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圖文解剖剎車構造原理——解讀制動系統剎車的歷史及未來

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好的加速度是超車的必備——爽啊!但是,制動系統,就是百公里減——這個是直接要命的東西——反而關注度沒有那么高。最初以為氣剎是壓縮空氣原理來制動—吸收動能,但是其實還是鼓剎形式。記下筆記順便科普

我們看車的時候,往往看車的百公里加速,比如馬斯克的 特拉斯 ,優異的加速度讓人——

現在的電動車,比如比亞迪,20萬左右的電動車,加速度可以直接pk 法拉利、蘭博基尼等豪車

因為,好的加速度是超車的必備——爽啊!

但是,制動系統,就是百公里減——這個是直接要命的東西——反而關注度沒有那么高!


要說最早的剎車可能就是馬車的人工聲控制動了,“吁”和“駕”控制著停和走。只不過剎車的效果,就得看胯下那位的心情了。

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早期的剎車專業說法叫制動系統,它并沒不復雜,就是單純靠駕駛者通過簡單的機械裝置向制動器施加作用力來實現。和現在的自行車一樣,制動能量完全由人體來提供。由于汽車早期的行業環境,當時的制動系統都是機械式的。

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1900年,被譽為“汽車設計之父”的威廉·邁巴赫發明了鼓式制動器,通過摩擦片與隨車輪轉動的制動鼓內側面發生摩擦起到制動效果。由于實用性較好,鼓式制動器很快就成為汽車標配。

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使用過程中大家也發現一些無法避免的弊端,鼓式制動器是在一個相對封閉的環境中工作的,摩擦產生的熱量以及摩擦片的工作垃圾無法及時排出,就很影響之后的制動效果。畢竟這有些東西吧經常用也沒法兒節制還不好好愛護,那后面可能就沒得用了。

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兩年后,1902年英國工程師蘭切斯特帶來了他的專利——開放式的盤式制動器。盤式制動器是左右開弓,同時兩個摩擦片把隨車輪轉動的制動盤緊緊夾住。然后開始摩擦,摩擦,在這光滑的盤上摩擦!從而達到制動效果。

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盤式制動器因為摩擦片面積小,又是開放式,所以散熱性能不錯,制動效果也比鼓式好很多。但由于早期的摩擦片都是銅造,磨損起來較快,盤式小小的摩擦片更換頻率就更高了。

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車輛在制動過程中前輪承受了大部分制動力,后輪提供的制動力相對弱一些,所以現在一些車為了降低成本,后輪依然用的鼓式制動器。這就是所謂的前碟后鼓。

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現在一些低端車,基本都是機械剎車——鼓剎或者碟剎。

前盤后鼓式的剎車一般使用在一些小型車和入門緊湊型車,這樣做的好處在于可以降低生產成本有利于競爭。


從最新開始的鼓剎一統天下到現在碟剎成為主流,是工業水平和材料研發不斷地開疆拓土的成果——主要是剎車片的材料進步,另外工藝水平提升——比如磨具——看看中德的機床差距,就感同身受了


汽車制動器襯片,俗稱剎車片,是汽車制動系統中重要的安全部件。它將汽車運動的動能轉化為熱能和其他形式的能量,從而使汽車減速或停止。制動材料是以摩擦為主,兼有結構性能要求的多組分復合材料。


但是造成環境的大范圍的污染——

比如:自從1972年國際腫瘤醫學會確認石棉及其高溫揮發物屬于致癌物后,各國家相繼禁止使用石棉摩擦材料——20世紀70年代中期以前是鼓式制動器,剎車片材料多采用石棉作為增強體。我國于1999年10月1日開始實施國家標準《汽車制動系統結構、性能和試驗方法》(GB12676-1999),其中明確規定“制動襯片應不含石棉”,并在標準實施起48個月后強制施行

碟剎從最先開始銅到鑄鐵,到如今普遍的合金材料

盡管與其它汽車部件相比其所含的銅量較低,但制動片卻產生了環境中30%的銅污染。在美國加州,由于剎車片重金屬造成的河流和海灣污染已經引起了相關部門的重視,其中很多金屬如銻、鉛、鋅等被懷疑有致癌性。

現在,高端的 碳纖維陶瓷也開始在家用車上應用。

更多資料參考:《制動系統材料發展史

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平時我們經常聽到氣剎或者油剎,其實制動的還是 鼓剎或者碟剎。只是不再是你的腳力去直接控制剎車片。通過一套剎車系統來控制剎車片,你的剎車踏板只是一個控制器!

油剎:利用剎車總泵,將液壓油加壓,壓力可以在制動分泵中使剎車蹄工作。油剎除小型車外,貨(客)車主要也是在噸位相對較小的車型上使用,這是由于油壓流量小,所能作用的剎車泵行程有限。

氣剎:利用氣泵工作產生的壓縮空氣,推動制動器蹄,從而達到制動的目的。氣剎一般多在大型車上使用,主要是蹄片狀剎車為主、采用鼓剎,這是由于氣壓流量很大、壓力高,可以作用在剎車泵上所產生的行程比較大。同時反映靈敏——但是結構復雜。

無論任何剎車系統最終都是由剎車片(盤式)或剎車蹄片(鼓式)完成制動作用。因此要定期檢查剎車片或剎車蹄片的厚度。當發現其厚度接近或小于制造商規定的最小厚度時應立即更換。檢查剎車片的同時,還要檢查剎車盤或剎車鼓的磨損,如接觸表面出現凹痕要及時光盤或光鼓以保證與剎車片的接觸面積提高制動力。

相比氣剎油剎,直接通過電路控制其實,系統結構更加簡單——具體參考:液壓制動器將成為歷史?賽車剎車系統將普及?看完驚呆了


當然,也可以不通過剎車片制動的,——比如,長坡的時候,我們通過發動機制動。

現在一些電動車,比如比亞迪,直接通過動能回收(帶動發電機發電)來控制——但是還不是完全是通過這種方式——充電過載保護問題還么有解決!


未來的剎車系統——應該需要更多AI自動控制,比如自動識別危險,緊急剎車










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