2024年3月12日发(作者:8万落地价买什么车好)
盘式制动器发展简史
长期以来独霸汽车制动器领域的鼓式制动器, 自从1996年戴—克装有SCHMITZ公司制
造的盘式制动器的Actros货车问世以来,受到了严重的挑战,已面临被淘汰的危险。盘式制
动器以基本上不产生热衰退、噪音小、散热快、涉水性能稳定、磨损小、便于维修的特点闻
名于世。为了降低自重和经营成本,盘式制动器不仅用于主车的前、后桥上,而且也装配于
挂车车桥。2000年,国外装配盘式制功器的车桥已占到了所有车桥总成的一半以上。
盘式制动器经过这几年的不断开发,不断改进,发展非常迅猛。自从戴—克装有SCHMITZ
公司制造的22.5英寸盘式制动器以来,各公司都开发出自己的系列产品。世界著名的WABCO
制动器制造公司为挂车已经开发出第二代19.5英寸盘式制动器PAN 19-1。该盘式制动器在
保证功能和质量的前提下,对自重进行了优化,包括摩擦片在内,重量才32kg。若装上WABCO
新开发的的盘式制动器,则每一根车桥的重量比装原有的同一类别的标准制动器的车桥轻
14kg。据说,与装有22.5英寸的标准制动器的车桥相比,重量差达48kg。Wabco的PAN 19-1
盘式制动器不仅被SAF公司开发的SK RB 9019挂午桥采用,也被TRENKAMP+GEHLE公司
的Protec 2挂车桥采用。
KNORR公司的气压盘式制动器及制动钳总成
瑞典HALDEX公司现已开发出了17.5英寸、19.5英寸和22.5英寸三种规格的盘式制动
器, 以满足市场的各种需求。为民提高质量和降低自重,公司对产品作了一些改动,特别在
重量上进行了优化处理(采用产品轻量化设计来减轻汽车底盘重量)。HALDEX公司22.5英
寸盘式制动器DB20也被SAF安装在9t级挂车桥SK RB 9022 上,奔驰公司的TE 5挂车桥也
安装了瑞典HALDEX公司的制动钳。
德国KNORR公司从2001年中期对自己的22.5英寸盘式制动器开始进行改进,尤其对单
体制动钳的重量进行了优化,也对调节装置进行了改进。KNORR公司还研制出了19.5英寸的
盘式制动器。此外,KNORR公司还开发出了—种有齿的盘式制动器,它是通过另—个有齿的
装置与轮毂连接,优点是制动盘加工简单,不变形,尤其更换制动盘时简单方便,只需松开
螺栓,取下制动器即可,不需拆下固定式制动钳体,这样人人地缩短了更换制动盘的时间。
这种带齿的制动盘2 001年初已批量生产,它不仅用于挂车桥上,也提供给DAF,装在新开
发的CF系列汽车上。
德国的BPW公司还与KNORR公司合作,研制出一种新的气压盘式制动器,在这种盘式
制动器上,固定制动钳是从侧面用螺栓连接,改变了一贯轴向用螺栓连接的方式。固定制动
钳螺栓采用全长螺纹。该盘式制动器重量减轻8~10kg。
盘式制动器前桥“嫁接”重汽客车
中国重汽客车事业部在提升和改进客车底盘的过程中,在桥箱事业部配合下,将22.5英
寸气压盘式制动器成功“嫁接”到了重汽斯太尔客车前桥上。从此,重汽客车事业部生产的客车
底盘将采用前桥气压盘式制动,后桥鼓式制动形式推向市场。
气压盘式制动器在重汽斯太尔客车前桥上的成功“嫁接”,标志着重汽客车底盘产品在技术状
态上有了进一步的提升。同时,解决了令整车厂及用户困扰已久的传统鼓式制动器制动啸叫、
频繁制动时制动蹄片易磨损、雨天制动效能降低等一系列问题。气压盘式制动器首次在斯太
尔客车前桥上的应用,也为今后开发重汽高速客车提供了经验和技术储备。
中国重汽客车事业部以此次“嫁接”为契机,不断提升重汽客车的技术水平;研发技术含量
更高,结构更为先进、匹配更为合理的重汽客车。逐步树立中国重汽在国内大型客车业中的
品牌。
目前,我国城市绝大部分公交客车采用鼓式制动器。刹车噪声产生的原因在于进出站频繁制
动,容易使鼓式制动器变热、刹车鼓变形,一踩刹车就会产生尖叫声。权威部门测试,城市
公交车刹车瞬间产生的音值分贝达到90分贝,严重时达到110分贝,而正常范围在70
分贝左右,已构成严重噪声污染。而国外在上世纪90年代中期就基本装备了气压盘式制动
器,克服了噪声问题。
据悉,由于汽车刹车噪声日趋严重,国家环保总局正在制定的《汽车定制噪声限值标准》
中,已将刹车噪音列为车辆年检的一项重要内容,并将于明年实施。
现代汽车气压盘式制动器发展浅析
摘要:盘式制动器是汽车制动的主要组成部分,是汽车的主要保安件之一。作为一种新
的制动部件,盘式制动器正越来越广泛地应用于轿车、客车、重型载货车上,具有广阔的市
场前景。
前 言
汽车盘式制动器(如图所示)中以端面作摩擦幅旋转工作的金属圆盘的元件,称为制动
盘。在其固定支架上摩擦幅工作面由2~4块不大的的摩擦片与其金属底板组成的的制动块。
这些制动块及其张紧装置都装在横跨在制动盘两侧的夹紧钳形支架中,称为制动钳。这种由
制动盘和制动钳组成的制器又称为钳盘式制动器(也称为碟式制动器,顾名思义是取其形状
而得名)。盘式制动器已广泛应用于各级轿车、轻型车载货汽车、豪华客车及重型载货汽车
等方面。随着我国公路交通条件的改善,高等级公路的发展,新法则的要求的实施,车辆性
能的不断提高,车速不断提高,人们出行也更加追求快捷与舒适乘车方式。而盘式制动器作
为新型的能提高汽主动安全性,且较好的解快了制动噪音污染、制动过程中粉尘污染、维修
频繁等鼓式制动器无法解快的问题,在汽车上应用必将更广泛,意义更深远。
一 盘式制动器的工作原理
液压盘式制动器的工作原理:它是由液体作动力的传能介质,依靠制动踏板、真空助
力器和主缸产生的制动力,通过制动钳内的活塞推动制动块对制动盘产生的摩擦力,使制动
盘停止转动。主要零部件有制动盘、制动钳、转向节、轮毂、轴承、挡泥板等。
气压盘式制动器的工作原理:它是由气体作动力的传能介质,依靠制动踏板、排气制动
阀和制动气室(或弹簧制动缸)产生的制动力,通过制动钳内的压力臂和制动推杆推动制动
块对制动盘产生的摩擦力,使制动盘停止转动。主要零部件有制动盘、制动钳、转向节、轮
毂、轴承等。
二 盘式制动器的特点
盘式制动器的优点:
① 散热快,盘式制动盘直接裸露在空气中,再加之使用通风盘,散热性很好。
② 制动效能稳定性能好,特别是长时间持续制动和高负载的情况下,耐高温性能好,不易产
生热衰 退和热抖动现象。
③ 涉水稳定性好,在制动盘面粘有水后,能迅速甩出脱离制动盘,不会影响制动效能。。
④ 制动盘与摩擦块的间隙小(0.15~0.25mm),缩短了制动时间,且缩短了制动停车距离。
⑤ 制动噪音小,远小于鼓式制动器产生的噪音。
⑥ 盘式的摩擦块比鼓式的摩擦衬片在摩损后更易更换,结构简单,维修保养容易。
盘式制动器缺点:
① 制动力矩小,在相同的管路压力下,比鼓式制动器产生的制动力矩小。
② 对制动钳、管路系统的材料、性能要求也较高,且制造成本高于鼓式制动器。
液压盘式制动器的结构爆炸图示:
级别
国家
中系(大陆)
前盘/后鼓式
前盘/后盘中鼓式或全盘式
全盘式
美系
全盘式
全盘式
全盘式
日系
前盘/后鼓式
前盘/后盘中鼓式或全盘式
全盘式
欧系(德国)
全盘式
全盘式
全盘式
低级轿车
中级轿车
高级轿车
在轿车领域中,盘式制动有逐渐取代鼓式制动的趋向。随着材料科学的发展及成本的降
低,盘式制动器将逐步取代鼓式制动器。
国外盘式制动器于上个世纪70年代开始使用液压盘式制动器,以德国大陆
DEVES
公司和
英国卢卡斯(
LUCOSS
)公司、为代表的专业高端技术设计制造公司,其后的德国博世(
BOSCH
)
公司、美国天合(
TRW
)汽车公司、日本的曙光制动器公司也先后研发出液压盘式制动器,
我国在该领域发展较晚,于上个世纪90年代初,湖北航特公司最先研发出液压盘式制动器。
盘式制动器在汽车的应用上:一般是由于受车轮轮毂的外形尺寸限制,在小型车上大量使
用的是液压盘式制动器,以配合整车的液压制动回路的匹配(双回路制动系统);随着汽车工
业技术的发展,特别是重型汽车轿车化的配置要求,重型车使用气压盘式制动器已经十分普
遍, 欧洲汽车公司制造的汽车上,均已开始大量使用气压盘式制动器总成。
三 国内汽车盘式制动器应用情况
随着我国汽车工业技术的发展,特别是轿车工业的发展,合资企业的引进,国外先进技
术的进入,汽车上采应用盘式制动器配置才逐步在我国形成规模。特别是在提高整车性能、
保障安全、提高乘车者的舒适性,满足人们不断提高的生活物质需求、改善生活环境等方面
都发挥了很大的作用。
(1)在轿车、微型车、轻型客车、SUV及皮卡方面:在从经济与实用的角度出发,一般采用
了混合的制动形式,即前车为轮盘式制动器,后车轮为鼓式制动器。因轿车在制动过程中,
由于惯性的作用,前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70% ~80%,所以前轮制动力要比后轮大。
生产厂家为了节省成本,就采用了前轮盘式制动,后轮鼓式制动的混合匹配方式。采用前盘
后鼓式混合制动器,这主要是出于成本上的考虑,同时也是因为汽车在紧急制动时,轴荷前
移,对前轮制动性能的要求比较高,目前大部分轿车(中档类如天津夏利、浙江吉利、武汉神
龙富康、上海华普、一汽捷达、上汽桑塔纳)、微型车(长安之星、昌河、松花江)轻型客车
(金杯海狮、福田风景、中顺汽车、江铃全顺)、MPV商务车(江淮瑞风、东风本田)、SUV
(郑州日产、长丰猎豹、三菱吉普)等采用前盘后鼓式混合制动器。
(2)在大型客车方面:气压盘式制动器产品技术先进性明显,可靠性总体良好,具有创新性
和技术标准的集成性。欧美国家自上世纪90年代初开始将气压盘式制动器用于大型公交车。
至2000年,盘式制动器(前后制动均为盘式结构)已经成为欧美国家城市公交车的标准配置。
我国从1997年开始在大客车和载重车上推广盘式制动器及
ABS
防抱死系统,因进口产品价格
太高,主要用于高端产品。2004年7月1日交通部强制在7~12米高Ⅱ型客车上“必须”配备
后,2006年12月19日国家城市建设部颁布法规,自2007年 6月1日后城市客车前桥采用
气压盘式制动器(由过去的选配改为现在的标配),国产盘式制动器得以迅速上马。北京公
交、上海公交、济南公交、青岛公交、武汉公交、长沙公交、深圳公交、广州公交等公司,
都在使用为大客车匹配的气压盘式制动器(且选配电涡流缓速器)。生产厂家主要有:宇通
公司2004年产20000多辆客车,其中选配盘式制动器的客车已超过50%;并且出口到俄罗斯
和东欧国家的高客前后车桥都为气压盘式制动器。出口中东地区的高一级豪华旅行车也都配
置气压盘式制动器。宇通公司自制底盘部份是由二汽在EQ153前后桥基础升级更改的,每年
有10000多套。二汽东风车桥用EQ153前后桥改型匹配气压盘式制动器的前后桥总成约占6000
套以上,是宇通公司最大的气压盘式制动器桥供应商。宇通公司每年需在一汽采客车底盘3000
多台,一汽客底2004年供了2000多台,其中带盘式制动器占一半以上。如一汽客底采用4E
前转向系统配置气压盘式制动器前桥、11吨420后桥装在6100型(10米)豪华客车上; 7
吨盘式前桥与13吨435后桥配装在6120型(12米)豪华客车上等,都是宇通公司市场前景
较好,利润附加值很高的车型。江苏金龙客车的7-9米高Ⅱ型客车客车采用湖桥供带盘式制
动器的车桥2004年在5500台左右。厦门金龙客车10-12米高Ⅱ型客车以上客车、丹东黄海
客车10-12米高Ⅱ型客车、安徽安凯客车公司的凯斯鲍尔豪华客车等国内知名的大型厂家均
已在批量生产带气压盘式制动器的高档客车和高级旅行车。
3)重型汽车方面:作为重型汽车行业应用型新技术,气压盘式制动器的已经属成熟
产品,目前具有广泛应用的前景。2004年3月红岩公司率先在国内重卡行业中完成了对气压
盘式制动器总成的开发。2005年元月份中国重汽卡车事业部在提升和改进卡车底盘的过程中,
在桥箱事业部配合下,将22.5英寸气压盘式制动器成功“嫁接”到了重汽斯太尔重卡车前桥
上。气压盘式制动器在重汽斯太尔卡车前桥上的成功“嫁接”,解决了令整车厂及用户困扰
已久的传统鼓式制动器制动啸叫、频繁制动时制动蹄片易磨损、雨天制动效能降低等一系列
问题。气压盘式制动器首次在斯太尔卡车前桥上的应用,也为今后开发重汽高速卡车提供了
经验和技术储备。与此同时陕西重汽、北汽福田、一汽解放、东风公司、江淮汽车等国内大
型汽车厂均完成了盘式制动器在重型汽车方面的前期型试试验及技术贮备工作,盘式制动器
在某些方面可以说成为未来重卡制动系统匹配发展的新趋势。
四 国外汽车盘式制动器发展状况
1、国外盘式制动器研发情况介绍
国外汽车研发机构经过多年的研究和试验,气压盘式制动器在所有的主要性能方面都优于
传统的鼓式制动器,并将其广泛使用在新型的载重汽车上。现在一些欧洲汽车公司制造的汽
车上,均已开始大量使用气压盘式制动器总成(这种气压盘式车轮制动器装配组装在汽车的
前后车桥总成上)。气压盘式制动器与传统的鼓式制动器相比在制动性能等方面的有明显的
优势,主要表现在以下几个方面。
(1)制动力和安全性:在间断制动状态下,鼓式与盘式制动器的制动能力相差不大。但盘
式制动器在制动响应和制动控制方面的表现更好一些。但在连续制动过程中,两种制动器的
差别很大。在长距离的坡路上驶下(如下山),盘式制动器在固定的制动压力下,完全不失
去初始性能,汽车能全程保持一定的速度行驶。相反,装有鼓式制动器的汽车,为保持速度,
须逐渐增加制动压力。持续制动后,在同等制动压力下,盘式制动器产生的制动力只是略有
下降,而鼓式制动器的制动力下降非常大,这两种制性动器的安全因数有着很大的差别。
(2)结构和成本:液压盘式制动器系统包括制动盘、制动钳总成、转向节、挡尘盘等,其
零件数少于液压鼓式制动器系统,同类车型相比其总成的总质量比鼓式制动器低18%。盘式制
动器总成可以作为一个完整的部件送到车桥装配线,此部件即包括了盘式制动器的所有零件。
这样就有一个特别的优越性,就是可以把所有机械功能预调好的、经过试验的装置提供给用
户,因而产品的责任有了明确规定。
3)维修保养:盘式制动器的整套操作机构密封在外壳中,经润滑以延长其寿命。所
以盘式制动器几乎是无需维修的,维修主要是更换磨损零件,即衬垫和盘。而且,更换衬垫
所需的时间也比更换鼓式制动器材套所需的时间少80%。这意味着不仅可以节省维修成本,还
能大大缩短非运营时间。
4)电子制动控制系统(EBS):盘式制动器由于采用简单且相当成熟的操作机构,因
而具有特别高的效率。其提供的制动灵敏性使EBS系统能够实现一些强而有效的控制作用,
用以缩短制动距离,提高车辆的稳定性和磨损率。盘式制动器在响应方面的特性,表现在每
个车轮制动相差很小,每个车轴的左右车轮之间的磨损分配均匀。
2、国外气压盘式制动器在城市客车、高级旅行车和卡车领域的使用情况
(1) 国外的生产厂家
① 博世(
Bosch
)公司制造出了16"、17.5"、19.5"、22.5"盘式制动器系列产品。
② 世界著名的(
Wabco
)制动器制造公司开发出了19.5"盘式制动器PAN 19-1。
③ 瑞典著名哈蒂克斯(
Haldex
)公司现已开发出了17.5"、19.5"和22.5"三种规格的盘
式制动器,奔驰公司的车桥也安装了Haldex公司的制动钳。
④ 克诺尔(
Knorr
)公司研制出了19.5"、22.5"盘式制动器。还开发出了—种有齿的盘
式制动器,它是通过另—个有齿的装置与轮毂连接,这种带齿的制动盘2 001年初已批量生
产,提供给DAF,装在新开发的CF系列汽车上。
⑤
BPW
(德国)还与
Knorr
(德国)公司合作,研制出新的19.5"、22.5"盘式制动器,它
的固定制动钳是从侧面用螺栓连接,改变了一贯轴向用螺栓连接的方式。固定制动钳螺栓采
用全长螺纹。该盘式制动器重量减轻8~10kg。
⑥ 美国阿文美驰公司制造出了16"、17.5"、19.5"、22.5"盘式制动器。
⑦ 英国卢卡斯(
Lucoss
)制动器有限公司制造出了15.5"、16"、17.5"盘式制动器(该
公司现已被
Wabco
制动器制造公司购买)。
(2) 电子技术
电子技术也进入了车桥总成。在装有盘式制动器的车桥上,为了防止货车因盘式制动器磨
损引发制动失灵,德国
BPW
公司还开发了称为“E—Base—轴(桥)”的一种电子报警系统。该
系统传感器将它收集到如轮胎气压,摩擦片磨损、制动温度等一些信号迅速传递给ECU 控制
单元,控制单元将该信号以相关参数形式传递给各执行器,转变成信号再传送给驾驶员或运
输公司,可监视制动摩擦片的磨损情况。一旦发现制动摩擦片需要送维修站处理时,它可立
即告知。以黄、红报警灯显示制动摩擦片损坏程度。
(3) 使用情况
在欧洲几乎所用的前桥或前独立悬架都装配了气压盘式制动器,后桥也超过60%,基本上
得到普及和推广, 在亚洲国家的日本目前大部分客车还是使用气压鼓式制动器。我国目前属
于过渡阶段,自从2006年底国家城市建设部颁布自2007年6月初实行的相关法规,城市客
车的前轴由从前的选配升级为现在的标配。也只是高Ⅱ级别的车型,但绝大多数高Ⅲ还是使
用气压鼓式制动器。
五 国内外主流盘式制动器技术参数
序
号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
产品型号
17.5”
0.65
0.95
Φ330
34
90
127
0.7
36
2.8
57
60N
19
240cm?
408cm?
10000N.m
16
19.5”
0.65
0.95
Φ380
45
110
147
0.7
36
2.8
57
60N
21
320cm?
408cm?
16000N.m
18
22.5”
0.65
0.95
Φ420
55
130
167
0.7
36(双推杆)
2.8
57
60N
23
410cm?
408cm?
21000N.m
20
项 目
制动器效能因数
制动效率
制动盘外径
制动盘厚度
内制动衬片半径
制动半径
制动间隙
气室顶杆工作行程
活塞杆轴向位移量
气室顶杆最大行程
摩擦片开合力
制动衬片厚度
两制动衬片总面积
制动衬片磨损后剩余体积
额定制动力矩
传动比
六 汽车用盘式制动器发展的趋势
在国外,经过几十年来的发展,生产气(液)压盘式制动器的技术目前已经比较成熟,
形成了系列产品。例如:德国博世(
Bosch
)公司、德国威伯克(
Wabco
)公司、德国克诺尔(
Knorr
)
公司、美国阿文美驰公司等每年的产量都在20~50万台以上;在欧、美、日等发达国家,已
把盘式制动器作为标准件装备在多级别的轿车、客车、中型、重型汽车上。我国在此项目上
起步较晚,大部分是随着欧系、日系轿车的引进而上马的轿车、微型车用液压盘式制动器,
各厂家产品单一,配套市场狭窄。气压盘式制动器则大部分是在1999—2002年间汽车热中上
马的生产厂家,国内目前真正形成规模化生产企业寥寥无几,如武汉元丰、浙江万安、一汽
四环等。但开发气压盘式制动器的热火朝天的局面大有愈演愈烈的趋势。
盘式制动器与鼓式制动器相比,不仅重量轻,构造简单,调整方便,更适应汽车在连
续运转、高温、高负载的情况下对制动性能要求,而且降低了材料、能量的消耗,提高了汽
车的操作性和舒适性,气压盘式制动器作为一种高科技、高附加值的产品已得到行业的公认,
预计,未来几年盘式制动器在国内将会得到快速的推广和应用,有着广阔市场前景。
未来汽车盘式制动器的研究应注重以下几个方面的问题:
1、提高制动效能、防止尘污和锈蚀;
2、减轻重量、简化结构、降低成本;
3、电子报警和智能化系统的发展;
4、实用性更强与寿命更长。
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