你所不知道的系列No.2 剎車系統(tǒng)大剖析

第一期我們已經(jīng)講了關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的一些冷知識(shí)，而今天我們就來(lái)繼續(xù)第二期——剎車系統(tǒng)。

剎車的分類

1 鼓式剎車

鼓式制動(dòng)器似乎都快被大家所遺忘了，近些年中，鼓式制動(dòng)器在轎車領(lǐng)域上已經(jīng)逐步讓盤(pán)式制動(dòng)器所取代了。但由于成本比較低，仍然在一些經(jīng)濟(jì)類轎車中使用，而且只會(huì)用于制動(dòng)負(fù)荷比較小的后輪和駐車制動(dòng)。其鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和我們平時(shí)常見(jiàn)的女士自行車的后剎其實(shí)是一個(gè)種結(jié)構(gòu)，都是靠制動(dòng)輪內(nèi)側(cè)的剎車皮在剎車的時(shí)候制動(dòng)塊向外張開(kāi)，摩擦制動(dòng)輪的內(nèi)側(cè)，從而達(dá)到剎車的目的。鼓式制動(dòng)是早在1902年就已經(jīng)使用在馬車上了。

優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低廉、耐用程度高。

缺點(diǎn)：散熱效果差、容易產(chǎn)生制動(dòng)衰退和振抖現(xiàn)象、保養(yǎng)麻煩。

2 盤(pán)式剎車

目前盤(pán)式剎車是民用車裝配的主流剎車，其主要結(jié)構(gòu)制動(dòng)盤(pán)用鑄鋼或其他材料制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分泵固定在制動(dòng)器的底板上固定不動(dòng)。制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)。分泵的活塞受油管輸送來(lái)的液壓作用，推動(dòng)摩擦片壓向制動(dòng)盤(pán)發(fā)生摩擦制動(dòng)。

優(yōu)點(diǎn)：散熱快、重量輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好，制動(dòng)效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車。

缺點(diǎn)：造價(jià)高

通風(fēng)盤(pán)/浮動(dòng)盤(pán)技術(shù)

1 通風(fēng)盤(pán)

在盤(pán)式剎車之上的升級(jí)版具有散熱效果的打孔通風(fēng)盤(pán)也慢慢被平民化了，想現(xiàn)在的奔馳C級(jí)都已經(jīng)標(biāo)配具有打孔的剎車盤(pán)了。之所以在剎車打孔是因?yàn)閯x車的熱量不會(huì)憑空消失，將行駛中的汽車剎停，需要?jiǎng)x車皮和剎車盤(pán)之間的摩擦才能停下，而這便是一個(gè)熱能轉(zhuǎn)化的過(guò)程。所以對(duì)于剎車盤(pán)這件可隨時(shí)摩擦升溫至數(shù)百甚至上千攝氏度的物件，如何讓其快速降溫，來(lái)得非常重要。而一般剎車盤(pán)降溫需要用到的是就是風(fēng)。而通風(fēng)式剎車盤(pán)便是利用開(kāi)孔和中空的設(shè)計(jì)將冷風(fēng)更有效地引流到剎車盤(pán)內(nèi)部，讓其更快的降溫。

2 浮動(dòng)盤(pán)

而浮動(dòng)盤(pán)的設(shè)計(jì)則是保證剎車性能的有一個(gè)升級(jí)舉措。所謂浮動(dòng)盤(pán)是指這種剎車盤(pán)的內(nèi)外兩部分是通過(guò)安裝銷結(jié)合在一起的，銷與盤(pán)之間有微小間隙。這樣，剎車盤(pán)外圈有一定的軸向移動(dòng)空間，這就是“浮動(dòng)式”的由來(lái)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，剎車盤(pán)無(wú)論怎么加工，安裝到車輪以后不可避免地會(huì)沿著車輪軸線細(xì)微的擺動(dòng)。所以剎車時(shí)就會(huì)對(duì)剎車皮產(chǎn)生反作用力，從而導(dǎo)致剎車皮加緊效果不理想。甚至長(zhǎng)時(shí)間還會(huì)產(chǎn)生剎車片的偏磨，而且會(huì)影響剎車的制動(dòng)效果。所以結(jié)構(gòu)上兩片式的浮動(dòng)剎車盤(pán)，在剎車加緊后抵消這種輕微的抖動(dòng)，從而獲得更好的制動(dòng)效果。

這樣做還有另外一個(gè)好處就是解決，安裝中央法蘭圈和剎車工作區(qū)域材料，對(duì)于摩擦系數(shù)和彈性屈服系數(shù)有矛盾的地方，也就是說(shuō)摩擦性好的材料不一定剛性好。所以這樣對(duì)于整體式剎車盤(pán)來(lái)說(shuō)就不適合一些激烈的駕駛，而浮動(dòng)式剎車盤(pán)正因?yàn)榉煮w結(jié)構(gòu)，那么中間部分的材料就可以單獨(dú)選用。不僅為剎車盤(pán)留下一個(gè)熱膨脹的空間。這樣就可以讓剎車盤(pán)在高溫制動(dòng)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)較大的變形，也就是說(shuō)提升了剎車盤(pán)的耐高溫性。

制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

制動(dòng)系統(tǒng)如果從結(jié)構(gòu)上看并不復(fù)雜，其中包括剎車踏板、杠桿、真空助力鼓、總泵、油管、ABS總泵、軟質(zhì)油喉、制動(dòng)分泵、剎車皮、剎車盤(pán)等主要部件組成。當(dāng)駕駛者踩下剎車踏板后，便會(huì)推動(dòng)制動(dòng)總泵內(nèi)的制動(dòng)液向各個(gè)殺制動(dòng)分泵（剎車卡鉗）流動(dòng)。就好像一個(gè)注射器一樣，制動(dòng)踏板所踩下的行程有多少，總泵內(nèi)的活塞便有相對(duì)應(yīng)的推動(dòng)行程，使制動(dòng)液流向分泵，因此剎車力度的大小不同，所感受到的剎車力度也不盡相同，所表現(xiàn)出的就是一種線性的力度。而手剎則分為拉線和液壓兩種形式。

剎車材質(zhì)

剎車的好壞其實(shí)并不在于你有更多的活塞，還是你有多大直徑的剎車盤(pán)，而是材質(zhì)。剎車盤(pán)和剎車皮是依靠摩擦力作用工作的，用什么材質(zhì)能有更好的摩擦力，能夠最快的達(dá)到剎車盤(pán)的最佳工作溫度，以及更高的抗熱衰退性能和散熱性能等，都是衡量一部剎車的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，所以材質(zhì)對(duì)與剎車性能來(lái)說(shuō)起到了關(guān)鍵的作用。

1 鑄鐵材質(zhì)

一般民用車上的原裝剎車盤(pán)，基本上都使是鑄鐵材質(zhì)，除了利于批量生產(chǎn)，也更加耐磨，當(dāng)然成本也是最低的。

2 高碳合金鋼材質(zhì)

一般應(yīng)用于高端車型或改裝剎車套件當(dāng)中，其材質(zhì)比鑄鐵更輕也更加耐熱抗變形。當(dāng)然成本也就隨之上漲了。

3 碳搪瓷材質(zhì)

相比沉重的鑄鐵，碳陶瓷材質(zhì)最大的優(yōu)點(diǎn)就是可讓剎車碟重量大幅減輕，其重量可以達(dá)到同樣尺寸合金鋼剎車盤(pán)的一半，甚至更輕。而且碳陶瓷剎車盤(pán)的抗熱衰退能力更強(qiáng)，在激烈的駕駛過(guò)程中能夠保證剎車性的穩(wěn)定顯著提高其熱衰減的弊端。但造價(jià)高昂一般只有超跑級(jí)別的車才會(huì)選用碳陶瓷剎車盤(pán)。而市售的這類改裝剎車售價(jià)高達(dá)十幾萬(wàn)甚至更高，比如英國(guó)ALcon品牌推出的一款CCX碳搪瓷剎車套裝售價(jià)就高達(dá)24萬(wàn)元人民幣，足夠一部邁騰的價(jià)格了。

4 碳纖維材質(zhì)

碳纖維材料的剎車材質(zhì)則是目前剎車盤(pán)當(dāng)中最頂級(jí)的剎車材料。是眾多千萬(wàn)級(jí)別賽車的唯一選擇。有著比碳陶瓷材質(zhì)更輕的重量以及耐熱性，但耐用程度非常差，而且成本高昂。所以目前還沒(méi)有民用級(jí)別的乘用車上有配備。

最高規(guī)格的賽用剎車、百公里煞停僅需17米。

剛才最后說(shuō)到的碳纖維材質(zhì)剎車，因?yàn)橹荒茉谫惖乐幸?jiàn)到，所以在這里多說(shuō)兩句。F1賽車所使用的是碳-碳（Carbon-carbon）剎車盤(pán)，雖然根據(jù)FIA的賽例規(guī)定，剎車盤(pán)的直徑不得超過(guò)278mm，厚度不得超過(guò)28mm。但已經(jīng)比目前不少超跑的剎車要厚，而且最讓讓震驚的是每個(gè)剎車盤(pán)的重量?jī)H僅不到1公斤。但這種剎車只有達(dá)到足夠的剎車溫度才能發(fā)揮其最大的制動(dòng)效果，所以剎車盤(pán)的升溫也非常快，合適的工作溫度為400-500攝氏度，如果沒(méi)有達(dá)到工作溫度，剎車盤(pán)的磨損率會(huì)急速上升。但只要達(dá)到了最佳的工作溫度F1賽車的剎車性能絕對(duì)是讓人汗顏的，從時(shí)速300km/h制動(dòng)至靜止，只需4秒鐘的剎車時(shí)間，剎車過(guò)程中的重力加速度可超過(guò)5G。而從200km/h制動(dòng)至靜止，只需要2.9秒，剎車距離只需65米。從100km/h制動(dòng)至靜止，只需1.4秒，以及17米的剎車距離。下面就讓我們一塊欣賞下這富有工業(yè)美感的藝術(shù)品。

為什么剎車卡鉗的位置會(huì)不一樣？

這個(gè)問(wèn)題其實(shí)有不少人都問(wèn)過(guò)我了，所以在這里為大家解答一下。其實(shí)卡鉗的位置并不是考慮前后配重和通風(fēng)。而且和前懸的羊角的形狀有關(guān),一般轉(zhuǎn)向節(jié)在前,卡鉗就在后，轉(zhuǎn)向節(jié)在后,卡鉗就在前邊，歸根結(jié)底與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和前懸掛的布置有關(guān)。

飛機(jī)剎車系統(tǒng)

除了我們常見(jiàn)的這類汽車制動(dòng)器，還有一種我們平時(shí)能見(jiàn)到的就是飛機(jī)的反推制動(dòng)。這種制動(dòng)沒(méi)有實(shí)體零件而是在在飛行員打開(kāi)反推后，液壓作動(dòng)筒使反推整流罩的移動(dòng)套筒后移，帶起阻流門(mén)，露出格柵段，堵住風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)向后的氣流而轉(zhuǎn)向從格柵向前噴出，從而產(chǎn)生反推力。