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为何大货车的刹车都是鼓刹 而多数小汽车都是碟刹

「货车不见得都是鼓刹·小型汽车并非都是盘刹」-制动器分为两类的原因有两点

内容概述:

  1. 两类制动器的特点
  2. 鼓式制动器的缺点

汽车的制动器分为「鼓式&盘式」,一般为货车用鼓、小车用盘。为什么会有这种区分呢?大部分汽车爱好者都认为这是制造成本的差异导致的结果,其实这只是原因之一;基于成本的考量综合制动力的强弱需求,这才是大型或重型车辆以鼓刹为主的核心因素。

简而言之就是总质量对制动力的要求,以及制动过程中的磨损程度进行的区分,首先来了解一下刹车的概念吧。


刹车鼓与制动蹄

任何车辆的制动器都是依靠【摩擦】产生的相互作用力实现减速。刹车鼓会与大型客车或货车的轮毂固定,车轮转则刹车鼓转,想要减速则只需要为刹车鼓减速即可;车轮在转动的过程中是在不停的输出转矩(扭矩·动力),减速则是创造一种反作用力,在松开油门不再为车轮输出动力的自由滑行滚动的状态中,抵消惯性力推动车轮输出的转矩。

这里所谓创造出的反(相互)作用力正是依靠摩擦产生,两个物体的摩擦会出现分子的碰撞,如果某一物体不能移动的话,对于移动的物体产生的就是运行的阻力了。阻力不断抵消转矩,这是减速刹车的基础;而车辆的总质量(重量概念)越大,产生的惯性力就会越强,想要有效减速就得有足够大的摩擦力,如何实现呢?参考下图。

鼓式制动器的特点就是这样了,刹车鼓就像是个反向安装的轮毂,制动蹄(鼓式刹车片)有两片,在弹性元件将其撑起后则会有很大的摩擦面。只要撑力足够大则摩擦面越大则摩擦力越强,使用这种结构才能有效的提升刹车效果,也就是有效缩短刹车距离。

同时制动蹄在撑起之后还会“自行加力”,比如转动的刹车鼓会带动制动蹄轻微位移,制动力在这一状态中会增强一些。而且客车与货车使用的多为气刹助力,通过空气泵和压缩空气罐为刹车分泵加压,刹车踏板的强度也会很低;所以驾驶货车并不是很累,只是制动过程中的脚感会比较模糊,原因同样是制动过程中自动的加力。


鼓刹的缺点:散热效果太差!制动蹄大面积与刹车鼓接触,摩擦过程中必然会产生非常高的热能;而热能会降低两者之间的摩擦系数,达到阈值后会出现材料表面的软化,复合材料的制动蹄会与刹车鼓出现类似于“软接触”的摩擦,除了造成表面的轻微变形以外已经没有摩擦减速的效果了。

而刹车动作又是在刹车鼓的内部完成,气流无法有效的进入内部并导流后流向底盘,于是不断产生的高热能就会快速升高两者的温度,制动力会从逐渐变弱到完全消失。这就是鼓刹的缺点,那么有没有什么方式可以解决呢?

「淋水器」是综合性价比最高的选项,不过有些区域是禁止使用的。所谓淋水器就是在车身上加装一套容积很大的水箱,水箱会引出水管连接到各个车轮的鼓式制动器上;在车内会有控制开关,在预判到刹车鼓可能高温之前,打开开关通过水管为刹车鼓淋水降温,也就是通过水吸收热能的特点吸收刹车鼓的热能。

然而在北方的冬季是不可以用淋水器的,因为淋水的过程中会有水流到地面上,只要气温低于零度则会结冰,这会对其他车辆的行驶安全造成很大的隐患。

「液力缓速器」是高成本的选项,这种缓速器并不直接作用于制动器,而是为车辆的“传动轴”进行减速。大型货车总会使用中置后驱,发动机输出的动力要通过硕大的传动轴,输入到后驱动桥;那么传动轴减速则等于为车轮减速,所以这种制动器也能够起到良好的效果。

液力缓速本就能通过油液自行降温,这种减速器就不用担心高温失控的问题了;不过也只有这种货车可以使用这种结构,普通的家用代步汽车是无法使用的哦。


刹车盘&刹车片

盘式制动器也称「碟刹」,不过主要是自行车和摩托才会这么称呼;因其刹车盘看起来就像是个薄薄的金属碟,上面会有很多孔洞。汽车使用的刹车“盘”之所以区别称呼,原因是因为更大更厚,这是汉字的精妙之处——称呼不同但本质没有区别。

减速的原因是通过刹车总泵为四个分泵施加压力,分泵通过压力推动活塞与刹车盘接触摩擦减速;但是盘式制动器的刹车片面积很小,且为两面夹住刹车盘减速。理论上与鼓式刹车两块接触概念相当,不过减速中不会因旋转方向而产生“自动加力”的感觉,这是优点还是缺点呢?

优点:

1、盘式刹车的制动感受会很清晰,控制刹车踏板的力量有多大,通过刹车泵放大后的制动力经过长期的感受会形成潜意识的记忆,想要让车辆减速到多少时速、减速的效率是高还是低都可以精准的控制。

这是鼓刹做不到的,对于追求驾驶与操控乐趣的家用汽车而言,盘刹才是最理想的选项;而且这种车型普遍只有1.5-2.5吨的总质量,对于制动力强度的要求并不是非常高,盘式制动器是可以满足的。

2、盘式制动器的总成的所有零部件都暴露在空气中,底盘设计阶段会导出气流往制动器的位置流动;车速越高气流就会越强,空气也具备吸热与散热的特点,低温空气接触到高温的制动器时就会有效吸收热能,这就像摩托的风冷发动机的散热原理一样。

所以盘刹即使长距离的高强度制动,一般情况下也不会高温;家用代步汽车的司机往往是不够专业的,掌握的驾驶技能比较有限,综合第一点因素则更加适合盘刹。至于货车其实也很适用,只是成本还是偏高了。


缺点:盘式制动器如果用于重型货车,由于制动过程不会自动加力,对于助力系统的要求就会更高,制造成本当然也会更高。尤其是刹车盘与刹车片都需要很大的尺寸,即使磨损程度能控制到相当的水平,然而零部件的单价还是要更高一些。

货车需要的是有效控制用车成本,哪种制动器买的便宜且用着便宜就会偏向哪种;所以盘式刹车虽然制动感更清晰,而且不用担心高温的问题,主流货车选项也不太会使用这种结构。

不过更重要的因素还有货车的“超载”问题,超负荷载货产生惯性力会大很多,超负荷运行与高强度刹车会带来更多问题。比如制动过程中刹车盘崩断,结果是不堪设想的;而刹车鼓的结构特点决定了有更高的强度,即使超载制动也不用担心断裂的问题,基于这种特殊但事实存在的用车方式,鼓刹仍旧会是货车的最佳选项。

关于货车的制动器问题就聊到这里,作为普通汽车用户需要了解的是「前盘后鼓」的问题,因为有些简配车会有这种组合。


简配标准:

  • 前刹车·盘式
  • 后刹车·鼓式

这是家用代步汽车制动器最差的组合标准。因为这些车基本都是前置前驱,发动机驱动的是前轮,后轮只是「从动轮」;说白了就是被拉着跑的车轮,那么刹车也就只能通过制动鼓了,因为没有传动轴可以去“液力缓速”。至于淋水器当然也不现实,且不说定期加水太麻烦,整备质量的提升会增加油耗;仅大水箱往哪放的问题,对于这些小车而言就是无法解决的了。

好在汽车的前后制动力总会是前轮更大,在平路行驶时不用担心后鼓刹高温;但是在山路行车时一定要注意,最好用手动挡或自动挡的M/S/L挡位降档制动,自动挡汽车且只有P、R、N、D四个基础挡的车辆,只能在感觉到高温后停车散热,此类车辆是不建议选择的哦。

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