对话 8 位汽车工程师和学者:上世纪成熟的踏板为何今天还会断裂?
美国物理学家理查德·费曼在挑战者号事故调查报告中写道:“要让一项技术取得成功,就必须让现实优先于公关,因为自然无法被欺骗。”
刹车踏板总成可能是 汽车 上最成熟的零件之一。最近,它成了这句话的注脚。
这两天,《晚点 LatePost》与多位 汽车 研发工程师和学者进行了交流,他们的专业涉及制动研发、材料和失效分析等方向。尽管分析的切入点不同,但他们的第一判断近乎一致:不管驾驶员怎么踩,刹车踏板支架都不应该被踩断。
“归根结底它就不应该断。” 一位曾在外资 Tier 1 工作的制动工程师反复对《晚点 LatePost》说。他从事制动研发近十年,称企业在开发过程中也会让测试人员尽力踩下刹车,因为不能要求用户在紧急情况下控制自己的踩踏力度。
一家自主车企的制动工程师同样感到诧异。他介绍,他们开发刹车踏板总成时会检查静态强度、冲击强度和耐久表现,还会不断加大载荷,找到它断裂的边界;内部做制动测试时,也会学媒体一脚踩死。在他看来,经过多轮完整验证的零件,不应该到车辆交付后才暴露这样的问题。
“经历了冰箱 彩电 大沙发、帐篷睡袋麻将桌的 汽车 消费者应该回归理性,审视最该重视的东西。” 另一位从业二十余年的资深人士说。
接近这一事件的人士说,尊界 V800 的踏板支架断裂是在常规测试中意外发现的。测试团队随后在相同场景下又复现了 2 次,3 台车的踏板支架都出现断裂。10 月 8 日晚,尊界汽车称,其制动系统按照高于国家标准 GB 21670-2025、GB 7258-2026 及行业标准 QC/T 788-2018 的要求,完成了全流程开发与验证。
在清华大学从事热塑性 塑料 损伤行为、材料力学测试的研究员把注意力放在材料与结构的配合上。他认为,包括尊界 V800 在内所使用的玻纤增强 塑料 可以满足踏板支架的使用要求,但快速踩踏与缓慢施力时,材料的表现会有差异,因此设计需要考虑这些差异,也要考虑温度、材料批次和加工带来的波动,留出足够的安全余量。
相关的国家强制标准只要求 500 N 的踏板力能把车刹停,行业推荐标准要求支架承受 1500 N。《晚点 LatePost》了解到,企业内部的要求往往高得多:上汽通用的设计起点是 2700 N,一家传统车企的破坏载荷一般不低于 3000 N,一家头部新势力的设计强度也高于 3000 N。
“我不关心具体数值,这是研发的事,我关心这件事情的影响。风险分析有三个维度,严重度、发生频率、可发现性,这个严重度接近无穷大了。” 一位合资品牌的采购人士说。“国标覆盖不了那就得改国标,把这位测试员叫过去现场标定新标准。”
一位长期从事失效分析的学者则强调,确认原因需要拿到断裂样品。材料、结构、加工、装配和操作都可能影响结果。仅凭视频和照片,还无法确定这些因素的主次,更不能替代实物检验和试验。
访谈也逐渐涉及今天的汽车开发方式。几位工程师提到,车型开发周期正在缩短,成本要求也越来越细。复用成熟零件、并行开展工作、把车运到南半球做冬季测试,都能加快开发,但也带来了更多的不确定因素。
2010 年,丰田章男赴美国国会解释召回危机时,承认丰田传统上依次排列的安全、质量和销量,在快速扩张中变得混乱。“我们追求增长的速度,超过了培养人员和发展组织的速度。” 他说。
以下是《晚点 LatePost》与 9 位汽车工程师、学者、行业人士的对话。部分人士应要求匿名。
从业近十年没遇到过,“归根结底它就不应该断”
晚点 :作为从业者,你怎么看懂车帝这次测试?
自主车企制动工程师 :很少见。踏板这个东西上世纪中叶就有了,很成熟。但懂车帝这个视频做得比较严谨。多台车做同样的试验,拿不同的车做对照,一镜到底,展示了测试数据。他用的压敏式力 传感器 ,也是行业里常见的工具。
外资 Tier 1 制动系统研发工程师:我做制动将近 10 年,踏板前端踩脚的那块 塑料 件踩断过,那是有人用力跺的时候脚歪了。但像这次断在上面转轴的位置,我没听说过。
这是一个纯硬件设计问题,连着三台车都断,那肯定有问题,这毫无疑问。看视频,前两台车测试的人好像是用脚后跟去踩,正常都是用脚掌踩。这也不是问题。不管怎么踩,只要驾驶员能把它踩断,那就是刹车踏板总成本身的问题。
晚点 :根据视频所展示的断裂过程,零件设计可能有什么问题?
清华大学材料力学研究员 :从视频和图片看断裂位置,它的结构设计应该还是有问题的。百公里紧急刹车是一个时间很短、非常快速的操作,设计时它有可能忽略了这种材料在动态载荷下的一些特征。
自主车企制动工程师:它的踏板形式并不特殊,但看视频里踏板转轴的位置,它周边的底座尺寸是比较小的。踏板受力后,其实是个跷跷板,踩一脚踏板,转轴往上翘,所以压住转轴的那两个底座承载着向上的力,一般都不会做这么薄。这么薄的,我们确实没怎么见过。
晚点 :懂车帝测试的第三台尊界 V800,刹车踏板支架断裂时, 传感器 的读数是 1612 N。国家标准对踏板的承受力阈值是怎么规定的?
新势力制动工程师 :国标有一个强制数值 500 N(这个力相当于一个 51 公斤的人静止站在秤上),这是制动轻便性的要求:500 N 就要达到最大制动力或最大减速度,让力气小的驾驶员也能把车刹住。还有一个是推荐性指标,1500 ± 20 N,是对刹车踏板机械强度的要求。一个是制动性能的要求,一个是机械结构的上限推荐。
自主车企制动工程师:纵向载荷下,QC/T(汽车行业推荐性标准) 的标准是 1500N ± 20N;之前大家立团标的时候,是按 2000N 立的。这两个标准都不是强制国标。而 GB 7258(针对机动车的国标,范围更广)只是说踏板要结构稳定、不能损坏,它引用的 GB 21670(专门针对制动系统的国标)所说的 500 N,是指能在这个力值下把车刹住。所以从国标层面上,尊界说满足国标,也没说错。只是有人这么踩的时候出问题,那是另一回事。
外资 Tier 1 制动系统研发工程师:500 N 是给制动控制器的,就是 500 N 它能输出最大制动力。但踏板那边保证的肯定不是 500 N,保证的是人能踩多大力,它就要扛住不断。这是最基本的:油门可以断,刹车不能断。
晚点 :1612 N 的踏板力,正常人踩得出来吗?
新势力制动工程师 :这个力不是人静止站着踩能达到的。制动过程中,身体减速带来的重量也传递到踏板上,既有主动发力,又有身体重量。所以这个力度完全不算离谱,我们自己测试时可能比它还夸张,会有更粗暴的测试方法。不同设备采集的数据也有误差,整体还是比较合理的。
外资 Tier 1 制动系统研发工程师:我能给的数据是,一个正常的试车员,比较猛的、身材魁梧一些,能踩出 1800 - 2000 N。1800 - 2000 N 这样的踏板力,正常一台车在开发过程中、整车路试过程中,肯定不止一次被踩出来。我们之前装过踏板力 传感器 ,差不多就是这个数。紧急情况下人肾上腺素上来,这一脚会踩得更猛。
你只要超过 500 N,系统最终给你的制动力是一样的。但你不可能要求客户碰到紧急情况时踩 500 N 就够了,这不现实。正常情况是能踩多大踩多大,刹车不应该断。
晚点 :对于制动踏板的强度,车企一般会额外做多少余量?
自主车企制动工程师 :常规像团标的 2000 N 我们肯定会做,还会故意往上加载,加载到可能会断的地方,确定它断的时候到底是多大载荷。具体值不太能讲,但你可以理解为,一般不会低于 3000 N。
供应商控制器开发主管:按我们的经验,人脚最多能踩出 2000 N 左右。拿这个数乘以杠杆比:远端是 2000 N,杠杆比是 4,对应到转轴近端就是 8000 N。破坏力至少要保证 8000 N,再加设计冗余,按行业习惯做到 30%、50% 甚至 100%,就是 10000 N 以上。你说 1600 N 就断掉了,那肯定不合理。
晚点 :懂车帝视频里对比的智界、问界车型,虽然也用塑料支架,但没有断。
清华大学材料力学研究员 :尊界的刹车踏板支架设计,我估计冗余量给得不够。懂车帝对比的两款车,那个地方的材料足够多,同样的载荷有更多材料来承担,越过临界点、进入屈服的可能性就非常小。而尊界 V800 刹车踏板支架那个位置的材料非常少,从视频看只有几个加强筋的镂空结构。就好比总载荷都是 1500 N,由 10 个人扛和由 100 个人扛,每个人承担的力不一样。
我不清楚他们在设计上是怎么考虑的,也可能是为了减重、省材料。但车上其他地方可以减重的多了去了,没必要在这么关键的位置减重。
晚点 :踏板结构损坏,与制动系统本身的性能有什么联系?
外资 Tier 1 制动系统研发工程师 :它就是上面的结构点,跟制动控制器没有任何关系。制动控制器那边很明确,超过 500 N 就能提供最大制动力。它就是那个杠杆结构、上面的轴,撑不住这么大的力,断了。是纯硬件断了的问题,跟制动系统多少牛的能力没有关系,跟电控还是液压也没关系。出问题的是刹车踏板总成,不是制动系统总成。
晚点 :这种事情发生之后,会触发召回吗?
接近监管部门的行业人士 :汽车召回是车企主动的,他们不主动召回基本没有办法。车企可以用免费升级解决问题,政府也认可,只要解决问题就行,是否召回不重要。