制動系統是關係駕駛者人身安全的至關重要的部件,一再強調之下,很多駕駛者都開始意識到提升制動系統的重要性,於是就會去選擇更換一套制動力更強的制動系統。但是慢慢地,車主們都出現了一個誤區,就是不論什麼,更換一些大型的剎車鉗就絕對是好事,不論車輛馬力、重量是多少,反正更換一套大型的制動系統準沒錯。但事實上是不是這樣呢?更換一套大型制動系統確實是可以加強了制動系統,但問題是,如果車子的馬力不大,而且重量也不大的話,那如此真能全數發揮這套制動系統的全部實力嗎?答案絕對是否定的,既然大家都煩這些事兒。
制動卡鉗本體通常以鑄造和鍛造兩種工藝進行製作,它和市面上的鑄造、鍛造輪圈有著相同的“道理”,簡單來說,採用鍛造工藝的卡鉗本體的力學強度要比鑄造的高,而鑄造工藝的產品售價相對較低,這和製造成本有莫大的關係,生產鑄造技術卡鉗本體最重要的是通過鑄模來輔助,將室溫中為液態但不久後將固化的物質倒入特定形狀的鑄模待其凝固成形的加工成型方式,最後去除金屬毛刺、披縫等物質,便完成一個卡鉗本體的製作,一個形狀的模具能實現大量生產的可能。
師傅告訴我們,從市場角度來講,這兩種不同性質的卡鉗本體是為不同消費層面的人群提供多樣的選擇性,而針對卡鉗的功能性範疇,他表示,鍛造卡鉗本體更加適合一些操控玩家(或在賽道)的競技需求,因為鍛造在強度方面有很大的優勢,由於鍛造的卡鉗它的分子排列要比普通的鑄造卡鉗要好,因此散熱效能比鑄造卡鉗本體好上幾倍,而且卡鉗的總體重量控制得相當不錯,有效減少懸掛上的品質,這還得歸功於鍛造工藝製作的優良材料,例如常見的2024鋁合金、6061鋁合金、7075鋁合金以及航太極的高剛性鋁合金等材料製作卡鉗本體,因而不同的材料分別具有不同的物理特性,為了得到最好的抗疲勞強度以及輕量化,不同的鋁合金材料所使用的加工技術不盡相同,例如高壓冷鍛、4千噸的高壓鍛造,甚至是“高周波熱鍛”等手法,最後,經過CNC切削完成本體。總的來說,鍛造卡鉗產品擁有優良的效能,而且能針對冷門車型進行量產,鑄造卡鉗產品則價效比突出,也能滿足日常街道使用。
圖:AP Racing的CP9040和CP7040卡鉗本體對比,先考考大家,哪款卡鉗採用鍛造材料,哪款採用鑄造材料?
圖:CP7040(上)採用鑄造形式製作,而CP9040(下)則採用鍛造形式製作,但是他們的重量是沒有變的,均為3.7kg,同品質對比,當然是CP9040的強度較大。
圖:Brembo GT Racing系列的卡鉗均採用單片鍛造形式製作,而且由於是可以應對賽事,所以卡鉗的剛性、散熱能力等等都進行過強化,所以它的價錢也較一般的Brembo GT系列高出不少,售價高達8萬元。
圖:從背部可以看出,Brembo GT Racing進行了多項偷輕處理,為競技車輛減少腳下負擔。
簡單了解卡鉗本體的不同材料製作手法,它們各自還分為一體式和分體式兩種,常見的鍛造一體式和分體式,而鑄造卡鉗本體也有一體式和分體式兩種工藝。說到這裡,師傅接著告訴我們,在市面上所見到的卡鉗本體的產品有四種形式,但一體式的鑄造卡鉗本體的能見度相對較少,這是為什麼呢?他表示,主要的原因是製作的難度要高於一體式鍛造卡鉗工藝,分體式卡鉗顧名思義就是卡鉗本體分為兩個部分進行鑄造(或者鍛造),然後用螺栓將它們“合二為一”。卡鉗本體就類似於立體“U”型的形狀,師傅說:“大家試想一下,將流動的液態金屬倒入“U”型的模具裡,被填滿的U型又得重新進行加工,最終還不是增加了製作的難度,而且大家需要明白,卡鉗本體並非制動系統中的‘鮑魚殼’,它是制動活塞和制動液的承載體,製作的時候要考慮到活塞的精確佈局,況且廠商願意花高成本完成這樣的卡鉗本體制作,卡鉗本體的強度也不見得比分體式鑄造卡鉗要好”。
而常見的分體式鑄造卡鉗本體的能見度就相當高了,像AP Racing品牌的非競技系列制動套件中的卡鉗全部是分體式鑄造的工藝製作,而且更有資料對比分析,其製作的分體式鑄造卡鉗本體的強度和某些品牌的一體式鍛造卡鉗本體“有得一拼”,而從外形上判定一款好的分體式卡鉗本體,先是觀察兩塊卡鉗的的結合度是否一致,如果兩塊卡鉗結合得不平整,則說明分離式卡鉗的模具資料不精確,從這一點說明廠商的開發實力是否“稍欠火候”。用螺栓將它們“合二為一”,這些都不是山寨出來的技術,兩面分體的大小和螺孔位置都需要超精準的資料支援,為了達到力平衡、摩擦片不易側傾等要求,從而保證穩定輸出制動力矩。
而採用了一體式鍛造設計,除了卡鉗本體擁有更佳的力學強度,滿足更大的制動力之外,在高溫環境下工作時,效能穩定性也能得到很好的保障,特別是制動力和耐熱效能方面,這也是為什麼競技型的制動產品會採用該項工藝了,但是由於生產工藝較分體式卡鉗複雜,一體式鍛造也對製造工藝的要求高,製造成本也相對於分體式鍛造的同類產品要高。而無論分體式鑄造卡鉗,還是分體式鍛造卡鉗,它們較一體式鍛造卡鉗有很大的成本優勢,而優秀的分體式卡鉗本體,足以面對日常街道的行駛制動需求。
圖:CP9040的卡鉗本體採用分體式鑄造設計。
圖:從CP9040的卡鉗“背脊線”可以看出,該卡鉗本體採用分體式設計。
圖:Nashin的制動套件,其中卡鉗本體由一體式鍛造而來。
圖:單體式卡鉗的優點在於其整體剛性較好,例如在卡鉗中間部分,卡鉗活塞向內推會令卡鉗向外張,這時中間的一體式加強結構能有效提升剛性。
圖:CNC加工的刀槽清晰可見,CNC加工的優勢是可以切割出較為複雜形狀,能令卡鉗達到更極致的輕量化效果。
圖:Endless六活塞剎車卡鉗由鍛造材料加以CNC精加工而成,剛性得到保證,而且外觀設計也相當出色。
圖:Endless分體式鍛造卡鉗的上方有H形橋柱加固,增加力學強度。
大家都知道,目前市面上銷售的大多數乘用車的制動系統配備的是浮動式卡鉗(單活塞單向浮動卡鉗),也有雙活塞浮動式剎車卡鉗(雙活塞單向浮動卡鉗),但比較少見。浮動式卡鉗是利用銷軸和螺栓上作少量的軸向位移形成浮動制動效果,這主要應用在低端碟剎產品上,浮動卡鉗一般僅一側有制動活塞(單個活塞),當制動摩擦片接觸到制動盤時卡鉗在其反作用力下移動,這樣另一側的制動摩擦片也能成為夾持制動盤的狀態,讓另外一邊的剎車皮也與制動碟接觸,當兩塊剎車皮都與制動碟接觸時就能發揮100%的制動力效果。
而對向式制動卡鉗(一般對向式卡鉗都採用固定式設計)就是一些高效能車型上所裝配,對向雙活塞或者多活塞的制動卡鉗,這些對向活塞的卡鉗它的本體是固定的,制動液會通過卡鉗上的管路分配給兩邊的活塞,同時對推動剎車皮與剎車碟盤接觸,起到制動效果。活塞總數量一般在兩個或兩個以上(活塞總數量多為偶數),多用於動力較強的效能車或改裝車。例如4活塞對向卡鉗就是卡鉗內部兩側各有兩個活塞,6活塞則是內部兩側各有3個活塞,依此類推。而活塞排列的方式也是一門學問。但知道這些還不夠,師傅還說:“關乎到碟片磨擦時剎車皮的受力方向不同而有所改變,以六活塞卡鉗為例,有的產品六顆活塞一樣大,有的是大、中、小排列,有的是大、小、中排列,有的卻是小、大、小排列,目的就是讓制動的力道與剎車皮的磨耗更為平均,制動性更佳,但最常見莫過於大、中、小的活塞排列了,大小不一的活塞在制動的時候能達到很好的制動線性效果,減小制動突兀感,大腳制動時,卻隨即奉上強橫制動力度使對應車輛應聲而止。但需要大家注意的是,活塞數量並不是越多就越好,雖然理論上是對的,越多活塞就產生越大制動力,但你得考慮制動總泵的排出量是否匹配,否則再多活塞也是空談,就算制動總泵的排出量不成問題,過強的制動力只會容易令車輪抱死,再多的ABS、EBD,恐怕作用也不大”。
聽完師傅的這番話,相信這頁“單活塞與多活塞”介紹已經不用小編多費口舌了,這時,師傅意猶未盡,再為大家補充了一句:改裝多活塞卡鉗時,應注意與總泵的搭配,同時,卡鉗的橋碼也必須提出相當高的要求,做工精良的橋碼讓活塞與碟片完全平行,這樣活塞推動剎車皮片時才能有完全垂直而無角度偏差的施力,讓剎車力道的損失達到最小,而作動間隙的減少有利於控制制動的行程,這樣才能擁有良好的剎車腳感。
圖:TAROX出品的16活塞制動卡鉗,要使用四塊配合對應的四塊剎車皮工作,每塊剎車皮由四個“小-中-小-中”排列的制動活塞進行控制。
圖:由Evolve打造的507匹Volvo C30使用的12活塞制動卡鉗(已拆解),其制動力相當驚人。
圖:TAROX喜歡出品多活塞制動系統,由此可見多活塞的地位,圖為TAROX的12活塞制動卡鉗。
圖:ENDLESS出品的12活塞制動卡鉗,卡鉗外殼對應的“圓形”便是該卡鉗的排列順序,其提供超強制動力的同時,還能在大力制動時的減少“突忽感”。
圖:這款K-Sport雖然為八活塞設計,但活塞尺寸較小,因此給剎車總泵帶來的壓力相對不那麼高,但是為了能夠更好的發揮出剎車的制動效果,建議對剎車總泵也做相應的升級。尺寸漸進的活塞能夠帶來較線性的制動感受。
圖:三個活塞的尺寸分別為38.1mm,31mm和27mm,以“大-中-小”方式排列。
圖:三對活塞不等直徑,其中大的為34mm,小的為28mm,以“大-小-大”排列。
圖:卡鉗活塞設有散熱孔墊,並能更有效散熱,但嚴格來說它不屬於活塞的一部分。
而談到“小活塞與大活塞”的話題,師傅娓娓道來,他說:理論上,可以認為卡鉗的活塞數量越多剎車片施加到制動碟上的力量分配越均勻,但其所產生的制動力未必越大,除了制動總泵的排出量需要考慮之外,還取決於活塞的總面積大小。一般來說隨著活塞數量的增多,制動力越大,卡鉗的尺寸也越大,所匹配的制動碟直徑也相應增大。當然活塞越多,施加在剎車皮上的壓力和產生的溫度就越均勻,還可增加活塞的總面積。增大活塞面積有什麼好處?因為剎車油的管道可承受的壓強有限,加大活塞面積就能提高剎車皮對剎車碟的極限壓力了。不過換用多活塞的卡鉗後,要達到相同的剎車壓力就可能需要更大的踏板行程,也就是說要踩得更深。
圖:活塞方面,兩套卡鉗的活塞是直徑是一樣的,但是從設計上看,AP Racing為CP9040(下圖)重新設計了活塞以及油封。
圖:CP9040重新設計了活塞以及油封。
通過簡單的對比,大家應該知道卡鉗的“五花八門”技術,其實縱觀國內改裝環境,老實講,制動卡鉗並不像某些人眼裡的非法改裝吧?如果一定要給他戴上莫有的罪名,我倒是覺得某些品牌的“鮑魚殼”就一定不是什麼安全部件了。“鮑魚殼套在原廠的制動卡鉗上面,的確能滿足自己的虛榮心理,但絕對不會為安全加分,極有可能在某種制動狀態下,出現制動系統的熱衰退現象,到那個時候就欲哭無淚了”,師傅最後總結到,他從卡鉗本體的製作材料、形式、單多、小大的講解,為無敵的廣大讀者上了一堂別開生面的課程,內容通俗易懂,讓人收穫甚多。而已經“詞窮”的小編,最後能說的只有一些建議了,為提高行車安全效能,升級制動系統固然是好事,而升級的制動品牌一定要在正規的渠道購買才能放心,要不然,你還是買了一個高價“鮑魚殼”而已,我們不想看到因為“改裝”這個詞而出現不愉快的事情,因為我們始終相信,改裝,不單單只是一個巨大的個性化市場,而改裝的前提,是建立在“安全”一詞上,否知一切都免談。最後,大家以熱烈的掌聲送給老師。
圖:BF7卡鉗採用了最新的電鍍塗裝,效果很細膩。