盤發(fā)擺現(xiàn)象,俗稱方向盤“打手”,一般是通過轉(zhuǎn)向羊角傳遞到轉(zhuǎn)向器產(chǎn)生一定頻率的方向盤振動(dòng),此現(xiàn)象一般在制動(dòng)速度為80~120 km/h 時(shí)產(chǎn)生的較多。
轉(zhuǎn)向盤振動(dòng)形式以擺振為主(nibble),同時(shí)可伴隨有縱向、橫向平動(dòng)(shake)。
制動(dòng)減速度的波動(dòng),即在恒定力制動(dòng)條件下,預(yù)期得到一個(gè)穩(wěn)態(tài)恒定的制動(dòng)減速度(ABS未觸發(fā)條件下),而車身在行駛方向產(chǎn)生了竄動(dòng)或聳動(dòng),導(dǎo)致了制動(dòng)舒適性能降低。
(1)制動(dòng)溫度大于200℃的制動(dòng)熱抖動(dòng)。熱抖動(dòng)通常指車輛在冷車制動(dòng)時(shí),不出現(xiàn)抖動(dòng)問題,當(dāng)連續(xù)多次制動(dòng)時(shí),導(dǎo)致制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)熱和升溫,才出現(xiàn)的制動(dòng)抖動(dòng)現(xiàn)象,并伴隨著制動(dòng)次數(shù)的增加而劇烈,在制動(dòng)系統(tǒng)冷卻后,熱抖動(dòng)現(xiàn)象消失。
熱抖動(dòng)主要發(fā)生在高速制動(dòng)或中速循環(huán)制動(dòng)(不停車)工況下,通常在車速60 km/h 以上的輕或中度制動(dòng)。
(2)制動(dòng)溫度小于200℃的制動(dòng)冷抖動(dòng)。
(3)異常因素引起的制動(dòng)抖動(dòng)。通常的異常因素包括:制動(dòng)盤破損或夾雜有雜質(zhì),過水時(shí)候的抖動(dòng),拖曳磨損、腐蝕、銹蝕和電化學(xué)腐蝕等引起的抖動(dòng)。
通常情況下,制動(dòng)抖動(dòng)由冷抖動(dòng)與熱抖動(dòng)組合而成,二者相互耦合、共同作用。
因異常抖動(dòng)成因復(fù)雜,現(xiàn)只對制動(dòng)抖動(dòng)分類1 和分類2原因進(jìn)行分析。
4.1 制動(dòng)的熱抖動(dòng)
圖1 某國產(chǎn)制動(dòng)盤在不同溫度下的DTV 數(shù)據(jù)
圖1 所示為某國產(chǎn)制動(dòng)盤在不同溫度下的DTV 數(shù)據(jù)。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(dòng)盤在不同溫度下的DTV 數(shù)據(jù)
圖2 所示為某外資制動(dòng)盤在不同溫度下的DTV 數(shù)據(jù)。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(shù)據(jù),可以確定制動(dòng)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(fù)后該變形消失,DTV 恢復(fù)。
我們再以該國產(chǎn)制動(dòng)盤為例分析DTV 和BTV 的關(guān)系圖(圖3)是在500 ℃下進(jìn)行的BTV 監(jiān)控。
圖3 某國產(chǎn)制動(dòng)盤在500℃下的BTV 監(jiān)控
圖3 中平均力矩約為570 N·m,力矩(藍(lán)色)波動(dòng)幅度約為240 N·m,其力矩波動(dòng)高達(dá)42.1%,已經(jīng)超出小于10%的常規(guī)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)范圍。
另外圖3 中還可以發(fā)現(xiàn)壓力(紅色)也出現(xiàn)了波動(dòng),且壓力的波動(dòng)和力矩的波動(dòng)一致。該壓力波動(dòng)隨著車速的降低其波動(dòng)頻率變小,說明壓力波動(dòng)與壓力輸出設(shè)備無關(guān),與車速相關(guān),車速越低壓力波動(dòng)頻率越小。能導(dǎo)致這種情況產(chǎn)生的只有制動(dòng)盤的周向運(yùn)動(dòng),即每到剎車盤DTV 高點(diǎn)管路壓力瞬時(shí)增加,DTV 低點(diǎn)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(dòng)加劇,導(dǎo)致高溫高速下的制動(dòng)抖動(dòng)。
高溫的DTV 經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證,DTV 的高溫增生轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化形成熱斑
高溫下制動(dòng)盤厚薄差發(fā)生變化,形成DTV,在制動(dòng)過程中DTV 的高點(diǎn)優(yōu)先跟剎車片接觸并產(chǎn)生摩擦,從而使局部溫度過高形成“熱斑”,并導(dǎo)致低溫和低速下制動(dòng)抖動(dòng),熱斑是比較明顯的一種剎車盤DTV 永久增生。
已知DTV 會導(dǎo)致BTV 產(chǎn)生,綜合分析高溫下的DTV和BTV 不難發(fā)現(xiàn),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(qiáng)相關(guān)因素。而高溫下反復(fù)的DTV 增生,會生成永久的DTV 增生導(dǎo)致常溫下的BTV 波動(dòng)產(chǎn)生低溫低速抖動(dòng)。
但目前評價(jià)DTV 和BTV 的試驗(yàn)方法和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),都是針對剎車片設(shè)計(jì)的,其中不乏全球知名的車企,如通用的《GMW14985-2006》。標(biāo)準(zhǔn)的缺失和設(shè)計(jì)試驗(yàn)的傳承,導(dǎo)致了整車設(shè)計(jì)前期對于制動(dòng)抖動(dòng)評價(jià)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(fā)初期規(guī)避制動(dòng)抖動(dòng)。
通過對制動(dòng)抖動(dòng)問題的重新分析,循序漸進(jìn)地剖析故障真因,發(fā)現(xiàn)了高溫下DTV 和BTV 的關(guān)系,以及高溫下DTV 和常溫下DTV 關(guān)系,綜合分析了制動(dòng)盤在制動(dòng)抖動(dòng)中的影響因素。雖沒有排除剎車片對抖動(dòng)的影響,但確定了制動(dòng)抖動(dòng)的強(qiáng)相關(guān)因素。
通過此過程總結(jié):針對現(xiàn)有問題不能以“傳承”的思想去解決,應(yīng)在長期的試驗(yàn)和驗(yàn)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(yàn)方法及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)?;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(jìn)思路給從業(yè)者一定的指導(dǎo)作用。