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

许世堂，易刚，姚佳

(广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州 511434)

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

许世堂，易刚，姚佳

(广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州 511434)

作为制动钳总成设计的关键结构，密封槽结构对卡钳的基本性能影响很大，其结构设计的好坏直接影响着卡钳本身的活塞回位量、所需液量和拖滞力矩等基本性能，甚至影响整车油耗和制动踏板感。针对不同密封槽结构，结合CAE分析及试验验证，论证了密封槽结构对卡钳活塞回位量、所需液量和拖滞力矩的影响，便于后期设计时根据设计目标选择合适槽型，具有较好的工程指导意义。

密封槽结构；卡钳性能；CAE分析；试验验证

0 引言

随着国家法规对油耗要求越来越严格及人们对整车制动踏板感要求的提升，对卡钳的性能及设计提出了更加严苛的要求，卡钳密封槽结构作为制动踏板感和拖滞力矩的重要影响因素也获得了越来越多人的关注，卡钳密封槽的结构对卡钳活塞回位量、所需液量及拖滞力矩有何影响需要认真研究。

1 工作原理

如图1所示：踩制动踏板时，液压力作用推出活塞(密封圈发生形变并逐步填充密封圈前倒角)，内外摩擦片夹紧随车轮旋转的制动盘，从而实现制动；松开制动时，活塞在密封圈的形变回位力作用下回位，同时内外两侧摩擦片在制动盘的旋转甩力下使制动盘和摩擦片预留足够的间隙，以防止拖滞力矩过大，但如果活塞回位过大，则所需液量必然增加，从而导致整车踏板感降低。所以该密封槽前倒角结构直接决定着卡钳本身的主要性能：活塞回位量、所需液量和拖滞力矩。

图1 制动钳原理图

2 卡钳密封槽的常见结构

以φ60缸径前卡钳为例，以下是3种比较典型的卡钳密封槽倒角结构形式：

图2 3种比较典型的卡钳密封槽倒角结构形式

3 活塞回位量CAE分析

以上3个规格密封槽(规格一、规格二、规格三)对应的活塞回位量CAE分析结果如图3所示。

图3 3种规格密封槽对应的活塞回位量CAE分析结果

4 台架试验实测结果验证

针对以上3种规格的卡钳密封槽倒角结构制作样件，每个规格制作6个样件，对卡钳的活塞回位、拖滞力矩、所需液量进行台架试验验证，测试结果如表1—3所示。

表1 前倒角结构为规格一的卡钳密封槽台架试验结果

表2 前倒角结构为规格二的卡钳密封槽台架试验结果

表3 前倒角结构为规格三的卡钳密封槽台架试验结果

由表1—3可知：规格一、规格二、规格三的倒角容积依次增加，对应的活塞回位量也依次增大，拖滞力矩依次减小，所需液量依次增加。

5 结论

不同规格的倒角容积大小及结构，对应不同的活塞回位量、拖滞力矩和所需液量，在实际整车制动系统匹配中，应结合整车设计目标是偏重油耗还是偏重制动踏板感，并结合制动系统周边零部件性能合理选取卡钳密封槽倒角结构。

【1】刘惟信.汽车设计[M].北京：清华大学出版社，2001.

【2】刘惟信.汽车制动系的结构分析与设计计算[M].北京：清华大学出版社，2004.

Influences of Caliper Seal Groove Structure to Piston Roll Back, Liquid Volume and Drag Torque

XU Shitang, YI Gang, YAO Jia

(Automotive Engineering Institute, Guangzhou Automobile Group Co.,Ltd., Guangzhou Guangdong 511434,China)

Seal groove has been proved to be the key structure that it has a apparent effect on basic performance of brake caliper, such as roll-back，liquid volume and drag torque. What’s more, it can affect the oil consumption and brake pedal feel. So the seal groove pro-research, in which the relationship between seal groove design and roll-back，liquid volume，drag torque needed to be confirmed by CAE and test, was meaningful for vehicle developing project.

Seal groove; Caliper performance; CAE analysis; Test verification

2016-09-19

许世堂(1982—)，男，工学学士，工程师，主要从事汽车制动系统设计开发。E-mail：stxu2011@163.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.01.008

U463.52+1

A

1674-1986(2017)01-034-03