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汽車剎車依靠滑動摩擦,剎車時必然會有聲音只是不容易分辨
汽車制動系統不論盤剎還是鼓剎,其形成制動力的基礎是依靠滑動摩擦;簡而言之為剎車片或制動蹄在固定的位置不變,剎車盤或剎車鼓與車輪同速轉動,剎車時利用剎車片與盤或鼓接觸摩擦為其形成阻力,利用這一阻力降低盤或鼓的轉速實現減速。此時是利用巨大垂直壓力形成摩擦力實現減速,滑動摩擦產生振動是必然的物理現象,但為什麼正常情況下很難識別呢?
原因在於車輛行駛中的其他噪音掩蓋了剎車噪音,汽車在不同速度區間的主要噪音有以下幾點。
1:中低速駕駛時的主要噪音源為胎噪與環境噪音。胎噪時輪胎高速滾動時產生的聲音,討論汽車輪胎時總會提及「抓地力」一詞,而抓地的本質是輪胎行駛中冠層橡膠產生不斷的形變;橡膠層發生形變並與路面撞擊會產生相當大的噪音,近距離音強總會超過100db。而在日間的道路環境中也有70db以上的環境噪音,這兩種高分貝的噪音足以掩蓋掉剎車盤與剎車片均勻摩擦振動產生的低頻噪音。
2:中高速駕駛時車輛的主要噪音為風噪、胎噪加發動機噪音,這三點綜合在一起也會有很大的噪音。低風阻的轎車或跑車車內噪音約為65db左右,SUV或MPV大多在70db左右,部分中大型MPV或輕卡以及柴油動力汽車會輕鬆地達到75db甚至更高。這些噪音總能掩蓋掉其他微弱的噪音,比如行駛在喧鬧的大街上輕聲的哼歌往往很少有人會發現,這是聽覺系統主動識別了更強的刺激訊號而忽忽略到不重要的訊號。
以上兩點是汽車剎車盤與剎車片摩擦噪音很難被識別的原因,還有一點原因是車輛本身有相當理想的隔音效果,而剎車碟片摩擦振動產生的聲波又不會往車體內部針對性的傳輸;產生聲音的基礎是摩擦產生振動因其的空氣振動,均勻的滑動摩擦不會引發高強度的空氣振動所以很難在車內明顯的識別。
1:剎車片嚴重磨損形成噪音,剎車片的厚度約為1.5cm,在嚴重磨損後為了提醒使用者即使更換,在剎車片兩端會設計出「報警片」。指嚴重摩擦到報警片會接觸到剎車片之後,報警片會與剎車盤摩擦發出尖銳的噪音用做提醒,所以在行駛中出現這種聲音後需要注意檢查,如果沒有嚴重磨損則有可能是第二個原因。
2:剎車片為新車新片或剛換的新片,剎車片不是一種精度很高的汽車耗材/耗件,全新剎車片的表面是不夠平整的。而不平整的剎車片在於剎車盤接觸摩擦時,會引發剎車片整體的振動形成明顯噪音,同時接觸摩擦面過小導致區域性垂直壓力過大也會產生較大的噪音。新片需要300~500公里的打磨,使用時注意避免急剎車即可緩慢地讓剎車片達到不異響的理想執行狀態。
3:剎車片與剎車盤之間夾雜了異物,這點應該不用多餘解釋,主流的碟剎是將整套剎車系統完全保護在空氣中,如在泥濘路面行駛則有可能讓異物(比如石子)崩入碟片之間。而在剎車瞬間總會產生數百攝氏度的高溫,普通的石頭被融化後凝固在剎車片或盤上則會在摩擦時造成異響,同時會在灰鑄鐵的剎車盤上磨出溝槽(導致損壞)。
總結:不論任何型別的機動車,在正常剎車時都會產生難以識別的噪音;但如果剎車片或剎車盤的工況異常,噪音則會非常的突出。自動擋汽車在D擋起步和停車時鬆開剎車出現噪音往往是正常現象,因為起步瞬間和剎停的概念是利用剎車片盤摩擦力抵消車輪輸出的扭矩,此時碟片屬於「較勁」的狀態,鬆開的瞬間產生較大程度的振動則會有明顯的噪音。如果不想有噪音可以嘗試在即將停車將檔位推入N擋,剎停後鬆開剎車踏板會發現不會有噪音了。
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汽車剎車時不是沒有聲音,是聲音相對很小,這個要感謝工程師們不斷完善材料技術有關。
早期剎車片是用石棉粉(纖維)粘後壓制而成,有一定柔軟度,在用特殊膠粘在鋼板上,取到一定隔音隔熱效果。石棉有耐高溫,物理特性就不會傳導聲音,所以和剎車盤(鼓)摩擦時發出聲音就很小。但是石棉剎車片長期工作在高溫下會變質,變質變硬後剎車時聲音會增大,高溫(有時可達到1000度左右)會發出氣味,帶有致癌物質,汙染環境,現在基本已經淘汰完畢了。
現在主要剎車片材料有:多金屬剎車片、陶瓷纖維剎車片、碳纖維剎車片等。
多金屬(多種金屬粉)與摩擦材料高溫壓制而成的剎車片、其材質含有30%~50%左右的鐵質金屬物(如鋼纖維、還原鐵粉、泡沫鐵粉等。其特點:耐熱性好,單位面積吸收功率高,導熱係數大,制動效能好,高溫不會發出汙染物,存在制動噪音相對大一點、邊角脆裂等缺點。
現在陶瓷剎車片與傳統剎車片最大差別是沒有金屬。陶瓷剎車片中不含金屬成份,所以就避免了金屬剎車片與剎車盤(鼓)相互磨擦的金屬囂叫聲。更不會發出汙染物,所以是很好摩擦力的材料,制動力大的優點,安裝陶瓷剎車片後,在正常行駛中,不會產生異常囂叫。基本上沒有聲音。
碳纖維摩擦材料。碳纖維為增強材料製成的一類摩擦材料。碳纖維具有高模量、導熱好、耐高溫等特點。碳纖維摩擦材料是各種型別摩擦材料中效能最好的一種。碳纖維剎車片的單位面積吸收功率高及比重輕,汙染小沒聲音等優點。
以上剎車片的材料都改變了它的物理性(粉狀或者纖維狀)和硬度,所以不會發出聲音。