气压盘式制动器的可靠性研究9999999

气压盘式制动器的可靠性能因素探讨

吴剑增

（三浪集团股份有限公司宁波315700）

摘要：从气压盘式制动器的结构特点、制动间隙的调整、摩擦元件、与车桥的匹配等几方面对其可靠性能进行了探讨。

关键词：气压盘式制动器；性能和可靠性；车桥的匹配；

Air disc brake performance and reliability factors discussed

Wujianzeng

（Sanlang group co., LTD,Ningbo 315700 ，china）

Abstract：From the air disc brake structure characteristics, brake clearance adjustment, friction element, and axle matching, sliding resistance and sealing, ABS technology additional aspects of its performance and reliability are discussed

Key words：air disc brake;performance and reliability;axle matching;

安全性能要求是汽车技术发展永远的焦点，每一项安全新技术的成功应用都使汽车品质得以升级。

气压盘式制动器1996年在汉诺威国际汽车展览上第一次亮相，现在欧洲、北美、日本等商用车行业已经大批量应用普及，其作为一种标准配置较鼓式制动器有较大的市场覆盖面和用量。随着我国汽车消费档次的不断提高、国家高速公路网飞速发展，特别是国家一系列强制性法规的陆续出台，这项制动技术将通过我国制动器生产企业不断技术改进创新、在我国将得到很大的发展，其市场价值潜力巨大。

气压盘式制动器（Air Disc Brake）近年来在我国汽车行业作为一项新型的制动技术得到了较快的发展，作为传统的气压鼓式制动器的替代品，目前其应用主要集中在以客运为特征的城间客车和市内公交客车上，中重货车也在少量应用。国家一系列法规的出台也在推动该项技术的应用，比如《城市客车气压盘式制动器》CJ/T240-2006；《快速公交（BRT）公共汽车制动系统》CJ/T389-2012；《专用校车安全技术条件》GB24407-2012规定前轮要采用盘式制动器。

该项制动技术以其制动效能稳定、制动过程平和、制动响应灵敏、能显著改善城市客车的制动噪声问题，大大提高了商用客车（尤其是城市公交车）制动的环保性和舒适性；气压盘式制动器维修方便、重量较轻则提高了整车的燃油经济性。其优越性能受到了越来越多用户的肯定。

作为一项引进吸收的新型制动技术，在我国实际道路状况、城市公交超载严重、高频次强制动情况下，如何使该项制动技术适应我国车辆达到较完美的匹配、更本土化的发挥其作用是制动器生产厂家和整车厂要面临和受到考验。作为汽车主动安全保证的制动器总成的可靠性是非常重要的。汽车要平稳的实现停车或减速，每一个制动器的制动力的输出都关系到整车的安全。影响制动器可靠性的因素是多方面的，本文从气压盘式制动器的结构特点、制动间隙的调整、摩擦元件、与车桥的匹配等几方面对其可靠性能进行了探讨。以Knorr和Waboc公司的气压盘式制动器为研究对象。

1气压盘式制动器的结构特点

市场上常见的Knorr和Waboc公司的气压盘式制动器的结构如图1示，属于浮动钳盘式制动器，制动钳相对制动盘在轴向通过导向销可以滑动。主要由制动钳总成、制动盘、气室三大件构成。制动钳总成包括摩擦块、制动钳体和实现制动间隙自动补偿的调整机构、加力杠杆----压力臂，后者机构处在密闭的钳体内部，实现随机调整制动间隙、增大制动力的作用。

当气室进入高压空气后，压力臂的一端在气室的推力F作用下另一端绕半圆R转动，通过传递推动摩擦块，夹紧制动盘产生摩擦力从而使汽车制动减速。

杠杆增压比的放大作用使输出力N成倍增大。N越大摩擦块对制动盘的夹紧力越大。压力臂的形状厂家产品各异但基本作用要素相同。如图2

气室的推力 F=p.a p为高压空气压力一般在0.6---1.0MPa ；a为气室活塞有效面积，增压比 U=A:B

那么：

输出力N= U.F= (A:B)p.a

增压比要根据产品输出制动力矩、制动钳内部空间大小、回位难易情况来定。一般在13---20倍为宜。

二盘式制动器间隙自动调整机构的对比

盘式制动器的制动间隙是指单个制动器摩擦块与制动盘双边的间隙和。气压盘式制动器的制动间隙一般在0.6---1.0mm范围内是合适的，既能保证制动的灵敏性，又能防止间隙小拖磨而出现的高温。要维持制动间隙始终保持在这个范围内是件困难的事情。因为制动器内部执行调整的零件很多，外部零件制动盘和轮毂的连接有位置误差（比如不垂直），各个零件本身的精度偏差，每次制动的强烈度不同，这样系列的误差积累使得制动器的调整间隙精度保持变得困难。1Knorr制动器的调整功能

Knorr制动器采用双推杆加力机构，见图3

1从动调整轴2 螺杆3 链条4 制动盘5 摩擦块6 推盘7 主动调整轴

图3

当制动器的制动间隙大于设定间隙时，制动时压力臂会多一个额外的转动位移，带动主动调整轴7转动，使螺杆2转动一个微量的角度，从而使螺杆2向制动盘4方向移动一个补偿位移，

是摩擦块5和制动盘4的间隙减小，同时通过链条的带动使从动调整轴也做相同的同步旋转，带动另一个螺杆也向前补偿一个相同的位移，解除制动后，主动轴上的单项轴承打滑使压力臂回位。

特点是采用双螺杆同步调整，制动时推盘6和制动盘4接触面积较大比较稳定可靠。缺点是零件多，机构复杂。可靠性体现在提高各个零件的精度，使零件间的配合合适，调整时顺畅无阻滞。因为制动时一整套零件都在做微量的运动，所以必须提高各个零件的表面硬度，比如主动调整轴7、从动调整轴1、螺杆2、采用表面氮化，表面硬度HV700-900。

Knorr制动器的单向离合器采用滚针轴承式离合器，特点是无级调整、调整可靠性好，承受力大。

2 WABCO制动器的调整功能

WABCO盘式制动器采用单活塞的机构，见图4。

在汽车制动的时候，压力臂销3插在调节环2的外槽内转动，当转动量超过调节环2外槽内的预设间隙时，设计制动间隙消除，调节环2通过矩形弹簧4的匝紧力将转动传递给调整螺母5；由于螺杆6不能转动，调整螺母5的转动转化成螺杆6的轴向运动，消除制动盘和摩擦块之间的过量间隙。解除制动时，压力臂抬起，压力臂销带动调节环2和矩形弹簧4打滑分离，调整螺母不再转动。

特点：相比目前市场上业内同类产品，执行调整的零件少，制动器重量轻，可以实现更优的制动性能。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。

缺点：调整离合器采用的是摩擦簧式离合器，国内没有优质可靠的材料，矩形弹簧和调整套干摩擦易磨损，调整可靠性差。国内常见的翰德、美驰、威伯科三家均采用这种结构。

1 压力臂2调节环3压力臂销 4 矩形弹簧5调整螺母 6 螺杆

图4

三气压制动器摩擦元件的性能与可靠性（包括制动盘和摩擦块）见图5

图5 制动盘和摩擦块