汽车因速度而生,人们完全可以设计制造出更快的汽车,但是为什么不这样做呢?不是发动机马力不够大,而是制动技术跟不上。没有制动,就没有速度,汽车极速永远受制动性能的限制。本文围绕汽车目前主流的制动形式,一起了解制动系统的结构和组成部件以及它们的特点。
目前家用汽车的主流制动形式有两类:鼓式刹车和盘式刹车
他们的制动原理都是一样的,即由固定不旋转的部分(制动蹄/片)以一定的力量去压迫与车轮一起旋转的部分(制动鼓/盘),强制车轮制动。
组成部件:由制动鼓,制动蹄,摩擦衬片,复位弹簧,制动轮缸等部件组成。
其中制动鼓由铸铁做成,外形像个鼓一样,鼓式刹车因而得名。
制动过程:当踩下制动踏板时,制动液通过刹车油管进入制动轮缸,推压制动蹄向上和下两个方向运动,在制动蹄上的摩擦衬片便与制动鼓的内侧产生摩擦,产生制动效果。
特点:鼓式刹车优点在于制造成本低,工作稳定,易维修。因此常见于经济型轿车的后轮。
组成部件:制动盘,制动卡钳,制动片,活塞和制动轮缸等部件组成。
制动过程:当踩下制动踏板时,制动液通过刹车油管经过制动轮缸挤压活塞推动制动卡钳,卡钳上的摩擦片与车轮上的刹车盘摩擦,产生制动效果。
特点:外形运动美观,质量轻,制造成本高,散热快,制动效果好。
尤其是现在越来越常见的通风盘式制动,在制动盘中间设计了通风垫片和通风孔,更是提高了制动盘的散热能力,因此在主打运动性能的轿车或是赛车上更是极为常见。
陶瓷制动盘相对于一般的刹车盘具有重量轻、耐高温耐磨等特性。普通的刹车盘在全力制动下容易高热而产生热衰退,制动性能会大打折扣,而陶瓷刹车盘有很好的抗热衰退性能,其耐热性能要比普通制动盘高出许多倍。但其高昂的造价致使它只出现在超级跑车上面。
一般轿车的驻车制动又叫手刹,通常采用鼓刹形式布置于后轮,因此拉起手刹时只对两后轮产生制动。在高端一些的车型中,电子手刹渐渐代替了传统的手拉式手刹。电子手刹大体分为两种,一种是钢索牵引式,即使用电动机直接代替以往的手动拉拽钢索。第二种是整体卡钳式,即利用电动机和减速机构直接作用在制动盘上,实现驻车制动。
即便是有液压助力帮助驾驶人进行制动,但对于力量不是很大的女性来说,如果没有足够大的力气踩制动踏板时,那么遇到紧急情况时也会非常危险。
制动助力器又叫真空助力器,长的像一个炒锅。工作原理十分简单,即使用气室膜片将助力器的内室一分为二,远离制动踏板的那边气室用一根管道与发动机的进气歧管相连,形成负压。当踩下制动踏板时,靠近踏板这边的气室便进入大气,因此利用大气的气压差来推动制动主缸部件,达到制动助力的效果。
为了保证驾驶人的制动安全,提升驾驶操控乐趣,工程师给汽车配备一些先进的电子辅助系统。
紧急制动辅助系统(EBA-EmergencyBrakeAuxiliarySystem)
紧急制动辅助系统,其作用是当行车电脑ECU发现驾驶员进行紧急制动时,可在瞬间自动加大制动力,以防止因为司机制动力不足而发生险情。
当传感器接受到的松油门踩制动的时间、踩制动的速率和力度都符合要求时,ECU会马上启动紧急制动措施,在短短几毫秒之内把制动力全部发挥出来,这比驾驶员把制动踏板踩到底的时间要快得多,这样可以缩短在紧急制动情况下的刹车距离。
防抱死系统(ABS-Anti-lockedBrakingSystem)
即防抱死刹车系统。它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统,已广泛运用于汽车上。ABS主要由ECU控制单元、车轮转速传感器、制动压力调节装置和制动控制电路等部分组成。
制动过程中,ABS控制单元不断从车轮速度传感器获取车轮的速度信号,并加以处理,进而判断车轮是否即将被抱死。ABS刹车制动其特点是当车轮趋于抱死临界点时,制动分泵压力不随制动主泵压力增加而增高,压力在抱死临界点附近变化。
如判断车轮没有抱死,制动压力调节装置不参加工作,制动力将继续增大;如判断出某个车轮即将抱死,ECU向制动压力调节装置发出指令,关闭制动缸与制动轮缸的通道,使制动轮的压力不再增大;如判断出车轮出现抱死拖滑状态,即向制动压力调节装置发出指令,使制动轮缸的油压降低,减少制动力。
车身电子稳定系统(ESP-ElectronicStabilityProgram)
ESP系统其实是ABS(防抱死系统)和ASR(驱动轮防滑转系统)功能上的延伸,可以说是当前汽车防滑装置的最高形式。主要由控制总成及转向传感器(监测方向盘的转向角度)、车轮传感器(监测各个车轮的速度转动)、侧滑传感器(监测车体绕纵轴线转动的状态)、横向加速度传感器(监测汽车转弯时的离心力)等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断,进而发出控制指令。
当车辆前面突然出现障碍物时,驾驶员必须快速向左转弯,此时转向传感器将此信号传递到ESP控制总成,侧滑传感器和横向加速度传感器发出汽车转向不足的信号,这就意味着汽车将会直接冲向障碍物。那么这时ESP系统将会瞬间将后轮紧急制动,这样就能产生转向需要的反作用力,使汽车按照转向意图行驶。
如果在汽车转向后行驶的左车道上反向转向时,汽车会有转向过度的危险,向右的扭矩过大,以至于车尾甩向左侧。这时ESP系统会将左前轮制动,扭矩就会减小,使得汽车顺利转向。