刹车是任何汽车最重要的机械方面之一,并且一直是重大创新的重点。从用于制造盘式制动器转子的材料的改进,到主动制动干燥和再生制动等技术,汽车使用的制动器的类型和质量对其在从日常通勤到赛道上的热圈。

鼓或光盘:它们的根本区别和优点是什么?

虽然鼓式制动器仍在今天销售的几款 utes 和更实惠的汽车的后轮上使用,但它们在 20 世纪中叶早期更为普遍,当时大多数汽车倾向于在所有四个车轮上都配备鼓式制动器。盘式制动器最初是高性能汽车的专利,在 1970 年代和 80 年代开始普及,如今在澳大利亚销售的大多数新车都在所有四个车轮上都配备了盘式制动器。

鼓式制动器

盘式制动器

鼓式制动器和盘式制动器都依赖于相同的基本物理原理,即应用摩擦来减慢车轮的转动速度,并将这种动能转化为热能(热量)作为副产品。

鼓式制动器是已知的,例如制动器的部件容纳在连接到车轮的封闭鼓内。鼓式制动器由一组内衬高摩擦材料的“鞋子”组成。当驾驶员踩下刹车时,这些制动蹄会压在鼓的内侧,从而施加摩擦力,导致车轮(以及车辆)减速。

相比之下,盘式制动器由连接到车轮的外露转子盘以及内衬高摩擦刹车片的卡钳(在转子的两侧)组成。当驾驶员踩刹车时,卡钳夹住转子,从而减少车轮运动并减慢车辆速度。

这两个制动系统的制动能力取决于它们的散热能力。如果制动部件被热能饱和,它们就会过热,不能再继续转换动能,它们的制动力就会失效。

主要是因为这个原因,盘式制动器提供了卓越的制动性能。鼓式制动器的封闭特性使它们更容易受到热量的影响,以至于在重复的急刹车情况下,刹车衰减可能成为一个常见问题。相比之下,盘式制动器更多地暴露在元素和环境空气中,使热量散发得更快,并减少它们在急刹车时褪色的趋势。

尽管如此,鼓式制动器确实提供了一些优势。从 OEM 的角度来看,也许最重要的是它们的制造成本更低,这使它们成为入门级汽车的理想选择,其中前盘(提供大部分制动力)和后鼓的组合绰绰有余。

大陆集团等一些制动器供应商也声称鼓式制动器适用于电动汽车。由于存在再生制动和单踏板驱动(下面更深入地讨论),许多电动汽车不需要经常使用摩擦制动器,因此耐用性成为一个关键考虑因素。鼓式制动器的封闭特性使其更耐腐蚀,同时其相对较轻的重量也有助于优化最重要的车辆范围。

盘式制动器的类型:它们可以由什么材料制成?

虽然它们具有相同的基本设计,但并非所有盘式制动器都是一样的。除了转子和卡钳的尺寸不同之外,这些部件的制造材料也会对制动性能产生重大影响。

标准盘式制动器通常由铁制成,在大多数日常驾驶场景中提供足够的性能。提供由铁以外的材料制成的盘式制动器可能会增加大量成本,因此许多性能更实惠的汽车制造商旨在通过使用更大的卡钳和转子以及更好的通风,而不是使用更奇特的材料来最大限度地提高制动性能。例如,标准的宾利欧陆 GT 配备了直径为 420 毫米的前转子,这是当今市场上最大的铁制刹车之一。

对于非常高性能的车辆,更奇特的材料仍然可以切实提高制动性能。保时捷凭借其 PSCB(保时捷表面涂层制动)技术,可以说是该领域最新的材料创新之一。

这项创新采用了标准的铁制刹车盘,但使用了专门的氧燃料喷涂工艺,添加了 100 微米厚的碳化钨层——一种极其坚硬的材料,具有接近钻石的抗划伤性能。同时,保时捷开发了独特的刹车片,带有微小颗粒,可确保刹车片紧贴制动盘,最大限度地提高制动性能。这家德国公司声称,这些发展使其能够提供一种制动系统,其产生的制动粉尘比铁制系统少 90%,并且即使在高温下也能保持不褪色性能,其价格仅为极限性能碳陶瓷系统的三分之一.

碳陶瓷制动器仍然是终极性能的制动系统,特别适用于定期参加赛道赛事的汽车。由法拉利恩佐、梅赛德斯-迈凯轮 SLR 和保时捷卡雷拉 GT 等异国情调的超级跑车商业化,碳陶瓷制动器通常是比标准铁制动器更昂贵的选择(通常多出 10-20,000 美元)。

这些系统由碳化硅等复合材料制成,比典型的铁系统具有更高的摩擦系数,从而缩短了制动距离,并具有出色的耐热性,即使在反复急刹车的高温下也不会褪色. 此外,与传统替代品相比,它们的重量轻减少了簧下质量,改善了车辆动态和操控性。

钻孔和开槽圆盘——它们是必需的吗?

许多高性能汽车都配备有开槽或钻有孔的制动盘。这样做的理由是双重的。除了提供进一步的通风和使热量散发外,钻孔/开槽圆盘还有助于在潮湿条件下更快地去除水分。尽管如此,这些转子的影响在日常情况下可能会受到限制。

其他创新

如上所述,最近制动系统最显着的创新与电动汽车有关,被称为再生制动。该系统不仅可以减慢汽车速度,还可以将电荷反馈到电池中。在某些电动汽车中,例如Nissan Leaf 的e-Pedal 系统,它也是单踏板驾驶的基础。再生制动已在此处的另一篇文章中进行了更详细的介绍。

许多汽车现在还提供所谓的“线控制动”系统。与传统的液压系统不同,驾驶员施加在制动踏板上的力并不直接控制由此产生的制动力。取而代之的是,传感器检测施加的力的大小,然后将适当的信号传输到控制单元,该单元激活电动泵,从而产生所需的液压。在BMW M8等车辆中,其主要优点是实现可定制的制动踏板感觉,可以根据驾驶模式(或独立)进行更改。

另一个相对较新的发展是主动制动干燥。该系统主要用于德国品牌的车型,将制动操作与雨量传感器(通常用于检测雨量感应雨刷器的雨量)联系起来。如果雨量传感器检测到下雨天气,制动卡钳会间歇性地靠近转子,使它们保持干燥并在潮湿条件下保持最佳性能。

标签: