浅析现代汽车气压式盘式制动器

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在我国汽车安全标准不断加强的背景下，客车和商用车的制动系统开始向盘式制动器过渡，abs也开始从中高档客车向经济型客车和商用车推广。此外，随着外资制造商向中国的生产转移和R&D民族制造商的进步，技术含量较高的气压盘式制动器和abs的大规模生产体系建设也在不断发展。2007年，汽车制动器的生产规模同比增长24%，达到2804万台，其中盘式制动器的产出率从1998年的3.2%增长到2007年的41.8%。2007年，六大统计对象累计abs产量达到113万套。制动器开发作为与消费者安全因素密切相关的零部件，在汽车零部件的未来发展中发挥着重要作用。一、汽车制动器的组成

在汽车盘式制动器中，端面随摩擦振幅转动的金属盘元件称为制动盘。摩擦振幅的工作面是由2-4块小摩擦片及其金属底板组成的制动块。这些制动片及其张紧装置都安装在横跨制动盘两侧的夹紧钳支架中，这种支架称为制动钳。这种由制动盘和卡钳组成的制动器也称为卡钳盘式制动器(也称为盘式制动器，顾名思义就是以其形状命名的)。盘式制动器已广泛应用于各种级别的汽车、轻型卡车、豪华公共汽车和重型卡车。随着我国公路交通条件的改善，高等级公路的发展，新规则的实施，车辆性能和速度的不断提高，人们也在追求更快、更舒适的乘坐。盘式制动器作为一种新型制动器，可以提高蒸汽的主动安全性，解决鼓式制动器不能快速解决的问题，如制动噪声污染、制动过程中的粉尘污染、频繁维护等。

二、盘式制动器的工作原理

工作原理:盘式制动器由液压驱动，其主要部件包括制动盘、油缸(气室)、制动钳、油(气)管等。制动盘由合金钢制成，固定在车轮上，随车轮一起转动。油缸(气室)固定在制动器底板上。制动钳上的两块摩擦片分别安装在制动盘的两侧。油缸(气室)的活塞(推板)受到油(气)管输送的液体(气)的挤压，将摩擦片推到制动盘上进行摩擦制动，就像用钳子夹住旋转盘并迫使其停止一样。

三、盘式制动器的特点

盘式制动器散热快、重量轻、结构简单、调节方便。特别是在高负荷下，它具有良好的耐高温性能，稳定的制动效果，良好的热稳定性和水稳定性。

与传统鼓式制动器相比:

①盘式制动器在液压控制下制动力大且稳定，制动效率远高于鼓式制动器。鼓式制动器由于散热性能差，在制动时会聚集大量的热量。在高温的影响下，制动蹄和制动鼓容易发生极其复杂的变形，导致制动衰退和打颤，导致制动效率下降。盘式制动盘直接暴露在空空气中，散热性好。然而，与鼓式制动器相比，盘式制动器的结构更加复杂，对制动钳和管路系统的要求也更高，成本也比鼓式制动器高。在汽车领域，盘式制动器正逐渐取代鼓式制动器。随着材料科学的发展和成本的降低，盘式制动器将逐渐取代鼓式制动器。

②在输出相同制动力矩的情况下，盘式制动器的质量和外形尺寸小于鼓式制动器。

③盘式摩擦块磨损后比鼓式摩擦衬片更容易更换，结构简单，维护方便。

④制动盘与摩擦块之间的间隙很小(0.05-0.15毫米)，缩短了活塞的工作时间，使提高制动和传动机构的传力比成为可能。

⑤制动盘的热膨胀不会像制动鼓的膨胀那样造成制动踏板的行程损失，这也简化了自动间隙调整装置的结构设计。同时，在制动盘上铸造加强筋，以提高制动盘的强度和铸造工艺性能。此外，制动盘上开有许多小孔，以加速通风和散热，提高制动效率。

⑥易于形成多回路制动驱动系统，使系统具有更好的可靠性和安全性。从而保证汽车的所有车轮在任何速度下都不能均匀平稳地制动。

⑦可方便地实现刹车磨损报警，以便及时更换摩擦片。

盘式制动器在汽车上的应用:一般来说，由于车轮和轮毂的限制，液压盘式制动器广泛应用于小型汽车，以匹配整车的液压制动回路；随着汽车工业技术的发展，特别是重型汽车的配置要求，重型汽车使用气动盘式制动器非常普遍，欧洲汽车公司生产的汽车中已经使用了大量的气动盘式制动器总成。

四.国产汽车盘式制动器的应用

随着我国汽车工业技术的发展，特别是汽车工业的发展，合资企业的引进和国外先进技术的进入，盘式制动器在汽车上的应用逐渐形成规模。特别是在改善车辆性能、确保安全、提高乘客舒适度、满足人们日益增长的生活物质需求和改善生活环境方面发挥了巨大作用。

1)汽车、微型汽车、轻型卡车、越野车和皮卡车:从经济和实用的角度来看，一般采用混合制动形式，即前轮盘式制动和后轮鼓式制动。在汽车制动过程中，由于惯性，前轮的负载通常占汽车总负载的70%-80%，因此前轮的制动力大于后轮。为了节约成本，制造商采用了前轮盘式制动器和后轮鼓式制动器的混合匹配方式。采用前盘式和后鼓式混合制动，这主要是出于成本考虑，也是因为在紧急制动时轴重向前移动，这就要求前轮有较高的制动性能。这种前制动器主要以液压盘式制动器为主流，液压油为传动介质，液压主缸为动力源，后制动器配有液压双泵双作用缸制动蹄。目前，大部分汽车(如李霞、吉利、神龙富康、上海华普、捷达)、微型车(长安之星、长河、丰田海狮、天津华立、江铃捷运)、高端轻卡(东风小巴旺、江铃、瑞丰、南京依维柯)、越野车和皮卡车(湖南长风、江铃皮卡车)都在使用。2004年，中国有超过110万辆这样的汽车。然而，随着公路等级和行驶平顺性的提高，特别是国家安全法规的实施，前轮和后轮都使用盘式制动器已成为一种趋势。

2)在大型客车方面，气压盘式制动器产品具有明显的技术先进性、良好的整体可靠性、创新性和技术标准的集成性。20世纪90年代初，欧美国家开始在大型公共汽车上使用盘式制动器。到2000年，盘式制动器(前后制动器都是盘式制动器)已经成为欧美国家城市公交车的标准配置。自1997年以来，盘式制动器和防抱死制动系统已在中国的公共汽车和卡车上推广。因为进口产品太贵，所以主要用于高端产品。2004年7月1日，交通部强制7-12米高的ⅱ型客车配备“强制”，国产盘式制动器开始流行。北京巴士电车公司、上海巴士、武汉巴士、长沙巴士、深圳巴士、广州巴士等。所有都使用与公共汽车配套的气动盘式制动器。主要制造商有:宇通公司在2004年生产了2万多辆公交车，其中一半以上使用了盘式制动器；宇通公司生产的底盘由第二汽车公司在eq153前后桥基础上进行了升级改造，每年生产1万多台。宇通第二汽车有限公司东风车桥改装的Eq153前后桥拥有6000多套与气动盘式制动器配套的前后桥总成，是宇通公司最大的气动盘式制动器桥供应商。宇通公司每年需要在一汽收集3000多辆客车底盘，一汽在2004年提供了2000多辆客车，其中一半以上装有盘式制动器。如一汽客车底部采用4e前转向系统，前桥采用气动盘式制动器，后桥为11吨420，安装在6100(10米)豪华客车上；6120(12米)豪华客车配备了7吨盘式前桥和13吨435后桥，两者都具有良好的市场前景和较高的利润附加值。2004年，江苏金龙客车7-9米高的ⅱ型客车约有5500个由乔虎提供的盘式制动器车轴。厦门金龙客车(10-12m高)及以上二类客车、丹东黄海客车(10-12m高)二类客车、安徽凯鲍尔等国内知名大型制造企业已经批量生产了带盘式制动器的高档客车。

3)重型汽车:作为重型汽车行业应用的新技术，气动盘式制动器已经是成熟的产品，目前具有广阔的应用前景。2004年3月，红岩公司率先在国内重卡行业开发气动盘式制动器总成。2005年1月，在提升和改进卡车底盘的过程中，与桥箱部合作，将22.5英寸气动盘式制动器成功移植到斯太尔重型卡车的前轴上。重型车斯太尔前桥气动盘式制动器的成功“嫁接”，解决了传统鼓式制动器啸叫、频繁制动时制动蹄容易磨损、雨天制动效率降低等一系列困扰整车制造商和用户很长时间的问题。斯太尔汽车前桥首次采用气动盘式制动器，也为重型汽车的未来发展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已经完成了重型汽车盘式制动器的初步型式试验和技术储备工作。在某些方面，盘式制动器可以说是未来重型卡车制动系统匹配发展的新趋势。

V.国外汽车盘式制动器的发展现状

1.国外盘式制动器研发情况介绍

经过国外汽车研发机构多年的研究和试验，气动盘式制动器在各项主要性能上均优于传统鼓式制动器，并广泛应用于新型卡车上。目前，在一些欧洲汽车公司制造的汽车中已经使用了大量的气动盘式制动器组件(这种气动盘式车轮制动器装配在汽车的前后轴组件上)。与传统的鼓式制动器相比，气动盘式制动器在制动性能方面具有明显的优势，主要表现在以下几个方面。

1)制动力和安全性:在间歇制动条件下，鼓式制动器和盘式制动器的制动能力差别不大。然而，盘式制动器在制动响应和制动控制方面表现更好。但是，在连续制动的过程中，两种制动器有很大的区别。在长距离下坡(如下山)行驶时，在固定的制动压力下，盘式制动器根本不会失去其初始性能，汽车在整个行驶过程中可以保持一定的速度。相反，为了保持速度，装有鼓式制动器的汽车的制动压力必须逐渐增加。连续制动后，在相同的制动压力下，盘式制动器产生的制动力仅略有下降，而鼓式制动器的制动力下降很大，这两种制动器的安全系数相差很大。

2)结构和成本:盘式制动系统包括制动盘、垫片、制动缸和制动钳，零件数量少于鼓式制动系统。与鼓式制动系统相比，其总成总质量比鼓式制动系统低18%。盘式制动器总成可以作为一个完整的部件发送到车桥装配线，其中包括盘式制动器的所有零件。这有一个特殊的优势，即所有预先调整和测试的机械功能设备都可以提供给用户，因此产品的责任是明确的。

3)维护:盘式制动器的整个操作机构密封在壳体内，并进行润滑，以延长其使用寿命。因此，盘式制动器几乎无需维护，维护主要是更换磨损零件，即垫圈和制动盘。此外，更换垫片所需的时间比更换鼓式制动器套筒所需的时间少80%。这意味着不仅节省了维护成本，还大大减少了非运行时间。

4)电子制动控制系统(ebs):盘式制动器由于其简单成熟的操作机构而具有很高的效率。电子制动系统提供的制动灵敏度使电子制动系统能够实现一些强大而有效的控制功能，从而缩短制动距离，提高车辆的稳定性和磨损率。盘式制动器的响应特性是各车轮之间的制动差很小，各车轴左右车轮之间的磨损分布均匀。

在国外，经过几十年的发展，生产气(液)压盘式制动器的技术已经成熟，并形成了一系列产品。例如，博世、威博科制动制造公司和高加文美驰公司的年产量超过50万台；在欧洲、美国和日本等发达国家，盘式制动器已被用作多级汽车、公共汽车、中型和重型车辆的标准部件。我国在这个项目上起步较晚，大部分是引进欧洲和日本汽车的汽车和微型汽车的液压盘式制动器。每个制造商都有一个单一的产品和一个狭窄的支持市场。从1999年到2002年，大多数气动盘式制动器都是在汽车工业中制造的。目前，中国有四大制动器生产基地，即辽宁营口、安徽芜湖、浙江温州瑞安和余姚三七镇。真正形成武汉远丰、西江万向、一汽四环等大型生产企业。随着我国制动器和abs大规模生产体系的不断巩固，相关产品开始向海外出口，近年来出口量大有可为。

与鼓式制动器相比，盘式制动器不仅重量轻、结构简单、调节方便，而且满足了汽车在连续运行、高温和高负荷下的制动性能要求，降低了材料和能源的消耗，提高了汽车的可操作性和舒适性。气动盘式制动器作为一种高科技、高附加值的产品，已经得到业界的认可。预计未来几年盘式制动器将在中国迅速推广应用，市场前景广阔。