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车叔讲堂:为什么刹车会失灵?制动力从何而来?

在美国西部的洲际公路上,许多汽车制造商在这里的长下坡路段进行货车刹车持久性能测试,以观测货车刹车系统在长时间制动的工况下,能否一直保持足够的力。




性能在日常驾驶过程中非常重要,它对车辆运行的安全性表现起到决定性的作用。那么,在各类工况中,哪些会对产生负面影响,甚至会使失效呢?使车辆减速、停下的力又是从何而来呢?请各位跟随车叔,一起进入这一期的车叔讲堂。



热量是力的头号天敌




制动系统有很多种类,对于货车来说,是通过气泵对蹄施加压力,从而使其紧紧压在鼓上,通过鼓的减速让车轮减速;而对于家用轿车来说,则是通过油液产生的压力,通过卡钳将刹车片紧压在盘上,通过盘的减速让减速;还有一种非直接接触的,是通过踏板的传感器,感知驾驶员的力度,电脑给出信号,从而使电机作动,推动液压系统,让皮紧压在盘上。




细心的小伙伴能够看出来,无论如何作动,其最终使减速的原因,永远是一整套摩擦副产生的摩擦力。无论是蹄、鼓,还是皮、盘,他们之间的摩擦可以看作为一整套摩擦副,而高速摩擦,会产生大量的热,如果热量没有及时散发出去,那么它们将会附在鼓与盘中,导致整套摩擦副升温,而在升温后,摩擦效能会下降,这就会导致力不足的情况。



定期检查制动液也是防止力衰竭的有效方式


对于液压系统控制的来说,温度升高会给刹车油)加热,长时间的加热使可能发生沸腾现象,这会让中会产生气泡,导致液压系统突然丧失压力,进而使车辆瞬间没有力。而沸腾后的密度会发生变化,部分气化的释出也会让的压力降低,力度会比正常时小很多。




小贴士:当沸腾导致车辆暂时丧失力时,驾驶者应当立即松开踏板并用力反复踩踏,使中的气泡排出去,让液压系统重新建立压力,恢复制动效能


对于货车气压来说,热量会让空气膨胀,降低单位体积内的空气密度,导致气压压力不足,使下降,但是相比起液压系统的气泡来说,气动不会发生立即失效,只要蹄没有融化,气压管路没有漏气,力会一直存在。


盘式的散热效率比鼓式高,能快速将累计的热量散发出去。许多运动型轿车,包括绝大多数乘用车都采用这种形式的。但要注意,盘式的储热机构式盘,在储热达到上限时再用力踩踏踏板会让盘变形,严重时会使盘破裂,这对于安全行驶的影响是极大的。另外,在盘过热时,切不可直接用冰块或其他冷凝剂直接喷洒盘,这样也会导致盘变形。



力从何而来


机构的基本原理,就是用定子摩擦随而转的转子,使其减速。当然,实现这一目标,除了上述的液压、气压系统外,还需要一套将驾驶员对踏板踩踏力转换为力的装置。



图片来自网络


很多人都有疑问,为什么驾驶者轻轻踩踏踏板,就能令重达几吨的停止?这是因为通过一些机构,将驾驶员的踩踏力转化并放大了。的第一道机械转化就是踏板的杠杆作用,通过踏板固定位置的调整,可以改变行程与力度,这也是决定脚感的重要因素之一。而在传统液压当中,踏板推动总泵,对产生压力,在这一过程中,又会遇到第二个物理转化装置,真空助力泵,它通过引擎进气歧管的真空压力对液压系统进行加力。许多赛车会取消真空助力泵,减轻重量的同时让驾驶者对有更好的操纵感,这时踏板会变硬,行程也会更加清晰,但是对驾驶者体力的消耗也会更大。




在总泵之后,就会分成四路,进入ABS、EBD(ESP)的控制器,然后再通过油管,分到各个分泵上(卡钳)。油压到达分泵后,会推动分泵活塞顶出,将其外层的皮紧压在与同轴转动的盘上,从而产生力。


而现在有不少车已经取消真空助力泵,转而使用线控技术,这一点车叔在之后的文章将会详说。值得注意的是,线控踏板与器之间没有直接连接,如果发生力衰减,则无法通过物理方法重新获得足够的力,而是需要依赖电子控制系统,自动加大力度。


车叔总结


虽然类型有很多,但其基本原理都是共通的。因此,的天敌基本就是热量。我们在长距离下坡时,尽量不要一直踩着器,可以利用挡位限制车速,从而帮减轻压力,减少它热衰竭的可能。而在每次出发时,我们也要检查一下是否发生漏液,是否含水量过高,这些也是导致失效的重要原因。‍


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