全地形车CBS碟刹系统一种失效模式分析

鲁国庆， 黄文军

(江苏林海动力机械集团有限公司，江苏 泰州 225300)

全地形车(All-Terrain-Vehicles，ATV)是具有跨骑式座椅、把式转向、四轮结构、大尺寸低气压轮胎的单人多用途车辆，在国内通常被称为沙滩车。全地形车主要应用涵盖农业、畜牧业、林业、景观美化、经营牧场、探险、工业、建筑及军事等领域，被国内外市场广泛认同。

联动刹车系统(Combination Braking System，CBS)的核心功能是驾驶员在单独操纵前刹或单独操纵后刹车时，前后轮都能获得恰当而有效的刹车力。

1 问题描述

全地形车在定型试验考核过程中，试车员反馈车辆在进行颠簸试验过程中，在紧急刹车时第一把手刹或者第一脚刹车时出现软弱无力、刹车不起作用的现象，但第二把或者第二脚再进行刹车时，该现象消失，而在平坦路面行驶从未出现该现象。

这种刹车的失效模式，对使用者以及车辆存在极大的风险，甚至车毁人亡。

2 问题分析

2.1 刹车系统制动力计算

首先分析该CBS系统的制动效果是否适配对应的车型LH600ATV。

2.1.1 前碟刹系统

前碟刹系统如图1所示。

图1 前碟刹系统

2.1.2 后碟刹系统

后碟刹系统如图2所示。

图2 后碟刹系统

2.1.3 前后摩擦片有效面积

前后摩擦片有效面积如图3、图4所示。

图3 前摩擦片

图4 后摩擦片

2.1.4 常用制动系统计算

常用制动系统计算如图5所示。

图5 常用制动系统计算

(1)脚踩力转换为制动杆力：

式中：F1为驾驶员脚踩力，F1=27 kgf。

(2)制动系统压强：

式中：D1为制动液压系统活塞直径，D1=19 mm。

(3)制动力矩：

T=μ×N×P×πR2×Rb

式中：μ为制动系统的摩擦片摩擦系数(前 0.4，后 0.48)；N为泵数量，N=2。

(4)后制动泵：