王浩

汽車制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)抖動(dòng)，是較常見(jiàn)的故障之一。制動(dòng)抖動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響汽車的舒適性和安全性，使客戶產(chǎn)生不滿，從而給汽車廠商和零部件制造商帶來(lái)負(fù)面影響。對(duì)于制動(dòng)抖動(dòng)現(xiàn)象，維修人員需要清楚地分辨其故障現(xiàn)象、了解其形成機(jī)理并制訂正確及時(shí)的維修方案。

1.制動(dòng)抖動(dòng)的故障現(xiàn)象

制動(dòng)抖動(dòng)是指在一定車速范圍內(nèi)進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，車身、儀表臺(tái)、轉(zhuǎn)向盤(pán)及制動(dòng)踏板等出現(xiàn)振動(dòng)的現(xiàn)象。按照振動(dòng)頻率的不同，可以將制動(dòng)抖動(dòng)分為低頻振動(dòng)、中頻顫振和高頻嘯叫。

低頻振動(dòng)主要是指由制動(dòng)力矩波動(dòng)引起的低頻強(qiáng)迫振動(dòng)，振動(dòng)頻率在100Hz以下，通常為10—50Hz，并且與車速呈一定的階次關(guān)系。低頻振動(dòng)一般發(fā)生在車輛高速行駛并施加中等強(qiáng)度制動(dòng)時(shí)，當(dāng)車速下降到一定程度后（一般為50km/h）抖動(dòng)消失。

中頻顫振是由于制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)摩擦片之間的摩擦特性引起，頻率為100—1000Hz，一般發(fā)生在較低的車速下（低于10km/h）。

高頻嘯叫與制動(dòng)系統(tǒng)元件的模態(tài)有關(guān)，而與車速無(wú)關(guān)，頻率一般在1000Hz以上。通過(guò)空氣傳播。

2.制動(dòng)抖動(dòng)的產(chǎn)生機(jī)理

圖1展示了制動(dòng)抖動(dòng)的發(fā)生和傳播途徑。從激勵(lì)源方面講，制動(dòng)抖動(dòng)主要是由制動(dòng)壓力波動(dòng)和制動(dòng)力矩波動(dòng)引起的，旋轉(zhuǎn)件不平衡和軸承間隙過(guò)大不是主因。因?yàn)樾D(zhuǎn)件不平衡可以通過(guò)動(dòng)平衡消除，軸承間隙過(guò)大也很容易發(fā)現(xiàn)。

車輪的制動(dòng)力矩可以表示為T(mén)=pAμr。其中，T為制動(dòng)力矩，p為接觸壓力，A為接觸面積，μ為摩擦系數(shù)，r為摩擦力等效作用半徑。從上式中可知，只要接觸壓力、接觸面積、摩擦系數(shù)和等效作用半徑任何一項(xiàng)發(fā)生變化，都會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩波動(dòng)。而制動(dòng)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的熱一機(jī)耦合過(guò)程，制動(dòng)過(guò)程中上述參數(shù)都不同程度地發(fā)生變化。

3.制動(dòng)抖動(dòng)的原因

（1）制動(dòng)盤(pán)的厚度差

制動(dòng)盤(pán)的厚度差是指制動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)1周厚度的變動(dòng)量（最大厚度一最小厚度）。制動(dòng)盤(pán)厚度的不平均，使制動(dòng)力和油壓產(chǎn)生不均勻變化，因此產(chǎn)生了制動(dòng)抖動(dòng)，厚度差與振動(dòng)幅度的關(guān)系見(jiàn)表1。

（2）制動(dòng)力變動(dòng)和油壓變動(dòng)

制動(dòng)力在制動(dòng)盤(pán)厚度最小處會(huì)變小，在厚度最大處會(huì)變大。而由于車輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)制動(dòng)盤(pán)做圓周運(yùn)動(dòng)，因此制動(dòng)力及油壓也是周期性變化的（圖2）。制動(dòng)力變動(dòng)會(huì)影響車輪及懸架，最終使車身和轉(zhuǎn)向盤(pán)產(chǎn)生震動(dòng)（即制動(dòng)力矩波動(dòng)）；油壓變動(dòng)通過(guò)制動(dòng)管道傳遞，會(huì)使制動(dòng)踏板產(chǎn)生振動(dòng)（即制動(dòng)壓力波動(dòng)）。

（3）厚度差產(chǎn)生的原因

制動(dòng)盤(pán)產(chǎn)生厚度差的原因包括動(dòng)盤(pán)邊緣偏磨、制動(dòng)盤(pán)表面銹蝕以及制動(dòng)盤(pán)受熱變形。

①制動(dòng)盤(pán)偏磨

車輛行駛時(shí)，制動(dòng)盤(pán)跳動(dòng)及制動(dòng)摩擦片拖滯會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)盤(pán)邊緣異常磨損（圖3），使得制動(dòng)摩擦片與制動(dòng)盤(pán)之間既有強(qiáng)烈的點(diǎn)接觸也有輕微的點(diǎn)接觸，造成磨損不均，最終產(chǎn)生厚度差。

造成制動(dòng)盤(pán)跳動(dòng)的原因包括其本身的精度以及與輪轂配合的安裝精度。為了減輕制動(dòng)抖動(dòng)的現(xiàn)象，應(yīng)將制動(dòng)盤(pán)跳動(dòng)量盡可能減小。例如知名制動(dòng)系統(tǒng)零部件制造商雷貝斯托就將制動(dòng)盤(pán)跳動(dòng)量標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)定為0.05mm，這一數(shù)值在全球范圍內(nèi)也屬于高標(biāo)準(zhǔn)。

制動(dòng)摩擦片拖滯的原因包括制動(dòng)分泵導(dǎo)向銷銹蝕和活塞密封圈失效等。

此外，使用條件和駕駛員的駕駛習(xí)慣也是比較重要的影響要素。因此，有的車輛行駛數(shù)萬(wàn)公里也沒(méi)有出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象，也有的車輛很快就出現(xiàn)了問(wèn)題。

③制動(dòng)盤(pán)銹蝕

車輛長(zhǎng)時(shí)間戶外停放會(huì)使制動(dòng)盤(pán)表面產(chǎn)生大量的銹蝕，可分別為紅銹和黑銹2種。紅銹一般在雨后產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)若干次制動(dòng)之后會(huì)脫落，與制動(dòng)抖動(dòng)沒(méi)有直接關(guān)系。而黑銹即使經(jīng)過(guò)多次制動(dòng)也無(wú)法脫落，這種頑固的黑銹會(huì)使制動(dòng)盤(pán)產(chǎn)生厚度差，需要研磨處理（圖4）。

③制動(dòng)盤(pán)受熱變形

車輛在高速行駛中突然制動(dòng)，反復(fù)如此之后制動(dòng)盤(pán)會(huì)因過(guò)熱而產(chǎn)生塑性變形，從而引起制動(dòng)抖動(dòng)，還會(huì)在高速制動(dòng)的情況下產(chǎn)生異響，并在制動(dòng)盤(pán)表面產(chǎn)生燒結(jié)點(diǎn)（圖5）。

4.制動(dòng)抖動(dòng)的對(duì)應(yīng)措施

（1）制動(dòng)抖動(dòng)故障的處理流程

制動(dòng)抖動(dòng)故障的處理流程如圖6所示。

（2）制動(dòng)抖動(dòng)的維修

①制動(dòng)盤(pán)跳動(dòng)量的測(cè)量

使用百分表在制動(dòng)盤(pán)邊緣距離外側(cè)10mm的位置測(cè)量制動(dòng)盤(pán)跳動(dòng)量（圖7），其最大跳動(dòng)量應(yīng)小于0.05mm。要注意百分表應(yīng)安裝在減振器上，并且遠(yuǎn)離輪轂和轉(zhuǎn)速傳感器。

②制動(dòng)盤(pán)厚度差的測(cè)量

在距制動(dòng)盤(pán)邊緣10mm處標(biāo)記8個(gè)點(diǎn)，使用螺旋測(cè)微計(jì)（千分尺）測(cè)量各處厚度，測(cè)得的最大值減最小值，即為厚度差（圖8）。一般車型的前制動(dòng)盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)厚度為28mm，最小厚度為25mm，如果測(cè)得厚度小于最小值，則應(yīng)更換前制動(dòng)盤(pán)。

③制動(dòng)盤(pán)研磨

為防止問(wèn)題再現(xiàn)，推薦使用就車式研磨機(jī)對(duì)制動(dòng)盤(pán)進(jìn)行切削（圖9）。由于是在車上作業(yè)的，可以將制動(dòng)盤(pán)厚度差及跳動(dòng)量的加工精度更好地控制在標(biāo)準(zhǔn)值之內(nèi)。

④更換新制動(dòng)盤(pán)與研磨舊制動(dòng)盤(pán)的效果對(duì)比

更換新盤(pán)后厚度差變小，制動(dòng)抖動(dòng)現(xiàn)象會(huì)得到暫時(shí)控制。但從長(zhǎng)期考慮，還是建議對(duì)制動(dòng)盤(pán)進(jìn)行研磨處理，同時(shí)控制輪轂配合精度和輪轂螺栓安裝精度，使跳動(dòng)量盡可能降低。圖10為某顧客在制動(dòng)盤(pán)跳動(dòng)量為0.05mm時(shí)進(jìn)行更換新品與研磨舊品的效果跟蹤試驗(yàn)圖。