特種輪式越野車(chē)輛駐車(chē)制動(dòng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

尹順良，趙松，周偉

（中國(guó)北方車(chē)輛研究所，北京 100072）

在討論特種輪式越野車(chē)輛的駐車(chē)制動(dòng)方案和性能時(shí)，很容易和民用汽車(chē)相比。民用汽車(chē)的駐車(chē)制動(dòng)方案，主要有兩種類型：（1）手剎桿操縱后輪邊鼓式制動(dòng)器方案，配合真空助力液壓伺服制動(dòng)系的行車(chē)制動(dòng)方案構(gòu)成整車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)，其廣泛應(yīng)用于前盤(pán)后鼓的家用小汽車(chē)；（2）手制動(dòng)閥氣動(dòng)操縱氣壓鼓式制動(dòng)器或氣壓盤(pán)式制動(dòng)器方案，行車(chē)制動(dòng)采用全氣壓驅(qū)動(dòng)，輪邊制動(dòng)器集成了行車(chē)制動(dòng)和駐車(chē)制動(dòng)的功能，其廣泛應(yīng)用在卡車(chē)或公交車(chē)輛上，最典型的特征就是駐車(chē)時(shí)有較大的排氣噪聲。

相對(duì)于民用車(chē)輛來(lái)說(shuō)，特種輪式越野車(chē)輛的駐車(chē)制動(dòng)采用了相同或相似的零部件或方案，但有其自身的特點(diǎn)：（1）駐車(chē)指標(biāo)要求高，按照特種輪式越野車(chē)輛通用規(guī)范的要求，其駐車(chē)制動(dòng)坡度應(yīng)該達(dá)到40%（約22 度）以上，部分車(chē)輛應(yīng)到達(dá)60%（約31 度）；（2）為了提高行車(chē)制動(dòng)的穩(wěn)定性，特種輪式越野車(chē)輛開(kāi)始采用盤(pán)式制動(dòng)器，而在盤(pán)式制動(dòng)器上增加駐車(chē)制動(dòng)功能很難；（3）即使采用中央駐車(chē)制動(dòng)器，摩擦副直徑過(guò)大的制動(dòng)器也不便于在特種輪式越野車(chē)輛的地板下有限的空間里安裝。這些特點(diǎn)的存在，使得特種輪式越野車(chē)輛的駐車(chē)制動(dòng)在配置和車(chē)上布置有其自身的要求。

按照駐車(chē)制動(dòng)位置的不同，駐車(chē)制動(dòng)可以分為中央駐車(chē)和輪邊駐車(chē)；按照操縱加力的方式不同，可以分為手剎桿人力操縱、氣動(dòng)操縱、液壓操縱和電子駐車(chē)操縱；按照制動(dòng)器的形式不同，主要可以分為盤(pán)式制動(dòng)器駐車(chē)和鼓式制動(dòng)器駐車(chē)。本文在綜述和評(píng)價(jià)國(guó)內(nèi)特種輪式越野車(chē)輛的駐車(chē)制動(dòng)方案的基礎(chǔ)上，給出了駐車(chē)制動(dòng)在輪式車(chē)輛應(yīng)用上的發(fā)展趨勢(shì)。

1 國(guó)內(nèi)特種輪式越野車(chē)輛駐車(chē)制動(dòng)的技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 氣動(dòng)操縱帶駐車(chē)制動(dòng)功能的輪邊鼓式制動(dòng)器方案

這種方案和一般貨車(chē)和公交車(chē)的駐車(chē)制動(dòng)方案是一樣的，結(jié)構(gòu)上利用集成了行車(chē)制動(dòng)和駐車(chē)制動(dòng)的鼓式制動(dòng)器和彈簧儲(chǔ)能雙腔氣室（如圖1）。彈簧儲(chǔ)能雙腔氣室的行車(chē)腔A 從11 口進(jìn)氣時(shí)，駐車(chē)彈簧f 被壓縮，推桿b 在回復(fù)彈簧c推動(dòng)下解除了駐車(chē)；排氣時(shí)，駐車(chē)彈簧推動(dòng)推桿實(shí)現(xiàn)駐車(chē)；在駐車(chē)狀態(tài)，擰緊解鎖螺母g 壓縮駐車(chē)彈簧，即可實(shí)現(xiàn)駐車(chē)制動(dòng)的解除。為滿足不同的制動(dòng)推力的要求，彈簧儲(chǔ)能雙腔氣室有不同尺寸型號(hào)可供選擇，目前，國(guó)內(nèi)外的產(chǎn)品型號(hào)可以互換通用。該駐車(chē)方案主要借鑒奔馳2026 越野車(chē)的技術(shù)，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用在國(guó)內(nèi)在役的特種輪式越野車(chē)上。如某型4×4特種輪式越野車(chē)，采用后軸2 個(gè)輪邊制動(dòng)器提供駐車(chē)力矩。受制于鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)穩(wěn)定性，其整體制動(dòng)性能還有進(jìn)一步提升的空間；另外，輪邊的彈簧儲(chǔ)能雙腔氣室占用較大的輪艙空間，給布置帶來(lái)不便。

1.2 氣動(dòng)操縱帶駐車(chē)制動(dòng)功能的輪邊盤(pán)式制動(dòng)器方案

該方案相對(duì)于2.1 的駐車(chē)方案，彈簧儲(chǔ)能雙腔氣室沒(méi)有變化，僅制動(dòng)器變?yōu)楸P(pán)式制動(dòng)器。其制動(dòng)穩(wěn)定性有很大提升，但輪邊安裝空間要求大，尤其對(duì)有轉(zhuǎn)向和驅(qū)動(dòng)能力的輪邊，這個(gè)缺點(diǎn)沒(méi)有改善。最近幾年，國(guó)內(nèi)研制成功氣壓盤(pán)式制動(dòng)器，這種方案才得以于2013 年應(yīng)用到某型8×8 特種輪式越野車(chē)上。民用載重貨車(chē)也逐漸開(kāi)始應(yīng)用這種駐車(chē)方案。

1.3 手剎桿操縱鼓式制動(dòng)器中央駐車(chē)方案

中央駐車(chē)制動(dòng)方案較多地應(yīng)用在采用液壓盤(pán)式制動(dòng)器作為行車(chē)制動(dòng)的車(chē)輛上，因受到輪邊空間的限制，目前，液壓盤(pán)式制動(dòng)器沒(méi)有駐車(chē)制動(dòng)的功能。這種方案采用棘輪棘爪實(shí)現(xiàn)駐車(chē)鎖止和解除、轉(zhuǎn)換臂實(shí)現(xiàn)力和行程的轉(zhuǎn)換、柔性拉索滿足車(chē)上的走向變化需要，節(jié)省了輪邊安裝空間，但車(chē)內(nèi)的布置較復(fù)雜。

1.4 手剎桿操縱盤(pán)式制動(dòng)器中央駐車(chē)方案

這種方案相對(duì)2.3 的方案，變化在制動(dòng)器變?yōu)闄C(jī)械操縱式盤(pán)式制動(dòng)器。應(yīng)用到噸位較大的特種輪式越野車(chē)輛，要滿足60%駐坡指標(biāo)要求還有一定困難。

1.5 彈簧制動(dòng)缸操縱鼓式制動(dòng)器中央駐車(chē)方案

該方案相對(duì)于2.3 的方案，主要變化在操縱方式采用氣室取代了手剎桿，和2.3 的方案，可以提供更大的操縱拉力，適合于車(chē)輛噸位相對(duì)較大的車(chē)輛。在實(shí)車(chē)上布置時(shí)，制動(dòng)氣室和中央鼓式制動(dòng)器都布置在地板下，輪邊結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。該方案在國(guó)內(nèi)工程機(jī)輛、卡車(chē)等都有應(yīng)用。

2 國(guó)外特種輪式越野車(chē)輛駐車(chē)制動(dòng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

圖1 彈簧儲(chǔ)能雙腔制動(dòng)氣室結(jié)構(gòu)圖

采用輪邊彈簧制動(dòng)氣室實(shí)現(xiàn)輪邊駐車(chē)的情況，在國(guó)外特種輪式越野車(chē)中應(yīng)用的很少，采用中央駐車(chē)的較多。主要考慮到彈簧制動(dòng)氣室占用了較大的輪艙空間，特別是有轉(zhuǎn)向要求的輪邊和懸掛跳動(dòng)量的情況。蘇聯(lián)/俄羅斯研制BTR系列輪式裝甲車(chē)輛，采用液壓鼓式制動(dòng)器的行車(chē)制動(dòng)方案，輪邊結(jié)構(gòu)很緊湊，駐車(chē)制動(dòng)采用了手剎桿操縱鼓式制動(dòng)器的中央駐車(chē)方案；瑞士皮藍(lán)哈、美國(guó)斯特賴克和臺(tái)灣地區(qū)的某型8×8，行車(chē)制動(dòng)采用了液壓盤(pán)式制動(dòng)器，輪邊結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)潔，駐車(chē)制動(dòng)也采用了中央駐車(chē)方案，不同之處為采用的是液壓操縱液壓盤(pán)式制動(dòng)器的中央駐車(chē)方案。

3 特種輪式越野車(chē)輛駐車(chē)制動(dòng)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 傳統(tǒng)的駐車(chē)制動(dòng)方案將會(huì)長(zhǎng)期存在和不斷改進(jìn)

傳統(tǒng)的駐車(chē)制動(dòng)方案，如氣動(dòng)操縱鼓式制動(dòng)器輪邊駐車(chē)方案，在控制好產(chǎn)品質(zhì)量、改進(jìn)輪邊制動(dòng)器散熱能力后，還是較合理、成熟的技術(shù)方案，特別是可以依托廣闊的汽車(chē)市場(chǎng)的產(chǎn)品；氣動(dòng)操縱盤(pán)式制動(dòng)器輪邊駐車(chē)方案，如果能預(yù)留較大的輪邊空間前提下，會(huì)是駐車(chē)制動(dòng)方案不錯(cuò)的選擇；由手剎桿操縱中央制動(dòng)器的方案，還會(huì)在噸位不大的車(chē)輛上使用。

3.2 液壓盤(pán)式駐車(chē)制動(dòng)器，將會(huì)在大噸位特種輪式越野車(chē)輛上得以應(yīng)用

液壓盤(pán)式駐車(chē)制動(dòng)器，相比與氣動(dòng)操縱的駐車(chē)制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，占用的空間小，給橋和輪邊的布置帶來(lái)了便利；同時(shí)，制動(dòng)卡鉗內(nèi)碟片彈簧產(chǎn)生較大的推力，可以提供更大的制動(dòng)力矩以滿足較大噸位車(chē)輛的駐坡要求。而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有多個(gè)型號(hào)的在研特種輪式越野車(chē)輛，曾發(fā)生輪邊部件和車(chē)體、轉(zhuǎn)向件、傳動(dòng)件發(fā)生位置干涉的情況，或者駐車(chē)力矩不足不能滿足指標(biāo)要求。因此，液壓盤(pán)式駐車(chē)制動(dòng)器在大噸位特種輪式越野車(chē)輛應(yīng)用更有意義。

3.3 電子駐車(chē)在中等噸位的特種輪式越野車(chē)輛上得到率先應(yīng)用

電子駐車(chē)EPB（Electric Park Brake）在家用小汽車(chē)上應(yīng)用已經(jīng)很普遍，在特種輪式越野車(chē)輛上的應(yīng)用還沒(méi)出現(xiàn)。但是，特種輪式越野車(chē)的行駛路況更復(fù)雜，駕駛員在駐坡、坡道起步等的操作上，其勞動(dòng)強(qiáng)度很大。如果設(shè)計(jì)出電子駐車(chē)系統(tǒng)，將會(huì)極大改善其工作條件。同時(shí)，因大噸位車(chē)輛較多采用氣動(dòng)操縱的駐車(chē)方案，其操縱勞動(dòng)強(qiáng)度不大，小噸位車(chē)輛的手動(dòng)操縱勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較小，而中等噸位的特種輪式越野車(chē)輛手剎桿的操縱的勞動(dòng)強(qiáng)度較大，最適合進(jìn)行電子駐車(chē)的改造工作。進(jìn)行電子駐車(chē)的改造，主要有兩個(gè)方式：（1）用電子控制齒輪齒條機(jī)構(gòu)，代替駐車(chē)制動(dòng)的操縱手剎桿，其余的部件如拉索、拉桿、制動(dòng)器等保持不變。（2）采用電機(jī)控制的齒輪減速機(jī)構(gòu)直接壓緊鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)蹄或盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)塊。

4 結(jié)語(yǔ)

特種輪式越野車(chē)輛駐車(chē)制動(dòng)，在滿足軍用車(chē)輛的指標(biāo)要求、滿足復(fù)雜路面行駛駐車(chē)的需要前提條件下，應(yīng)盡可能采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠的部件和方案，并且使駕駛員操作方便。因駐車(chē)制動(dòng)方案和行車(chē)制動(dòng)方案相關(guān)，在方案設(shè)計(jì)上應(yīng)統(tǒng)籌考慮。在工作方向上，傳統(tǒng)駐車(chē)技術(shù)應(yīng)該持續(xù)改進(jìn)，新技術(shù)進(jìn)行技術(shù)突破，如液壓盤(pán)式駐車(chē)制動(dòng)器和電子駐車(chē)制動(dòng)。