普通盤式制動器的致命缺陷與對策分析

摘 要：盤式制動器相對于鼓式制動器有許多優點，且造價低廉，在現代中低檔轎車上大多采用普通盤式制動器。

關鍵詞：普通盤式制動器； 致命缺陷； 對策分析

中圖分類號：TD534 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2014）11-129-001

所謂普通盤式制動器，即制動輪缸活塞沒有回位裝置，只靠橡膠密封圈及制動盤的偏擺使摩擦片與制動盤出現微小的制動間隙，解除制動時會出現“遲滯”甚至“卡滯”現象，導致抱死車輪的致命缺陷。

一輛日資某品牌面包車曾因兩前輪抱死而導致交通故事。當時該車以70公里每小時通過某大橋引橋，正處于下坡左轉彎狀態，司機為避免車速過快而踩剎車，車輛卻方向失控，沿拐彎方向越過左邊行車道撞向大橋左邊水泥混凝土護欄，車頭損毀、安全氣囊爆發，所幸無人員傷亡。通過對該車進行檢查，轉向系統與ABS防抱死系統都正常，故判斷應屬于制動時前輪抱死引起轉向失控。該車兩前輪采用的是普通盤式制動器，雖然ABS防抱死系統正常，但其最終的執行機構——制動器出現問題，即制動輪缸活塞解除制動時不能及時回位，出現制動“卡滯”，使摩擦片抱死車輪。檢查兩前輪，空檔無制動狀態下，兩車輪不能自由轉動，相當于踩了剎車。拆解制動器，分解液壓缸與活塞并進行清洗，除缸內制動液有些臟外（據了解該車已有7年多沒有更換制動液），液壓缸內壁、活塞都還正常。裝復制動器，加注新的制動液，排凈空氣，試車不到一公里，兩前輪制動盤發燙，手不能觸摸，兩前輪制動器還是有“卡滯”現象，最后更換兩新的制動器，問題解決。

一般引起液壓缸與活塞“卡滯”的原因大概有以下幾個方面：一是制動液長期不更換導致氧化變質、含水量增加引起液壓缸銹蝕與活塞卡死；二是密封圈老化失去彈性或刃邊磨損失去精度導致活塞不能回位；三是制動液回流受阻；四是回位彈簧失效（鼓式制動器）。通過分析本案的情況應屬于第二種。

普通盤式制動器的活塞回位只是依靠橡膠密封圈的彈性變形拉回，并有制動間隙自調功能。制動時壓力油進入液壓缸推動活塞移動，矩形橡膠密封圈的刃邊在活塞摩擦力的作用下，隨活塞移動而產生彈性變形，如圖1所示。此時活塞與密封圈并沒有相對位移，解除制動時，活塞依靠密封圈的彈力回位，如圖2所示。由于矩形橡膠密封圈的刃邊變形量很小，在不制動時，制動摩擦片與制動盤的間隙每邊只有約0.1mm，以保證解除制動，若摩擦片與制動盤的間隙因磨損而加大，制動時密封圈彈性變形達到極限后，活塞仍可在制動液的壓力作用下克服密封圈的摩擦力繼續移動（此時活塞與密封圈出現相對位移），直到摩擦片壓緊制動盤為止，但解除制動時，矩形密封圈將活塞彈回的距離只有a的值（如圖1所示），使摩擦片與制動盤的間隙保持在摩擦片磨損之前的值約0.1mm，即仍保持原來的標準值，活塞矩形密圈兼起活塞回位及間隙自調的作用。這種盤式制動器結構簡單，造價低廉，故在輕中型轎車上獲得廣泛應用，但這種結構對橡膠密封圈的彈性、耐熱性、耐磨性、抗老化、刃邊幾何精度及輪缸與活塞表面粗糙度要求較高，而且能保持的制動間隙較小，不能可靠地保證徹底解除制動，在某種程度上依靠殘余摩擦力和制動盤微小的端面跳動作用下，使制動摩擦片離開制動盤0.1mm左右的距離。當密封圈老化或刃邊磨損失去彈性后，使活塞回位的作用將失效，導致制動器抱死車輪，如上述案例那樣引發交通事故。

圖1制動時 圖2解除制動時 圖3強制回位裝置

解決這種普通制動器缺陷的有效辦法就是使用帶有活塞強制回位裝置的盤式制動器，如圖3所示。摩擦彈簧固裝在輪缸活塞的尾端，并且緊箍著回位拉銷的中部，回位拉銷的頭部有限位墊圈、爪形復位彈簧及擋盤裝在缸體底部的錐形凹坑中，其彈力方向始終向左拉著回位拉銷。間隙自調裝置所保持的間隙值取決于爪形復位彈簧與擋盤之間的裝配間隙，制動時活塞通過摩擦彈簧帶動回位拉銷右移，并使爪形復位彈簧向右拱曲變形，在制動間隙為標準值的情況下，當爪形復位彈簧與擋盤接觸時，制動摩擦片應與制動盤接觸，并壓緊起制動作用。若制動間隙因摩擦片磨損而增大，爪形復位彈簧與擋盤接觸時，回位拉銷停止移動，由于活塞上的液壓作用力遠大于摩擦彈簧與回位拉銷的摩擦力，油壓作用力繼續推動活塞，并帶動摩擦彈簧沿回位拉銷右移，其右移的距離正好等于間隙的增大量，解除制動時爪形復位彈簧帶動回位拉銷，并依靠摩擦彈簧與回位拉銷的摩擦力使活塞左移回位，其回位量只等于爪形復位彈簧與擋盤之間的裝配間隙，因而自動保持了制動器的標準間隙。

從上可知，帶有活塞強制回位裝置的制動器結構較復雜，增加了制造成本，但能有效保證及時徹底解除制動。這種制動器目前僅在高級轎車上有采用。這只是其中的一種回位裝置，當然還有別的類型，限于篇幅不能一一贅述。

使用普通盤式制動器，除定期按時更換制動液外，對制動器也要定期保養，常做檢查，一旦出現制動解除“遲滯”現象，應及時更換制動器。這種由普通盤式制動器的缺陷引發的交通意外的概率雖小，但卻是致命的。

在此也建議汽車制造商與汽車零配件生產商使用、生產帶有強制回位裝置的盤式制動器，以提高汽車的使用安全性。