乘用车驻车制动拉索振动断裂验证方法研究
刘成华 武文超
泛亚汽车技术中心有限公司
摘要】对乘用车驻车制动拉索振动断裂进行了初步研究，并给出了其验证方法，对汽车其他零件或结构振动失效验证也具有一定的参考意义。
关键词：拉索 驻车制动 汽车
0 引言
现代乘用车驻车制动系统采用后轮布置形式。驻车制动拉索一端与固定在车身上的驻车制动拉杆连接，而另一端经过后桥支撑后与行车制动器相连。由于后桥的振动，不可避免地会产生驻车制动拉索与后桥的相对振动。如果驻车制动拉索设计不够合理，会出现在整车寿命周期内驻车制动拉索断裂问题，从而使得车辆失去驻车功能，带来安全隐患。因此如何验证驻车制动拉索在整车寿命周期内是否会发生断裂失效显得尤为重要。本文对驻车制动拉索振动断裂进行了初步研究。通过对失效的驻车制动拉索进行断口、材料、失效模式和原因分析，创新性地提出了台架试验方法来代替整车耐久试验。缩短了整车开发周期并能够在一定程度上节约整车开发费用。该台架试验方法能够完全代替整车耐久试验进行拉索振动断裂的验证，对其他方面相对振动产生的失效也具有一定的参考意义。
63.1%试验后发生拉索断裂失效。另外一辆车进行了63.7%的试验后发生拉索断裂失效。两辆车失效位置相同。
由于整车开发进度要求，拉索设计改进后再次进行整车道路耐久试验，无论从时间角度，还是从成本角度都不具有可行性。因此需要探索台架试验方法来验证新设计拉索断裂问题。
2 驻车制动拉索断裂失效原因分析
首先进行拉索断口材料分析，图2为制动拉索断口材料分析。从图中可以看到一些疲劳条纹，疑似疲劳断裂。结合拉索工作方式及其受力，初步认定拉索失效为振动产生疲劳，当疲劳累计到一定程度，在某次拉力作用下产生断裂。导致拉索断裂的根本原因是疲劳失效。为了确认拉索失效模式，需要对拉索在整车上的运动型式进行研究。通过在车身上固定高速高清摄像头，采集驻车制动拉索相对于后桥的振动规律。视频结果表明：驻车制动拉索相对于后桥只有上下方向的振动，无前后方向和左右方向的振动。对视频进一步分析（高速视频），能够得到拉索相对于后桥的振动频率与振幅。
2 h，进行驻车制动2次。台架的振动频率与振幅与表2实车测量结果相同。
4 台架试验结果
两种状态的拉索在台架上经过一定时间的振动后，均发生断裂，断裂部位与整车断裂部位相同。台架的拉索失效模式与整车道路耐久试验失效模式一致。
表3为两种状态拉索振动试验结果，B5为拉索系统可靠度要求（拉索疲劳失效符合威布尔分布，取R＝95%）。试验结果表明，新设计状态的拉索相比老设计状态的拉索抗振动耐久方面至少有9倍的提升。老设计状态拉索能够经历整车道路耐久试验的63%，而对于新设计状态的拉索能够通过整车道路耐久试验。后续为验证其他零件的整车道路耐久试验也没有再次出现拉索断裂的问题。
5 结语
本文针对驻车制动拉索振动耐久断裂失效模
