普通盘式制动器的致命缺陷与对策分析

摘 要：盘式制动器相对于鼓式制动器有许多优点，且造价低廉，在现代中低档轿车上大多采用普通盘式制动器。

关键词：普通盘式制动器； 致命缺陷； 对策分析

中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2014）11-129-001

所谓普通盘式制动器，即制动轮缸活塞没有回位装置，只靠橡胶密封圈及制动盘的偏摆使摩擦片与制动盘出现微小的制动间隙，解除制动时会出现“迟滞”甚至“卡滞”现象，导致抱死车轮的致命缺陷。

一辆日资某品牌面包车曾因两前轮抱死而导致交通故事。当时该车以70公里每小时通过某大桥引桥，正处于下坡左转弯状态，司机为避免车速过快而踩刹车，车辆却方向失控，沿拐弯方向越过左边行车道撞向大桥左边水泥混凝土护栏，车头损毁、安全气囊爆发，所幸无人员伤亡。通过对该车进行检查，转向系统与ABS防抱死系统都正常，故判断应属于制动时前轮抱死引起转向失控。该车两前轮采用的是普通盘式制动器，虽然ABS防抱死系统正常，但其最终的执行机构——制动器出现问题，即制动轮缸活塞解除制动时不能及时回位，出现制动“卡滞”，使摩擦片抱死车轮。检查两前轮，空档无制动状态下，两车轮不能自由转动，相当于踩了刹车。拆解制动器，分解液压缸与活塞并进行清洗，除缸内制动液有些脏外（据了解该车已有7年多没有更换制动液），液压缸内壁、活塞都还正常。装复制动器，加注新的制动液，排净空气，试车不到一公里，两前轮制动盘发烫，手不能触摸，两前轮制动器还是有“卡滞”现象，最后更换两新的制动器，问题解决。

一般引起液压缸与活塞“卡滞”的原因大概有以下几个方面：一是制动液长期不更换导致氧化变质、含水量增加引起液压缸锈蚀与活塞卡死；二是密封圈老化失去弹性或刃边磨损失去精度导致活塞不能回位；三是制动液回流受阻；四是回位弹簧失效（鼓式制动器）。通过分析本案的情况应属于第二种。

普通盘式制动器的活塞回位只是依靠橡胶密封圈的弹性变形拉回，并有制动间隙自调功能。制动时压力油进入液压缸推动活塞移动，矩形橡胶密封圈的刃边在活塞摩擦力的作用下，随活塞移动而产生弹性变形，如图1所示。此时活塞与密封圈并没有相对位移，解除制动时，活塞依靠密封圈的弹力回位，如图2所示。由于矩形橡胶密封圈的刃边变形量很小，在不制动时，制动摩擦片与制动盘的间隙每边只有约0.1mm，以保证解除制动，若摩擦片与制动盘的间隙因磨损而加大，制动时密封圈弹性变形达到极限后，活塞仍可在制动液的压力作用下克服密封圈的摩擦力继续移动（此时活塞与密封圈出现相对位移），直到摩擦片压紧制动盘为止，但解除制动时，矩形密封圈将活塞弹回的距离只有a的值（如图1所示），使摩擦片与制动盘的间隙保持在摩擦片磨损之前的值约0.1mm，即仍保持原来的标准值，活塞矩形密圈兼起活塞回位及间隙自调的作用。这种盘式制动器结构简单，造价低廉，故在轻中型轿车上获得广泛应用，但这种结构对橡胶密封圈的弹性、耐热性、耐磨性、抗老化、刃边几何精度及轮缸与活塞表面粗糙度要求较高，而且能保持的制动间隙较小，不能可靠地保证彻底解除制动，在某种程度上依靠残余摩擦力和制动盘微小的端面跳动作用下，使制动摩擦片离开制动盘0.1mm左右的距离。当密封圈老化或刃边磨损失去弹性后，使活塞回位的作用将失效，导致制动器抱死车轮，如上述案例那样引发交通事故。

图1制动时 图2解除制动时 图3强制回位装置

解决这种普通制动器缺陷的有效办法就是使用带有活塞强制回位装置的盘式制动器，如图3所示。摩擦弹簧固装在轮缸活塞的尾端，并且紧箍着回位拉销的中部，回位拉销的头部有限位垫圈、爪形复位弹簧及挡盘装在缸体底部的锥形凹坑中，其弹力方向始终向左拉着回位拉销。间隙自调装置所保持的间隙值取决于爪形复位弹簧与挡盘之间的装配间隙，制动时活塞通过摩擦弹簧带动回位拉销右移，并使爪形复位弹簧向右拱曲变形，在制动间隙为标准值的情况下，当爪形复位弹簧与挡盘接触时，制动摩擦片应与制动盘接触，并压紧起制动作用。若制动间隙因摩擦片磨损而增大，爪形复位弹簧与挡盘接触时，回位拉销停止移动，由于活塞上的液压作用力远大于摩擦弹簧与回位拉销的摩擦力，油压作用力继续推动活塞，并带动摩擦弹簧沿回位拉销右移，其右移的距离正好等于间隙的增大量，解除制动时爪形复位弹簧带动回位拉销，并依靠摩擦弹簧与回位拉销的摩擦力使活塞左移回位，其回位量只等于爪形复位弹簧与挡盘之间的装配间隙，因而自动保持了制动器的标准间隙。

从上可知，带有活塞强制回位装置的制动器结构较复杂，增加了制造成本，但能有效保证及时彻底解除制动。这种制动器目前仅在高级轿车上有采用。这只是其中的一种回位装置，当然还有别的类型，限于篇幅不能一一赘述。

使用普通盘式制动器，除定期按时更换制动液外，对制动器也要定期保养，常做检查，一旦出现制动解除“迟滞”现象，应及时更换制动器。这种由普通盘式制动器的缺陷引发的交通意外的概率虽小，但却是致命的。

在此也建议汽车制造商与汽车零配件生产商使用、生产带有强制回位装置的盘式制动器，以提高汽车的使用安全性。