李杰 冯晓虹 凌利峰
摘 要：本文主要研究的目的是比较全面的分析带辅助回位机构的制动钳总成运动关系，以及分析在设计和耐久后的受力偏差等对产品性能的影响，并提出控制方法。
关键词：辅助回位机构 制动钳总成 原理 受力分析 问题解析
Analysis on Technical Problems of Brake Caliper Assembly with Auxiliary Return Mechanism
Li Jie Feng Xiaohong Ling Lifeng
Abstract：In this paper， the purpose of the study was to comprehensively analyze the relationship of the auxiliary return mechanism of the brake caliper assembly， and the design and durable deviation effect on the performance of products， and put forward the control method.
Key words：auxiliary return institutions， brake caliper assembly， principle， force analysis， problem analysis
1 绪论
1.1 问题的提出
从2019年开始，汽车尾气国六排放标准已在全国陆续实施，提出低排放低能耗要求，在此大环境下，整车厂对制动钳总成的低拖滞力矩的要求越来越高，各制动钳供应商都在积极的研发新的结构型式来降低拖滞力矩，达到低排放低能耗的政策要求;本论文探讨的目的是以我司目前现有的研发经验，总结带辅助回位机构制动钳总成在设计和试验过程中出现的问题，进行原因分析，并提出控制方法。
1.2 国内外研究现状
目前市场上专门应对低拖滞而增加的辅助机构较少，主要是以如何辅助制动块顺利回位为主。
主要的辅助回位设计类别有以下三种：
1.3 本文研究的主要内容、目标与方法
本文研究的主要内容是：回位机构工作原理簡介、辅助回位机构运动受力分析、弹力变化分析、常见问题解析;目标是分析出目前辅助回位机构如何设计，提出如何控制来避免相关问题的出现。
2 运动分析和弹力变化分析
2.1 制动钳总成带辅助回位机构的工作原理简介
工作原理：制动时，活塞推动内侧制动块总成（4）及外侧制动块总成（2）贴向制动盘，产生制动力矩，车辆停止;当制动解除时，活塞回位，内侧制动块总成（4）在辅助回位机构（内侧）（5）弹力及制动盘的离心力共同作用下，克服制动块的滑动阻力，脱离制动盘;外侧制动块总成（2）在辅助回位机构（外侧）（1）弹力及制动盘的离心力共同作用下，脱离制动盘，达到拖滞力矩降低的目的。
2.2 运动受力分析
首先，简单介绍下拖滞力矩产生的原因;
Drag=u*Fnorm.*Reff.
Drag代表拖滞力矩，u代表摩擦系数，Fnorm.代表盘片残余正压力;Reff.代表制动半径。
由于Reff.和u一旦制动系统确定，即很难优化变更，所以一般从Fnorm.方面入手进行优化设计，来降低Drag值。
辅助回位机构对制动钳总成静态拖滞力矩的影响，从以下几个力学因子进行解析描述：
①Fa：外侧辅助回位机构弹簧力;②Fb：内侧辅助回位机构弹簧力;③Fc：钳体滑动阻力
④Fd：外侧制动块滑动阻力;⑤Fe：内侧制动块滑动阻力
需要达到的平衡关系
外侧回位机构的力平衡公式
Fa>Fd （一）
内侧回位机构的力平衡公式
Fb 总成受力平衡公式 （Fa-Fd）<（Fb+Fc） （三） 从受力角度分析，辅助回位机构的弹力是需要达到一个平衡状态;通过DOE内/外侧回位机构弹力设计验证，确定外侧回位机构弹力Fa=12N;内侧回位机构弹力Fb=4N; *基于不同产品的钳体滑动阻力、制动块滑动阻力、内/外侧回位机构弹力可以调整。 2.3 辅助回位机构的弹力变化分析 对于辅助回位机构的设计，通过台架耐久，实车耐久进行验证。 以下是我司某款车型产品的台架验证结果。*振动耐久按照QC/T 592规范进行[4]。 从以上的台架和实车验证结果来看，辅助回位机构的设计，在该款产品上是可行的，震动耐久前、后，路试耐久前、后，性能虽然有所下降，但表现优秀，辅助回位机构的增加，使得制动钳总成整体静态拖滞力矩有明显改善。 3 问题的解析 3.1 常见问题1解析 问题点：辅助回位机构设计角度不合理，引起弹簧力不能均匀的拉回制动块，制动块上下方向摆偏，最终引起拖滞力矩改善效果降低，同时，引起制动块上下方向偏磨损。 产生该问题的原因分析如下： 1.未进行合理的CAE分析;2.支架上无合适的平面空间，回位弹簧无合适的着力点;3.制动块和制动块卡簧片的滑动阻力均衡点未找到（误导回位机构弹力设计）; 解决措施是，在设计阶段进行CAE受力分析（支架上预留合理的着力平面），并且尽量使弹簧力作用在制动块的中心弧线上。 3.2 常见问题2解析 问题点：运输或者整车使用后辅助回位机构的弹簧力失效，引起制动块偏磨，拖滞力矩增加等。 产生该问题的原因分析如下： 1.设计结构不合理，辅助回位机构和制动块铆接凸钉配合间隙过大;2.铆接凸钉高度不够，铆接余量预留不足;3.铆接工艺不合理，未完全铆接到位，辅助回位机构有浮动空间;4.辅助回位机构设计不合理，弹力损失明显，变形量过大;5.辅助回位机构折弯有缺损，耐久后断裂，引起弹力损失;6.包装发运过程中回位机构变形损坏; 解决措施是，辅助回位机构的铆接工艺保证，增加拉脱试验，合理的包装方案，以及取件操作规范指导书，振动耐久及路试耐久验证，保证运输后和耐久后铆接牢固稳定以及弹力损失的可接受范围; 4 结论 从以上分析能得到如下结论：（1）制动块辅助回位机构的增加对拖滞力矩是有明显改善的;（2）辅助回位机构的弹力值设定需要结合制动钳特性参数设计;（3）合理的结构设计能保证耐久前后拖滞力矩性能;（4）合理的工艺、包装和操作规范能避免回位机构的失效。 参考文献： [1]朱龙根主编.简明机械零件设计手册.第2版.北京. 机械工业出版社，2005.6 256. [2]日信工业株式会社 车辆盘式制动器 发明专利 专利号 201511035916.1. [3]浙江亚太机电股份有限公司 一种浮动式制动钳总成中制动块的辅助回位结构 实用新型专利 专利号ZL 201605233270.1. [4]国家机械工业局 轿车制动钳总成性能要求及台架试验方法 QC/T 592 2013版.
