你所不知道的系列No.2 剎車系統大剖析

第一期我們已經講了關于發動機的一些冷知識，而今天我們就來繼續第二期——剎車系統。

剎車的分類

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域上已經逐步讓盤式制動器所取代了。但由于成本比較低，仍然在一些經濟類轎車中使用，而且只會用于制動負荷比較小的后輪和駐車制動。其鼓式制動器的結構和我們平時常見的女士自行車的后剎其實是一個種結構，都是靠制動輪內側的剎車皮在剎車的時候制動塊向外張開，摩擦制動輪的內側，從而達到剎車的目的。鼓式制動是早在1902年就已經使用在馬車上了。

優點：造價低廉、耐用程度高。

缺點：散熱效果差、容易產生制動衰退和振抖現象、保養麻煩。

2 盤式剎車

目前盤式剎車是民用車裝配的主流剎車，其主要結構制動盤用鑄鋼或其他材料制造并固定在車輪上，隨車輪轉動。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。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生摩擦制動。

優點：散熱快、重量輕、構造簡單、調整方便。特別是高負載時耐高溫性能好，制動效果穩定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車。

缺點：造價高

通風盤/浮動盤技術

1 通風盤

在盤式剎車之上的升級版具有散熱效果的打孔通風盤也慢慢被平民化了，想現在的奔馳C級都已經標配具有打孔的剎車盤了。之所以在剎車打孔是因為剎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化的過程。所以對于剎車盤這件可隨時摩擦升溫至數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。而通風式剎車盤便是利用開孔和中空的設計將冷風更有效地引流到剎車盤內部，讓其更快的降溫。

2 浮動盤

而浮動盤的設計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外兩部分是通過安裝銷結合在一起的，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微的擺動。所以剎車時就會對剎車皮產生反作用力，從而導致剎車皮加緊效果不理想。甚至長時間還會產生剎車片的偏磨，而且會影響剎車的制動效果。所以結構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域材料，對于摩擦系數和彈性屈服系數有矛盾的地方，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為分體結構，那么中間部分的材料就可以單獨選用。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較大的變形，也就是說提升了剎車盤的耐高溫性。

制動系統的結構

制動系統如果從結構上看并不復雜，其中包括剎車踏板、杠桿、真空助力鼓、總泵、油管、ABS總泵、軟質油喉、制動分泵、剎車皮、剎車盤等主要部件組成。當駕駛者踩下剎車踏板后，便會推動制動總泵內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，總泵內的活塞便有相對應的推動行程，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

剎車的好壞其實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。剎車盤和剎車皮是依靠摩擦力作用工作的，用什么材質能有更好的摩擦力，能夠最快的達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準，所以材質對與剎車性能來說起到了關鍵的作用。

1 鑄鐵材質

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

2 高碳合金鋼材質

一般應用于高端車型或改裝剎車套件當中，其材質比鑄鐵更輕也更加耐熱抗變形。當然成本也就隨之上漲了。

3 碳搪瓷材質

相比沉重的鑄鐵，碳陶瓷材質最大的優點就是可讓剎車碟重量大幅減輕，其重量可以達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，在激烈的駕駛過程中能夠保證剎車性的穩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24萬元人民幣，足夠一部邁騰的價格了。

4 碳纖維材質

碳纖維材料的剎車材質則是目前剎車盤當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剎車，因為只能在賽道中見到，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FIA的賽例規定，剎車盤的直徑不得超過278mm，厚度不得超過28mm。但已經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。但這種剎車只有達到足夠的剎車溫度才能發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，如果沒有達到工作溫度，剎車盤的磨損率會急速上升。但只要達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美感的藝術品。

為什么剎車卡鉗的位置會不一樣？

這個問題其實有不少人都問過我了，所以在這里為大家解答一下。其實卡鉗的位置并不是考慮前后配重和通風。而且和前懸的羊角的形狀有關,一般轉向節在前,卡鉗就在后，轉向節在后,卡鉗就在前邊，歸根結底與轉向系統和前懸掛的布置有關。

飛機剎車系統

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的反推制動。這種制動沒有實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，堵住風扇發動機向后的氣流而轉向從格柵向前噴出，從而產生反推力。