商用车盘式制动器

１２１ ｐ２＇
４ ３
ｐ１ ｐ２
ｐ３
５
６
１．制动片 ２．制动盘 ３．操纵杠杆 ４．制动片室 ５．螺管 ６．联接件
图２ 盘式制动器结构简图
克诺尔盘式制动器的结构和工作原理
克诺尔公司是世界上道路和铁路车辆制动系统最主要的 供应商之一，在全球共有 １６ 家商用车制动系统子公司，生产 制造各种商用车用气制动、气 ／ 液制动、电子制动和底盘操 控系统。作为系统供应商，其产品从供气系统、底盘控制调 节系统（其中包括电子控制系统）到车轮制动系统全方位地覆盖 ６ ｔ 以上的车辆。作为全球商用车生产企业的战略性合作伙 伴，克诺尔公司主要配套的厂家包括戴姆勒 － 克莱斯勒、
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常开式的磨损传感器在电线回路发生断路或磨损 时，不能通过警告灯报警；而常闭式的磨损传感器在 电线回路发生断路或磨损时，可以通过警告灯报警。
触点式的磨损传感器可通过一个继电器控制制动 片磨损的警告灯。制动片磨损的警告灯或装置安装在 驾驶员的视野范围内。每次更换制动片时，触点式的 磨损传感器应同时更换。
此外，盘式制动器除了在前后桥能用同 样的制动盘外，根据所采用的安装布置方式 也可采用完全相同或几乎相同的分总成，其 复杂程度的降低是不言而喻的。
制动功率和稳定性
在冷状态时，鼓式制动器和盘式制动器 产生的制动功率相差不大，但盘式制动器的 制动响应和制动控制通常远好于鼓式制动 器。
在连续制动过程中，２ 种制动器的稳定 性差别很大。例如在１１ ｋｍ长平均坡度接近 １０％的山路上，进行道路对比试验。试验车 辆是２辆最大总质量为１７ ｔ的重型卡车，其 中一辆装鼓式制动器，另一辆装盘式制动 器。卡车驶下这１１ ｋｍ 长的坡道时，采用常 规行车制动，使速度保持在 ２５～３５ ｋｍ／ｈ 之间，２ 辆车的制动性能有很大差别：盘式 制动器根本没有制动衰退（图 １），在恒定的 ０．２４ ＭＰａ 制动压力下，汽车能在下山的全 程中保持所需的速度范围；相反，装有鼓式 制动器的汽车需要逐渐增加压力，到达山脚 时制动压力升到 ０．４３ ＭＰａ。试验结果表 明，盘式制动器的制动稳定性远高于鼓式制
盘式和鼓式制动器的比较
效率、优异和智能这几个词可以用于描 述任何成功的创新系统，但是，当谈到车辆 的车轮制动器时，这几个词具体意味什么 呢？效率意味着成本低、质量轻、结构紧凑 和维修简便；优异意味着制动功率高、安全 性好；智能就车轮制动器而言通常意味着具 有电子控制制动系统（ＥＢＳ）的能力。
成本
成本的比较着重于零件的数量。鼓式制 动器系统包括制动器本身及衬片、制动鼓、 制动缸、制动底板和操纵连杆；盘式制动系 统包括制动盘、制动片、制动缸和制动钳。 要客观地进行比较并消除制造商自制和外购 的问题，最理想的方法是选定一个独立的车 桥制造商购买相当数量的２种制动器总成系 统。最新的价格比较结果是：鼓式制动器和 盘式制动器的成本比是１００：９８，而且，这并 未考虑装配的成本。相对来说盘式制动器的 装配成本略低。
电位计式磨损传感器安装在盘式制动器的调整机 构和保护盖间。调整机构的运动传递给一个小的齿轮 机构和电子设备，从而监测到盘式制动器的行程（２个 制动片和制动盘的厚度）。电位计式的磨损传感器可分
为黑 ／ 白式（通 ／ 断式）和连续式 ２ 种。 黑 ／ 白式的磨损传感器由小齿轮机构、载荷电阻和一个内置的
磨损极限开关组成；连续式的磨损传感器由小齿轮机构、内置的制 动片载荷电阻（电位计）和稳定性电子设备组成。
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所以小的制动气室行程（５７ ｍｍ）就足够了。与链条相连 的 ２ 个螺管同步地进行调整，使制动片磨损均匀。
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３
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１ ６
１．螺管 ２．链条 ３．灯杆 ４．促动叉 ５．内衬套 ６．过载离合器 ７．弹簧 图３ 间隙自动补偿装置工作简图
结构与动作原理
如图２所示，当制动气室的压力增加时，活塞杆推动操纵 杠杆在 ２ 个滚动轴承上运动。输入压力 ｐ１ 通过联接件和带推 件的螺管传递到制动片上，输入压力 ｐ１作用在制动片上的力 为输出压力 ｐ２。同时，制动片压在制动盘上。由于作用在制 动钳上的反作用力 ｐ３ 传递给另一侧的制动片，这样此制动片 同样以ｐ２＇的力压在制动盘上。产生的制动力的大小取决于供 应给制动气室的制动压力、制动气室的大小和杠杆的传动比。
盘式制动器的另一个优点是，根据响应动作，每个单独 车轮的制动差异很小，这是由盘式制动器系统的内在特征决 定的，其结果使每个车轴上的左右车轮间的磨损分配均匀， 这个因素可使设计者把车桥的规定磨损调整量输入到 ＥＢＳ系 统中而不用浪费大量的时间考虑每个车轮的调整量。鼓式制 动器由于自助力作用的波动，妨碍了响应的一致性，所以不 具备这个特点。
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图１ 盘式制动器与鼓式制动器的制动性能比较
动器。 ２ 种型式的制动器在刚下山后性能的差别也是显而易见
的。在冷状态时，在 ６ ＭＰａ 的制动压力下，２ 辆车的制动器 都能产生 ６ ｍ／ｓ２ 的减速度，在下山试验中，２ 辆车出现很大 的差别，盘式制动器仍能达到 ４．４ ｍ／ｓ２ 左右的减速度，而鼓 式制动器仅能达到 ２．６ ｍ／ｓ２ 的减速度。
Ｖ Ｏ Ｌ Ｖ Ｏ、Ｓ Ｃ Ａ Ｎ Ｉ Ａ 、雷诺、依维柯、Ｍ Ａ Ｎ、五十铃、三菱、 日产、以及国内各主要商用车制造厂家，等等。２０ 世纪８０ 年 代末克诺尔公司开发了浮动钳式气压操纵的盘式制动器，它 不再需要使用制动液，不仅降低了安装和维护的成本，而且 也是非常环保的。此外，气压操纵还开拓了一些附加的应用， 如在挂车上的应用和使驻车制动更容易实现等。１９９２年开始 批量供应商用车用气压操纵的盘式制动器，现在越来越多的 商用车开始用气压盘式制动器替代鼓式制动器。
当达到限定的磨损值时，黑 ／ 白式磨损传感器的电子设备检测 到此磨损值，产生一个电压的突降，从而指示更换制动片或制动盘； 连续性的磨损传感器可连续地检测制动片和制动盘的磨损，产生的 电压信号是惟一对应的，当达到限定的磨损值时，产生的电压值也 达到设定的值。
连续式磨损传感器用于电子控制制动系统，指示单独的车轮磨 损值，及 ２ 轴间制动片的平衡磨损和协调。电位计式的磨损传感器 可连接专用的车辆 ／ 底盘诊断、检测设备。
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用
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尽可能地提高汽车行驶速度，是提高运 输生产率的主要技术措施之一，但必须以保 证行驶安全为前提。近年来，由于车辆制造 和道路建设水平的提高，汽车的行驶车速越 来越高，要灵敏地减速或停车，必须具备可 靠的制动系统，制动系统的核心部件是制动 器。制动器是制动系中用以产生阻碍车辆的 运动或运动趋势的部件，主要分为鼓式制动 器和盘式制动器。近几年，商用车盘式制动 器以其良好的制动稳定性，表现出强劲的发 展势头，在欧洲的商用车上广为装用，得到 制造商及广大用户的认可。下面我们以克诺 尔盘式制动器为例，对盘式和鼓式制动器进 行比较。
电子控制制动系统性能
由于采用了相当复杂的操纵机构而获得极高的效率是盘 式制动器的一个显著特征。盘式制动器的制动灵敏性使电子 控制制动系统（ＥＢＳ）有可能实现一些强有力的控制策略，用以 缩短制动距离，提高车辆的稳定性，优化磨损率，并且提高 车辆的总体性能。在这方面，鼓式制动器固有的滞后隙自动调整装置安装在其中一个螺管上， 同链条相连。每次制动时，调整机构由杠杆通过促动叉进行 促动，由此产生的转动被传递给内衬套，并通过过载离合器 传递给螺管，当螺管转动时，间隙减小，当间隙达到要求值 时，在螺管转动之前，促动力已经作用在螺管上了，因此不 再进行调整。杠杆产生的作用在内衬套上的转动被过载离合 器和弹簧所吸收。由于制动钳的刚度高，调整装置的效率高，
质量
以一辆最大总质量为 １８ ｔ 的重型卡车 为例，前桥用的鼓式制动系统其质量为
８９．５ ｋｇ，后桥用的 １１８ ｋｇ；而前桥用的 盘式制动系统为 ８４．５ ｋｇ，后桥用的９４ ｋｇ。 这意味着对于两轴车辆，盘式制动器的总质 量比鼓式制动器相对轻 ５８ ｋｇ，即 １４％ 。
维修
盘式制动器的整套操纵机构密封在外壳 中，并加以润滑延长寿命，这意味着盘式制 动器几乎是免维护的，维修主要是更换磨损 零件，即制动片和制动盘。更换制动片是制 动器最主要的维修工作。车辆制造商的维修 记录表明，更换盘式制动片所花的时间比更 换鼓式制动片少８０％。最终的结果是不仅节 省操作者的直接劳动成本，而且大大减少非 行驶时间——这是另一个不容低估的重要经 济指标。
制动片磨损传感器
制动片磨损传感器分为２类：触点（回路）式和电位 计式。
触点式磨损传感器是通 ／ 断式、非连续的磨损传 感器，又可分为常开的和常闭的 ２ 种。
常开式的磨损传感器，通常电路是断开的，当达 到限定的磨损值时，某个制动片上的传感器同制动盘 表面接触，从而闭合回路，警告灯亮启；常闭式的磨 损传感器，通常电路是闭合的，当达到限定的磨损值 时，每个制动片上的传感器被磨损后，回路断开，警 告灯亮启。
克诺尔盘式制动器的基本特点
１． 由于采用标准组件的设计，高比例的重复件为备件供应提供 了方便；
２． 由于只有很少量的运动件和低摩擦的轴承支撑点，效率高； ３． 由于采用了一个双推件的操纵机构，具有良好的力分配； ４． 内置的自动调整机构，同步地作用在 ２ 个操纵推件上； ５． 法兰直接安装在制动缸上，不需要提供制动轴、外部推杆和 调整机构； ６． 由于使用了标准行程的膜片气室，空气消耗低； ７． 结构紧凑，质量轻，制动力矩高； ８． 各车轮渐进性良好和制动力一致； ９． 热态下性能稳定； １０．制动片和制动盘使用寿命长； １１．维修简便。 商用车安装盘式制动器已成为一种发展趋势，在我国交通部的 行业标准 ＪＴ／Ｔ ３２５ － ２００２《运营客车类型划分及等级评定》中要 求：高三类运营客车必须装备盘式制动器。随着合资、技术项目的 引进及欧洲进口商用车数量的增加，盘式制动器在我国将有着巨大 的发展潜力。相 信在不久的将 来，我国的用户 就会看到和使 用更多的装备 盘式制动器的 商用车。