盘式制动器匹配和制动安全

作者：    来源：城市车辆杂志

欢迎访问e展厅 展厅 3 传动/转向/制动系统展厅 变速箱, 离合器, 制动系统... 我国的中高档城际大客车已普遍使用盘式制动器，在北京、上海的城市公交车上已在批量使用盘式制动器，且正向更大范围使用盘式制动器过渡，其他省会和沿海城市也开始推广使用盘式制动器。这里谈一点盘式制动与鼓式制动器的比较和匹配应考虑的要点。 1 盘式制动器和鼓式制动器的比较 1.1 抗衰退性能 图1为鼓式制动器和盘式制动器衰退温度和制动力矩的比较。虽然盘式制动器的盘温较高，但制动力矩较稳定。 1.2 制动方向稳定性 鼓式制动器的制动力离散为30%，而盘式制动器的制动力离散为10%，鼓式制动器釆用领从蹄的结构设计，其领蹄的制动因数远大于从蹄且和摩擦系数成非线性关系，如图2所示，实际工作时每次制动气压不同，领从蹄分配的驱动力的比例无法保持恒定值，导致制动器总的制动因数较为离散。 盘式制动器的制动因数和摩擦系数成线性关系，不计轴向滑动摩擦力，两片摩擦块的压力相等（见图3）。 1.3制动距离 1.3.1 制动反应时间 图4为一台客车的制动气室压力和控制压力时滞。阿文美驰盘式制动器采用变杠杆比的驱动机构，匹配较小的气室且气室实际工作行程较小。因此在气室的压力时滞比鼓式制动器短。 1.3.2 工作效率 盘式制动器工作效率高，回位阻滞较小，带ABS的盘式制动器性能见图5。ABS配合盘式制动器工作敏感性更好，可把气室工作气压控制在更小范围。 1.3.3 制动力分配 大客车和公交车通常不装感载比例阀，9～12m大客车、公交车前后轴最好的制动力分配比大约为1比1，即制动力分配系数0.5，盘式制动器一般按这一分配系数匹配，而鼓式制动器由于结构尺寸限制一般制动力分配系数取0.40～0.45。制动力分配系数0.5更适合匹配缓速器。 2 制动器的匹配分析 满足制动法规是最基本的要求，在满足制动法规的基础上，阿文美驰根据车辆类型和整车设计数据给出最优化的匹配，城际客车追求最短和高速制动较短的制动距离；城市公交需要合适的制动强度，频繁停车和急速制动强度影响舒适性，需要较好的抗热衰退性能和更长的寿命。 2.1 制动器实际匹配分析 以一辆12m城市公交车匹配美驰Elsa225H盘式制动器为例进行匹配分析。该车整车技术参数见表1。 分析表明，满载时制动压力0.6MPa时制动减速度0.66g，同步附着系数为0.59。满载和空载前后轴利用附着系数曲线均符合符合GBl25676附录A的要求。 2.2 辅助制动对附着系数利用曲线影响 辅助制动加在后轮上的反力矩随传动轴的转速而变化，而且传动轴转速降到零之前辅助制动工作力矩将随转速下降为零。驾驶员踩下制动踏板时，辅助制动和主制动器同时作用时，改变了原有的制动力分配，这一改变并不贯穿整个制动过程，而是至后轴抱死之前的某一车速。辅助制动叠加的作用虽不会导致后轮先抱死，但这一叠加作用有可能导致后轮在低附着系数路面上发生高滑转，因此考虑辅助制动对附着系数利用曲线影响是必要的。 电涡流缓速器是我国客车使用的主要辅助制动型式（发动机排气制动的力矩较小不做分析）。以缓速器和主制动器釆用串联方式，不考虑缓速器工作力矩随转速的变化，做简化分析。取后桥速比为i = 4.0，图6、图7是在前述满载状态每个后制动器叠加2000N•m和4000N•m制动力矩测得的利用附着系数曲线。 上述车辆缓速器开在1000N•m扭矩时在任何路面上制动都是稳定的，但开在2000N•m扭矩前轮利用附着系数利用曲线在法规允许的边缘，车辆在冰雪、泥泞路面上可能因后轮的高滑转率而侧滑甩尾。如果上述车辆的主制动力分配系数为0.4～0.45，缓速器开在1000N•m扭矩时在冰雪、泥泞路面上制动也是不稳定的，应选择更低的挡位。 以上仅讨论不涉及使用辅助制动下长坡的工况。 3 几个值得关注的问题 3.1 前后桥制动回路的同步性 盘式制动器要求前后回路同步，避免前制动器或后制动器温度过高，保证前后制动器摩擦块的磨损平衡。为满足鼓式制动器同步要求，有的制动系统设计釆用的制动总阀后回路大0.03MPa，这种制动总阀不适用于盘式制动器，盘式制动器需要使用前后平衡的制动总阀。即使前后平衡的总阀，动态测量结果仍可能前制动气室压力比后气室滞后或相反（见图4），因此在整车开发时要注意测试前后气压动态的平衡。 3.2 制动摩擦副的性能 无论盘式制动器或鼓式制动器，摩擦材料是影响制动器性能最直接要素。GBl2676-1999规定了60km/h为制动性能试验的基准速度，同时规定了最高车速的30%和80%的车速的性能要求和Ⅰ型试验制动性能要求。 当前的摩擦材料甚至原厂配套的摩擦材料有的还达不到上述标准要求，特别是衰退性能和高速制动效能。建议在GB7258修订中强化这两方面的要求。 3.3 制动气室 对盘式制动器来说，气室的可靠性至关重要。其推杆的工作摆角比鼓式制动器大，一旦气室失效，压缩空气、污物进入制动器将导致制动器总成失效。

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (1/22/2011)