汽车为速度而生,发挥高速性能的同时,为了保证汽车行驶安全,必须让行驶中的汽车按照我们的意愿进行减速和停车。
制动系统能够有效控制车速,是汽车的安全保障。一般汽车都有行车制动系和驻车制动系,即俗称的“脚刹”和“手刹”。制动系统主要由制动踏板、真空助力器、制动液罐、制动主缸、制动液管、ABS泵、制动器等组成。
制动器是产生制动力矩,阻止车轮转动的装置。一般汽车用的制动器都是摩擦式制动器,分为鼓式制动器和盘式制动器,也就是俗称的“鼓刹”和“碟刹”。
之所以叫鼓式制动器,是因为有一个制动“圆鼓”。“鼓刹”在汽车上的应用已经有一个世纪了,目前多使用于轿车后轮和重型车。鼓式制动器主要由制动轮缸、制动蹄、摩擦片、制动鼓、支承销、九游会j9网站首页复位弹簧等组成。
制动鼓是安装在轮毂上的,汽车不制动的时候,它是随着车轮一起旋转的,形状就像一个圆鼓。
要使行驶中的汽车减速,踩下制动踏板,制动轮缸受到来自制动主缸的液压后,通过两个轮缸活塞推动制动蹄绕支承销转动,压向制动鼓。制动蹄的外圆上装有摩擦片,制动鼓受到摩擦而减速,最后迫使车轮停止转动。
盘式制动器又称“碟刹”,如鼓式制动器一样,因其形状而得名。它的基本原理和“鼓刹”相似,由液压控制,主要的零部件包括制动液管、制动分泵、制动钳、摩擦片、制动盘等。
踩下制动踏板,分泵受到来自制动总泵的液压作用,活塞推动制动钳压向制动盘。制动钳上装有两块摩擦片,分别在制动盘的两侧。制动的时候就像两个钳子钳住旋转的盘子,利用摩擦作用迫使转盘减速甚至停止转动。
摩擦制动的过程实际上是把动能转化为热能,毫无疑问,散热速度越快,能量转换的过程就越快。因此从理论上来讲,盘式制动器要优于鼓式制动器。
从结构上来看,鼓式制动器的制动部件在一个封闭的空间里,其散热性能差。而盘式制动器的刹车盘显露在外,因此散热快,重量轻,调整方便。
在1700度高温下碳纤维与碳化硅合成的增强型复合陶瓷,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。
但由于鼓式制动器造价成本较低,且制动效果不比盘式制动器差,在相同的条件下,产生的制动力比盘式制动器要大,因此在很多经济型的汽车上会采用“前盘后鼓”的搭配。
汽车不制动时,制动蹄摩擦片与制动鼓保持一定间隙,车轮和制动鼓可以自由旋转。
行驶中的汽车要减速时,驾驶员踩下制动踏板,通过推杆和主缸活塞,推动油液通过油管进入制动轮缸。在液压作用下,轮缸活塞分别向两端移动,并推动制动蹄绕着支承销转动,制动蹄上的摩擦片压向转动中的制动鼓。
摩擦片对转动着的制动鼓产生一个摩擦力矩Mμ,方向与车轮转动方向相反。该力矩 Mμ 传到车轮后,由于车轮与路面有附着作用,车轮对路面作用一个向前的周缘力Fa。同时路面对车轮作用一个向后的反作用力Fb,即制动力。
制动力Fb 由车轮传递给车身,迫使整个汽车减速。制动力越大,减速度也越大。当松开制动踏板,制动蹄在复位弹簧作用下恢复原位,摩擦力矩Mμ和制动力Fb消失,制动作用也终止。