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汽车制动卡钳活塞缸孔异常磨损检测与浅析
日期:2020-10-14 浏览次数:

摘 要:随着中国汽车产业的发展,汽车保有量持续增加,随之而来的汽车故障也不断增加,在车辆故障中汽车制动系统故障,因涉及安全问题所以成为人们较为关注的问题。汽车制动系统故障中又以汽车制动卡钳故障问题较为突出,其中制动卡钳缸孔、活塞磨损导致制动抱死、漏油、制动块偏磨等问题时有发生,因此研究汽车制动卡钳的故障形成机理,确定优化解决方向变得日益重要。

1 故障背景霸州市华诚汽车制动器有限公司为某皮卡车型配套前卡钳,此车型整备质量1850Kg,路试反馈车辆行驶过程中有刹车疲软现象,在行驶20000 公里时出现前制动卡钳拖滞漏油问题,对故障件进行拆解。卡钳磨损部位相片如下图:



图1 卡钳缸孔内壁光亮的挤压磨痕

图2 卡钳活塞表面摩擦痕迹

图3 制动块磨削痕迹

2 失效原因
依据出现的现象,进行详细的分析,把可能导致卡钳失效的原因列举出来,卡钳失效原因如下:
2.1 卡钳支架固定孔平面度超差

图4

2.2 钳体导向主销轴线与活塞缸轴线平行度超差


图5
2.3 橡胶件密封圈抱紧力不够



图6
3 测量与分析

(1)对2.1 问题通过激光平面测量仪进行测量,对于卡钳支架安装孔形位公差平面度0.05 进行测量,使用卡尺对形状尺寸63±0.2 进行测量,数据如下表:

表1


表2




通过对测量的数值分析可以确定:①形状尺寸为63±0.2,所测量的20 个尺寸数值符合尺寸要求判定合格;②形位公差平面度为0.05,测量的10 组数据不合格;③图纸设计不合理,形状尺寸的公差范围为0.4 范围较大导致形位尺寸不合格,卡钳安装孔与整车前桥安装后卡钳出现倾斜,造成活塞与缸体磨损,卡钳失效。
(2)使用三坐标测量仪对卡钳钳体导向销轴线与活塞缸轴线平行度进行测量,数据如下表:

表3


分析三坐标测量数值,尺寸无一合格,经对生产工艺了解,导向主销与卡钳钳体缸孔为两序加工造成加工误差;导向主销轴线与缸孔轴线不平行,将导致制动蹄片倾斜卡钳在制动过程中活塞受蹄片的反向作用力倾斜,经过长期的相互作用,最终导致活塞早期磨损。使用过程中重要的形位尺寸必须要一次性定位加工。
(3)卡钳活塞与密封圈的配合尺寸,在实际的应用过程中主要体现在活塞的滑动阻力数值上,对卡钳按照QC/T592-2013 检测方法进行检测,数据如下表:

表4


将测量数据与QC/T592-2013 标准中活塞滑阻力70-700N 进行对比额发现活塞滑阻力,在偏小,这导致:①在制动解除过程中制动蹄片受撞击力的作用活塞回位量过大;②因滑动阻力偏小其密封圈对活塞的支持力偏小,在制动过程中会引起活塞震动导致早期磨损。必须将密封圈安装槽、密封圈、活塞外径的配合尺寸进行重新设计,确保活塞压入力在80-150N 之间(我司经验值)保证提供足够的支持力与摩擦力。
4 结论

依据测量数据进行分析可以确定图纸尺寸设计错误,加工定位方式不合理,活塞滑阻力值小,对于产品耐久使用过程中的风险点识别不到位,是这次产品使用失效的主要因素。在后期开发过程中应把握产品的设计重点,明确并保证重要部位的使用耐久性,做好产品做好精品给人们带来更多的享受。