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鼓刹/碟刹/陶瓷刹 解读制动部件刹车盘

发布时间:2012年04月30日 13:20 | 进入复兴论坛 | 来源:爱卡汽车网 | 手机看视频


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前言:说到汽车的制动系统,它的关键部件之一就是刹车盘,目前我们比较常见的刹车装置主要是“鼓式刹车”和“碟式刹车”二种型式,其中碟式刹车有时也叫盘式刹车,它分普通盘式刹车和通风盘式刹车两种。另外,像一些豪华品牌的跑车还会装备或选装更加高级的“陶瓷刹车盘”,当然这也属于“碟式刹车”的范畴。下面我们就针对刹车装置的不同型式及材质为大家一一解读。

鼓刹碟刹陶瓷刹 解读制动部件刹车盘

鼓式刹车工作原理

鼓式刹车由刹车底板、刹车分泵、刹车蹄片等有关连杆、弹簧、梢钉、刹车鼓所组成。它是利用液压将装置于刹车鼓内之刹车片往外推,使刹车片与随着车轮转动的刹车鼓之内面发生摩擦,而产生刹车的效果。

鼓式刹车
?鼓式刹车结构图

鼓式刹车应用在汽车上面已经近一世纪的历史了,但是由于它的可靠性以及强大的制动力,使得鼓式刹车现今仍配置在许多车型上(多使用于后轮)。

鼓式刹车
?鼓式刹车现今仍配置在许多车型上(多使用于后轮)

鼓式刹车
鼓式刹车的刹车鼓和摩擦片(刹车片)

鼓式刹车有一形状类似铃鼓的铸铁件,称为刹车鼓,它与轮胎固定并同速转动。鼓式刹车的刹车鼓内面就是刹车装置产生刹车力矩的位置。在获得相同刹车力矩的情况下,鼓式刹车装置的刹车鼓的直径可以比盘式刹车的刹车盘还要小上许多。因此载重用的大型车辆为获取强大的制动力,只能够在轮圈的有限空间之中装置鼓式刹车。

鼓式刹车
鼓式刹车的摩擦片(刹车片)

鼓式刹车的作用方式:

简单的说,鼓式刹车就是利用刹车鼓内静止的刹车片,去摩擦随着车轮转动的刹车鼓,以产生摩擦力使车轮转动速度降低的刹车装置。

鼓式刹车工作原理
鼓式刹车工作原理(动态演示)

在踩下刹车踏板时,脚的施力会使刹车总泵内的活塞将刹车油往前推去并在油路中产生压力。压力经由刹车油传送到每个车轮的刹车分泵活塞,刹车分泵的活塞再推动刹车片向外,使刹车片与刹车鼓的内面发生摩擦,并产生足够的摩擦力去降低车轮的转速,以达到刹车的目的。

碟式刹车工作原理及分类

碟式刹车是由一个与车轮相连的刹车圆盘和圆盘边缘的刹车钳组成.刹车时,高压刹车油推动制动块使之夹紧刹车盘从而产生制动效果。碟式刹车的工作原理可用一只碟子来形容,您用拇指和食指捏住旋转的碟子时,碟子也会停止旋转。

碟式刹车
碟式刹车结构图

碟式刹车
碟式刹车结构图

碟式刹车有时也叫盘式刹车,它分普通盘式刹车和通风盘式刹车两种。通风盘式刹车是在盘面上钻出许多圆形通风孔,或是在盘的端面上割出通风槽或预制出矩形的通风孔。通风盘式刹车利用风流作用,其冷却效果要比普通盘式刹车更好。

碟式刹车
保时捷碟式刹车(通风盘式)

碟式刹车
冷空气通过车轮对刹车盘进行冷却

碟式刹车(盘式刹车)的作用方式:

顾名思义,碟式刹车以静止的刹车盘片,夹住随着轮胎转动的刹车碟盘以产生摩擦力,使车轮转动速度降低的刹车装置。

碟式刹车
碟式刹车盘

当踩下刹车踏板时,刹车总泵内的活塞会被推动,而在刹车油路中建立压力。压力经由刹车油传送到刹车卡钳上之刹车分泵的活塞,刹车分泵的活塞在受到压力后,会向外移动并推动刹车片去夹紧刹车盘,使得刹车片与刹车盘发生摩擦,以降低车轮转速,好让汽车减速或是停止。

碟式刹车
碟式刹车盘靠刹车片与刹车盘发生摩擦来制动

由于车辆的性能与行驶速度都在不断提升,为增加车辆在高速行驶时刹车的稳定性,盘式刹车已成为当前刹车系统的主流。由于盘式刹车的刹车盘暴露在空气中,使得盘式刹车有优良的散热性,当车辆在高速状态做急刹车或在短时间内多次刹车,刹车的性能较不易衰退,可以让车辆获得较佳的刹车效果,以增进车辆的安全性。

碟式刹车
许多车款采用盘式刹车与ABS系统以及VSC、TCS等系统搭配

并且由于盘式刹车的反应快速,有能力做高频率的刹车动作,因此许多车款采用盘式刹车与ABS系统以及VSC、TCS等系统搭配,以满足此类系统需要快速做动的需求。

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鼓式刹车与碟式刹车各有优缺点

目前很多小型车上的刹车系统都是采用前碟后鼓的搭配型式,当然也有部分小型车已经采用了四轮碟刹。在现实生活中,我们会看到很多中高级车前后都装上了闪亮的碟刹,因此在很多人的观念里,碟刹就是要比鼓刹好,其实这也并不绝对。下面我们就来分析下碟刹、鼓刹各自的优缺点。

碟式刹车
在很多人的观念里碟刹就是要比鼓刹好

鼓刹
鼓刹装置的刹车鼓直径比盘式刹车的刹车盘要小上许多

制动力方面的比较:鼓刹就是在车轮毂里面装设二个半圆型的刹车片,利用“杠杆原理”推动刹车片使刹车片与轮鼓内面接触而发生摩擦。而碟刹是以刹车卡钳控制两片刹车片去夹住轮子上的刹车碟盘。在刹车片夹住碟盘时,其二者间会产生摩擦。在鼓刹中,一般采用主动杠杆设计,刹止前进车轮时有自动增扭的效果,在获得相同刹车力的情况下,鼓式刹车装置的刹车鼓的直径可以比盘式刹车的刹车盘还要小上许多,这也是很多重型卡车都采用鼓刹的原因之一,目前的碟刹还很难提供很高的制动力。

鼓刹
碟式刹车结构图

制动稳定性的比较:鼓刹中,刹车片和轮毂之间的位置因驾驶员踩动刹车踏板而改变,然后靠弹簧回位,刹车片与轮毂之间间隙需要经常调整,而且很容易造成拖刹,但碟刹却有自调功能。一些微客车主反映过采用鼓刹的后轮有拖刹,而一般采用碟刹的前轮很少拖刹。所以在制动稳定性方面,碟刹是优于鼓刹的。

碟式刹车
制动稳定性方面碟刹优于鼓刹

制动恒定性的比较:制动恒定是指刹车后,恒定的制动力能够保证多长的时间。由于碟刹系统是开放式的,冷却效果好,刹车片产生的高温很容易被气流带走;但鼓刹系统却是封闭的,而且制动片之间摩擦面积大,很容易造成刹车片过热而导致了制动力的下降,碟刹制动恒定性要远优于鼓刹。试想,当驾车遇到长下坡,最怕的不是刹车力不够大,而是刹车突然失效了。

碟式刹车
碟刹制动恒定性要远优于鼓刹

总结:从制造成本,零件的复杂程度,制动力各方面来说,碟刹还无法完全取代鼓刹,但基于制动恒定方面的巨大优势,以后碟刹也将成为微车主要制动的方式。

陶瓷刹车盘广泛应用在很多超跑上

目前陶瓷刹车盘广泛应用在很多超级跑车上。无论是在制动性能还是散热性方面,陶瓷刹车盘都比普通钢制刹车盘优异很多,其使用寿命是普通钢制刹车盘的四倍。

陶瓷刹车盘
配备碳纤维陶瓷刹车盘的法拉利F430 Scuderia

陶瓷刹车盘并非就是普通陶瓷,而是在1700度高温下碳纤维与碳化硅合成的增强型复合陶瓷。陶瓷刹车盘不会生锈,同时独特的散热孔造型和红色的刹车卡钳增加了一抹时尚的格调。此外,这种刹车盘的重量约为5公斤,比通常的刹车盘轻约50%,而它的使用寿命在正常运行情况下长达30万公里。

陶瓷刹车盘
兰博基尼Gallardo的陶瓷刹车盘

更轻的刹车盘就意味着悬挂下重量的减轻。这令悬挂系统的反应更快,因而能够提升车辆整体的操控水平。另外,普通的刹车碟容易在全力制动下因高热产生热衰退,而陶瓷刹车碟能有效而稳定的抵抗热衰退,其耐热效果比普通刹车盘高出许多倍。下面就让我们来介绍几款拥有陶瓷刹车盘的高性能车型。

陶瓷刹车盘
奥迪V10版R8的陶瓷刹车盘

保时捷911 GT2

GT2延续了保时捷911车系的经典设计,低矮的车身和可调节的运动型底盘和GT3的设计一样,复合陶瓷刹车盘和动力系统取自911 Turbo,但是发动机功率较之Turbo提高了50马力,而且取消了全轮驱动系统。重量也减轻了145公斤。此外还标配中央差速器、可以单独由牵引力控制系统关闭的ESP、可调节的减震器以及特别宽的后轮胎(325/30 ZR 19)。

保时捷911 GT2 陶瓷刹车盘
保时捷911 GT2复合陶瓷刹车盘

保时捷911 GT2?保时捷911 GT2
保时捷911 GT2

911 GT2全车重量只有1440公斤,采用后置发动机和后轮驱动的设计,风阻系数也只有0.32。轻量化、低风阻的特征造就了每百公里12.5升的油耗表現,显示出超级跑车也有省油经济的一面。

奥迪S8

如果你进入奥迪S8的车内就会有种让人眼花缭乱的感觉,不过最重要的还是奥迪车的招牌技术MMI多媒体交互系统。通过MMI系统可以控制奥迪S8的悬挂系统,它主要分为4种工作模式——自动模式、舒适模式、动力模式以及上升模式。同奥迪A8一样,新奥迪S8也采用了自适应空气悬架,包括自适应避震器和铝合金底盘部件。

奥迪S8
奥迪S8可选装陶瓷刹车盘

S8车身驾驶高度与自适应空气悬挂系统相匹配,比标准的离地间隙低20毫米。当S8稳定高速行驶时,其离地间隙能够在最小95毫米和最大125毫米(舒适模式)之间的三个等级间调整。这种设计优化了气流运动,并且降低了油耗。

陶瓷刹车盘
奥迪S8采用的陶瓷刹车盘

可选装的陶瓷制动器曾用于奥迪A8 W12,它是奥迪S8的又一大特色。前轮制动盘直径为380毫米、厚度为39毫米,后轮制动盘直径为356毫米、厚度为28毫米,意味着其巨大的制动潜力。它由加强型高强碳纤维和耐摩擦的碳化硅组成的复合材料制成。轻巧的制动盘片使车辆的操纵更为灵活。

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奥迪RS系列

奥迪给RS系列提供了强大的动力,也如愿以偿给它们全都换装了强力的陶瓷刹车碟,380毫米的刹车盘直径在这个级别中是少有的。陶瓷刹车盘不仅有更强大的制动力,同时热衰减现象也更少,而且寿命也要比传统的钢制刹车盘长很多,重量也更轻。这也是为什么许多跑车都采用陶瓷刹车盘的原因所在。

陶瓷刹车盘
奥迪给RS系列全都换装了强力的陶瓷刹车盘

奥迪A8

在2005年7月,奥迪就把陶瓷制动刹车盘作为奥迪A8 W12及其加长型奥迪A8L W12 quattro等车型的选配装置。

奥迪A8 W12
奥迪A8 W12选配的陶瓷刹车盘

这款陶瓷刹车盘直径为380毫米,后轮刹车盘直径为356毫米。陶瓷刹车盘由十个可变形的连接装置固定在与轮毂相连的不锈钢制动底板上,安装在内部通风刹车盘上的冷却管确保了刹车盘的最佳冷却性能。前轮刹车盘采用了Brembo公司的六活塞全铝卡钳轮圈,后轮则采用了侧卡钳刹车盘,这一技术装备确保了牢固的刹车盘像老虎钳式的夹紧性能。

法拉利F430 Scuderia

法拉利F430 Scuderia车重只有1350公斤,比F430基本型轻了100公斤。Scuderia配备了硬度极大的陶瓷刹车盘,创新的电子差速器可以使引擎扭矩更充分地转化为牵引力。

法拉利F430 Scuderia
法拉利F430 Scuderia配备了硬度极大的陶瓷刹车盘

法拉利F430 Scuderia?法拉利F430 Scuderia
法拉利F430 Scuderia

和往常一样,在法拉利设计师的眼中,如何能激发驾驶员的肾上腺素才是第一要素,其它的都是次要的。最重要的当然是发动机,它的点火系统采用了离子流技术,也就是每个火花塞都安装了用于检测点火进程的传感器,以保证每一次点火时机准确无误。进气管更加光滑,发动机和排气系统的声音也得到了优化。

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