前段時間,小米SU7兩次剎車失靈賽道上墻的事情大家一定聽說了,有的人說SU7又不是賽車,誰讓你跑賽道的?用賽用標(biāo)準(zhǔn)要求它,你這不是欺負(fù)車嘛。又有人說民用車直接下賽道的多了去了,也沒見人家都上墻啊。
這上墻到底是誰的錯咱不聊,小米官方回應(yīng)說,上墻是因為剎車熱衰減和過度磨損。那咱就聊聊汽車的剎車系統(tǒng),這么多年是怎么發(fā)展來的。
話說在千年以前,古人駕馬車的時代,加油基本靠抽,拐彎基本靠揪,鳴笛基本靠嘴,剎車基本靠腿,當(dāng)然是馬腿。后來在無數(shù)次血與淚的教訓(xùn)里人們終于發(fā)現(xiàn),要是一路下坡,光靠馬腿剎車不僅費(fèi)馬,人還有可能廢廢。
于是最早的剎車系統(tǒng)誕生了,人們用一塊木頭當(dāng)做剎車皮,與車輪摩擦提供制動力,雖然有時候一把剎車下去木頭都冒煙了,但是對于速度不快的馬車來說也還夠用。其實(shí)類似結(jié)構(gòu)的剎車如今還能見到,自行車的輪圈式剎車,雖然從磨胎面改成了磨輪圈,但原理是差不多的。
自從18世紀(jì)蒸汽機(jī)出現(xiàn),車輛動力從人畜變成了機(jī)器,速度是越來越快,剎車卻沒怎么變。直到20世紀(jì)初,不論是馬車、火車還是早期的汽車,剎車系統(tǒng)原理還都是和之前的馬車差不多。結(jié)果是什么?平地都開始費(fèi)人了!好在1900年一個天才出現(xiàn)了,威廉·邁巴赫。他設(shè)計出了最早的汽車鼓式剎車器。這個大家就熟悉了吧?直到現(xiàn)在一些卡車以及低端乘用車仍然有用鼓式剎車的。
巧的是僅僅在兩年以后,1902年,另一個天才佛雷德里克·威廉·蘭切斯特,設(shè)計出了最早的盤式制動器,也就是今天80%以上的汽車,包括小米SU7在用的剎車結(jié)構(gòu)。您是不是以為盤剎得比鼓剎晚出現(xiàn)幾十年呢?其實(shí)并沒有。因為盤剎對剎車片的材質(zhì)要求高,早期盤用鐵的片用銅的,銅磨損特別快。想象一下您滿心歡喜地籌備全家自駕游,帶了瓜子兒啤酒撲克牌,外加三套剎車片,是不是有點(diǎn)兒掃興?所以材料工藝上不來,盤剎也就一直沒普及。
不過鼓剎也不是一點(diǎn)兒毛病沒有,散熱能力差,容易熱衰減,這是它結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的弊端,改不了,現(xiàn)在的鼓剎也一樣。于是隨著材料工藝的改善,人們就又打起了盤剎的主意。早期普及的剎車片材質(zhì)就是石棉,但這種東西有一個致命缺陷就是不環(huán)保,石棉磨損后的細(xì)小纖維會吸進(jìn)人們肺部造成不可逆損傷,以至于我小時候很常見的石棉瓦現(xiàn)在都沒有了。同時因為石棉是隔熱材質(zhì),所以導(dǎo)熱不好,作為剎車片摩擦生熱以后就很難降溫。
后來半金屬材質(zhì)剎車片出現(xiàn)了,就是把原來的石棉換成鋼絲絨以提高硬度,這回導(dǎo)熱又太好了,踩沒兩腳就升溫,剎車系統(tǒng)始終處于高溫狀態(tài),卡鉗上的密封圈、油管等橡膠件老化的巨快。而且剎車油里的水份在高溫狀態(tài)下也變成了氣體,導(dǎo)致剎車變軟。另外金屬材質(zhì)互相摩擦,在低速時候就會產(chǎn)生噪音,下雨還容易生銹。
種種缺陷之下,新一代產(chǎn)品誕生了,低金屬材質(zhì)。顧名思義就是減少了金屬纖維的含量,于是它的耐磨性就沒那么好了,但是制動效果比半金屬更好,噪音也更低,一般用于追求舒適性的車上。再后來就是陶瓷基剎車片,使用陶瓷纖維作為加固材料。這就屬于比較高檔次的剎車片了,耐高溫,所以摩擦穩(wěn)定性好,而且噪音小,因為沒有金屬,所以也就不會在輪轂上留下難以清理的金屬粉末。缺點(diǎn)嘛也顯而易見,貴!
不過陶瓷剎車還不是最貴的,在它上面還有大哥:碳基剎車。碳基剎車又包括碳陶和碳碳,一個是碳纖維和陶瓷纖維復(fù)合,一個全是碳。兩種特性略有不同,但總的來說除了貴沒缺點(diǎn):導(dǎo)熱好耐高溫、制動力強(qiáng)、更輕更耐磨,所以碳基剎車基本都配備在賽車或者高檔跑車或者飛機(jī)上面,說實(shí)話,跟咱老百姓關(guān)系不大。
除了剎車片以外,工程師們在盤式剎車的盤上也下了功夫。材料上從鑄鐵、合金、有機(jī)材料到如今最高級的碳纖維材料,結(jié)構(gòu)上也從原本的光盤一張,到后來設(shè)計了通風(fēng)道、打孔、劃線,進(jìn)行快速散熱,排出剎車粉末,一步一步提升了制動性能。
說了這么多盤剎,鼓式剎車這么多年難道就沒有咸魚翻身的機(jī)會么?還真沒有……還是輸在了它的結(jié)構(gòu)上。重量大、散熱差,并且在快速連續(xù)制動方面也沒有盤剎結(jié)構(gòu)方便,對于ABS等高科技的匹配性不好。但鼓剎也有它的優(yōu)勢:首先它制動力強(qiáng),兩個蹄片一個順著剎車鼓旋轉(zhuǎn)的方向,另一個逆著,在剎車的時候逆著的那個片就會產(chǎn)生自剎效果,越剎越緊,這也算是它贏在了自己的結(jié)構(gòu)上。另外就是造價低,這些年除了在摩擦材料上有些改變以外也沒什么花大錢的地兒。于是鼓剎現(xiàn)在在低端車以及重型卡車上吃得很開,人家重卡不怕散熱差,可以給剎車噴水。哎?你說到時候出一紅米版本,再整一鼓剎,把重卡那套噴水一上,這跑賽道豈不是快哉!(文 汽車之家 郭松)
?。ㄋ苫ńW(wǎng)編輯 齊源 初審 張勇軍 復(fù)審 李明丹 終審 王久權(quán))
原標(biāo)題: 一千年前是怎么剎車的?剎車系統(tǒng)進(jìn)化史
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