|
Author / 不會開車的CC Pic / 來源于網(wǎng)絡(luò) 視頻 | 關(guān)于剎車的那些事 其實大家都很熟悉剎車系統(tǒng)，或者說接觸的很多，我今天打算以我的了解和大家聊一聊剎車系統(tǒng)，并且在視頻中以這輛“豆腐店”豐田86為例，具體說一說剎車系統(tǒng)的全部流程。 踩剎車這件事實在太容易，但一輛車差不多1噸多，能讓這么重的一個物體很快的減速，這背后的力一定很大，F(xiàn)=m*a。 從踩剎車踏板的力，一直到讓車子減速的力，必定是經(jīng)過了各種增強(qiáng)（boost）。我覺得這其中大致可分成5個步驟。 剎車踏板 Brake Pedal 簡單的杠桿原理，通過長度，支撐點，推桿的設(shè)計，把駕駛員踏板力，轉(zhuǎn)換成之后的推桿力。剎車踏板的設(shè)計也有很多講究，下次可以讓我們一位主機(jī)廠工程師朋友重點介紹一下。 剎車踏板示意圖（圖片來自網(wǎng)絡(luò)） 真空助力泵 Vacuum Booster 現(xiàn)在市面上大多數(shù)車都是有真空助力泵的。 它是通過大氣壓和發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管里真空之間的壓力差，來增加推桿力的。而電動車沒有發(fā)動機(jī)，沒有進(jìn)氣歧管里的真空，理論上就沒有辦法使用真空助力泵來幫助剎車助力。但是有些車輛是可以通過真空泵(Vacuum Pump)來提供真空。 不過隨著線控剎車，ibooster技術(shù)逐漸普及，真空助力泵也會慢慢退出市場。 真空助力泵（圖片來自網(wǎng)絡(luò)） 真空助力泵剖視圖（圖片來自網(wǎng)絡(luò)） 制動主缸 Master Cylinder 通過制動主缸，我們腳踩的推力被轉(zhuǎn)化成液壓力。 一定質(zhì)量的液體，如果體積變小，壓力就會升高，這就是為什么我們踩的越多，剎車力就越大。在制動踏板踩下一點點的時候，制動主缸和制動液油壺之間的通道就被切斷了。 繼續(xù)踩剎車的過程中，制動主缸里的制動液質(zhì)量是固定的，而腳踩的越深，制動液就被壓縮的越狠，液壓力也就越高。 制動主缸示意圖（圖片來自網(wǎng)絡(luò)） ABS / ESP Anti-lock Braking System Electronic Stability Program 全稱是防抱死系統(tǒng)或者車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)。 在普通的剎車過程中，ABS/ESP一般是不工作的，此時的功能只是把制動主缸里傳來的液壓力分配到4條管路中，直通到4個車輪上。 ESP提示燈（圖片來自網(wǎng)絡(luò)） ESP關(guān)閉后可實現(xiàn)飄移（圖片來自網(wǎng)絡(luò)） 制動卡鉗 Brake Caliper
Brembo剎車卡鉗（圖片來自網(wǎng)絡(luò)） 制動液壓力傳輸?shù)杰囕啎r，推動卡鉗里的活塞，活塞推動制動片擠壓制動盤。 而制動盤和車輪算是“連接”在一起的，所以車輪就隨之減速。通過制動片和制動盤的摩擦，車輪減速，車輪的動能在短時間內(nèi)迅速轉(zhuǎn)換成熱能。 倘若很頻繁的剎車，而且散熱不夠，很容易造成制動片溫度急劇升高，超過正常工作溫度范圍，而導(dǎo)致性能下降，熱衰退，失去剎車能力。 所以在長時間下坡時，千萬不可一直點剎車，可以適當(dāng)?shù)氖謩咏禉n，或保持在低擋位（L，1，2，3），利用發(fā)動機(jī)進(jìn)行制動。
低擋位示意圖（1，2，3）（圖片來自網(wǎng)絡(luò)） 我理解的剎車系統(tǒng)流程基本就是這些，當(dāng)然輪胎在剎車中的地位也尤其突出，畢竟輪胎和地面的接觸情況更決定了車輛減速的極限有多少。而在極限或接近極限的時候，ABS/ESP的控制也至關(guān)重要。 之后的剎車系統(tǒng)變化比較大應(yīng)該是真空助力泵和ABS/ESP，這兩個部分會集成為一個ibooster，線控剎車系統(tǒng)。一方面可以更方便的支持電動車，另一方面也讓自動駕駛里的自動剎車更有效，更節(jié)能。 關(guān)于剎車失效 Brake Fade 剛才談到Brake fade，中文應(yīng)該叫做剎車失效，按我的理解，大致有兩種 —— 1. 制動液沸騰失效 2. 剎車盤片過熱失效
在傳統(tǒng)剎車系統(tǒng)中（非線控制動），駕駛員踩下制動踏板，推動制動主缸活塞。 在封閉液壓系統(tǒng)中，體積越小，壓力越大。制動液被壓縮，產(chǎn)生制動壓力，推動卡鉗活塞擠壓制動片。如果制動液沸騰，制動液壓力體積性質(zhì)改變。 即使踏板踩的很深，也不會像正常情況一樣產(chǎn)生很大制動力。這個時候，很容易一腳把制動踏板踩到底，但車子并沒有明顯減速。這個屬于制動液沸騰失效。
第二種是制動盤片過熱失效。當(dāng)制動盤片過熱后，剎車片溫度超過設(shè)計的工作溫度，摩擦系數(shù)降低，無法提供適當(dāng)?shù)闹苿恿o車輪。 這種情況下，剎車腳感雖然感覺相對正常，但同樣的，感覺不到明顯減速。
再說說怎么避免brake fade。 說到底，brake fade就是因為剎車過熱。避免過熱的方式無非就是增加冷卻，減少熱量累積。 正常駕駛中，這種過熱的情況還是比較少見的，尤其是乘用車。而相對容易fade的情況就是大型載重貨車在經(jīng)過連續(xù)下坡路段時，因為長時間踩剎車，造成剎車片過熱失效。 時間越長，剎車力越小。 在美國西部有很多特別長的下坡路段，大部分汽車廠都會在此做剎車測試，驗證剎車材料的設(shè)計能不能通過這種極端情況。當(dāng)然這些測試也都必須提前提交申請，批準(zhǔn)之后也可以。
而在一些山路上，普通家用汽車也容易出現(xiàn)fade。 比如我之前去位于波士頓北邊的華盛頓山自駕，上山之前路邊就有很多提示，讓車友們在下山時切換到低速檔，保持低車速，避免長時間踩剎車。 這些都是避免brake fade的好辦法。 利用發(fā)動機(jī)制動去降低車速，減少剎車系統(tǒng)的負(fù)荷。手動檔的車就盡量選擇一檔二檔。自動擋的車，請選擇L檔或1，2，3檔，如果變速箱有這些檔位的話。 也可以利用手動換擋模式減至低擋位。
除了Mountain Washington，在美國西部的幾個國家公園里也有很多山路。下山路一定要注意避免長時間連續(xù)使用剎車，否則很容易fade導(dǎo)致沒有剎車。 山道很好玩，但也有很多需要特別注意的地方，保持車速，合理剎車才有安全保障。
賽道上的brake fade相對就常見很多了。 首先需要更換制動液。全新的原廠制動液的的沸點大概在500華氏度(260C)，而一些賽車用制動液沸點會在600或660華氏度，很大的減小制動液沸騰的可能。更換制動液并不困難，一般兩個人半個小時到一個小時就可以自己更換制動液了。 另外制動盤/片的通風(fēng)冷卻也必須加強(qiáng)。打孔劃線制動盤當(dāng)然也可以提高冷卻效果，但成本相對較高。
最簡單有效的方法就是安裝通風(fēng)管，讓空氣直接吹到制動盤上。 比如原廠的STi在前Bumper上有預(yù)留的brake duct的孔，只需要把cover拆掉，在背后接一根通風(fēng)管，固定到制動盤附近即可。 這些小改裝雖然不會根本上提高制動性能，但會大大降低brake fade的可能，提高剎車的信心。
個人覺得，只要不是比賽，沒必要在賽道上那么那么拼。 車子，輪胎，剎車都是有極限的，尤其把車子控制在可控與不可控之間的時候，很多意外都會發(fā)生，自己的安全是第一位的。 對于賽道日或試駕活動，重在感受車子的性能，提高自己的駕駛技術(shù)，這些完全可以在幾圈之內(nèi)完成，而且不需要連續(xù)好幾圈都一樣拼出極限?？梢赃m當(dāng)?shù)脑谥虚g讓車子“放松”，比如某一圈盡量少用剎車，讓剎車系統(tǒng)降降溫。 再說說ABS/ESP和brake fade關(guān)系。當(dāng)ESP檢測到剎車力不足，或溫度過高時，可以通過ABS泵，把更多的制動液打到車輪上，給駕駛員提供額外的制動力。 在普通的brake fade時，這個效果應(yīng)該還是很明顯的，但賽道這種極端情況下，并不一定有效。因為ABS/ESP只能輔助剎車，超過物理極限后，什么都沒轍。
電子手剎在這種情況下可以起到一點作用，但也很有限。 簡單來說，電子手剎就是在緊急情況下用的，尤其是現(xiàn)在的電子手剎（EPB），車子行駛過程中，按下EPB按鈕時ABS／ESP模塊收到減速信號，主動產(chǎn)生制動力，進(jìn)行剎車，和當(dāng)前流行的自適應(yīng)定速巡航原理類似。 電子手剎自己通過馬達(dá)也可以實現(xiàn)防抱死控制。
線控剎車系統(tǒng)（brake by wire）的設(shè)計中，防止剎車失效尤為重要。 在傳統(tǒng)剎車系統(tǒng)中，駕駛員踩的始終連著車輪，只要駕駛員踩了制動踏板，多多少少都會有剎車。但線控剎車系統(tǒng)中，如果設(shè)計出錯或控制出錯，很有可能無論駕駛員怎么踩踏板，都沒有剎車。 線控制動系統(tǒng)（brake by wire）的設(shè)計中，防止剎車失效也是一個很大的難題。 傳統(tǒng)制動系統(tǒng)出現(xiàn)完全失去剎車的可能性非常低，因為駕駛員踩的制動踏板是100%的連著車輪的。但在線控制動系統(tǒng)中，駕駛員踩的只是一個空殼子，電腦通過判斷駕駛員踩了多深，發(fā)出信號，給車輪施加制動力。
如果出現(xiàn)設(shè)計失誤，控制出錯，很有可能踩不出剎車。各個車廠在這一塊的失效保護(hù)（failsafe）上會格外注意。阿爾法羅密歐Guilia采用的就是brake by wire系統(tǒng)，有興趣的車友可以去試駕感受一下。 More
今日日簽  |
|
|
來自： CLauto酷樂汽車 > 《待分類》
