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商用车安全创新:威伯科气压盘式制动器

文字:[大][中][小] 发布时间:2014-1-15  浏览次数:1861

  在20世纪90年代中期的欧洲,气压盘式制动器ADB(Air Disc Brake)在商用车领域被大规模应用。与鼓式制动器相比,盘式制动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便,特别是高负载时不仅耐高温性能好,制动效果稳定,而且热稳定性高。
  在中国,盘式制动器在轿车、轻型、载货汽车、豪华客车及重型载货汽车等汽车上的应用越来越广泛。随着我国公路交通条件的改善,(高速)公路迅速发展,车辆性能和车速也不断提高,人们出行更加追求快捷与舒适的乘车方式。而盘式制动器能提高汽车的主动安全性,又较好地解决了制动过程中粉尘污染、制动噪音污染、维修频繁等鼓式制动器无法解决的问题,在汽车上的应用必将更广泛。
  ●  盘式制动器的工作原理
  盘式制动器主要由制动盘、油缸(制动气室)、制动钳、油(气)管等部件,和液(气)压作动力源组成。盘式制动器是以旋转工作的制动盘(金属圆盘)的端面作摩擦(面)的,在其固定支架上安装有由摩擦(材料)(工作面由2-4块摩擦片)与其金属底板组成的制动(片),这些制动(片)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。
  制动盘用铸铁制造并固定在车轮上,随车轮转动。油缸(制动气室)固定在制动器的钳体上固定不动。制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。油缸(制动气室)的活塞(推杆)受油(气)管输送来的液(气)压作用,推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动,就好象用钳子钳住旋转中的盘子,迫使运动的机构停止运动。
  其主要技术参数有: 额定制动力矩、制动半径、制动盘外径、制动盘厚度、内制动衬片半径、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、制动器效能因数和制动效率等。
  ●  威伯科(WABCO)气压盘式制动器的结构特点
  WABCO盘式制动器采用单活塞的机构,相比目前市场上业内同类产品,以最少的零件,最轻的重量,实现更优的制动性能。
  1、单活塞机构,结构更简单,重量更轻
  在过去,由于车辆的摩擦片比较大,为了避免楔形磨损,必须使用两个推杆。调整间隙时,需要使用十分复杂的调整机构对两个推杆进行同步调整。增加了系统的质量而且由于零件数量多也增加了零件损坏的概率。威伯科对此进行了改进,于是推出了PAN系列单推杆促动调整机构。
  单推杆促动调整机构相较于双推杆促动调整机构,结构更简单,零部件数量更少,性能更可靠,结构更紧凑,有效的降低了总成重量以及故障率。
  2、推盘专利技术,可以有效地防止偏磨,并能起到隔热作用
  3、导销结构强劲,工作更稳定
  威伯科单推杆盘式制动器的导向销在业内同级产品中直径最大,导向时工作更稳定。导向销一端用金属端盖密封,另一端采用双重的防尘护套密封,使导向销系统更安全,更耐久。
  4、优化的摩擦片尺寸,寿命更长
  威伯科通过对摩擦片的研究发现,在一定范围内减少摩擦片的表面积对摩擦片的寿命影响甚微。基于以上结果,将摩擦片表面积减少,节省的材料用于增加摩擦片的厚度,使设计更紧凑,摩擦片服务时间更长,并大幅降低减少了维护成本。
  5、磨损传感器监测摩擦片的磨损情况
  当摩擦片已经过度磨损时,如果不能及时更换,制动时有可能损坏制动盘。更为严重的是,车辆将丧失制动,极有可能造成事故。为了更好地提高车辆的安全性,威伯科PAN系列盘式制动器可以选装磨损指示器,可以在摩擦片分别剩余3mm和2mm时向驾驶员报警。
  磨损指示器安装在摩擦片上,传感器头部是一个线圈。线圈固定到合适的位置。可以通过提供两个信号达到预先报警:
  ? 当线圈接触制动盘时
  ? 当线圈磨穿时
  ●  威伯科(WABCO)盘式制动器规格及主要参数
  威伯科新一代盘式制动器即NG系列盘式制动器,是基于PAN系列盘式制动器基础之上的WABCO最新一代盘式制动器。
  NG盘式制动器的主要特点是结构简单,重量轻,制动扭矩大,并且改善了外侧摩擦片的压力分布。NG继承了PAN系列成功的单推杆专利技术,这种设计结构紧凑,可靠性高,重量轻。这些改进,使得NG22MAX成为目前市场上最轻的盘式制动器,包括摩擦片,其重量仅39KG。另外,NG与桥的连接简单。NG系列产品重量的减少,大大减小了非簧载质量,从而减小了对底盘的冲击。同时,压力分布的改善增强了制动盘的抗裂性,最大化地减小了径向和切向的锥度磨损。
  ●  国内汽车盘式制动器应用情况
  盘式制动器在汽车中的应用,由于受车轮轮毂的外形尺寸的限制,在小型车上大量使用的是液压盘式制动器,而重型车使用的是气压盘式制动器。随着我国汽车工业技术的发展,特别是轿车工业的发展,汽车上采用盘式制动器配置的现象将渐成规模。特别是在提高整车性能、保障安全、提高舒适性,以及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着重大作用。
  1、微型车、轿车、轻卡等小型车
  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的大。从经济与实用的角度出发,生产厂家为了节省成本,多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,这类前制动器主要以液压盘式制动器为主流,采用液压油作传输介质,以液压总泵为动力源,后制动器以液压式分泵双作用缸制动蹄匹配。
  目前大部分轿车、微型车、轻卡、SUV 及皮卡等都是采用前盘后鼓式混合制动器。但随着高速公路等级的提高,乘车档次的上升,特别是国家安全法规的强制实施,前后轮都用盘式制动器将是一种必然的发展趋势。
  2、大型客车
  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)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,但因进口产品价格太高,主要用于高端产品。
  2004年交通部强制在9m以上 高Ⅱ型客车上“必须”配备后,盘式制动器才得以大行其道。北京、上海、广州、深圳、武汉等公交公司,都在使用为大客车匹配的气压盘式制动器。目前国内知名的大型厂家均已在批量生产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型新技术,盘式制动器已经是成熟产品。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。
  ●  国内汽车盘式制动器发展趋势
  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、中型和重型汽车上。随着国家法规的推动,比如GB 7258-2004 《机动车运行安全技术条件》(即将发布基于2004版的更新版)和GB 24407-2012《专用校车安全技术条件》,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。
  新版GB 7258规定:危险货物运输车的前桥和车长大于 9m 的客车的前桥应装备盘式制动器;新版GB 24407规定:专用校车前轮应安装盘式制动器。现代汽车盘式制动器的研究和开发应注重的问题主要是提高制动器的制动效能、防止尘污和锈蚀、减轻重量、简化结构和降低成本,电子报警和智能化系统的发展,实用性更强与寿命更长。

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