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  • 1 # 天和Auto

    汽車「盤剎」制動系統結構與執行原理很簡單汽車「盤剎/碟剎」的結構與原理可以用兩個字總結:迫&磨!

    「碟剎」是腳踏車常用的稱呼,其制動原理的關鍵詞是“拉”。透過剎車手把拉動剎車拉線,拉動剎車盤兩側的卡鉗裡的剎車片,夾住剎車盤以摩擦的方式克服剎車盤的轉矩。以相互作用力的抵消實現剎車盤停轉,也就是減速。由於腳踏車的碟剎結構很容易識別與理解,所以有些使用者也認為汽車或摩托車的【盤剎】也是“拉動摩擦制動”,然而這是錯誤的理解。

    拉or推剎車油的別稱是什麼?——迫力油

    迫力≠魄力,其概念可以理解為“壓迫”“擠壓”。汽車制動系統的動力源來自「剎車總泵」,泵的概念是為液體增壓的機器,通俗的解釋為擠壓液體使其一定程度的壓縮,並且透過限制其流動的方式使其擠壓另一端運動或持續形成壓力。迫力油(剎車油)會填充在剎車總泵與剎車油管中,並且會連線四個車輪的分泵,而每個分泵上會整合剎車片與剎車盤。

    圖1:剎車總泵“迫”使剎車油流動到分泵,並擠壓剎車盤與剎車盤接觸減速的概念。

    圖2:剎車總泵的結構特點。

    圖3:剎車分動的結構特點。

    摩擦減速在瞭解了「迫力油」的傳動原理後,再來了解一下剎車盤的知識點。

    剎車盤與軸頭剛性結合固定,通俗的描述為:剎車盤與車輪以相同的轉速旋轉,車輪轉則剎車盤轉、剎車盤停轉則車輪停轉。這點相信是很多汽車使用者並不瞭解的知識,汽車減速並不像腳踏車普通的「V型剎車」一樣去摩擦輪轂減速,因為汽車行駛中的巨大慣性作用力不能透過這種方式制動,否則輪轂會快速的變形而損壞。

    轉矩的概念

    汽車動力輸出的所有節點都依靠“旋轉”,比如發動機是透過飛輪的轉動帶動離合器或變矩器轉動,隨即變速箱齒輪組的轉動帶動傳動軸轉動,傳動軸在帶動圓形的車輪轉動並輸出動力。汽車專業術語中有一項叫做「輪上功率」,實際稱之為「輪上扭矩&轉矩」會更容易理解。因為車輪的轉動本質上等於發動機飛輪的轉動,只是透過一些複雜結構進行了傳遞;而發動機的輸出的動力實際應叫做轉矩,是一種作用力的概念。

    「摩擦力&轉矩」,轉矩是一種作用力,摩擦力也是一種作用力。區別僅僅為兩者在接觸時為“相互作用”“相互抵消”!剎車分泵透過迫力油的巨大壓力將剎車片“按在”剎車盤上進行摩擦,摩擦產生的作用力為剎車盤的執行阻力。此時汽車不再加油門則車輪不再有持續的轉矩,假設轉矩為1000N·m,摩擦力為200N·m,透過持續接觸則能夠逐漸消耗掉1000N·m的作用力,實現讓車輛緩緩的停車,這就是“碟盤剎”制動系統的原理。

    盤剎為什麼會成為家用汽車的主流選項?核心因素:散熱能力強!

    汽車制動系統分為「碟剎&鼓剎」兩類,其中鼓剎主要應用於中大型客貨車上。原因為此類車的總質量很高,在剎車減速的過程中需要非常大的制動力;而剎車片與剎車盤或剎車鼓在足夠大的作用力下會有極高的摩擦力,也就等於極快的磨損。剎車盤主要以「HT250型灰鑄鐵」為原材料,這是一種製造成本相當高的鋼材,對於消耗過快的商用車型而言真的是用不起的,於是選擇了鼓剎。

    「鼓剎」的“剎車盤”被改造為圓形的鼓狀物,就像是唐僧的“紫金缽盂”一樣。不過鼓剎選擇的材料級別要低一些,普通的鋼材雖然耐用性差一些但好在更換的成本也低得多,這就鼓剎被商用車認可的原因。不過鼓剎也有很大的問題,因為制動蹄(剎車片別稱)固定在剎車鼓內部,摩擦動作是在鼓內完成;結果會造成摩擦產生的高熱能無法快速的揮發,持續的高負荷剎車會快速加溫摩擦片使其摩擦係數大幅下降——剎車變弱或者剎車失靈,駕駛鼓剎客貨車是需要相當技術水平的,或者配合低成本噴淋降溫系統,亦或者是高成本直接制動傳動軸的“液力緩速器”。

    知識點:小微型載客汽車(家用汽車)的使用者往往不具備專業的駕駛技術,同時也基本不掌握剎車失控的應急處理能力。所以鼓剎並不適合此類車型的使用者,那麼也就只能選擇碟剎了!——碟剎的剎車盤、片、分泵均裸露在空氣中,汽車行駛中的空氣氣流可以有效的為盤剎系統降溫;其次大部分車輛的前剎車盤還會採用“打孔通風盤”,剎車盤內部結構有加強散熱的能力。所以盤式剎車會安全很多,這就是家用車選盤剎的原因,關於剎車就聊這麼多了。

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