氣壓盤式制動器的應用與檢測

任軍鋒, 張偉

(北京福田戴姆勒汽車有限公司技術中心，北京 101400)

氣壓盤式制動器的應用與檢測

任軍鋒, 張偉

(北京福田戴姆勒汽車有限公司技術中心，北京 101400)

簡要介紹了氣壓盤式制動器的工作原理和優勢、國內外氣壓盤式制動器的發展與應用要求及氣壓盤式制動器在我國的應用前景，并對氣壓盤式制動器的檢測技術做了初步討論。

氣壓盤式制動器(ADB)；應用要求；檢測

Abstract:The principle and superiority, the development and application requirements in local and foreign area, the prospect at local area of air disc brake were introduced. And testing technology of air disc brake was discussed briefly.

Keywords:Air disc brake; Application requirements;Testing

0 引言

可靠、安全、環保是人們對制動系統的不斷追求，氣壓盤式制動器以其良好的制動性能提高了汽車的主動安全性，同時也克服了鼓式制動器制動噪聲大、粉塵污染嚴重、維護費用高等問題。氣壓盤式制動器在歐美國家已達70%以上裝車率，研發和生產技術相對成熟。目前國內氣壓盤式制動器的研發處于攻堅克難階段，一旦技術成熟將形成批量配套。

為了提高商用汽車的安全性能，加快氣壓盤式制動器的應用與檢測，近年我國先后制訂或修訂了一系列法規和檢測標準，如《機動車運行安全技術條件》、《城市客車氣壓盤式制動器》等標準，使氣壓盤式制動器成為我國部分汽車的標準配置。福田公司生產的高檔商用車上都采用了前氣壓盤式制動器。

1 氣壓盤式制動器的工作原理與優勢

1.1 氣壓盤式制動器的工作原理

氣壓盤式制動器分定鉗式和浮鉗式，目前市場使用以浮鉗式為主。浮鉗式盤式制動器的工作原理如圖1所示，制動器搖臂2在氣室頂桿1的推動下通過自調機構推動推盤3，推盤3作用于內摩擦塊4，摩擦塊4與剎車盤6接觸后產生推力，在推力的作用下制動鉗7通過導向機構反向移動，移動的制動鉗帶動外摩擦塊5接觸制動盤，內外摩擦塊形成夾緊力，產生制動力矩。解除制動時，內外摩擦片通過旋轉制動盤的擺動回到原位。

1.2 氣壓盤式制動器的性能優勢

眾所周知，氣壓盤式制動器具有很多優點：制動效能穩定，不易產生卡滯現象；制動間隙穩定，制動反應迅速，容易實現與ABS、ASR、EBS等電子控制裝置的匹配；通風散熱快，抗衰退性能優；管路介質為氣體，不存在氣阻現象；制動盤變形小，壓力分布均勻，不宜產生制動抖動和噪聲；結構緊湊、體積小、質量輕、操穩性好；行車和駐車制動器一體，結構簡單[1-2]。

2 國內外氣壓盤式制動器應用的要求

2.1 國外汽車對氣壓盤式制動器的應用要求

歐洲早在20世紀80年代中期，盤式制動器就開始批量應用于輕型載貨車，到20世紀90年代初，開始在重型載貨車上得到廣泛應用。90年代氣壓盤式制動器得到推廣的原因之一是，解決80年代由于天氣原因引起的頻繁交通事故；另一原因是，安裝氣壓盤式制動器的車輛可以減免交稅。目前有90%的商用車采用氣壓盤式制動器。

以減少制動距離、提高主動安全為目的，美國交通部國家公路交通安全局(NHTSA)于2005年12月就空氣制動系統提議在1995年FMVSS 121規定的基礎上，將停車制動距離縮短20%～30%。氣壓盤式制動器的應用可以滿足嚴格制動距離的要求。

2.2 國內汽車法規對氣壓盤式制動器的應用要求

隨著汽車工業的快速發展及安全性要求提高，我國逐步頒布了一系列關于商用車裝配氣壓盤式制動器的法規。

(1)2012年9月1日修訂實施的國家強制標準GB 7258-2012《機動車運行安全技術條件》中明確要求，所有專用校車和危險貨物運輸車的前輪及車長大于9 m的其他客車的前輪應裝備盤式制動器。

(2)2012年5月1日修訂實施的國家強制標準GB 24407-2012《專用校車安全技術條件》對制動系統提出明確要求：專用校車應安裝符合GB/T 13594 規定的防抱制動裝置；前輪應安裝盤式制動器；長度大于8m的專用校車應安裝緩速器或其他輔助制動裝置，輔助制動裝置性能應符合GB 12676規定的IIA型試驗要求。

(3)2012年由漢陽專用汽車研究所負責對GB20300-2006《道路運輸爆炸品和劇毒化學品車輛安全技術條件》標準進行修訂，新版標準明確提出車輛前輪應裝備盤式制動器。

(4)2013年5月1日修訂實施的交通運輸部標準JT/T 325-2013《營運客車類型劃分及等級評定》中明確規定特大型客車，大型客車，中型客車的高二、高一級別及小型客車的高二、高一級別客車的前橋必須安裝盤式制動器(后橋可選裝)[4]。運營客車對制動系的要求見表1。

表1 運營客車對制動系的要求

(5)建設部CJ/T 162-2002《城市客車分等級技術要求與配置》標準中，沒有規定氣壓盤式制動器的使用。為了提高公交車輛的安全性能，目前《城市客車分等級技術要求與配置》正在進行修訂，其中增加了各種客車對氣壓盤式制動器的裝備要求[4]。見表2—4。

表2 汽柴油公共汽車對盤式制動器裝備要求

表4 城市專線旅游公共汽車對制動系的要求

以上氣壓盤式制動器法規的實施，在較大程度上提升了商用車輛的主動安全性，為用戶提供了更安全的保障。

3 氣壓盤式制動器的檢測技術

3.1 臺架試驗

隨著國內氣壓盤式制動器法規要求的頒布實施，相應的檢測技術標準也得到完善。建設部行業標準CJ/T 240-2006《城市客車氣壓盤式制動器》對城市客車氣壓盤式制動器產品的術語和定義、技術性能要求、試驗方法、檢驗規則等作了詳細的規定，其試驗內容由制動鉗綜合性能和制動性能兩部分組成。

汽車行業標準QC/T 479-1999《貨車、客車制動器臺架試驗方法》和QC/T 239-1997《貨車、客車制動器性能要求》目前由中國第一汽車集團公司技術中心負責進行修訂，新標準將命名為QC/T 479-201X《商用車輛行車制動器技術要求及臺架試驗方法》。新標準主要增加了衰退試驗中對制動效能上限的限值要求、效能試驗中制動力矩穩定性的評價要求、衰退試驗中高溫制動效能的要求、磨損試驗后的制動效能要求。

2008年開始起草的國家推薦標準GB/T XXXX《氣壓制動卡鉗總成性能要求及臺架試驗方法》規定了氣壓制動卡鉗總成的性能要求和臺架試驗方法。試驗項目包括啟動壓力、鉗體剛性、鉗體滑動阻力、制動間隙自調功能、拖滯扭矩、防水性、扭轉疲勞、溫度耐久性、振動耐久性、鹽霧腐蝕性。

3.2 整車試驗

整車試驗應滿足GB 12676-1999《汽車制動系統結構、性能和試驗方法》標準對制動系統的要求。此標準已于2009年4月開始由中國汽車技術研究中心負責修訂，新標準將更名為GB 12676-2012《商用車和掛車制動系統技術要求及試驗方法》，現標準已經完成了修訂工作并且已經通過了制動分技術委員會的審查，目前已經進入報批程序。

3.3 未來檢測技術的發展方向

液壓盤式制動器的檢測技術已經很成熟，但是氣壓盤式制動器的檢測技術目前處于探索研究階段。有效的檢測項目及方法可以推進氣壓盤式制動器研發技術的提升,借鑒于國內外液壓盤式制動器的成功開發經驗，氣壓盤式制動器在滿足安全的同時，將逐步向舒適性發展，未來需要開展以下檢測技術。

(1)制動噪聲試驗(NVH：噪聲、振動、舒適性)，試驗方法可以借鑒SAE J2521《盤式制動器的測功機尖叫噪聲值測定》、AK Ⅲ《制動噪音試驗程序標準定義》、GMW 14591《制動器制動尖叫噪音測功試驗機評定》等標準；

(2)制動盤厚度變化試驗(DTV)，試驗方法可以借鑒GMW 14926《制動盤厚度磨損變化》，博世標準0204Y01352《前后制動盤DTV測試程序》。

(3)制動盤熱裂紋試驗,可以借鑒大眾汽車標準EP 66550.42《制動盤熱裂紋臺架試驗》。

4 我國氣壓盤式制動器的現狀及前景

從世界范圍來看，氣壓盤式制動器在客車上應用已經成為主流，安裝率達70%以上。而貨車上應用氣壓盤式制動器主要是以歐洲為主[2]。

我國客車裝配氣壓盤式制動器已具備條件，從1997年開始在大客車推廣使用至今已有近20年時間，目前國內自主品牌的氣壓盤式制動器已經可以滿足整車技術要求，如武漢元豐、江蘇恒力、浙江萬安等公司[3]。

從2004年氣壓盤式制動器總成在國內重卡行業的成功開發，到目前北汽福田、陜西重汽、一汽解放、東風公司、中國重汽等主機公司均完成了氣壓盤式制動器在重型汽車方面的研發驗證和技術貯備工作。結合汽車法規要求和技術研發能力的提升，氣壓盤式制動器將成為未來重卡制動系統匹配發展的新趨勢[5]。

目前我國中重型貨車的氣壓盤式制動器的安裝率很低，主要原因是：國產單推桿制動器不能滿足中重型貨車的要求，同時大制動力矩的雙推力桿氣壓盤式制動器技術不夠成熟；進口氣壓盤式制動器價格高，主機公司不能承受，如適合57.15 cm(22.5英寸)輪輞的單件制動器價格在2 500元左右。

2013年我國商用車銷量405萬輛，同比增長6.4%。 其中2013年1-11月，重卡總銷量為69萬輛，預計2014年全年銷量可達77萬輛，同比增長21%。這樣一個龐大的重卡市場，等待著大制動力矩氣壓盤式制動器來配套。

5 總結

國外氣壓盤式制動器已經成為商用汽車的主流配套。伴隨著研發、檢測及生產技術的快速發展和安全、環保、節能等法規的實施，未來幾年氣壓盤式制動器在國內將會得到快速的推廣和應用。

【1】 羅方，徐達，蔡亞男.氣壓盤式制動器在我國的發展前景及開發的關鍵技術[J].專用汽車， 2006(3):36-37.

【2】 魏小華.氣壓盤式制動器結構特點分析[J].中國科技信息，2006(6):157-158.

【3】 彭德陽.氣壓盤式制動器在大客車上的應用[J].汽車科技，2005(6):15-18.

【4】 吳劍增，張炳榮，王法會.氣壓盤式制動器的技術特點及在營運客車上的應用[J].客車技術與研究，2007(3):41-44.

【5】 魏小華.汽車氣壓盤式制動器結構特點和發展[J].科技信息，2007(31):270-271.

ApplicationandTestingaboutAirDiskBrake

REN Junfeng, ZHANG Wei

(R & D Center, Beijing Foton Daimler Automotive Co., Ltd., Beijing 101400,China)

2014-06-26

任軍鋒(1979—)，男，工程師，研究方向為車輛制動系統檢測與評價。E-mail：renjunfeng@bfda.cn。