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商用车盘式制动器.pdf

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商用车盘式制动器.pdf

COMMERCIALVEHICLE商用汽车2002年第9期51配套产业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。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10098,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。质量以一辆最大总质量为18t的重型卡车为例,前桥用的鼓式制动系统其质量为89.5kg,后桥用的118kg而前桥用的盘式制动系统为84.5kg,后桥用的94kg。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58kg,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。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11km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17t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11km长的坡道时,采用常规行车制动,使速度保持在25~35km/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0.24MPa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0.43MPa。试验结果表明,盘式制动器的制动稳定性远高于鼓式制商用车盘式制动器KNORRBREMSE■张少英COMMERCIALVEHICLE52配套产业商用汽车2002年第9期1123456p1p2p2p3图2盘式制动器结构简图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VOLVO、SCANIA、雷诺、依维柯、MAN、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。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。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6MPa的制动压力下,2辆车的制动器都能产生6m/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4.4m/s2左右的减速度,而鼓式制动器仅能达到2.6m/s2的减速度。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接近30%,所以根本没有优势。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。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6t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、间隙自动调整如图3所示,间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,COMMERCIALVEHICLE商用汽车2002年第9期53配套产业17654321所以小的制动气室行程57mm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。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。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。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/T325-2002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。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。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。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图3间隙自动补偿装置工作简图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

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