盘式制动器在商用车上的应用.doc

Knorr-Bremse Brake Equipment (Shanghai) Co., Ltd.
克诺尔制动设备（上海）有限公司
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气压盘式制动器
在
商用车上的应用

自: 克诺尔制动设备上海有限公司

2007/2/7

Building A-3, 38 Dongsheng Road, East Region of Zhangjiang Park, Pudong District, Shanghai201201, China
中国上海浦东张江高科园东区东胜路38号A-3楼，邮编：201201
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目 录
目 录 2
1. 盘式制动器的历史 3
2. 盘式制动器的优势 3
2．1制动器储备能力比较 － 速度 3
2．2制动器储备能力相比较 － 温度 4
3. 盘式制动器的类型 4
4. 盘式制动器的制造商和市场 5
5. 克诺尔盘式制动器的优势 5
6. 盘式制动器在中国商用车上的应用现状 7
6.1 盘式制动器在中国的现状 7
6.2 国产盘式制动器的差距和问题 7

1. 盘式制动器的历史
从上世纪七十年代开始，盘式制动器开始在客车和重型卡车上小批量使用。
从上世纪八十年代末，在大雾天气卡车经常发生严重的交通事故，因而在恶劣天气条件下禁止驾驶卡车的争论一直在进行之中。因此商用车制造商开启了减少制动距离的研发项目，项目研发的结果是从上世纪九十年代中期开始在客车卡车等所有重型车上安装气压盘式制动器
目前，欧洲几乎所有的新车都安装气压盘式制动器，但一些专用车和半挂车仍在使用S凸轮轴鼓式制动器，其它类型鼓式制动器，如单楔和双楔型鼓式制动器，已不再使用 。
气压盘式制动器能增加制动舒适性和车辆安全，自1996年欧洲商用车上批量应用盘式制动器开始，在短短的十几年间，年装车量已接近300万套。相对较鼓式制动器而言，在欧洲已被广泛使用，。
2. 盘式制动器的优势
由于盘式制动器自身结构的特点, 盘式制动器相对于鼓式制动器具有很多优点, 主要表现在以下方面:
无自增力装置，不放大摩擦系数差异，制动力差异小，制动稳定性好。
低热衰退性，即使制动温度很高，制动力损失也较小。
高速、重载和高温时的制动性能及稳定性好，各工况和温度范围内能长期保持较高的制动性能。盘式制动器可显著提高车辆在高速、重载和高温时的制动性能，缩短制动距离(30%)。
良好的渐进性，高效的制动机构使得制动反应灵敏，滞后低。更能满足和实现电控制动系统EBS和ABS的精准控制。制动更平稳和舒适，制动感觉轿车化。
便于维护，与鼓式制动器相比，更换制动片更方便 。
制动钳是完整的制动器，减少了整车厂的总装过程，安装更简便。
制动片和制动盘的接触平稳，制动噪音更小。
制动盘比制动鼓散热性好，可避免过多的热量聚集烧毁轮胎。
对比鼓式制动器，盘式制动器的储备能力无论在以速度还是以温度为参照的对比中显示了更高储备能力。
2．1制动器储备能力比较 － 速度
制动力矩随速度增大而降低
¡ 与鼓式制动器相比，盘式制动器衰退小
¡ 高速行驶情况下，盘式制动器产生的制动力矩比鼓式制动器高出 40%

盘/鼓温度: 100°C; 制动压力 p = 7 bar
2．2制动器储备能力相比较 － 温度
制动力矩随温度升高而降低
¡ 与鼓式制动器相比，盘式制动器衰退小
¡ 高温情况下，盘式制动器产生的制动力矩比鼓式制动器高出 75%

车辆速度 v = 60 km/h; 制动压力 p = 7 bar
3. 盘式制动器的类型
盘式制动器分为固定式和浮动式，固定式的盘式制动器(钳)在商用车上已基本消失了，浮动式制动钳按调节方式又可分为：滚珠螺旋式(Ball screw)、楔型、斜道(Ramp)和链轮式，克诺尔公司专利设计的链轮式调整机构因磨擦力小，因而效率高且间隙调整稳定。制动钳按尺寸((轮辋的安装空间)通常可分为：22.5”、19.5” 和17.5” 。按制动分泵的安装角度，制动钳又可分为轴向和径向两种，其中径向制动钳仅应用在少量的超低地板公交车后桥上。按制动操纵和实施机构(推盘)的数目，又可分为单推和双推两种，双推式的制动钳的制动片的受力和磨损更均匀，通常19.5”和22.5”的制动钳均应是双推的。按钳体的铸造结构，制动钳可分为整体式和分体式，整体式的制动钳由于整体铸造技术和不再使用连接螺钉，承受制动力反作用力的能力更好，重量也相对更轻。
同样的制动钳可应用在客车、卡车和挂车上；而且某一车辆的所有车轴也可使用相同的制动钳；此外，工业上或军用车辆上应用的是全盘(面积)式的制动器。
商用车上的制动盘主要是通风式的盘，制动盘直径对应于三种不同的制动钳有: 430mm、377mm 和 335mm。为方便维修更换制动盘，克诺尔公司还推出了一种两片式制动盘(Splined disc)。
制动分泵又两种：单腔的制动气室和双腔的弹簧制动气室；弹簧气室应用在后桥上以实现驻车制动。
4. 盘式制动器的制造商和市场
商用车盘式制动器的全球制造商主要有克诺尔公司(Knorr-Bremse)、美驰(Meritor)、WABCO和Haldex；国产的主要有元丰和万安。
克诺尔公司是全球最大的商用车盘式制动器生产商，2006年产量超过200万套，市场保有量超过1200万套，市场份额70％；主要客户包括：戴克(100% 市场份额来自第三方的2005年的统计。
)、斯堪尼亚(100%)、曼(80)、Ievco(87%)、Paccar(83%)、ZF(99%)。其它几家分享剩余的市场，年产量从10万到40万不等。
国产的制动器主要应用在一些公交车上，总的年产量在1万套左右。
5. 克诺尔盘式制动器的优势
克诺尔公司的盘式制动器占据了商用车绝大部分的市场份额，这是同其产品的先进性密不可分的。克诺尔公司盘式制动器的主要优势如下：
(1) 整体式钳体(Monoblock)，刚度更高，重量减轻，可靠性更高，增强的鲁棒性(Robustness)；
(2) 自动调整机构及杠杆推杆的设计，摩擦力小，效率高，调整迅速且间隙稳定，同步性好，磨损均匀；
制动间隙
制动施加的次数

(3) 制动滞后(Hysteresis)性能好；盘式制动器的制动滞后性在14％左右；鼓式制动器通常在30％以上。克诺尔公司的盘式制动器的制动滞后性可达到10%以下，最好到8%；而国产的盘式制动器的滞后性在35％以上，还不如鼓式制动器的性能。
(4) 双导向销的设计，浮动的制动钳的滑动阻止力小。
(5) 双推盘设计，制动盘和制动片的受力及磨损更均匀。
(6) 制动钳的强度和承受过载力的能力强，所有的受力部件，都能够忍受极端的作用力(26t)的反作用应力超过5万次。
(7) 制动盘的设计和制造经验。克诺尔公司拥有商用车和火车制动盘的设计、热应力分析和制造经验，制动盘不会出现致命性的裂纹或断裂。
(8) 克诺尔公司的盘式制动器经受了市场、各种工况长期的考验和验证。而某国际竞争对手的盘式制动器发生了严重致命的问题，导致了大量的召回和更换；国产制动钳的问题更严重。
6. 盘式制动器在中国商用车上的应用现状
6.1 盘式制动器在中国的现状
目前，盘式制动器仅在中国的少量高档长途客车和公交车上使用，而卡车则还停留在调研或样车阶段。阻碍盘式制动器在中国商用卡车上应用的最大问题是轮胎的成本问题，由于车辆超载及轮胎行业的不良竞争，卡车应用的是20”的轮辋和轮胎；而欧洲大量应用的盘式制动器是同22.5” 的轮辋和轮胎相匹配的制动钳。随着中国轮胎行业的更新及22.5”轮胎产量的增加，轮胎的成本将不再会成为问题，因此，从长远来看，盘式制动器在中国商用车上的前景是十分宽广的。
在价格上，无论是进口的还是国产的盘式制动器，相对于中国廉价但性能很差的鼓式制动器，还是高出了许多；而在国际上，性能相近的盘式制动器和鼓式制动器，盘式制动器的价格甚至是更有优势的。
法规的制订尚不严格和完善，在山区和交通事故多发地区，中国采取的是禁行和限行的措施，而不是鼓励和要求高技术及性能的盘式制动器、ABS及缓速器等的应用。
中国的商用车用户对盘式制动器甚至ABS等还要有一个认识过程。随着盘式制动器的推广，维修及配件网络也需要建设。
中国的工程师和用户还停留在前盘后鼓的理念上，而前、后盘式制动器的应用才是商用车提高制动性能的最佳方案。由于后鼓式制动器在温度升高后，制动性能衰减很大，导致前轴上盘式制动器承受不应承担的过多负载，致使盘式制动器的过载，制动片寿命的缩短。
6.2 国产盘式制动器的差距和问题
对比进口的盘式制动器，国产的盘式制动器尚存在以下问题：自调机构不过关，尤其是高温时，导致车轮抱死冒烟，在前轴应用时更为严重，由于车轮抱死，导致车辆失去转向性能；制动片和制动盘的磨损不均匀，甚至制动片上的摩擦材料脱落；制动盘出现致命裂纹甚至断裂，导致严重的事故，尤其是在卡车、重载或可靠性试验时。