盤式制動(dòng)和空氣懸掛在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用和展望

藍(lán)文標(biāo)

隨著GB 7258和JT/T 1178.2的全面實(shí)施.整個(gè)掛車及相關(guān)行業(yè)開始迅速聚焦盤式制動(dòng)器、空氣懸架。得益于法規(guī)的加持。盤式制動(dòng)器和空氣懸架成為行業(yè)的“風(fēng)口”.各個(gè)廠家“嗅”到了巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，紛紛進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)，開始加大對(duì)這兩種產(chǎn)品的生產(chǎn)和推廣。

然而與市場(chǎng)熱度相矛盾的是整個(gè)上中下游行業(yè)對(duì)這些產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用條件的認(rèn)知程度普遍較低.由此出現(xiàn)了終端用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生了諸多抱怨.并帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失。換句話來(lái)說(shuō)，如果不加以規(guī)范，盤式制動(dòng)器和空氣懸架這類高端產(chǎn)品的應(yīng)用反而會(huì)加大車輛運(yùn)行的安全隱患。

為此.結(jié)合BPW多年的研發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn).筆者圍繞盤式制動(dòng)和空氣懸架，分析中歐市場(chǎng)的差異，剖析目前盤式空懸在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用狀況。并對(duì)盤式空懸未來(lái)發(fā)展進(jìn)行預(yù)判和展望。

空氣懸架在歐洲的發(fā)展歷程和技術(shù)優(yōu)勢(shì)

歐洲牽引列車上空氣懸架的應(yīng)用歷史可以追溯到上世紀(jì)的60年代。得益于1971年發(fā)布的一項(xiàng)關(guān)于制動(dòng)性能的法規(guī)，即71/320EWG《機(jī)動(dòng)車及其掛車制動(dòng)裝置的統(tǒng)一規(guī)定》（現(xiàn)行ECER13的前身）的頒布和實(shí)施，空氣懸架才得到迅速發(fā)展。這部法規(guī)規(guī)定。車輛在制動(dòng)過(guò)程中。車輪不能出現(xiàn)抱死的現(xiàn)象。不能出現(xiàn)異常的偏移和震動(dòng)的現(xiàn)象，要求車輛在制動(dòng)過(guò)程中仍然能夠保持良好的操控性能，以保證制動(dòng)安全。

很顯然，歐洲出臺(tái)該法規(guī)的目的明確.就是要保證車輛行駛的安全。傳統(tǒng)的鋼板懸架和空氣懸架的優(yōu)劣勢(shì)也因此得以充分顯現(xiàn)。

傳統(tǒng)的鋼板懸架在制動(dòng)過(guò)程中.軸荷會(huì)通過(guò)平衡梁傳導(dǎo)至中軸和后軸，導(dǎo)致后軸摩擦力最大，中軸次之，前軸由于與地面摩擦力過(guò)小.極易發(fā)生抱死的現(xiàn)象.此時(shí)車輛整體會(huì)發(fā)生跳動(dòng)和偏移，其操控性能會(huì)大大降低.危害運(yùn)行安全（如圖1所示）。

相對(duì)于鋼板懸架，空氣懸架由于各輪端的懸架裝置是獨(dú)立的，故各個(gè)車輪在制動(dòng)過(guò)程中。通過(guò)氣路系統(tǒng)的分配，使軸荷均勻分布，保持制動(dòng)力一致，車體重心下沉，從而保證車輛在制動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性和操控性（如圖2所示）。

如果要達(dá)到與空氣懸架同樣的穩(wěn)定性，鋼板懸架需要增加更高的成本，因此.空氣懸架憑借制動(dòng)方面的革命性進(jìn)步.成就了其快速發(fā)展。再加上空氣懸架自身優(yōu)異的減震性能、更低的油耗和胎耗。以及更加豐富的拓展配置（整體升降、車軸提升等），空氣懸架取代鋼板懸架成為歐洲市場(chǎng)的主流。

盤式制動(dòng)成為歐洲主流的根本原因

其實(shí).除了ECE R13法規(guī)的推動(dòng)外.歐洲并沒有哪條標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)規(guī)定必須采用盤式制動(dòng).況且鼓式制動(dòng)器還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉的巨大優(yōu)勢(shì)，為何盤式制動(dòng)依然能成為歐洲市場(chǎng)的主流？

傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，盤式制動(dòng)性能好主要體現(xiàn)在反應(yīng)靈敏、剎車來(lái)得快.且更加安全，但其實(shí)相對(duì)于鼓式，盤式最關(guān)鍵的技術(shù)特點(diǎn)是采用了“夾緊式”的制動(dòng)原理，取代了鼓式制動(dòng)“漲緊式”的制動(dòng)原理.徹底解決了鼓式制動(dòng)器在高溫以后由于制動(dòng)鼓熱膨脹帶來(lái)的制動(dòng)衰退問(wèn)題。通俗地講就是在長(zhǎng)下坡、頻繁制動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)景，盤式制動(dòng)器仍然能夠保持良好的制動(dòng)性能。從圖3制動(dòng)效能-制動(dòng)溫度的曲線可以看出.盤式制動(dòng)器在高溫狀態(tài)下仍然能夠維持高的制動(dòng)效能，大大提升車輛的行駛安全。

針對(duì)制動(dòng)安全，歐洲嚴(yán)格執(zhí)行ECE R13的相關(guān)規(guī)定，要求車輛制動(dòng)器必須達(dá)到冷態(tài)、熱態(tài)下性能指標(biāo).雖然鼓式可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，但盤式的制動(dòng)性能更加優(yōu)越。更容易獲得車輛的安全認(rèn)證。這從法規(guī)層面推動(dòng)了盤式制動(dòng)的應(yīng)用。

另外，EBS、緩速器等配置在歐洲廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步發(fā)揮了盤式制動(dòng)的特性，因此，法規(guī)的執(zhí)行、匹配條件的成熟和盤式自身的優(yōu)越性能，共同推動(dòng)了盤式在歐洲市場(chǎng)的應(yīng)用.從而取代了鼓式制動(dòng)成為市場(chǎng)主流。

目前，盤式制動(dòng)在歐洲牽引掛車市場(chǎng)的占比達(dá)到了65%，空氣懸架的配置率更是達(dá)到了95%以上。盤式空懸的技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展得非常成熟.盤式空懸憑借優(yōu)異的性能極大地推動(dòng)了歐洲公路運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)進(jìn)步.帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.加之我們國(guó)家的運(yùn)行路況與歐洲市場(chǎng)更加接近.因此我國(guó)更趨向于借鑒歐洲的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)體系。

盤式空懸在中國(guó)市場(chǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

通過(guò)國(guó)家部委、行業(yè)協(xié)會(huì)和頭部企業(yè)的聯(lián)合推動(dòng)下，兩年來(lái)盤式空懸的應(yīng)用土壤在不斷地改良。比如.超載、超限現(xiàn)象基本得到遏制;液力緩速器的配備率大幅提升，為盤式空懸的發(fā)展鋪平了道路等。

然而，由于引入的時(shí)間短，行業(yè)的認(rèn)知水平、研發(fā)能力、制造技術(shù)、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)都亟待提高，盤式空懸在市場(chǎng)上出現(xiàn)了不少應(yīng)用誤區(qū)和質(zhì)量抱怨。

空氣懸架層面，目前國(guó)內(nèi)還沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法，缺乏準(zhǔn)入機(jī)制去規(guī)范市場(chǎng);生產(chǎn)方面，空氣懸架支承架的焊接、加固以及螺栓的鎖緊極為重要.部分廠家由于焊接、安裝過(guò)程的疏忽導(dǎo)致批量性的開焊、松脫等問(wèn)題，并帶來(lái)嚴(yán)重的連帶損壞;應(yīng)用方面.空氣懸架一般要求物流企業(yè)對(duì)車輛的各緊固螺母（特別是導(dǎo)向臂銷軸鎖緊螺母）進(jìn)行檢查和緊固.防止由于松動(dòng)帶來(lái)連帶損壞.但物流公司和司機(jī)對(duì)空懸的定期檢查緊固工作往往極不重視;空懸制動(dòng)檢測(cè)方面.我國(guó)廣泛采用的滾筒式制動(dòng)力檢測(cè)平臺(tái)，在空載下無(wú)法測(cè)得車輛的真實(shí)制動(dòng)力矩。且目前國(guó)內(nèi)也沒有相應(yīng)的操作文件指導(dǎo).導(dǎo)致車輛無(wú)法通過(guò)檢測(cè)，嚴(yán)重影響物流企業(yè)的正常運(yùn)營(yíng)。平板式制動(dòng)力檢測(cè)平臺(tái)能夠更真實(shí)快捷地檢測(cè)出空懸車軸的制動(dòng)力.并裝軸測(cè)試結(jié)果可以視同（測(cè)試原理見圖4所示），但這種測(cè)試平臺(tái)投資更高，國(guó)內(nèi)極少有監(jiān)測(cè)站具有這種測(cè)試平臺(tái)。

盤式制動(dòng)層面.許多物流企業(yè)存在僥幸心理，仍然不注重主掛的制動(dòng)力匹配，導(dǎo)致制動(dòng)襯片、制動(dòng)盤批量性的早期磨損;雖然目前盤式車軸已經(jīng)標(biāo)配磨損傳感器。但市面上大部分的磨損傳感器沒有連接.沒有起到報(bào)警作用，司機(jī)也沒有檢查襯片磨損情況，往往由于襯片磨損超過(guò)極限帶來(lái)連帶損壞;在維修服務(wù)方面，市場(chǎng)上眾多維修點(diǎn)沒有維修能力和相應(yīng)的工具，無(wú)法保障用戶的后期使用。

這些問(wèn)題和痛點(diǎn)，都需要全行業(yè)盡快作出改進(jìn)和提高.才能充分發(fā)揮盤式空懸的優(yōu)越性能，保證安全，減少損失。

盤式空懸生產(chǎn)企業(yè)如何開展工作？

早在1998年BPW就將空氣懸架引入中國(guó)市場(chǎng)。2009年在國(guó)內(nèi)推出了首款TSB系列盤式制動(dòng)器，通過(guò)多年的實(shí)際應(yīng)用，BPW積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)使得產(chǎn)品日臻成熟。根據(jù)中國(guó)市場(chǎng)的發(fā)展需求，BPW公司推出了SL重型（見圖5）和AL輕型（見圖6）兩款彈簧梁結(jié)構(gòu)的盤式空懸產(chǎn)品。這兩款產(chǎn)品在歐洲應(yīng)用非常成熟，針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的工況特點(diǎn).BPW有針對(duì)性的進(jìn)行了改進(jìn)，分別滿足了山區(qū)路況條件及高速運(yùn)輸輕量化的需求，推出以來(lái)受到國(guó)內(nèi)客戶的青睞。

值得注意的是，與其它掛車車軸生產(chǎn)企業(yè)不同，BPW的盤式制動(dòng)器、空氣懸架、輪轂系統(tǒng)等核心部件都由自身研發(fā)和制造（見圖7），并能夠?yàn)榭蛻籼峁┩暾氖矍?、售中和售后服?wù)。同時(shí).BPW公司也積極通過(guò)行業(yè)展會(huì)、論壇、全國(guó)性的調(diào)研和培訓(xùn)等渠道.推廣空懸盤式的技術(shù)特點(diǎn)和注意事項(xiàng).為市場(chǎng)的培育做好準(zhǔn)備工作。

盤式空懸未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著三軸倉(cāng)欄車標(biāo)配盤式空懸.以及盤式空懸在其它車型的應(yīng)用推廣，盤式空懸仍將是掛車行走機(jī)構(gòu)行業(yè)的熱點(diǎn)。關(guān)于盤式空懸的發(fā)展方向.筆者認(rèn)為有如下幾點(diǎn)值得業(yè)內(nèi)關(guān)注：

首先。行業(yè)還是要更加深入地研究中國(guó)市場(chǎng)的使用狀況，通過(guò)制動(dòng)力的計(jì)算，結(jié)合不同路況做好產(chǎn)品的選型和匹配;空氣懸架方面，除了根據(jù)使用條件，做好選型以外，應(yīng)該注重車輛的側(cè)向剛度計(jì)算和測(cè)試，保證車輛抗側(cè)翻能力。

第二.EBS等輔助系統(tǒng)的應(yīng)用。EBS作為控制平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)防抱死、制動(dòng)匹配、防側(cè)翻以及其它拓展功能.大大提升車輛的總體性能。目前EBS在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用很不成熟.需要主機(jī)廠、零部件、經(jīng)銷商等頭部企業(yè)共同做好市場(chǎng)的推廣和培訓(xùn).真正發(fā)揮EBS等輔助系統(tǒng)的功效。

第三，盤式和空懸的進(jìn)一步優(yōu)化，這里不得不提及單胎的設(shè)計(jì)。在歐洲.超級(jí)單胎的應(yīng)用比例達(dá)到了90%以上.而在中國(guó)的應(yīng)用卻是“命運(yùn)多舛”。超級(jí)單胎的應(yīng)用可以將板簧中心距從900mm拓展到1300mm。大大提升了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（如圖8所示）.給車體、懸架、軸體、制動(dòng)系統(tǒng)、輪轂系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)巨大的優(yōu)化空間，能夠大大提升車輛穩(wěn)定性的同時(shí)，進(jìn)一步降低自重。筆者相信，隨著輪胎技術(shù)的成熟、成本的降低、EBS等輔助系統(tǒng)的應(yīng)用以及客戶意識(shí)轉(zhuǎn)變等應(yīng)用“土壤”的完善.單胎配置將迎來(lái)巨大的發(fā)展空間。

第四.智能化、新能源技術(shù)的運(yùn)用。在國(guó)家提出“雙碳”目標(biāo)的大背景下，如何通過(guò)智能化裝備提升物流企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率，如何通過(guò)能源友好型產(chǎn)品適應(yīng)電驅(qū)化（如圖9為BPW發(fā)電輪端系統(tǒng)）、無(wú)人化的發(fā)展方向，是擺在行走機(jī)構(gòu)企業(yè)的重大課題，并值得我們期待。

總的來(lái)說(shuō)，在專用汽車行業(yè)從高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展的大背景下，盤式制動(dòng)和空氣懸架作為具有標(biāo)志性意義的高端裝備，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍有巨大的發(fā)展空間.國(guó)家相關(guān)部委、行業(yè)協(xié)會(huì)和零部件頭部企業(yè)應(yīng)當(dāng)繼續(xù)深入研究，培育良好的市場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境，充分發(fā)揮高端裝備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。引導(dǎo)行業(yè)向規(guī)范、安全、高效方向不斷邁進(jìn)。