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)動機(jī)的一些冷知識，而今天我們就來繼續(xù)第二期——剎車系統(tǒng)。
民用制動器的分類
1 鼓式剎車
鼓式制動器似乎都快被大家所遺忘了，近些年中，鼓式制動器在轎車領(lǐng)域上已經(jīng)逐步讓盤式制動器所取代了。但由于成本比較低，仍然在一些經(jīng)濟(jì)類轎車中使用，而且只會用于制動負(fù)荷比較小的后輪和駐車制動。其鼓式制動器的結(jié)構(gòu)和我們平時常見的女士自行車的后剎其實(shí)是一個種結(jié)構(gòu)，都是靠制動輪內(nèi)側(cè)的剎車皮在剎車的時候制動塊向外張開，摩擦制動輪的內(nèi)側(cè)，從而達(dá)到剎車的目的。鼓式制動是早在1902年就已經(jīng)使用在馬車上了。
優(yōu)點(diǎn)：造價低廉、耐用程度高。
缺點(diǎn)：散熱效果差、容易產(chǎn)生制動衰退和振抖現(xiàn)象、保養(yǎng)麻煩。
2 盤式剎車
目前盤式剎車是民用車裝配的主流剎車，其主要結(jié)構(gòu)制動盤用鑄鋼或其他材料制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動。分泵固定在制動器的底板上固定不動。制動鉗上的兩個摩擦片分別裝在制動盤的兩側(cè)。分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用，推動摩擦片壓向制動盤發(fā)生摩擦制動。
優(yōu)點(diǎn)：散熱快、重量輕、構(gòu)造簡單、調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車。
缺點(diǎn)：造價高
通風(fēng)盤/浮動盤技術(shù)
1 通風(fēng)盤
在盤式剎車之上的升級版具有散熱效果的打孔通風(fēng)盤也慢慢被平民化了，想現(xiàn)在的奔馳C級都已經(jīng)標(biāo)配具有打孔的剎車盤了。之所以在剎車打孔是因?yàn)閯x車的熱量不會憑空消失，將行駛中的汽車剎停，需要剎車皮和剎車盤之間的摩擦才能停下，而這便是一個熱能轉(zhuǎn)化的過程。所以對于剎車盤這件可隨時摩擦升溫至數(shù)百甚至上千攝氏度的物件，如何讓其快速降溫，來得非常重要。而一般剎車盤降溫需要用到的是就是風(fēng)。而通風(fēng)式剎車盤便是利用開孔和中空的設(shè)計(jì)將冷風(fēng)更有效地引流到剎車盤內(nèi)部，讓其更快的降溫。
2 浮動盤
而浮動盤的設(shè)計(jì)則是保證剎車性能的有一個升級舉措。所謂浮動盤是指這種剎車盤的內(nèi)外兩部分是通過安裝銷結(jié)合在一起的，銷與盤之間有微小間隙。這樣，剎車盤外圈有一定的軸向移動空間，這就是“浮動式”的由來。
簡單來說，剎車盤無論怎么加工，安裝到車輪以后不可避免地會沿著車輪軸線細(xì)微的擺動。所以剎車時就會對剎車皮產(chǎn)生反作用力，從而導(dǎo)致剎車皮加緊效果不理想。甚至長時間還會產(chǎn)生剎車片的偏磨，而且會影響剎車的制動效果。所以結(jié)構(gòu)上兩片式的浮動剎車盤，在剎車加緊后抵消這種輕微的抖動，從而獲得更好的制動效果。
這樣做還有另外一個好處就是解決，安裝中央法蘭圈和剎車工作區(qū)域材料，對于摩擦系數(shù)和彈性屈服系數(shù)有矛盾的地方，也就是說摩擦性好的材料不一定剛性好。所以這樣對于整體式剎車盤來說就不適合一些激烈的駕駛，而浮動式剎車盤正因?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。不僅為剎車盤留下一個熱膨脹的空間。這樣就可以讓剎車盤在高溫制動時不會出現(xiàn)較大的變形，也就是說提升了剎車盤的耐高溫性。
制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
制動系統(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、制動分泵、剎車皮、剎車盤等主要部件組成。當(dāng)駕駛者踩下剎車踏板后，便會推動制動總泵內(nèi)的制動液向各個殺制動分泵（剎車卡鉗）流動。就好像一個注射器一樣，制動踏板所踩下的行程有多少，總泵內(nèi)的活塞便有相對應(yīng)的推動行程，使制動液流向分泵，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，而是材質(zhì)。剎車盤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)對與剎車性能來說起到了關(guān)鍵的作用。
1 鑄鐵材質(zhì)
一般民用車上的原裝剎車盤，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的一半，甚至更輕。而且碳陶瓷剎車盤的抗熱衰退能力更強(qiáng)，在激烈的駕駛過程中能夠保證剎車性的穩(wěn)定顯著提高其熱衰減的弊端。但造價高昂一般只有超跑級別的車才會選用碳陶瓷剎車盤。而市售的這類改裝剎車售價高達(dá)十幾萬甚至更高，比如英國ALcon品牌推出的一款CCX碳搪瓷剎車套裝售價就高達(dá)24萬元人民幣，足夠一部邁騰的價格了。
4 碳纖維材質(zhì)
碳纖維材料的剎車材質(zhì)則是目前剎車盤當(dāng)中最頂級的剎車材料。是眾多千萬級別賽車的唯一選擇。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。所以目前還沒有民用級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。
剛才最后說到的碳纖維材質(zhì)剎車，因?yàn)橹荒茉谫惖乐幸姷?，所以在這里多說兩句。F1賽車所使用的是碳-碳（Carbon-carbon）剎車盤，雖然根據(jù)FIA的賽例規(guī)定，剎車盤的直徑不得超過278mm，厚度不得超過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剎車盤的重量僅僅不到1公斤。但這種剎車只有達(dá)到足夠的剎車溫度才能發(fā)揮其最大的制動效果，所以剎車盤的升溫也非常快，合適的工作溫度為400-500攝氏度，如果沒有達(dá)到工作溫度，剎車盤的磨損率會急速上升。但只要達(dá)到了最佳的工作溫度F1賽車的剎車性能絕對是讓人汗顏的，從時速300km/h制動至靜止，只需4秒鐘的剎車時間，剎車過程中的重力加速度可超過5G。而從200km/h制動至靜止，只需要2.9秒，剎車距離只需65米。從100km/h制動至靜止，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不一樣？
這個問題其實(shí)有不少人都問過我了，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)
除了我們常見的這類汽車制動器，還有一種我們平時能見到的就是飛機(jī)的反推制動。這種制動沒有實(shí)體零件而是在在飛行員打開反推后，液壓作動筒使反推整流罩的移動套筒后移，帶起阻流門，露出格柵段，堵住風(fēng)扇發(fā)動機(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。
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