气压盘式制动器的应用与检测

任军锋, 张伟

(北京福田戴姆勒汽车有限公司技术中心，北京 101400)

气压盘式制动器的应用与检测

任军锋, 张伟

(北京福田戴姆勒汽车有限公司技术中心，北京 101400)

简要介绍了气压盘式制动器的工作原理和优势、国内外气压盘式制动器的发展与应用要求及气压盘式制动器在我国的应用前景，并对气压盘式制动器的检测技术做了初步讨论。

气压盘式制动器(ADB)；应用要求；检测

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、环保是人们对制动系统的不断追求，气压盘式制动器以其良好的制动性能提高了汽车的主动安全性，同时也克服了鼓式制动器制动噪声大、粉尘污染严重、维护费用高等问题。气压盘式制动器在欧美国家已达70%以上装车率，研发和生产技术相对成熟。目前国内气压盘式制动器的研发处于攻坚克难阶段，一旦技术成熟将形成批量配套。

为了提高商用汽车的安全性能，加快气压盘式制动器的应用与检测，近年我国先后制订或修订了一系列法规和检测标准，如《机动车运行安全技术条件》、《城市客车气压盘式制动器》等标准，使气压盘式制动器成为我国部分汽车的标准配置。福田公司生产的高档商用车上都采用了前气压盘式制动器。

1 气压盘式制动器的工作原理与优势

1.1 气压盘式制动器的工作原理

气压盘式制动器分定钳式和浮钳式，目前市场使用以浮钳式为主。浮钳式盘式制动器的工作原理如图1所示，制动器摇臂2在气室顶杆1的推动下通过自调机构推动推盘3，推盘3作用于内摩擦块4，摩擦块4与刹车盘6接触后产生推力，在推力的作用下制动钳7通过导向机构反向移动，移动的制动钳带动外摩擦块5接触制动盘，内外摩擦块形成夹紧力，产生制动力矩。解除制动时，内外摩擦片通过旋转制动盘的摆动回到原位。

1.2 气压盘式制动器的性能优势

众所周知，气压盘式制动器具有很多优点：制动效能稳定，不易产生卡滞现象；制动间隙稳定，制动反应迅速，容易实现与ABS、ASR、EBS等电子控制装置的匹配；通风散热快，抗衰退性能优；管路介质为气体，不存在气阻现象；制动盘变形小，压力分布均匀，不宜产生制动抖动和噪声；结构紧凑、体积小、质量轻、操稳性好；行车和驻车制动器一体，结构简单[1-2]。

2 国内外气压盘式制动器应用的要求

2.1 国外汽车对气压盘式制动器的应用要求

欧洲早在20世纪80年代中期，盘式制动器就开始批量应用于轻型载货车，到20世纪90年代初，开始在重型载货车上得到广泛应用。90年代气压盘式制动器得到推广的原因之一是，解决80年代由于天气原因引起的频繁交通事故；另一原因是，安装气压盘式制动器的车辆可以减免交税。目前有90%的商用车采用气压盘式制动器。

以减少制动距离、提高主动安全为目的，美国交通部国家公路交通安全局(NHTSA)于2005年12月就空气制动系统提议在1995年FMVSS 121规定的基础上，将停车制动距离缩短20%～30%。气压盘式制动器的应用可以满足严格制动距离的要求。

2.2 国内汽车法规对气压盘式制动器的应用要求

随着汽车工业的快速发展及安全性要求提高，我国逐步颁布了一系列关于商用车装配气压盘式制动器的法规。

(1)2012年9月1日修订实施的国家强制标准GB 7258-2012《机动车运行安全技术条件》中明确要求，所有专用校车和危险货物运输车的前轮及车长大于9 m的其他客车的前轮应装备盘式制动器。

(2)2012年5月1日修订实施的国家强制标准GB 24407-2012《专用校车安全技术条件》对制动系统提出明确要求：专用校车应安装符合GB/T 13594 规定的防抱制动装置；前轮应安装盘式制动器；长度大于8m的专用校车应安装缓速器或其他辅助制动装置，辅助制动装置性能应符合GB 12676规定的IIA型试验要求。

(3)2012年由汉阳专用汽车研究所负责对GB20300-2006《道路运输爆炸品和剧毒化学品车辆安全技术条件》标准进行修订，新版标准明确提出车辆前轮应装备盘式制动器。

(4)2013年5月1日修订实施的交通运输部标准JT/T 325-2013《营运客车类型划分及等级评定》中明确规定特大型客车，大型客车，中型客车的高二、高一级别及小型客车的高二、高一级别客车的前桥必须安装盘式制动器(后桥可选装)[4]。运营客车对制动系的要求见表1。

表1 运营客车对制动系的要求

(5)建设部CJ/T 162-2002《城市客车分等级技术要求与配置》标准中，没有规定气压盘式制动器的使用。为了提高公交车辆的安全性能，目前《城市客车分等级技术要求与配置》正在进行修订，其中增加了各种客车对气压盘式制动器的装备要求[4]。见表2—4。

表2 汽柴油公共汽车对盘式制动器装备要求

表4 城市专线旅游公共汽车对制动系的要求

以上气压盘式制动器法规的实施，在较大程度上提升了商用车辆的主动安全性，为用户提供了更安全的保障。

3 气压盘式制动器的检测技术

3.1 台架试验

随着国内气压盘式制动器法规要求的颁布实施，相应的检测技术标准也得到完善。建设部行业标准CJ/T 240-2006《城市客车气压盘式制动器》对城市客车气压盘式制动器产品的术语和定义、技术性能要求、试验方法、检验规则等作了详细的规定，其试验内容由制动钳综合性能和制动性能两部分组成。

汽车行业标准QC/T 479-1999《货车、客车制动器台架试验方法》和QC/T 239-1997《货车、客车制动器性能要求》目前由中国第一汽车集团公司技术中心负责进行修订，新标准将命名为QC/T 479-201X《商用车辆行车制动器技术要求及台架试验方法》。新标准主要增加了衰退试验中对制动效能上限的限值要求、效能试验中制动力矩稳定性的评价要求、衰退试验中高温制动效能的要求、磨损试验后的制动效能要求。

2008年开始起草的国家推荐标准GB/T XXXX《气压制动卡钳总成性能要求及台架试验方法》规定了气压制动卡钳总成的性能要求和台架试验方法。试验项目包括启动压力、钳体刚性、钳体滑动阻力、制动间隙自调功能、拖滞扭矩、防水性、扭转疲劳、温度耐久性、振动耐久性、盐雾腐蚀性。

3.2 整车试验

整车试验应满足GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》标准对制动系统的要求。此标准已于2009年4月开始由中国汽车技术研究中心负责修订，新标准将更名为GB 12676-2012《商用车和挂车制动系统技术要求及试验方法》，现标准已经完成了修订工作并且已经通过了制动分技术委员会的审查，目前已经进入报批程序。

3.3 未来检测技术的发展方向

液压盘式制动器的检测技术已经很成熟，但是气压盘式制动器的检测技术目前处于探索研究阶段。有效的检测项目及方法可以推进气压盘式制动器研发技术的提升,借鉴于国内外液压盘式制动器的成功开发经验，气压盘式制动器在满足安全的同时，将逐步向舒适性发展，未来需要开展以下检测技术。

(1)制动噪声试验(NVH：噪声、振动、舒适性)，试验方法可以借鉴SAE J2521《盘式制动器的测功机尖叫噪声值测定》、AK Ⅲ《制动噪音试验程序标准定义》、GMW 14591《制动器制动尖叫噪音测功试验机评定》等标准；

(2)制动盘厚度变化试验(DTV)，试验方法可以借鉴GMW 14926《制动盘厚度磨损变化》，博世标准0204Y01352《前后制动盘DTV测试程序》。

(3)制动盘热裂纹试验,可以借鉴大众汽车标准EP 66550.42《制动盘热裂纹台架试验》。

4 我国气压盘式制动器的现状及前景

从世界范围来看，气压盘式制动器在客车上应用已经成为主流，安装率达70%以上。而货车上应用气压盘式制动器主要是以欧洲为主[2]。

我国客车装配气压盘式制动器已具备条件，从1997年开始在大客车推广使用至今已有近20年时间，目前国内自主品牌的气压盘式制动器已经可以满足整车技术要求，如武汉元丰、江苏恒力、浙江万安等公司[3]。

从2004年气压盘式制动器总成在国内重卡行业的成功开发，到目前北汽福田、陕西重汽、一汽解放、东风公司、中国重汽等主机公司均完成了气压盘式制动器在重型汽车方面的研发验证和技术贮备工作。结合汽车法规要求和技术研发能力的提升，气压盘式制动器将成为未来重卡制动系统匹配发展的新趋势[5]。

目前我国中重型货车的气压盘式制动器的安装率很低，主要原因是：国产单推杆制动器不能满足中重型货车的要求，同时大制动力矩的双推力杆气压盘式制动器技术不够成熟；进口气压盘式制动器价格高，主机公司不能承受，如适合57.15 cm(22.5英寸)轮辋的单件制动器价格在2 500元左右。

2013年我国商用车销量405万辆，同比增长6.4%。 其中2013年1-11月，重卡总销量为69万辆，预计2014年全年销量可达77万辆，同比增长21%。这样一个庞大的重卡市场，等待着大制动力矩气压盘式制动器来配套。

5 总结

国外气压盘式制动器已经成为商用汽车的主流配套。伴随着研发、检测及生产技术的快速发展和安全、环保、节能等法规的实施，未来几年气压盘式制动器在国内将会得到快速的推广和应用。

【1】 罗方，徐达，蔡亚男.气压盘式制动器在我国的发展前景及开发的关键技术[J].专用汽车， 2006(3):36-37.

【2】 魏小华.气压盘式制动器结构特点分析[J].中国科技信息，2006(6):157-158.

【3】 彭德阳.气压盘式制动器在大客车上的应用[J].汽车科技，2005(6):15-18.

【4】 吴剑增，张炳荣，王法会.气压盘式制动器的技术特点及在营运客车上的应用[J].客车技术与研究，2007(3):41-44.

【5】 魏小华.汽车气压盘式制动器结构特点和发展[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

任军锋(1979—)，男，工程师，研究方向为车辆制动系统检测与评价。E-mail：renjunfeng@bfda.cn。