你所不知道的系列No.2 刹车系统大剖析

    第一期我们已经讲了关于发动机的一些冷知识，而今天我们就来继续第二期——刹车系统。

刹车的分类

1 鼓式刹车

鼓式制动器似乎都快被大家所遗忘了，近些年中，鼓式制动器在轿车领域上已经逐步让盘式制动器所取代了。但由于成本比较低，仍然在一些经济类轿车中使用，而且只会用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。其鼓式制动器的结构和我们平时常见的女士自行车的后刹其实是一个种结构，都是靠制动轮内侧的刹车皮在刹车的时候制动块向外张开，摩擦制动轮的内侧，从而达到刹车的目的。鼓式制动是早在1902年就已经使用在马车上了。

优点：造价低廉、耐用程度高。

缺点：散热效果差、容易产生制动衰退和振抖现象、保养麻烦。

2 盘式刹车

目前盘式刹车是民用车装配的主流刹车，其主要结构制动盘用铸钢或其他材料制造并固定在车轮上，随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动。制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动。

优点：散热快、重量轻、构造简单、调整方便。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车。

缺点：造价高

通风盘/浮动盘技术

1 通风盘

在盘式刹车之上的升级版具有散热效果的打孔通风盘也慢慢被平民化了，想现在的奔驰C级都已经标配具有打孔的刹车盘了。之所以在刹车打孔是因为刹车的热量不会凭空消失，将行驶中的汽车刹停，需要刹车皮和刹车盘之间的摩擦才能停下，而这便是一个热能转化的过程。所以对于刹车盘这件可随时摩擦升温至数百甚至上千摄氏度的物件，如何让其快速降温，来得非常重要。而一般刹车盘降温需要用到的是就是风。而通风式刹车盘便是利用开孔和中空的设计将冷风更有效地引流到刹车盘内部，让其更快的降温。

2 浮动盘

而浮动盘的设计则是保证刹车性能的有一个升级举措。所谓浮动盘是指这种刹车盘的内外两部分是通过安装销结合在一起的，销与盘之间有微小间隙。这样，刹车盘外圈有一定的轴向移动空间，这就是“浮动式”的由来。

简单来说，刹车盘无论怎么加工，安装到车轮以后不可避免地会沿着车轮轴线细微的摆动。所以刹车时就会对刹车皮产生反作用力，从而导致刹车皮加紧效果不理想。甚至长时间还会产生刹车片的偏磨，而且会影响刹车的制动效果。所以结构上两片式的浮动刹车盘，在刹车加紧后抵消这种轻微的抖动，从而获得更好的制动效果。

这样做还有另外一个好处就是解决，安装中央法兰圈和刹车工作区域材料，对于摩擦系数和弹性屈服系数有矛盾的地方，也就是说摩擦性好的材料不一定刚性好。所以这样对于整体式刹车盘来说就不适合一些激烈的驾驶，而浮动式刹车盘正因为分体结构，那么中间部分的材料就可以单独选用。不仅为刹车盘留下一个热膨胀的空间。这样就可以让刹车盘在高温制动时不会出现较大的变形，也就是说提升了刹车盘的耐高温性。

制动系统的结构

制动系统如果从结构上看并不复杂，其中包括刹车踏板、杠杆、真空助力鼓、总泵、油管、ABS总泵、软质油喉、制动分泵、刹车皮、刹车盘等主要部件组成。当驾驶者踩下刹车踏板后，便会推动制动总泵内的制动液向各个杀制动分泵（刹车卡钳）流动。就好像一个注射器一样，制动踏板所踩下的行程有多少，总泵内的活塞便有相对应的推动行程，使制动液流向分泵，因此刹车力度的大小不同，所感受到的刹车力度也不尽相同，所表现出的就是一种线性的力度。而手刹则分为拉线和液压两种形式。

刹车材质

刹车的好坏其实并不在于你有更多的活塞，还是你有多大直径的刹车盘，而是材质。刹车盘和刹车皮是依靠摩擦力作用工作的，用什么材质能有更好的摩擦力，能够最快的达到刹车盘的最佳工作温度，以及更高的抗热衰退性能和散热性能等，都是衡量一部刹车的重要衡量标准，所以材质对与刹车性能来说起到了关键的作用。

1 铸铁材质

一般民用车上的原装刹车盘，基本上都使是铸铁材质，除了利于批量生产，也更加耐磨，当然成本也是最低的。

2 高碳合金钢材质

一般应用于高端车型或改装刹车套件当中，其材质比铸铁更轻也更加耐热抗变形。当然成本也就随之上涨了。

3 碳搪瓷材质

相比沉重的铸铁，碳陶瓷材质最大的优点就是可让刹车碟重量大幅减轻，其重量可以达到同样尺寸合金钢刹车盘的一半，甚至更轻。而且碳陶瓷刹车盘的抗热衰退能力更强，在激烈的驾驶过程中能够保证刹车性的稳定显著提高其热衰减的弊端。但造价高昂一般只有超跑级别的车才会选用碳陶瓷刹车盘。而市售的这类改装刹车售价高达十几万甚至更高，比如英国ALcon品牌推出的一款CCX碳搪瓷刹车套装售价就高达24万元人民币，足够一部迈腾的价格了。

4 碳纤维材质

碳纤维材料的刹车材质则是目前刹车盘当中最顶级的刹车材料。是众多千万级别赛车的唯一选择。有着比碳陶瓷材质更轻的重量以及耐热性，但耐用程度非常差，而且成本高昂。所以目前还没有民用级别的乘用车上有配备。

最高规格的赛用刹车、百公里煞停仅需17米。

刚才最后说到的碳纤维材质刹车，因为只能在赛道中见到，所以在这里多说两句。F1赛车所使用的是碳-碳（Carbon-carbon）刹车盘，虽然根据FIA的赛例规定，刹车盘的直径不得超过278mm，厚度不得超过28mm。但已经比目前不少超跑的刹车要厚，而且最让让震惊的是每个刹车盘的重量仅仅不到1公斤。但这种刹车只有达到足够的刹车温度才能发挥其最大的制动效果，所以刹车盘的升温也非常快，合适的工作温度为400-500摄氏度，如果没有达到工作温度，刹车盘的磨损率会急速上升。但只要达到了最佳的工作温度F1赛车的刹车性能绝对是让人汗颜的，从时速300km/h制动至静止，只需4秒钟的刹车时间，刹车过程中的重力加速度可超过5G。而从200km/h制动至静止，只需要2.9秒，刹车距离只需65米。从100km/h制动至静止，只需1.4秒，以及17米的刹车距离。下面就让我们一块欣赏下这富有工业美感的艺术品。

为什么刹车卡钳的位置会不一样？

这个问题其实有不少人都问过我了，所以在这里为大家解答一下。其实卡钳的位置并不是考虑前后配重和通风。而且和前悬的羊角的形状有关, 一般转向节在前,卡钳就在后，转向节在后,卡钳就在前边，归根结底与转向系统和前悬挂的布置有关。

飞机刹车系统

除了我们常见的这类汽车制动器，还有一种我们平时能见到的就是飞机的反推制动。这种制动没有实体零件而是在在飞行员打开反推后，液压作动筒使反推整流罩的移动套筒后移，带起阻流门，露出格栅段，堵住风扇发动机向后的气流而转向从格栅向前喷出，从而产生反推力。