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盘式制动器对挂车车辆制动安全性的提升分析

制动性能是保证车辆安全可靠的重要性能之一,而制动器是制动过程中实现制动性能的主要执行机构。由于盘式制动器在热衰退等方面性能的优点,能更好地保证车辆制动性能,装备盘式制动器可有效提升挂车车辆的制动安全性和可靠性,是减少交通事故发生的关键因素。

 

GB7258-2017《机动车运行安全技术条件》中规定,汽车(三轮汽车除外)、摩托车(边三轮摩托车除外)、挂车(总质量不大于750kg的挂车除外)的所有车轮应装备制动器。其中,所有专用校车和危险货物运输货车的前轮和车长大于9m的其他客车的前轮,以及危险货物运输半挂车、三轴的栏板式和仓栅式半挂车的所有车轮,应装备盘式制动器。关于危险货物运输半挂车的所有车轮应装备盘式制动器的要求,自2019年1月1日开始实施;关于三轴栏板式、仓栅式半挂车的所有车轮应装备盘式制动器的要求,自2020年1月1日开始实施。

 

一、挂车制动系统的结构及现状

挂车车轴制动器主要结构形式分为鼓式制动器和盘式制动器。鼓式制动器是挂车车轴制动系统的主要结构形式,结构简单,成本较低。鼓式制动器主要由制动底板、制动鼓、制动蹄铁及刹车片、制动分泵、回位弹簧、凸轮轴、调整臂等零部件组成。制动底板焊接在车轴轴体上,制动蹄铁及刹车片组件通过定位销装在制动底板上。制动时,制动分泵推动调整臂转动凸轮轴,使得制动蹄铁张开同制动鼓内侧形成摩擦力,制动鼓受到摩擦减速,迫使车轮停止转动。 

赛夫华兰德鼓式制动器

盘式制动器又称为碟式制动器,主要零部件有制动盘、制动底板,制动分泵、制动钳等。制动盘同轮毂通过螺栓锁定,制动分泵固定在制动底板上,制动钳上的两个刹车片分别装在制动盘的两侧。制动时,分泵在制动气压的作用下,推动刹车片挤压制动盘形成摩擦制动。盘式制动器重量轻,构造简单,维修使用方便。

 

      赛夫华兰德盘式制动器

 

二、不同制动系统对比


制动过程是把汽车行驶的动能通过制动器吸收转化为热能,而高温会使制动器出现热衰退现象,因此,制动器的散热性能至关重要。


鼓式制动器制动过程中散热、排水性能差,容易导致制动效率下降。特别是在长下坡制动过程中,制动鼓高温可能会引起制动失效和轮胎着火。


盘式制动器散热快,制动时耐高温性能好,制动效果稳定。能有效避免高温制动失效,制动力输入稳定,确保制动安全。目前,欧洲挂车车轴的盘式制动器占有率超过90%。


车辆在行驶过程中要频繁进行制动操作,制动性能的好坏直接关系到车辆和人身安全,通常我们通过以下三个指标来定义制动器的优劣。

 

1. 制动效能。即制动距离与制动减速度,盘式制动器的制动距离在相同速度制动时,制动距离明显优于鼓式制动器。当装配鼓式制动器的车辆以80km/h的制动初始速度开始实施制动,最大制动距离约为70m;同样整备质量的车辆装配盘式制动器后,最大有效制动距离约为47m,制动安全得到了大幅提升。

 

盘式制动器和鼓式制动器制动距离对比

 

2. 制动效能的恒定性。即抗热衰退性,盘式制动器制动时制动盘热稳定性较好,受热均匀,不存在过热区域。

 

制动盘受热分布图

 

 

3. 制动时汽车的方向稳定性。盘式制动器制动过程中制动力分配合理,稳定性较好。鼓式制动器制动时制动力会存在一定波动,且由于制动鼓是密闭式结构,一旦制动蹄铁脱落或者刹车片破裂会造成整个制动系统抱死,出现甩尾现象。

 

三、盘式制动器刹车片同鼓式制动器刹车片摩擦性能

 

GB5763-2008《汽车用制动器衬片》中,将制动刹车片按用途分为4类。其中,第1类为驻车制动器用;第2类为微型、轻型汽车鼓式制动器用;第3类为中重型汽车的鼓式制动器用;第4类为盘式制动器用。其摩擦性能见下表:

汽车制动器摩擦衬片的摩擦性能

 

通过上表可以看出,当制动温度超过300℃时,鼓式制动器刹车片的摩擦系数性能趋于零,而盘式制动器的摩擦系数趋于稳定。

 

综上所述,盘式制动器相对于鼓式制动器具有以下优点:

  • 热稳定性好

  • 水稳定性好

  • 制动稳定性好

  • 制动力矩与汽车前进和后退等行驶状态无关

  • 在输出同样大小的制动力矩的条件下,盘式制动器的结构尺寸和质量比鼓式制动器的要小

  • 盘式制动器的刹车片比鼓式制动器的刹车片更易更换,结构也比较简单,维修、保养容易

  • 制动盘与刹车片间的间隙小,制动响应更快

  • 制动盘的热膨胀量不会像制动鼓热膨胀那样引起制动踏板行程损失,这也使得间隙自动调整机构的设计可以简化

  • 制动可靠性与安全性较好,不同车速下各车轮都能均匀一致地平稳制动

  • 可以加装制动器磨损报警,能及时提醒用户更换摩擦衬片

 

作为拥有近140年历史的全球顶级商用车零部件制造商,赛夫华兰德在盘式制动方面积累了极为丰富的经验,可以确保为客户提供优质可靠的产品和服务。今后,赛夫华兰德将继续坚持技术创新,不断提高产品品质和服务质量,始终引导行业发展方向,不断引领客户走向成功之路。