刘阳
上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心
【摘要】对现在商用车后桥主要使用的液压鼓式制动器及液压盘式制动器的结构进行简要分析，并对其性能和优缺点进行对比分析；另外简要介绍一种新型行驻车一体盘式制动器，并与传统盘式及鼓式制动器进行对比分析。
关键词：后桥 制动器 汽车
0 引言
近年来，由于汽车制造和道路建设工艺水平提高及相关科技高速发展，汽车行驶速度越来越快。而对于商用车使用状况来说，要求有一套良好的制动系统，从而达到灵敏地减速或停车，以保证行车的安全性能。本文对当前轻型商用车液压鼓式制动器和盘式制动器进行介绍，另外对一种新型行驻车一体式盘式液压制动器进行简要介绍。
鼓式制动器
传统汽车制动器大部分前轮采用盘式，后轮采用鼓式，简称前盘后鼓。对于商用车后桥，鼓式制动器的采用非常广泛。
鼓式制动器系统的形式又分为内张式和外束式两种。通常情况下，汽车后桥制动器采用的是内张式制动器；商用车后桥常用鼓式制动器按照制动形式有液压制动和气压制动两种形式。
当汽车行驶时通过传动轴由发动机传递来的转矩经中间部分通过半轴传递到轮边部分，后轮毂、制动鼓以及轮辋与半轴一起运动，而轮胎安装在轮辋上，从而轮胎以与半轴转动相同速度在路面滚动，推动整车行驶；而半轴套管固定与整车相对固定不动，制动器由于通过螺栓固定在后制动底板法兰上面，而固定底板法兰焊接在半轴套管上面，所以制动器相对整车静止。当驾驶员踩下制动踏板时，制动油路传递来的制动压力通过轮缸推开制动器制动蹄，从而使制动蹄与制动鼓接触。由于制动鼓与半轴一起转动，而制动蹄静止，从而与制动鼓之间形成摩擦力，达到车辆制动的效果。
在驻车的时候，通过拉动手制动拉丝，促使制动蹄片张开，与制动鼓接触，达到驻车制动的目的。
2 盘式制动器
盘式制动器又称浮刹或钳式刹车，主要由制动钳、制动盘和摩擦片组成，摩擦片中的旋转元件是以端面为工作面的金属圆盘，称为制动盘，用螺钉固定在车轮的轮毂上，暴露在外。
随着新技术、新材料、新工艺在汽车上的应用，盘式制动器在汽车后桥上应用越来越广泛，近几年来，商用车后桥也开始使用盘式制动器，而且使用率越来越高。盘式刹车结构型式分为点盘式和全盘式，点盘式由于摩擦面仅占制动盘的一小部分，故称点盘式。该型刹车结构可分为固定卡钳式和浮动卡钳式两种。为了不使制动轴受到径向力和弯矩，点盘式制动缸应成对布置。制动转矩较大时，可采用多对制动缸。必要时可在中间开通风沟，以降低摩擦副温升，还应采取隔热散热措施，以防止液压油温高变质。全盘式，这种制动器结构紧凑，摩擦面积大。
2.1 传统盘式制动器
图3、图4为某液压盘式制动器后桥轮边结构图。轮辋通过车轮螺栓与后轮毂固定在一起，制动盘通过螺钉1与后轮毂连接，因为轮胎安装在轮辋上，所以制动盘、后轮毂、轮辋可以视为同一运动单元。因为后轮毂与半轴通过半轴螺栓固定连接一起。制动钳与驻车制动器分别通过螺栓和螺钉2与法兰固定连接在一起，而法兰焊接在半轴套管上面，所以制动钳、驻车制动器、法兰和半轴可以视为同一运动体。
当整车正常行驶的时候，后轮毂、制动盘、轮辋、半轴与车轮一起向前滚动，推动汽车前进，后轮毂与半轴套管之间通过轮毂轴承形成滚动连接。而同时制动钳、驻车制动器、法兰与半轴套管固定不动；当驾驶员踩下制动踏板的时候，制动钳中摩擦片与制动盘贴合，由于制动钳静止，而制动盘做旋转运动，两者之间形成摩擦力，使制动盘停止转动，从而达到汽车制动的目的。
当驻车的时候，拉动手制动拉丝，驻车制动器两制动蹄张开，与制动盘内表面贴合，产生摩擦力，达到驻车制动的效果，原理与鼓式制动器相同。
2.2 行驻车一体盘式制动器
图5、图6为某采用行驻车一体盘式制动器的商用车后桥轮边结构图。车轮及轮辋通过车轮螺栓与过渡盘紧固连接，过渡盘以及制动盘通过螺栓1与半轴固定连接在一起，车轮、过渡盘、制动盘以及半轴可以视为同一运动体。轮壳通过螺栓2与半轴套管上所带的法兰紧固连接，轮毂轴承在轮壳内部，半轴与轮壳形成滚动连接。制动钳通过螺栓3与半轴套管上所带法兰紧固连接，半轴套管、轮壳以及制动钳视为同一运动体。
当汽车正常行驶时，车轮滚动使车辆正常行驶，过渡盘、制动盘以及半轴与车轮一起运动，即转动，而轮壳和制动钳与半轴套管相对制动盘静止不动；当驾驶员踩下制动踏板，制动油路传递压力通过制动钳上的轮缸促使制动钳体内的摩擦片与制动盘盘面接触，形成摩擦副，达到制动的效果。
行驻车制动器与普通盘式制动器的区别在于制动钳的机构上面，图5、图6中制动钳上标示圆圈处与驻车制动拉丝连接，通过拉动驻车制动拉丝，促使制动钳中摩擦片与制动盘接触，达到驻车的目的。
3 优缺点分析
液压鼓式制动器轮边部分相对结构简单，且质量轻、刚性好，操纵力低，有良好的防污染和防潮能力，这些都是优点。但是鼓式制动器的缺点也很多，如摩擦片密封在制动鼓的内部，在连续使用制动器时，摩擦片产生的大量热不易散出，会使摩擦片受热膨胀并减小了磨擦力。另外鼓式制动器在水、泥地面行驶时，轮毂浸水后会减小摩擦力，从而降低制动效能，而且要花很长时间才能干燥。
液压盘式制动与鼓式制动器相比有以下优点：(1)无磨擦助势作用，因而制动器效能受磨擦系数的影响较小，即效能较稳定；(2)浸水后效能降低较小，而且只需经过一两次制动即可恢复正常；(3)在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量较小；(4)制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会像制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增大而导致制动摇臂的行程变大。但是盘式制动器结构相对于鼓式制动器来说比较复杂，对制动钳、管路系统要求也较高，造价高于鼓式制动器，而且符合传统设计。
行驻车一体盘式制动器除了具备盘式制动器的优点外，结构简单、维修接近性好、并且大大降低了盘式制动器的成本。对于整车来说，由于结构简单，采用行驻车一体后桥质量相对降低，有利于整车轻量化设计。但是由于材料及工艺原因，行驻车一体盘式制动器适用载荷相对较弱，对于商用车现阶段仅适用于轻型，且在国内仅仅有限车型后桥使用这种形式制动器。
4 结语
盘式制动器的优点决定其在商用车后桥上会使用越来越多，所占比重会越来越大。随着科技水平以及汽车材料、工艺发展，行驻车一体盘式后桥在技术上会越来越成熟，适用车辆的载荷范围也会扩大，前景光明。
