盘式制动和空气悬挂 在国 内 的应用和展望
时间:2021-12-21 16:19 来源:雅延咨询 作者:雅延 点击:
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得益 于 法规 的 加 持, 盘 式 制 动 器和 空 气 悬 架成 为 行 业 的 “ 风 口 ” , 各 个厂 家 “ 嗅 ” 到 了 巨 大 的 市 场 机会 , 纷 纷进入这个 市 场 , 开 始加 大对这 两 种 产 品 的 生 产 和推广。 然而与 市场热度相矛盾 的是整个 上 中 下 游 行 业 对 这 些 产 品 的 技 术特 点、 应用 条件 的 认知程度普遍较低, 由 此 出现 了 终端用 户 对 产 品 质 量产生 了 诸多抱怨, 并带来很大 的经 济损失。 换 句话来说, 如 果不加 以 规范 , 盘式制动 器和 空气悬架这类高端产 品 的应 用 反 而会加大车辆运行的安全隐患。 为此, 结合B PW多年 的研发和应 用 经 验 , 笔者 围 绕 盘 式 制 动 和 空 气 悬 架, 分析 中 欧市场 的 差异 , 剖析 目 前盘 式 空 悬在 国 内 的 应 用 状 况 , 并 对 盘 式 空悬未来发展进行预判 和展望。
随着GB 7 2 5 8 和J T/T 1 1 7 8 . 2 的 全 面 实 施 , 整个 挂 车 及相 关行 业 开始 迅速聚焦盘式制 动器、 空气悬架。 空气悬架在欧洲 的发展历 程和技术优势 欧洲 牵引 列车上空气悬架的应用 历 史可 以 追 溯 到 上世 纪 的 6 0 年代 , 得 益于 1 9 7 1 年发布 的 一 项关于制动性能 的 法规 , 即 7 1 / 3 2 0 E WG 《 机动车 及其 挂车制动装置 的统 一 规定》 ( 现行E C E R 1 3 的 前 身) 的颁布和 实 施, 空气 悬架 才得到迅速发展。
这部法规规定, 车辆 在 制 动 过 程 中 , 车 轮不 能 出 现抱 死 的 现 象 , 不 能 出 现 异 常 的 偏 移和 震 动 的 现 象 , 要 求 车辆 在 制 动 过 程 中 仍然能 够保持 良 好 的 操 控 性能 , 以保证 制 动 安全。 很 显 然 , 欧洲 出 台 该法规 的 目 的 明确 , 就是要保证车辆行驶 的安全。 传 统 的钢板悬架和 空气悬架 的优劣 势也 因此得 以充分显现。 传统 的 钢板 悬架 在 制 动 过程 中 , 轴 荷 会 通 过 平 衡 梁 传 导 至 中 轴 和 后 轴 , 导 致 后 轴 摩擦力 最 大 , 中 轴 次之, 主流? 前轴 由 于 与 地 面 摩擦 力 过 小 , 极 易 发 生抱 死 的现象 , 此 时 车 辆 整体会 发 生 跳动和偏移 , 其操控性能会大大 降低, 危害运行安全 ( 如 图 1 所示) 。
相 对 于 钢板 悬架 , 空 气 悬 架 由 于 各轮 端 的 悬架装 置 是 独 立 的 , 故 各个 车轮在 制 动过 程 中 , 通 过 气路系 统 的 分配, 使轴荷均匀分布 , 保持制动力 一 致, 车体重 心下沉, 从而保证车辆在制 动过程 中 的稳定性和操控性 ( 如 图 2 所 示) 。 如果要达到与 空气悬架 同 样的稳 定性, 钢板悬架需要增 加 更 高 的成本, 因 此 , 空 气 悬架 凭借制 动 方 面 的 革命 性进步 , 成就 了 其快速发展。
再加 上空 气 悬 架 自 身 优异 的 减 震 性 能 、 更 低 的 油耗 和 胎耗 , 以 及 更 加 丰 富 的 拓 展 配 置 ( 整体升 降、 车轴提升等) , 空 气悬架 取代钢板悬架成为欧洲市场的主流。 盘式制动成为欧洲主流 的 根本原因 其实 , 除 了 E C E R 1 3 法规 的推动 外 , 欧 洲 并 没有 哪 条标 准 法规规定 必 须 采 用 盘 式 制 动 , 况 且 鼓 式 制 动 器还 具有结构简单, 成本低廉 的 巨大优势, 传统 的 观念认 为 , 盘式制 动 性能 好主要体现在反应灵 敏、 刹车来得快, 且更加安全, 但其实相对于鼓式, 盘式 最关键 的技术特点是采用 了 “ 夹紧 式 ” 的 制 动 原 理 , 取 代 了 鼓 式 制 动 “ 涨 紧 式” 的制动原理, 彻底解决 了 鼓式制动 器在高温 以后 由 于制动鼓热膨胀 带来 的 制 动 衰 退 问 题 。
通俗地 讲 就是 在 长 下坡、 频繁制 动 的应用 场景, 盘式制 动 器仍然 能 够保持 良 好 的 制 动 性能 。
从 图 3 制动效能- 制 动温度 的 曲 线可 以 看 出 , 盘 式 制 动 器在 高 温状 态 下仍 然 能 够维持高 的制 动 效 能 , 大 大提升 车 辆 的行驶安全。 针 对 制 动 安 全 , 欧 洲 严 格 执 行 E C E R 1 3 的相关规定, 要 求 车辆制动 器必须达到 冷态、 热态下性能指标 , 虽 然鼓 式 可 以 达 到 标 准 要 求 , 但 盘 式 的 制 动 性能 更加 优 越 , 更 容 易 获得车辆 的 安 全认 证 , 这从 法规层 面 推 动 了 盘 式制动的应用 。
另 外, E B S 、 缓速器等配置在欧洲 广 泛 应 用 , 进 一 步 发挥 了 盘 式 制 动 的 特性 , 因 此 , 法规 的 执 行、 匹 配 条 件 的 为何盘式制 动依然能成为 欧洲市场 的 成熟 和 盘 式 自 身 的 优越性 能
4 平板式 制动力测试平 台 动 了 盘 式 在 欧 洲 市 场 的 应 用 , 从 而 取 代 了 鼓式制动成为市场主流。 目 前 , 盘 式制 动在 欧洲 牵引 挂 车 市 场 的 占 比 达到 了 6 5 % , 空 气悬架 的 配置率 更是 达到 了 9 5 % 以 上。 盘 式 空 悬 的技术和 应 用 发 展得 非 常 成 熟 , 盘 式空悬凭借优异 的性能极大地推动 了 欧洲 公路运输 的 技术 进 步 , 带 来 了 巨 大 的 经 济 效益和 社 会 效 益 , 加 之 我 们 国 家 的 运 行 路 况 与 欧 洲 市 场 更 加 接 近 , 因 此 我 国 更趋 向 于 借 鉴 欧 洲 的 标 准和技术体系。 盘式空悬在 中 国 市场 的 应 用现状 通过 国 家 部委、 行 业协 会和 头 部 企业 的 联合 推 动 下 , 两 年 来 盘 式 空 悬 的 应 用 土 壤 在 不 断 地 改 良 。 比 如 , 超 载、 超 限现象基本得到遏制 ; 液力 缓速 器 的 配 备率大 幅提 升 , 为 盘 式 空 悬 的 发展铺平 了 道路等。 然而, 由 于引 入的 时 间 短, 行业 的 认知 水平、 研发 能 力 、 制 造技 术、 应 用 经 验都亟 待提 高 , 盘 式 空 悬 在 市场 上 出 现 了 不少应用 误区和质量抱怨。
空 气 悬 架 层 面 , 目 前 国 内 还 没有 相 应 的 标 准和 测 试 方 法, 缺 乏 准 入 机 制 去规范市场 ; 生产方面, 空气 悬架支 承 架 的 焊接、 加 固 以及螺 栓 的 锁 紧 极 为 重要 , 部分厂 家 由 于焊接、 安装过程 的 疏 忽 导 致批 量 性 的 开 焊 、 松脱 等 问 题 , 并 带 来 严 重 的 连 带 损 坏 ; 应 用 方 面 , 空 气 悬 架 一 般 要 求 物流企业对车辆 的各紧 固 螺 母 ( 特 别 是 导 向 臂 销 轴 锁 紧 螺 母 ) 进 行检 查 和 紧 固 , 防 止 由 于 松 动 带 来 连 带 损 坏 , 但 物 流公司 和 司 机对 空 悬 的 定期检査紧 固 工作往往 极 不 重 视 ; 空 悬 制 动 检 测 方 面 , 我 国 广 泛 采 用 的滚筒式制 动力 检测 平 台 , 在 空 载 下 无 法 测 得 车 辆 的 真 实 制 动 力 矩 , 且 目 前 国 内 也没有相 应 的 操 作 文 件 指 导 , 导 致 车 辆 无 法 通 过 检 测 , 严 重影 响物流企业 的正常 运 营 。
平板式 制 动 力 检测 平 台 能 够更 真 实 快 捷 地 检 测 出 空 悬 车 轴 的 制 动 力 , 并装轴测试结果可 以视 同 ( 测试原 理 见 图 4 所示) , 但这种测 试 平 台 投 资 更 高 , 国 内 极少 有 监 测 站 具 有 这种测 试平 台 。 盘 式 制 动层 面 , 许 多 物流企业 存 在 侥 幸 心 理, 仍然不 注 重 主 挂 的 制动 力 匹 配, 导致制动衬片、 制动盘批 量 性 的 早 期磨 损 ; 虽 然 目 前 盘 式 车 轴 已 经 标 配 磨 损 传 感 器, 但市 面 上 大 部分 的 磨 损 传 感 器没有 连 接 , 没 有 起 到 报 警 作用 , 司 机也没有检查衬片磨损情况, 往往 由 于衬片磨损超过极 限带来连带 损坏 ; 在维修服务方 面, 市场上众多 维 修 点 没 有 维 修 能 力 和 相 应 的 工 具 , 无 法保障用 户 的后期使用 。
这 些 问 题和 痛 点 , 都 需要全行 业 尽 快作 出 改进 和 提 高 , 才 能 充 分发挥 H7 B PW 自 动化盘式钳体生产线 W8 单胎大糌提升 车辆稳定性 图9 B PW发 电轮翊系 统 盘式空悬 的优越性能, 保证安全, 减少 损失。 盘式空悬生产企业如何开 展工作? 早在 1 9 9 8 年 B PW就将空 气 悬架 引 入 中 国 市场 , 2 0 0 9 年在 国 内 推 出 了 首 款T S B 系 列 盘 式 制 动 器 , 通过 多 年 的实际应用 , BPW积累 了 大量 的经验, 不 断 改进使得产 品 日 臻成 熟 。 根据 中 国市场 的发展需 求 , B PW公司 推出 了 S L 重型 ( 见 图 5 ) 和A L 轻型 ( 见 图 6 ) 两 款弹 簧 梁 结构 的 盘 式 空 悬 产 品 。
这 两 款产 品 在 欧 洲 应 用 非 常 成 熟 , 针对 中 国市场 的 工况特点 , B PW有针对 性的 进 行 了 改进 , 分别 满 足 了 山 区 路况 条 件 及 高 速 运 输轻量 化 的 需 求 , 推 出 以 来受到 国 内客户 的青睐。 值得注 意 的 是 , 与 其 它挂车 车 轴 生产企业不 同, BPW的盘式制动器、 空 气 悬 架、 轮 毂 系 统等核 心 部 件 都 由 自 身研发和制造 ( 见 图 7 ) , 并能够为客户 提供完整的售 前、 售 中和 售 后服务。 同 时, BPW公司 也积极通过行业展会、 论 坛、 全国性的调研和培训 等渠道 , 推广 空 悬 盘 式 的技术特 点 和 注 意 事 项 , 为 市场的培育做好准备工作。
盘式空悬未来的发展趋势 随 着 三轴 仓栏车标 配 盘 式 空 悬 , 以 及 盘 式 空 悬 在 其 它 车 型 的 应 用 推 广 , 盘 式 空 悬仍 将 是挂 车 行走机 构 行 业 的热点。 关于 盘式空悬 的发展方 向 , 笔者认为有如下几点值得业 内关注 :
首 先 , 行 业还是 要 更加 深入地研 究 中 国 市 场 的 使 用 状况 , 通过 制 动 力 的 计 算 , 结 合不 同 路况 做好产 品 的 选 型和 匹配 ; 空气悬架方面, 除 了 根据使 用 条件, 做好选型 以外, 应该注重车辆 的 侧 向 刚 度 计 算 和 测试 , 保 证 车 辆 抗 侧翻能力 。
第 二 , E B S 等 辅 助 系 统 的 应 用 。 E B S 作为 控制平 台 , 可 以 实现 防抱死、 制动 匹配、 防侧翻 以及其它拓展功能 , 大 大 提 升 车 辆 的 总 体 性 能 。 目 前 E B S 在 国 内 市 场 的 实 际 应 用 很 不 成 熟 , 需 要 主 机 厂 、 零部件、 经 销 商 等 头 部 企 业 共 同 做好 市 场 的 推 广 和 培 训 , 真正发挥EB S 等辅助系统的功效。 第三, 盘式和 空悬的进一 步优化, 这里不得不提及单胎 的设计。 在欧洲 , 超 级 单胎 的 应 用 比 例 达 到 了 9 0 % 以 上, 而在 中 国 的应用 却是 “ 命运多舛” 。 超级单胎 的 应 用 可 以将板簧 中 心距从 9 0 0 mm拓展到 1 3 0 0 mm, 大大提升 了 结构稳 定 性 ( 如 图 8 所示 ) , 给车体、 悬 架、 轴 体、 制 动 系 统、 轮毂系 统 的 设 计 带来 巨 大 的 优 化 空 间 , 能 够 大 大提升 车辆稳定性 的 同 时, 进一 步 降低 自 重。 笔者相信 , 随着轮胎技术 的成熟、 成本 的 降 低、 E B S 等 辅助系 统 的 应 用 以 及 客户 意 识 转变 等 应 用 “ 土 壤 ” 的 完 善 , 单胎配置将迎来 巨 大的发展空 间。
第 四 , 智 能 化 、 新 能 源 技 术 的 运 用 。 在 国 家提 出 “ 双碳 ” 目 标 的 大 背 景 下 , 如 何通过 智 能 化 装 备提升 物 流企 业 的 运 营 效率 , 如 何通过 能 源 友好型 产 品 适 应 电驱 化 ( 如 图 9 为 B P W发 电 轮端 系 统) 、 无 人化 的发展 方 向 , 是摆 在行 走 机构 企 业 的 重 大课题 , 并 值得 我们期待。 总 的 来 说 , 在 专 用 汽 车 行 业 从 高 速发 展 向 高 质 量 发 展 的 大 背 景 下 , 盘 式制 动和 空气悬架作为具有标志 性意 义 的 高 端装 备 , 在 国 内 市场 仍 有 巨 大 的发展 空 间 , 国 家相关部委、 行业协会 和 零 部 件 头 部企 业 应 当 继 续 深 入 研 究, 培育 良好 的 市场应用 环境 , 充分发 挥 高 端 装备 的 技术优 势 , 引 导 行 业 向 规范、 安全、 高效方 向不断迈进