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商用車安全創(chuàng)新:威伯科氣壓盤式制動(dòng)器

作者: 汽配人網(wǎng) 發(fā)表于: 2012-09-20
  在20世紀(jì)90年代中期的歐洲,氣壓盤式制動(dòng)器ADB(Air Disc Brake)在商用車領(lǐng)域被大規(guī)模應(yīng)用。與鼓式制動(dòng)器相比,盤式制動(dòng)器散熱快、重量輕、構(gòu)造簡單、調(diào)整方便,特別是高負(fù)載時(shí)不僅耐高溫性能好,制動(dòng)效果穩(wěn)定,而且熱穩(wěn)定性高。
  在中國,盤式制動(dòng)器在轎車、輕型、載貨汽車、豪華客車及重型載貨汽車等汽車上的應(yīng)用越來越廣泛。隨著我國公路交通條件的改善,(高速)公路迅速發(fā)展,車輛性能和車速也不斷提高,人們出行更加追求快捷與舒適的乘車方式。而盤式制動(dòng)器能提高汽車的主動(dòng)安全性,又較好地解決了制動(dòng)過程中粉塵污染、制動(dòng)噪音污染、維修頻繁等鼓式制動(dòng)器無法解決的問題,在汽車上的應(yīng)用必將更廣泛。
  ●  盤式制動(dòng)器的工作原理
  盤式制動(dòng)器主要由制動(dòng)盤、油缸(制動(dòng)氣室)、制動(dòng)鉗、油(氣)管等部件,和液(氣)壓作動(dòng)力源組成。盤式制動(dòng)器是以旋轉(zhuǎn)工作的制動(dòng)盤(金屬圓盤)的端面作摩擦(面)的,在其固定支架上安裝有由摩擦(材料)(工作面由2-4塊摩擦片)與其金屬底板組成的制動(dòng)(片),這些制動(dòng)(片)及其張緊裝置都裝在橫跨在制動(dòng)盤兩側(cè)的夾緊鉗形支架中,稱為制動(dòng)鉗。
  制動(dòng)盤用鑄鐵制造并固定在車輪上,隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。油缸(制動(dòng)氣室)固定在制動(dòng)器的鉗體上固定不動(dòng)。制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤的兩側(cè)。油缸(制動(dòng)氣室)的活塞(推桿)受油(氣)管輸送來的液(氣)壓作用,推動(dòng)摩擦片壓向制動(dòng)盤發(fā)生摩擦制動(dòng),就好象用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子,迫使運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)。
  其主要技術(shù)參數(shù)有: 額定制動(dòng)力矩、制動(dòng)半徑、制動(dòng)盤外徑、制動(dòng)盤厚度、內(nèi)制動(dòng)襯片半徑、制動(dòng)間隙、氣室頂桿工作行程、活塞桿軸向位移量、氣室頂桿最大行程、摩擦片開合力、制動(dòng)襯片厚度、兩制動(dòng)襯片總面積、制動(dòng)器效能因數(shù)和制動(dòng)效率等。
  ●  威伯科(WABCO)氣壓盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
  WABCO盤式制動(dòng)器采用單活塞的機(jī)構(gòu),相比目前市場上業(yè)內(nèi)同類產(chǎn)品,以最少的零件,最輕的重量,實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的制動(dòng)性能。
  1、單活塞機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)更簡單,重量更輕
  在過去,由于車輛的摩擦片比較大,為了避免楔形磨損,必須使用兩個(gè)推桿。調(diào)整間隙時(shí),需要使用十分復(fù)雜的調(diào)整機(jī)構(gòu)對(duì)兩個(gè)推桿進(jìn)行同步調(diào)整。增加了系統(tǒng)的質(zhì)量而且由于零件數(shù)量多也增加了零件損壞的概率。威伯科對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn),于是推出了PAN系列單推桿促動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)。
  單推桿促動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)相較于雙推桿促動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)更簡單,零部件數(shù)量更少,性能更可靠,結(jié)構(gòu)更緊湊,有效的降低了總成重量以及故障率。
  2、推盤專利技術(shù),可以有效地防止偏磨,并能起到隔熱作用
  3、導(dǎo)銷結(jié)構(gòu)強(qiáng)勁,工作更穩(wěn)定
  威伯科單推桿盤式制動(dòng)器的導(dǎo)向銷在業(yè)內(nèi)同級(jí)產(chǎn)品中直徑最大,導(dǎo)向時(shí)工作更穩(wěn)定。導(dǎo)向銷一端用金屬端蓋密封,另一端采用雙重的防塵護(hù)套密封,使導(dǎo)向銷系統(tǒng)更安全,更耐久。
  4、優(yōu)化的摩擦片尺寸,壽命更長
  威伯科通過對(duì)摩擦片的研究發(fā)現(xiàn),在一定范圍內(nèi)減少摩擦片的表面積對(duì)摩擦片的壽命影響甚微。基于以上結(jié)果,將摩擦片表面積減少,節(jié)省的材料用于增加摩擦片的厚度,使設(shè)計(jì)更緊湊,摩擦片服務(wù)時(shí)間更長,并大幅降低減少了維護(hù)成本。
  5、磨損傳感器監(jiān)測摩擦片的磨損情況
  當(dāng)摩擦片已經(jīng)過度磨損時(shí),如果不能及時(shí)更換,制動(dòng)時(shí)有可能損壞制動(dòng)盤。更為嚴(yán)重的是,車輛將喪失制動(dòng),極有可能造成事故。為了更好地提高車輛的安全性,威伯科PAN系列盤式制動(dòng)器可以選裝磨損指示器,可以在摩擦片分別剩余3mm和2mm時(shí)向駕駛員報(bào)警。
  磨損指示器安裝在摩擦片上,傳感器頭部是一個(gè)線圈。線圈固定到合適的位置??梢酝ㄟ^提供兩個(gè)信號(hào)達(dá)到預(yù)先報(bào)警: 
  ? 當(dāng)線圈接觸制動(dòng)盤時(shí)
  ? 當(dāng)線圈磨穿時(shí)
  ●  威伯科(WABCO)盤式制動(dòng)器規(guī)格及主要參數(shù)
  威伯科新一代盤式制動(dòng)器即NG系列盤式制動(dòng)器,是基于PAN系列盤式制動(dòng)器基礎(chǔ)之上的WABCO最新一代盤式制動(dòng)器。
  NG盤式制動(dòng)器的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,制動(dòng)扭矩大,并且改善了外側(cè)摩擦片的壓力分布。NG繼承了PAN系列成功的單推桿專利技術(shù),這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊,可靠性高,重量輕。這些改進(jìn),使得NG22MAX成為目前市場上最輕的盤式制動(dòng)器,包括摩擦片,其重量僅39KG。另外,NG與橋的連接簡單。NG系列產(chǎn)品重量的減少,大大減小了非簧載質(zhì)量,從而減小了對(duì)底盤的沖擊。同時(shí),壓力分布的改善增強(qiáng)了制動(dòng)盤的抗裂性,最大化地減小了徑向和切向的錐度磨損。
  ●  國內(nèi)汽車盤式制動(dòng)器應(yīng)用情況
  盤式制動(dòng)器在汽車中的應(yīng)用,由于受車輪輪轂的外形尺寸的限制,在小型車上大量使用的是液壓盤式制動(dòng)器,而重型車使用的是氣壓盤式制動(dòng)器。隨著我國汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,特別是轎車工業(yè)的發(fā)展,汽車上采用盤式制動(dòng)器配置的現(xiàn)象將漸成規(guī)模。特別是在提高整車性能、保障安全、提高舒適性,以及滿足人們不斷提高的生活物質(zhì)需求、改善生活環(huán)境等方面都發(fā)揮著重大作用。
  1、微型車、轎車、輕卡等小型車
  轎車在制動(dòng)過程中,由于慣性的作用,前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的70%-80%,所以前輪制動(dòng)力要比后輪的大。從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā),生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本,多采用了前輪盤式制動(dòng),后輪鼓式制動(dòng)的混合匹配方式。采用前盤后鼓式混合制動(dòng)器也是因?yàn)槠囋诰o急制動(dòng)時(shí),軸荷前移,對(duì)前輪制動(dòng)性能的要求比較高,這類前制動(dòng)器主要以液壓盤式制動(dòng)器為主流,采用液壓油作傳輸介質(zhì),以液壓總泵為動(dòng)力源,后制動(dòng)器以液壓式分泵雙作用缸制動(dòng)蹄匹配。
  目前大部分轎車、微型車、輕卡、SUV 及皮卡等都是采用前盤后鼓式混合制動(dòng)器。但隨著高速公路等級(jí)的提高,乘車檔次的上升,特別是國家安全法規(guī)的強(qiáng)制實(shí)施,前后輪都用盤式制動(dòng)器將是一種必然的發(fā)展趨勢。
  2、大型客車
  盤式制動(dòng)器產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性明顯,可靠性總體良好,具有創(chuàng)新性和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的集成性。歐美國家自上世紀(jì)90年代初開始將盤式制動(dòng)器用于大型公交車。至2000年,盤式制動(dòng)器(前后制動(dòng)均為盤式)已經(jīng)成為歐美國家城市公交車的標(biāo)準(zhǔn)配置。我國從1997年開始在大客車和載重車上推廣盤式制動(dòng)器及ABS防抱死系統(tǒng),但因進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格太高,主要用于高端產(chǎn)品。
  2004年交通部強(qiáng)制在9m以上 高Ⅱ型客車上“必須”配備后,盤式制動(dòng)器才得以大行其道。北京、上海、廣州、深圳、武漢等公交公司,都在使用為大客車匹配的氣壓盤式制動(dòng)器。目前國內(nèi)知名的大型廠家均已在批量生產(chǎn)帶盤式制動(dòng)器的高檔客車。
  3、重型汽車
  作為重型汽車行業(yè)應(yīng)用型新技術(shù),盤式制動(dòng)器已經(jīng)是成熟產(chǎn)品。國內(nèi)大型汽車廠均完成了盤式制動(dòng)器在重型汽車方面的前期型試驗(yàn)及技術(shù)貯備工作,盤式制動(dòng)器在某些方面可以說成為未來重卡制動(dòng)系統(tǒng)匹配發(fā)展的新趨勢。
  ●  國內(nèi)汽車盤式制動(dòng)器發(fā)展趨勢
  歐、美、日等發(fā)達(dá)國家已把盤式制動(dòng)器作為標(biāo)準(zhǔn)件裝備在多級(jí)別的轎車、客車、中型和重型汽車上。隨著國家法規(guī)的推動(dòng),比如GB 7258-2004 《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》(即將發(fā)布基于2004版的更新版)和GB 24407-2012《專用校車安全技術(shù)條件》,預(yù)計(jì)未來幾年,盤式制動(dòng)器在國內(nèi)將會(huì)得到快速的推廣和應(yīng)用。
  新版GB 7258規(guī)定:危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸車的前橋和車長大于 9m 的客車的前橋應(yīng)裝備盤式制動(dòng)器;新版GB 24407規(guī)定:專用校車前輪應(yīng)安裝盤式制動(dòng)器?,F(xiàn)代汽車盤式制動(dòng)器的研究和開發(fā)應(yīng)注重的問題主要是提高制動(dòng)器的制動(dòng)效能、防止塵污和銹蝕、減輕重量、簡化結(jié)構(gòu)和降低成本,電子報(bào)警和智能化系統(tǒng)的發(fā)展,實(shí)用性更強(qiáng)與壽命更長。