汽车刹车的原理是什么?

时间:2022-09-17 18:31:13 作者:米乐体育平台app 来源:米乐体育平台下载

  相信骑过自行车的朋友都能清楚地明白其刹车系统的工作原理,最常见的是轮圈式刹车,用钢索拉动轮圈两边装有橡胶材质摩擦块并固定在车架上的夹器能抱紧钢圈,实现制动。

  而在摩托车领域我们还能看到刹车系统从鼓刹到碟刹的发展过程。鼓刹通过钢索带动制动碲片的伸张,与制动鼓摩擦而实现对车轮的制动。

  后来更高级的碟刹(盘式制动)系统开始普及,作用力由液压系统通过安装在前叉或车架上的卡钳内的制动摩擦片,作用于固定在花鼓上的钢制盘片以实现制动。如今碟刹制动系统过已从摩托车普及至到高端一些的自行车上。

  轮圈式制动、鼓刹和碟刹系统的工作过程其实都很好理解,跟我们用手捏停高速旋转中的陀螺或转盘是完全一样的,本质上都是通过对摩擦片与高速旋转的车轮、制动鼓、刹车盘之间产生巨大摩擦,将车辆的动能转化为热能,使车速下降。

  而在质量大得多的汽车上,刹车系统也更为宠大,也更为复杂。如今汽车刹车系统的几乎都用上了液压辅助制动,液压刹车系统基于液体不可压缩原理,驾驶员踩下刹车踏板作用于真空助力泵,施加于刹车油液上的作用力经液压管路,推动卡钳的活塞,将刹车块挤压到高速旋转的刹车盘上。

  汽车刹车系统的主要形式为盘式(碟刹)和鼓式(鼓刹)两种,鼓式制动在汽车上的可见度已越来越低了,主要存在于对制动性能要求不高的经济性车或微型车的后轮之上,其中最有代表性的车型自然是A0级的本田飞度。

  其中盘式制动系统的细分种类和学问就要多得多啦~制动系统的性能也与制动摩擦片、刹车盘、卡钳的规格及性能息息相关。

  首先以刹车卡钳和刹车盘的固定型式分可分为浮动式卡钳(浮钳定碟)和固定式卡钳(定钳浮碟)。浮动式卡钳只在单侧设计有活塞,刹车时活塞将一侧的刹车片推向刹车盘,而另一侧的刹车片因反作用力而产生轴向移动,将另一侧的刹车片也压向刹车盘。固定式卡钳的两侧都有活塞,在踩刹车时,两侧活塞同时作用,将刹车片压向刹车盘。

  目前市面上大多数乘用车都采用了单活塞浮动式卡钳,一般多活塞刹车卡钳都采用定钳浮碟的设计,如6活塞卡钳就是单侧有3个活塞,多用于动力较强的跑车或改装车。

  一般来说卡钳尺寸、制动性能、制动力的均匀程度与活塞的数量成正比,所以单纯以活塞的数量也能简单地从侧面反映刹车系统的性能,从最简单的单活塞浮钳,到双活塞浮钳,再到对向4活塞、6活塞、8活塞……

  有了高性能的卡钳,制动盘的性能跟不上也是徒劳。以制动盘的种类来分,可分为通风盘和实心盘。通风盘的内部有缕空的通道以供空气流通,高速旋转的通风盘能使空气快速流通,刹车时产生的巨大热量得到有效散发,相比实心盘能减少20%~30%的温度上升。

  实心盘就更好理解了,就是一块再普通不过的实心刹车盘,一般用在对刹车性能要求不高的后轮居多。

  为了进一步提升散热性能和刹车性能,我们看到性能车或改装车上的划线盘和打孔盘。

  而以制动盘的材质来分,有最普通不过的钢盘、高端的碳陶制动盘及F1赛车及民/军机的碳碳刹车盘。钢盘就是装在我们普罗大众汽车上,再普通不过的制动盘,如下雨后或长时间不开就会发生锈蚀。碳陶制动盘就高级咯,只会出现在不计成本的高性能跑车上,通常有着光可照人镜面效果,超高的耐磨性能,使它成为可一盘传三代的传家之宝。

  碳碳刹车盘具在轻量化、耐磨性能方面表现出色,应用于对性能要求极高的赛车、战车、列车、航空等领域,但我们也能看到F1赛车上的碳碳刹车盘在超负荷工作后突然碎裂的特点。

  最后用力矩和杠杆原理就很好理解的是,制动盘的直径越大,制动性能越高。所以我们能看到性能车、超级跑车和改装车用上了巨大的制动盘,配合能容下大尺寸制动盘的大尺寸轮毂和扁平率超低的轮胎,不论是视觉效果还是制动性能都有了绝佳的保证。

  而现代的高性能刹车系统少不了电子系统的辅助,ABS防抱死制动系统的出现,就使刹车系统的性能及汽车的安全性有了质的飞跃。ABS系统根据每个车轮速度传感器传来的速度信号,通过电磁阀自动控制制动力的大小,使车轮不被抱死,处于边滚边滑(滑移率在20%左右)的状态,以保证车轮与地面的附着力在最大值。在ABS系统的基础上,又衍生出EBD制动力分配、TCS牵引力控制、BA刹车辅助、ESP车身稳定系统、RSC防翻滚稳定系统和EDL电子差速锁等高阶功能。

  而在这之后,电气化程度更高的电子助力刹车系统已开始普及,如博世的iBooster。iBooster实质上是电传制动技术,利用传感器感知驾驶者踩下制动踏板的力度和速度,电信号经处理后传至制动泵电机,在机电放大机构的驱动下推动制动泵工作实现电控制动,电气化程度极大提升并摆脱传统真空助力泵的iBooster,能轻易实现不同的驾驶模式,配合刹车能量回收系统能更好地与新能源车兼容,可无缝衔接自适应巡航、防碰撞安全系统等主动安全技术。

  显然,一套可靠且高性能的刹车系统对于安全性及驾控感受的重要性不言而喻。一直以来追求“精确 不凡”的广汽Acura,对刹车系统的性能与操作感同样有着执着的追求。

  这里悄悄告诉大家一个秘密,RDX就搭载了ibooster电子助力刹车系统哦~在SH-AWD®超级四轮驱动力自由控制系统的配合之下,带来淋漓尽致的驾控体验。

  往简单点说,刹车的原理其实很简单:就是踩下刹车,刹车片紧紧的抱住车轮,不让他走了。从能量转换角度,就是动能转换成内能。

  往复杂的角度说,现在汽车的刹车有液压助力刹车,和电动助力刹车,其中电动助力刹车广泛运用在电动车上,以博世的ibooster最为出名。

  比如特斯拉用的就博世的ibooster制动产品,这款产品目前来到了2.0版本时代,在市场上很多新能源车都用到了博世的ibooster刹车系统。

  ibooster是一项相对传统刹车革命性变更的技术,相比传统刹车取消了真空泵设计,当驾驶员踩下刹车踏板时,刹车位置传感器便将信号告诉给整车控制器,整车控制器经过计算后,会进行制动力分配,一部分制动力由电机再生制动提供,另一部分制动力由制动缸产生,两者一起帮助制动。

  ibooster使用了电子控制而不是机械控制,体积大大缩小。能够通过传感器监测驾驶员踩刹车的力度,计算需要多大的力气才能把车刹住,然后分配这一助力。

  如果ibooster失效,那么将没有制动力分配这一模式,直接由驾驶员人力踩制动踏板进行制动,法规规定,助力失效情况下仍然可以在200N的踏板力下提供0.4g的减速度。

  iboost失效的表象就是踏板变硬,踩不动,但时还是要坚持踩,还是能刹住的。

  传统的机械刹车系统没有电子控制,只要机械不坏就能刹住车,但是ibooster是电子控制,电子器件如果故障,就容易失去助力。但是,这里不是说ibooster容易发生故障,只是说相对纯机械件,电子控制的ibooster容易发生故障些。总体而言,ibooster很安全,即使发生故障,也能在200N的踏板压力产生0.4g减速度,上面提到了。

  能量回收指的是电动车在松油门或者踩制动的时候,利用电机进行发电,并产生制动力,将动能转换为电能。电动车的能量回收有两部分,一部分是松油门时候的能量回收,二部分是踩刹车的时候进行能量回收。

  能量回收很重要,传统车没有能量回收,刹车的时候汽车动能都被刹车片浪费了。而如果有能量回收,当需要制动的时候,松油门或者踩刹车,此时电机不再是起到驱动汽车前进的角色,而是成为了发电机,成为发电机的同时还能提供制动力,这样就制动/发电一举两得,节约电动车能量。

  所谓单踏板并不是指汽车上只有一个踏板,而是指松油门踏板时,汽车会产生制动力。

  松油门产生的制动我们称之为再生制动,指的就是松油门后汽车为了能量回收,而产生了制动力。

  单踏板模式对人误解最大的是改变了人的驾驶习惯,以前踩油门车走,踩刹车才有制动力,现在踩油门车加速,松油门车减速,并且是类似于踩刹车的那种减速,时间久了以后就会造成驾驶员把油门和减速两个行为绑在一起,当有紧急情况发生,要紧急刹车时,很容易会去踩油门,造车油门当刹车事故变多。

  传统燃油车的刹车原理我就不说了。说说新能源汽车的一种特殊刹车——能量回收吧

  朋友还是不理解“动能回收”这个概念,到底哪部分是是主机厂做的,哪部分是底盘博世做的。我这里大概解释一下我的理解。

  首先,车辆的两大基本力,驱动力 和 制动力,一个让车加速,一个让车减速。

  让车辆更好的加速,体现的是驱动力的标定,这部分的工作是由主机厂自己做为主,尤其是VCU和IPU的标定工作好坏,决定了加速的好坏,例如,Padmap标定,扭矩响应标定,防抖标定,转速滤波,转矩补偿……这部分按下不表。不是这次想说的重点。

  先说一下电动车的特性,让车辆减速的制动力,可以来源于两个方面,电制动和机械制动。

  1,电制动,就是通过电机的反向扭矩,产生能量回收,发电。从初中物理学能量转换的角度来解释,就是将车辆的动能转化成电能储存回电池。这样可以比较有效的延长续航里程。

  2,机械制动,就是动过刹车系统(准确的说是,刹车盘或者刹车鼓)来进行减速。从初中物理学能量转换的角度来解释,就是将车辆的动能转化成刹车盘的内能(也叫热能),所以频繁的刹车会导致刹车过热。

  (当然,车辆纯滑行也会减速,因为车辆自身也有内部阻力,这部分属于车辆特性,不属于可标定调整的范畴,由物理特性决定,不在此处的“制动力”的范围内)

  然后呢,再说说,电制动的部分。电制动的本质其实就是电机的能量回收,电制动的部分其实分为两个,第一部分是不踩制动的电制动,我们姑且称之为“滑行能量回收”,第二部分是踩下制动的电制动,我们姑且称之为“制动能量回收”。

  第一部分的滑行能量回收,都是主机厂自己标定的。车辆在某个车速下,松开油门踏板,此时车辆如何滑行(制动不介入),完全可以由主机厂自己决定。早期的滑行回收的扭矩标定,都相对来说简单:需要完全松开油门踏板,滑行能量回收才会启动,也就是电机才会把扭矩从正转负。滑行回收的扭矩大小,通常是根据车速高低来标定,而且介入的不能太迅速,冲击也不能太猛,否则驾驶感会很差。为了在滑行时保持滑行距离,和减速效果。通常会标定的“悠远绵长”——即在较长车速区间的滑行回收扭矩标定的大小保持一致,持续较长的时间,或者做成很缓慢的曲线,这样不会有突兀变化的感觉。

  当然有些厂家也会为了照顾不同的驾驶人员的习惯,推出不同等级的滑行能量回收。(有些厂家用“中高低”表示回收等级,有些用数字“1,2,3”来表示回收等级)。这样做的好处是,简单高效稳妥放心。成本低,驾驶员更快的习惯。

  再说说缺点,缺点就是,经不起颠簸……举个例子,滑行回收过程中,突然有个减速带,或者突然有个坑,车辆一颠簸,轮子悬空了一瞬间(也就零点几秒吧),此时就会出现,减速效果——啪,没了…驾驶人员的感受就是:诶,车子怎么前冲了一下?——其实不是前冲,而是减速效果不明显了。。

  (上图中的示意,滑行减速,滑的好好的,突然有个减速带,让我车辆轮子悬空了一下,F2那个摩擦力突然就没了,而且,电机反向的回收扭矩也突然就没了)

  当然了,最近流行的单踏板模式,本质上也属于第一部分的“滑行能量回收”,属于一种特殊的滑行能量回收。前面说到,常规的滑行能量回收,需要完全松开油门踏板(严格说来,都是电门踏板了才对,为了描述通俗,我姑且都成为油门踏板吧),滑行能量回收才会启动。但是,单踏板模式不一样的地方在于,在油门踏板没有完全松开的时候,滑行能量回收就产生了。在不同车速下,松开的油门踏板程度不一样,滑行能量回收的大小也不一样,总体上来说,想要产生的效果是“踩油门加速,松油门减速”。但是,有些做的激进,有些做的保守。比如说,特斯拉是激进派,在此按下不表。

  说说保守派的做法,例如我前单位北汽新能源,曾经采用的做法叫“高速小油门”,顾名思义,车辆在较高车速下,松开油门踏板(不完全松开,保持一下较小的油门时),会有较小的负向扭矩产生,但是不会产生非常强烈的减速感(如果脚感比较好,还可以找到纯滑行位置——即没有驱动也没有制动的零扭矩的踏板区间位置)。全松开油门的时候,滑行能量回收再大一点,变成传统意义的“滑行能量回收”

  那么,滑行回收到底应该怎么做呢?从能量转化的角度来说,车辆的滑行能量回收,越多越好!最好所有的车辆减速全部都由能量回收来执行!这样,就可以把具有某个速度的车辆的动能,尽可能的多转化为电池的电能储存起来,以达到延长续航里程的目的,并且越少的使用底盘的机械制动,就可以把尽量少的车辆动能转变为刹车盘的热能。

  当然了,根据孙同学的描述,我认为这是最好的关于能量回收的利用方式:仅靠滑行,正好把车停到你想要停的位置上就是最省电的方式!

  但是,从驾驶实际工况出发,纯通过能量回收来减速,撇开人员驾驶感受不详谈(理论上电动车可以用多大电流和扭矩输出,那就可以用多大的电流和扭矩回收…用百公里加速的劲儿来做能量回收减速,各位脑补一下),关是上面提到的“颠簸悬空无回收”的问题,就决定了完全舍弃 底盘的机械刹车盘的制动 是不可能的。

  所以,我们这里就要引入了第二个部分——制动能量回收。——顾名思义,需要踩下制动踏板,才会产生的能量回收。那么,这部分,其实也区分两种情况,第一种就是,主机厂自己做的。第二种就是底盘和主机厂一起做的(好吧,其实是博世做的)

  第一种,主机厂自己做的,相对来说,简单粗暴。就是把踩下制动踏板信号后的车辆的能量回收加大!加大多大?看具体的标定情况。例如一种简单的方式是,检测到制动踏板信号(开关量,不是行程)后,在原有的滑行能量回扭矩上,继续叠加一个回收扭矩,具体加多少,也是根据车速来进行标定。这样的做法,也是可以达到加大能量回收来减速,一定程度上可以减少机械刹车片的摩擦。就是简单,粗暴,效果明显,确实可以在一定程度上提高回收的能量。

  但是却没有办法很好的解决和底盘刹车力配合的问题,还是上面那个问题,“颠簸悬空无回收”轮子飞起的时候,由于是有扭矩的,容易出现瞬间的空转打滑现象。熟悉底盘的朋友们都知道,一旦出现车轮打滑,为了防止车辆因打滑造成偏移、侧滑等问题,有一个东西就不得不启动工作,那就是ESP。而一旦ESP工作了,作为强势底盘供应商的博世,对这种情况下的要求就是一刀切:请关闭能量回收,没有任何商量的余地!制动系统的工作,不要有任何其他外部力量介入进来,以免影响底盘部件的工作!——这也是几乎所有的早期的电动车的共同的特点,一旦ESP或者ABS启动工作,所有的能量回收都必须关闭。甚至有些车辆在踩出ABS的时候,还有能量回收关闭的OFF标志。。。

  博世也知道,这种一刀切的方式,不利于自己的长久发展。想要解决这种类似的情况所导致的问题,还是得由博世自己来解决。于是,有一套叫叫iBooster的系统就在这方面起到了大作用!

  (当然了,iBooster这套系统也是博世自己本来就开发的系统,作用可不仅仅是用来做能量回收的,还有电子助力,辅助驾驶等等其他大作用,用来做能量回收的优化,只是iBooster系统的作用之一,人家也想搞自动驾驶的嘛 喂)

  好了,那iBooster这套系统,在能量回收领域,到底有个什么作用呢?——这就是上面提到的,制动能量回收的 第二种就是底盘和主机厂一起做的(好吧,其实是博世做的)

  (再多说一句,前面的单纯的叠加回收扭矩,孙同学的文章里提到过,称之为“RBS”,而这种iBooster通过计算来分配能量回收力矩和刹车力矩的方式,称之为“CRBS”)

  与ESP hev 系统组合使用时,可实现最高达0.3g 减速度的能量回收。这是由于iBooster 能够通过软件控制,随时根据液压条件调节助力器伺服力。如此高的制动能量回收水平,使电动车辆的续航里程增加高达20%。

  当驾驶员踩下制动踏板时,踏板行程传感器会计算驾驶员的制动请求。ESP hev 系统向电机请求与踏板行程相一致的制动扭矩并使车辆减速(ESP会给车辆的驱动系统发送扭矩请求,这是一个略有风险的点)。由驾驶员脚部切换至制动系统的液压容积暂时保存在ESP hev 的低压蓄能器内,这意味着车轮制动不产生制动扭矩。

  如果电机不能利用回收方式满足制动请求,低压蓄压器中的可用容积将转移至车轮制动器,且车辆会通过传统制动进行减速。iBooster 可不受减速水平影响而调整踏板感,并在整个制动范围内传递一致的踏板感。

  在踩下刹车的时候(注意,一定是需要踩下刹车),ibooster系统会根据你踩下刹车的速度,深度等信息,进行电制动和机械制动的分配。——CRBS开始工作

  总体的策略是:优先使用电制动进行减速,如果ibooster系统判断驾驶员的刹车意图更强,发现单纯的使用电制动不足以满足驾驶员的制动需求的时候,此时会介入机械制动。这种方式,可以有效的 延长续航里程,减少刹车盘的磨损。

  而上面的那段话里,意思是,当减速度小于0.3g的时候,刹车卡钳不会介入,这时的制动是通过电机能量回收来完成的。这样一方面可以最大限度地增加续航里程,另一方面也可以延长刹车片寿命。

  但是要知道,博世的iBooster系统,需要匹配的主机厂的车辆种类非常多!所以,每一家的标定的策略和结果,也不太一样。有的标定的非常敏感,有的标定的就比较保守。根据驾驶员踩踏板的方式的不同,还要匹配瞬间的扭矩变化

  还是以 “颠簸悬空无回收”这个案例为例来说,驾驶着具有iBooster系统的车辆,在轻踩下制动踏板减速的过程中(此时只有能量回收,没有机械制动盘介入),如果不幸颠簸了一下,车轮飞起空转了一瞬间。用于制动的车轮(我们假设是前轮,车辆是前驱的),和地面离开了,就没有了制动力了,车辆就会给人感觉“前冲一下”,这个时候,怎么办?按照上面的通常的思路是,车辆会失去能量回收,正确的做法应该是,立即介入后轮的刹车,让前轮因为悬空而失去的车辆制动效果,由后轮补偿回来!

  (大概意思是,F2变小或者没有了,如果车辆应该继续保持原有的减速感,那么F1这个力就要加大,此时应该介入后轮的刹车力增大,保持整车减速感)

  当然了,这里面提到的这个“颠簸悬空无回收”,仅仅是一个案例,借此案例只是想要说明,电制动和刹车盘机械制动应当如何做好匹配,才能让车辆的减速效果达到最佳状态。

  那么,底盘霸主博世,如何开放底盘领域的接口信号,就成了各大主机厂努力的方向。目前来看,如果只要是搭载了博世iBooster系统的车,到底车辆上的制动效果(特指踩下刹车后的制动效果)的好坏优劣,感受体验如何,基本上都指望着博世标定了。

  有的就标定的很敏感,例如小鹏P7的刹车,高速下如果迅速踩刹车,系统会判断有紧急刹车的需求,iBooster会主动增加刹车力(帮你一起踩…),可以说其实是标定的比较保守的……

  而有些,可能会标定的比较…不敏感…(咳咳,原谅我用这个词,哈哈),可能使劲踩也仅仅是自己在给力,系统没有判断到异常,也不会主动介入。例如是不是真的有轮速差,是不是真的出发了ABS等等……

  但是,目前看来,太难了,几乎所有主机厂都吃不动底盘这块的业务,一来博世长期霸榜,二来技术专利,三来成本限制……及其他原因。目前为止,我经历的主机厂,只要发现有ESP扭矩问题,或者其他动力和底盘交互的问题,能自己家软件修改的,都是自己改VCU或者MCU软件,ESP或者iBooster软件的修改,要花钱的啊…而且周期还长。

  刹车是车辆行驶安全的重中之重,即使车辆发生其它系统的故障,如果刹车有效,驾驶员也能将车辆停住,避免撞车,撞人,撞墙。在刹车的使用,安装,更换,和维修的过程中,如果稍加不注意就会为酿成大祸埋下隐患。下面就分享并介绍刹车的组成,工作原理,注意事项等等。此篇文章不提及鼓式刹车。

  大家都知道,空气是可以被压缩的,而固体在高温下会变软,因此在刹车的过程中,特殊的液体被选择用来传递刹车过程中的媒介。制动液就是这样一种特殊的液体。

  。。制动液不会被压缩,比如说一根透明等粗的管子,里面装满液体,左右都塞上密封完好的木塞,将左边的木塞往里面推1cm,右边的木塞就会出来1cm。如果右边的木塞被固定了,左边的木塞就推不动了。

  。。制动液耐高温,沸点高,在一定的高温下不会变质,不会沸腾,不会产生蒸汽。但是随着时间的推移,制动液的品质会发生变化,如下图(从最新到1年,18个月,2年,3年的沸点变化),因此制动液应该在厂家的固定时间或者里程数更换。不是说不能用了,只是说极端情况下刹车效果会不那么优秀了,就是一种安全防范。

  。。制动液有不同的类型和颜色,一般分为DOT3和DOT4,颜色为因生产厂家而定,你可以在制动液储存箱的盖子上找到,如下图箭头处。DOT4的等级比DOT3高,因此使用DOT3的车也可以加入DOT4的制动液,但是DOT5不能替代DOT3和DOT4,除非厂家指明。

  打开引擎罩,制动液储存箱被安置在驾驶员一侧,通常后面有一个黑色的圆鼓(有时候被隐藏在铁板后,看不到),黑色圆鼓是真空助力器,因为液体很难压缩(或者说推动),它是为了增加驾驶员刹车时所需的力而存在的。

  。。打开盖子之前最好用自来水将表面的灰尘清洗掉,以免灰尘进入制动液影响其品质。

  。。储存箱侧面有两个标记,一个是MAX(液面最高标记),另一个是MIN(液面最低标记),用手电筒照射箱子另一侧,你就会看见箱子里液面的高度,液面高度应该在MAX和MIN之间。

  。。新车一般液面高度处在MAX,如果液面过低有两种常见可能,一是刹车片快磨光了,二是管道中有地方漏制动液。

  红色部分即为制动钳总成,下面一一介绍。(下图是一个简单的制动钳构造,如丰田的卡罗拉。而马自达和斯巴鲁的制动钳总成则有所不同,但原理都是一样的,只是在维修,更换时有些地方需要特别注意。)

  Pad(刹车片):刹车片就相当于自行车上的刹车橡皮,刹车长时间使用之后会消耗其厚度。不同车型的刹车片形状大小不一样,厚度不一样,内外放置的顺序不一样。只有正确的型号才能放置在制动钳总成上,大了放不下,小了会影响刹车性能。

  上图是新旧刹车片厚度对比。红色箭头之间的厚度是判断刹车片是否需要更换的参照物,如有些厂家建议低于3mm即需更换,就是测量红色箭头之间的厚度。绿色箭头之间的东西是刹车片的座子,作用是散热,隔热,受力,固定刹车片在制动钳上。

  Shim(刹车片垫片):其作用是降低刹车时噪音,散热,隔热,保护与刹车片直接接触的零件,如橡皮等。而有些垫片上会带有wear indicator(磨损指示器)。当刹车片磨损到一定程度时,指示器就会在刹车时接触到制动碟,然后发出非常刺耳的连续的噪音,噪音就是提醒驾驶员应该尽快检查刹车片是否需要更换。如下图,右边刹车片后面银色的金属片就是shim,不同车的磨损指示器会有所不一样,但是道理和作用都是一样的。

  注意观察上图左边绿色的刹车片和指示器,你会发现有一部分指示器伸出了座子一小段,当刹车片被磨损到此厚度时,金属片和刹车片就会同时接触到制动碟。

  Pad Clip(刹车片牢固夹):其作用是将刹车片固定在制动钳的支架上,使其不会自由移动而影响刹车效果和降低噪音。

  Support bracket(支架):放置刹车片的地方,如下图。而卡钳室也安置在支架上,将整个刹车片包住。刹车碟就位于两个刹车片的中间。

  Caliper body(卡钳室):如下图整个装置。活塞的里面充满着制动液。

  Piston(活塞):如上图,活塞的一面是与一块刹车片接触,另一面则是制动液。

  当驾驶员踩住刹车时,刹车踏板推动制动液,制动液就会把活塞推出,活塞就继续推贴着它这一面的刹车片,使两个刹车片刹住制动碟。

  当驾驶员松开刹车时,活塞背部的制动液就没有顶着活塞了,这时制动碟开始转动产生旋转的力,将刹车片弹开,贴着活塞那一面的刹车片就会把活塞顶进去一点,刹车片和碟之间只要有那么一点缝隙,制动碟就可以自由转动,不受阻力了。

  Guide pin(滑动销):它可以让这个卡钳室在支架上来回自由移动。滑动销上一般需要涂上特殊的刹车装置的油,这种油在冷热的急剧变化后不会变干,仍然会保持润滑的效果。如果其中一个滑动销的润滑效果变差,当刹车时,卡钳室很可能就只有一侧会来回移动,这样会导致刹车片受力不均,时间久了,就会出现贴着活塞那一面的刹车片的一边很厚,而另一边快要被磨光。注意观察下图红箭头处。

  所以在不打开卡钳室检查刹车片的厚度是否足够的时候,一定要看清楚,两块刹车的左边,中间,右边是否都足够。而不要图省事,只看一边,或者只看一块。有些卡钳室会挡住刹车片,这种情况就需要打开卡钳室检查清楚。

  Bleeder screw(放气阀):前面有提到过,空气是可以被压缩的,在加上空气受热很快等等因素,因此,整个制动液的管道中是绝对不允许一点空气的存在。放气阀就是将整个管道里面的空气排出的阀门,也是更换制动液时所需要的阀门。它一般设置在卡钳室的后部,有一个黑色的塑料盖。

  制动碟与轮胎是连接在一起的,轮胎转的速度=制动碟转的速度,因此刹住了制动碟=刹住了轮胎。制动碟的表面应该是干净光滑的,如果制动碟不干净,有灰尘,或者表面不光滑,刹车时就会产生噪音。制动碟也会被磨损,其厚度也会慢慢变少,道理与刹车片一样。当制动碟极度不光滑时,驾驶员踩刹车的时候会感觉到刹车踏板会有抖动的现象。此时就需要更换制动碟或者进行打磨。

  不是每个刹车碟都可以被打磨的,需要先测量其厚度,每个车厂都有其最低厚度标准,低于最低厚度就需要更换新的刹车碟。由于成本和时间效率的关系,一般都选择更换新制动碟。前轮的制动碟要厚于后轮,因为刹车时车辆重心在前,惯性向前,前面受力会更多,并且前轮控制着车辆行驶的方向,因此前轮的轮胎也尽量是四个轮胎中状况最好的两个。(之前的文章有提到过,现在补充一点,前轮的两个轮胎不仅要状况好,而且两个轮胎的牌子和型号要一样。)

  c. 小活塞推动制动液,液体被密封在管道中无处可去,就只有推后面d处的大活塞

  d. 大活塞推动刹车片,刹车片把制动碟加紧进行刹车。(道理跟自行车刹车差不多)

  有ABS的车辆,在制动碟的后部会多一个齿轮和感应器,它是用来检测轮胎速度的,不同的ABS系统检测轮胎的数量也不同。在制动液的管道中,还会加入一个制动液调制器(modulator unit)。

  简单的来说,ABS电脑(control module)通过感应器得知相应的轮胎速度,当驾驶员刹车时,如果ABS电脑感知有一个轮胎有被锁死(即轮胎不转动)的趋势,它便会控制相关轮胎刹车的制动液的分配,有些轮胎需要多一些刹车力就在那个相应的管道内多推出一点制动液。有些轮胎需要少一点刹车力就不在管道内推制动液,连续起来就相当于驾驶员在不停地踩刹车,不过频率要快很多,以此来调节轮胎的速度,防止轮胎被锁死。

  上图右边为无ABS的汽车,在湿润地面,当驾驶员刹车时,轮胎如果被锁死,此时前轮速度为零,但是车的惯性会使车依然向前滑行一段距离。

  上图左边为有ABS的汽车,在湿润地面,当驾驶员刹车时,ABS会防止轮胎被锁死,而采用不断点刹的方式,每一次点刹,都会为车辆提供刹车的力,这样对比无ABS的汽车,有ABS的汽车此时的制动距离会更短。

  上图上边一辆车是带有ABS的,当车辆前方突然出现障碍物,驾驶员踩刹车,并改变行驶方向,这时电脑会读取轮胎速度,和方向盘的方向,瞬间计算出各个轮胎在这个方向行驶所需的速度,不让轮胎被锁死,然后进行调整。使车辆能够在刹车的情况下,也能转弯。

  而上图下边无ABS的车辆,虽然前轮的方向是改变了,但是如果此刻前轮被锁死,即前轮速度为零,因此前轮就像车的一个橡皮垫,车辆只会随着惯性向前滑行。(因为车辆转弯时,四个轮胎速度都不一样,有快有慢才能转弯。)

  下图即形象的解释了ABS的工作结果,左边为有ABS的车,它在不停的调整刹车,而右边为无ABS的车,它只想跟着惯性走。