內容概述:
- 盤式制動器的特點
- 鼓式制動器的缺點
- 盤剎的新規
關於汽車的兩類制動器哪種品質更高,這個問題已經爭論的好久;然而從來沒有爭論的意義,因為鼓剎是不會與盤剎安全性更高的!
所以盤剎(也稱碟剎或盤式制動器)的應用非常廣泛,不僅汽車使用這種制動器,摩托與腳踏車也都在使用;這種制動器的優勢在於散熱效果良好,制動器也足夠強。也許說盤剎的制動力強可能很多貨車司機都不認可,因為貨車普遍使用鼓剎,不過這也只是一種偏見而已。
參考《機動車執行安全技術條件》GB7258-2017,7.2.6款明確說明危化品運輸半掛車、三軸欄板式和倉柵式半掛車「所有車輪都應裝備盤式制動器」!;除這些貨車以外,專用校車和車身長度超過九米的客車的前輪也要用盤式制動器。
這就足以說明哪種制動器的安全性高了,要知道營運客車與貨車對制動力的要求是極高的;尤其是危化品運輸車更需要高標準的制動能力,所以盤剎肯定比鼓剎更理想。而之所以目前還沒有看到很多裝備盤剎的貨車,原因是新規給出了升級的緩衝時間;自2019.01.01日起,危化品運輸半掛車已經全面開始升級,其他車型2020.01.01日起開始執行。
問題:什麼是鼓式制動器?
這裡所謂的“鼓”指的是制動鼓,也稱剎車鍋;名稱說明了這種制動器的外形特點,概念就像是個倒扣在半軸上的“鍋子”。其功能與盤剎的“剎車盤”相同,都是與軸承剛性固定,會隨著車輪同速轉動的隨動結構。
剎車動作是依靠內部彈性元件撐起制動蹄(盤剎成為剎車片),透過制動蹄與剎車鼓的摩擦阻力,降低剎車鼓的轉速以實現車輪轉速的降低。所以制動器的減速原理都是透過摩擦阻力為車輪減速,那麼鼓剎有什麼不同呢?
圖1:乘用車鼓剎的結構特點與尺寸標準
圖2:鼓剎制動過程
「摩擦起熱」是都懂得的物理現象,制動蹄與制動鼓的摩擦也會產生熱能;而且鼓剎的兩塊制動蹄的粗糙程度比較誇張且接觸面比較大,制動時產生的熱能也會很大。所以長時間高強度的制動很容易讓鼓剎高溫,高溫會降低接觸面的強度,導致摩擦力快速且大程度的下降。
問題是制動鼓的又能相當程度的“擋風”,剎車動作是制動鼓內部完成;結果則產生的熱能無法有效透過流動的空氣吸熱降溫,從而快速加熱制動鼓而造成摩擦力下降導致剎車力減弱甚至消失(剎車失靈)。這就是鼓剎的缺點,但是為什麼曾經的貨車普遍使用鼓剎呢?
鼓剎之所以會被貨車認可,原因只是因為“被車企認可”;制動鼓和制動蹄的製造成本要低於盤式制動器,而且雙制動蹄的摩擦面大的特點,決定了對於制動助力系統的要求會低一些,整套制動系統的製造成本投入都會降低。
使用鼓剎可以有效控制車輛的製造成本,對於車企而言當然會很有吸引力;然而以各類貨車的均價而言,其實使用盤式制動器的成本也是可以接受的。從使用者層面分析則是習慣於使用這種制動器,在沒有感受到盤式制動器的優點之前,總要找一些不客觀的理由來印證自己的錯誤觀點。
「散熱效能強」是盤剎的核心優勢,因為剎車盤雖然也在輪轂裡,但剎車盤會直接裸露在空氣中;摩擦減速的剎車片是從兩側夾住剎車盤,這樣的設計不會影響散熱。因為行駛中的汽車輪轂部分會有高速氣流,摩擦產生的熱能會被低溫的氣流快速吸收;熱能被吸收則等於被降溫,說白了這與吹電風扇會感覺涼快是一個道理,都是“被吸熱”的結果。
執行溫度可控則盤剎的制動力始終可以足夠強,對於載貨汽車、客車和家用代步的小微型車而言都是最安全的選項。但是因為盤式制動器的碟片製造成本都要略高一些,所以早期的貨車不太能接受;不過盤剎的制動力是否會比鼓剎弱,能否適用於貨車呢?
撇開新規的要求不談,盤式剎車也是絕對可以勝任過載客貨車的;因為剎車依靠的是摩擦阻力,摩擦力的決定因素是以下三點。
- 壓力
- 接觸面積
- 接觸面粗糙度
鼓剎的制動器接觸面大且粗糙程度比較理想,所以制動的效果會很好;然而盤剎也可以用很大尺寸的剎車盤,用“粗糙一些”的剎車片。所以從摩擦力提升的基礎上分析,並沒有否定盤剎適合重車的理由,那麼壓力是否能滿足呢?
答案當然是肯定的,因為只要讓盤剎和鼓剎的摩擦係數相同,制動助力不變就能有相同的剎車效果。
普通家用汽車使用的是油壓主力,剎車總泵擠壓剎車油推動剎車分泵運轉,這種主力系統可以滿足輕盈的小車;重車多使用壓縮空氣助力,即使需要更強的助力也不過是調整壓氣機的標準即可。
綜上所述,盤式制動器整體水平優於鼓剎,貨車使用鼓剎能夠降低成本,但過載車輛還是得加裝“淋水器”,在制動器高溫時為制動鼓噴水降溫;但是在寒冷的冬季這種淋水器是不允許使用的,因為會造成路面結冰從而影響其他車輛的安全駕駛。於是只能選擇透過傳動軸制動減速的「液力緩速器」,然而緩速器的成本又太高了。
重點是家用代步汽車會用“前碟後鼓”的車輛都是些簡配前驅轎車或SUV,這種車型沒法用液力緩速器,也沒有空氣去加裝淋水器。
所以這些車是最差的選項,好在都是些品質很低的合資汽車,直接忽略掉即可。
編輯:天和Auto-汽車科學島
天和MCN授權釋出
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