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在汽車的性能測試環(huán)節(jié)中，加速和剎車是最主要的兩個測試項目，平時我們接觸到一輛新車，往往問的第一個問題是這輛車有多快而不是這輛車剎車好不好，但問題在于速度慢多數(shù)情況下不會有什么太大問題而剎車不好很可能關(guān)系到生命安全，所以今天我們就來說說汽車的剎車。
剎車系統(tǒng)的原理是制造出巨大的摩擦力，將車輛的動能轉(zhuǎn)化為熱能。眾所周知，能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量不變。汽車在加速過程中把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能和動能，剎車時剎車系統(tǒng)又將汽車的動能轉(zhuǎn)化成熱能散發(fā)到空氣中。一輛車從靜止加速到時速100公里可能需要10秒鐘，但從時速100公里剎車到靜止可能只需要XX秒而已，可見剎車系統(tǒng)承受著巨大的負(fù)荷。從另一個角度來說，如果你想體驗超級跑車的加速快感，用普通家用車也可以，只不過你需要反過來坐著并且是在急剎車中體驗到。
目前大部分小型車都采用液壓制動，因為液體是不能被壓縮的，能夠幾乎100%的傳遞動力，基本原理是駕駛員踩下剎車踏板，向剎車總泵中的剎車油施加壓力，液體將壓力通過管路傳遞到每個車輪剎車卡鉗的活塞上，活塞驅(qū)動剎車卡鉗夾緊剎車盤從而產(chǎn)生巨大摩擦力令車輛減速。
我們先從剎車總泵說起，這個部件通常位于發(fā)動機艙防火墻靠近駕駛員的一側(cè)，有些車的剎車總泵”小得可憐“，甚至讓人懷疑它是否能提供足夠的剎車力。其實完全不必為此擔(dān)心，因為剎車系統(tǒng)運用了”帕斯卡定律“。
----------------------------------------------------------------------------------------------- 簡單來說就是我們踩下制動踏板后施加到剎車總泵液體上的壓強等于剎車盤活塞處的液體壓強，但因為壓強等于單位面積的壓力，所以只要增大活塞的面積，施加的壓力就會增大。例如下圖這個實驗，兩個圓柱形活塞，左側(cè)活塞直徑是2英寸，右側(cè)活塞直徑是6英寸，也就是左側(cè)活塞的3倍，那么如果給左側(cè)活塞施加一定量的力，那么右側(cè)活塞將產(chǎn)生一個9倍的力（面積是半徑的平方乘以3.14），這也就是現(xiàn)在所有液壓機構(gòu)的理論基礎(chǔ)，所以起重機可以通過液壓系統(tǒng)舉起數(shù)十噸的貨物。
盡管如此，僅靠人體施加的力度依然不足以產(chǎn)生足夠制動力，因此需要剎車助力泵的協(xié)助。
剎車助力泵和制動總泵是串聯(lián)在一起的，通常它的外形是一個巨大的黑色類似圓柱或圓錐形容器，其實它也是一個活塞機構(gòu)，里面有一個膜片把助力泵分成兩個腔室，一邊鏈接的是發(fā)動機進氣管，另一邊則與外界大氣相通。由于發(fā)動機在工作時需要吸氣，就會在助力泵的一側(cè)產(chǎn)生真空，這樣就使膜瓣兩側(cè)產(chǎn)生巨大壓力差，和駕駛員施加的壓力一同壓向制動總泵從而產(chǎn)生巨大制動力。
制動總泵需要管路連通到每個剎車卡鉗上，我們可以看到從剎車總泵上伸出的幾根黑色管，這些管道都是金屬材質(zhì)的，原因很簡單，金屬沒什么彈性，不會因為液體的壓強增大而擴張，保證制動力的傳遞。但是在管路的盡頭也就是車輪附近卻不得不采用軟管，因為在行駛過程中車輛懸掛總是不斷的在做相對于車身的運動，一般家用車都采用橡膠材質(zhì)軟管。從剎車效果角度來看，軟管終究不是最理想的，因此很多后期剎車改裝中都采用所謂的”鋼喉“，當(dāng)然鋼喉也不是傳統(tǒng)的鋼管，它的內(nèi)部依然是橡膠管，而外表套上鋼線編織管，提升耐高壓性能。
整個剎車系統(tǒng)中最直觀的部分就是剎車盤和卡鉗，它位于每個車輪上，透過輪轂就能看到。剎車盤就是一個金屬盤，和車輪同軸轉(zhuǎn)動，隨時準(zhǔn)備著被剎車卡鉗無情的夾緊。對于消費者來說在剎車盤方面主要可以關(guān)注以下這兩個信息：是否是通風(fēng)盤；剎車盤直徑。 下面這張圖片中顯示的就是通風(fēng)盤，我們可以看到中間有很多孔洞，行駛過程中氣流會在這些孔洞中穿梭，冷卻效果更好。從另一個角度說，相對于實心盤，通風(fēng)盤由于扣掉了部分盤體，因而重量更輕，降低旋轉(zhuǎn)時的慣性，有利于提高車輛加速和剎車性能，盡管這種作用可能很細(xì)微。
剎車盤直徑是描述剎車性能的直觀指標(biāo)，在其他因素相同的情況下，剎車盤越大，剎車性能理論上說就越好。我們都知道杠桿原理，如果剎車盤直徑越大，剎車卡鉗就可以越遠(yuǎn)離車軸中心點，這就相當(dāng)于加長了力臂，同樣大的摩擦力就獲得了更好的制動效果。 剎車卡鉗是向剎車盤施加作用力的部件，剎車總泵產(chǎn)生的液壓最終作用在卡鉗內(nèi)部的活塞上，活塞擴張之后會將剎車片推向剎車盤。
也許有些讀者會產(chǎn)生疑問，為什么我們看不到活塞在哪里？原因很簡單，普通家用車剎車卡鉗的活塞只在卡鉗的一側(cè)，通常是剎車盤后面的那一側(cè)，所以從外面我們只能看到卡鉗和卡鉗上固定的剎車片。
不過也有例外，那就是很多高性能車上采用的對向多活塞卡鉗，”對向“就是指在剎車盤兩側(cè)都有活塞，剎車時兩側(cè)活塞對向施加壓力，將兩側(cè)的剎車片推向剎車盤。 |
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