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更新于2021-05-21 02:43:45
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在我們開車時,遇到緊急情況,第一反應(yīng)是什么?踩剎車?還是打方向?毫無以為踩剎車是相對安全的做法,因為打方向很可能會導(dǎo)致你自己的車輛失控,甚至碰撞到后方其他車道的來車,而踩死剎車,能夠保持己方的安全的同時將損傷降至最低,當(dāng)然這需要看情況,假如你后面跟著的是大卡車,那么教授是不建議的你急剎車的。
冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
都知道踩下制動踏板,剎車系統(tǒng)會工作,車速就會降低,為什么呢?剎車系統(tǒng)是如何幫助你安全停下的?
冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
剎車系統(tǒng)是基于帕斯卡定律工作的,帕斯卡定律:作用于密封容器內(nèi)的不可壓縮的流體上的壓力會大小不變地由流體傳導(dǎo)到容器的各個部分。

簡單解釋一下,想象一下兩個帶活塞的液壓缸彼此連同且內(nèi)部沖那邊看不能壓縮的油液,根據(jù)帕斯卡定律,兩側(cè)活塞上的壓強(qiáng)是相等的,所以當(dāng)給左側(cè)活塞施加壓力式,油液會把壓力傳輸給右側(cè)活塞,但兩個活塞的力會有一個比值,直接說結(jié)論:左側(cè)施加一個較小的力在右側(cè)就得到一個較大的力(假如左側(cè)的活塞面積小于右側(cè)活塞面積)。因此,左側(cè)就可以作為剎車踏板端,右側(cè)作為車輪上的制動器端,踏板的力轉(zhuǎn)移到制動器上。 冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
一輛車的車輪部分主要由車輪架、剎車碟、剎車分泵、車輪、車輪螺母組成,車輪架用于固定車輪和剎車盤,中間的軸可以讓他們自由旋轉(zhuǎn);剎車盤是剎車片擠壓、摩擦的部件,摩擦力會阻礙車輪的轉(zhuǎn)動,剎車盤在制動的時候會產(chǎn)生大量的熱量,有些剎車盤會做通風(fēng)處理,或者打孔散熱;剎車卡鉗通過油液從剎車踏板獲得能量,并由此擠壓剎車片與剎車盤摩擦,使得車輪轉(zhuǎn)速降低,剎車卡鉗是由卡鉗架、活動銷、防塵套、剎車片、卡鉗外殼、活塞組成。
  冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
卡鉗外殼有一個空心螺栓使得剎車油可以流向活塞,從剎車踏板端的油液會以巨大的壓力推動活塞,同樣,卡鉗外殼也能沿著活動銷來回滑動。當(dāng)你踩下剎車踏板時,卡鉗的活塞就會被總泵的高壓油液推動,油液推動活塞也就推動了內(nèi)側(cè)的剎車片去擠壓剎車盤,由于力的相互作用,油液也會推動卡鉗外殼沿著活動銷向外側(cè)滑動,于是也就使得外側(cè)的剎車片也向著剎車盤擠壓。
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剎車總泵(Master Cylinder)是這里的主要部件,它將制動力從踏板傳送到卡鉗,它由推桿、剎車油管、油液輸出口等組成。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)看,由油液輸入端、油液補(bǔ)償端、第一活塞、第二活塞、復(fù)位彈簧組成。 冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
制動總泵內(nèi)充滿剎車油液,當(dāng)駕駛員踩下剎車踏板時,會推動第一活塞將第一個補(bǔ)償口關(guān)閉,于是第一個液缸就能產(chǎn)生壓力來推動第二個液缸了,緊接著第二個補(bǔ)償口也被關(guān)閉,于是這兩個活塞就會把油液推向剎車卡鉗。

萬一二號活塞無法建立壓力,一號活塞也能在更長的行程下建立起壓力;但是如果一號活塞失效了,二號活塞就沒辦法由壓力推動了,于是一號活塞末端的推桿或去推動二號活塞,但是需要制動踏板提供更大的踩踏力。 由于總泵需要非常大的力量去推動才能有效工作,所以我們需要另一個組建——剎車助力器(Brake booster),助力器位于總泵和剎車踏板之間,它利用發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的來輔助剎車,使得踩踏剎車的力不需要很大。 冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
助力器內(nèi)部由氣門推桿、防塵套、空氣濾網(wǎng)、氣門彈簧、氣門膜片、膜片復(fù)位彈簧、真空止回閥以及液壓推桿組成。當(dāng)駕駛員踩下剎車踏板時,氣門推桿就會打開內(nèi)部的閥門,于是空氣就會通過空濾流進(jìn)膜片的前氣室,后面的氣室被發(fā)動機(jī)抽成真空,前氣室的空氣就會產(chǎn)生壓力推動膜片,從而進(jìn)一步推動液壓推桿對剎車總泵施加壓力,這樣就提供了剎車助力,使得踩踏剎車力度減小。 冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
在一些入門級車型或者相對注重成本的車型上,鼓式剎車經(jīng)常被用在車輛的后輪上。鼓式剎車由剎車鼓、車輪安裝架、制動底板(所有器件都安裝在底板上)、剎車片、制動蹄(被推動與剎車鼓內(nèi)側(cè)摩擦)、復(fù)位彈簧(使得剎車蹄回到原始位置)、制動泵(利用液壓推動制動蹄)。

目前現(xiàn)代化的汽車的鼓式剎車是可以自我調(diào)節(jié)的,這以為這隨著制動蹄上的剎車片的磨損,它會讓制動蹄向剎車鼓靠近,保持一個良好的間隙,為了實現(xiàn)這個目的,它使用了調(diào)整桿、調(diào)整桿棘爪、調(diào)整桿彈簧,制動泵接收到來自剎車踏板的壓力,在制動泵的背面有剎車油的入口,還有泄壓閥來釋放掉內(nèi)部的空氣;當(dāng)剎車油流進(jìn)制動泵時,液壓就會推動活塞向外擴(kuò)張,進(jìn)而推動制動蹄向制動鼓靠近,這就使得剎車皮和剎車鼓產(chǎn)生摩擦,從而降低車輛速度。 冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
調(diào)節(jié)器確保在剎車皮發(fā)生磨損后,制動蹄和剎車鼓的間隙依然保持在有效范圍內(nèi),它利用一個螺紋結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)長度,每當(dāng)制動蹄張開時,調(diào)整桿的棘爪撥桿就會波動螺桿,使得調(diào)整桿變長,進(jìn)而保持剎車間隙。
 
由于鼓式剎車是由左右兩側(cè)兩個剎車片向外擠壓剎車鼓而剎車,但是車輛的前進(jìn)方向的唯一的,可以從圖上看出,假如車輛前進(jìn)時,剎車鼓逆時針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)駕駛員踩下剎車時,左側(cè)剎車片與剎車鼓之間接觸的面就會產(chǎn)生一個垂直向下的力,這個力可以分解為F1和F2。 冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
右側(cè)同理,但是右側(cè)的力是向上的,分解后得到F3和F4,對于右側(cè)的制動蹄,可以看出有其中一個分力是把制動蹄向制動鼓施壓,也就是說在右側(cè),制動蹄和制動鼓會趨向于貼緊,而左側(cè)則相反,趨向分離,這也是為什么鼓式剎車會“自抱死”的原因。
 
冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
目前幾乎所有的汽車都裝備了ABS系統(tǒng),它能避免你大力剎車時失去裝箱能力引發(fā)的事故。前文說過,駕駛員踩下剎車時,會讓剎車卡鉗緊壓剎車盤,進(jìn)而使車輪停止轉(zhuǎn)動,在車輪停止轉(zhuǎn)動后,車輪和地面會有滑動,車輛在摩擦力作用下停止。 冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
但是轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是基于車輪的滾動工作,車輪總是會避免在地面上滑動,這意味著車輪和地面的接觸點的速度是0。車輪有兩種運動,它在自己的軸上旋轉(zhuǎn),并且沿著車輛前進(jìn)方向運動,由于這兩種速度,車輪就會有旋轉(zhuǎn)速度和前進(jìn)速度兩種速度,基于不滑動的條件下,車輪接觸面的滾動速度和前進(jìn)速度之和為0,記住這個結(jié)論就能很容易理解車輛轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的工作原理。 對于汽車來講,四個輪子總是在滾動,從而避免車輛滑動,事實上,這個簡單的滾動原理就是你讓前輪轉(zhuǎn)向時車輛也在轉(zhuǎn)向的原因。
 
假如前輪已經(jīng)轉(zhuǎn)向,但是車輛依然保持直線行駛,在這種情況下,滾動速度是車輪轉(zhuǎn)動的反方向,前進(jìn)速度方向是車輛前進(jìn)的方向,假如將這兩個速度合成,它們的和并不是0,這就會導(dǎo)致車輪打滑,為了避免打滑,唯一的方法就是讓前進(jìn)的速度跟車輛滾動速度相反。

踩死剎車后,車輪停止轉(zhuǎn)動,就算車輪有一定的角度,但是由于它沒有轉(zhuǎn)動,所以它沒有轉(zhuǎn)動速度,在這種情況下,車輛不會發(fā)生轉(zhuǎn)向,就會變成類似于直線剎車的情況(只有前進(jìn)速度),車輛此時對駕駛員的轉(zhuǎn)向輸入沒有反應(yīng),車輛會繼續(xù)保持直線行駛,因此失去了轉(zhuǎn)向能力,也就增加了事故發(fā)生幾率。
  冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
沒有ABS的車輛除了會在緊急剎車時失去對車輛的控制以外,還會導(dǎo)致車輛在附著力不同的路面上剎車時出現(xiàn)意外。由于左右車輪發(fā)附著力不同時,剎車時左右兩側(cè)車輪受到的摩擦力是不一樣的,這就會產(chǎn)生一個力矩,車輛就會失控旋轉(zhuǎn)。

其實ABS的工作原理很簡單,就是避免車輪徹底鎖死,ABS系統(tǒng)在每個車輪上都裝有輪速傳感器,當(dāng)輪速傳感器檢測到車輪即將抱死的時候,控制單元就會讓那個車輪的剎車力部分釋放,于是,車輪就會在剎車的時候間歇性地轉(zhuǎn)動。 冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
這樣轉(zhuǎn)向輪就有了間歇性的滾動速度,這樣就能讓轉(zhuǎn)向功能恢復(fù),讓駕駛員在剎車的同時操控車輛的轉(zhuǎn)動。
我們可以從輪胎和路面的滑動率與附著力之間的關(guān)系來了解,在理想的滾動條件下,輪胎的滑動率幾乎是0,當(dāng)車輪完全打滑時,此時的摩擦力全部為滑動摩擦力;輪胎的橡膠是一種合成材料,輪胎在滑動率為12%的時候達(dá)到摩擦力峰值,滑動率小于或者大于這個數(shù)值的時候,摩擦系數(shù)都比峰值小。
  冷知識:一腳剎車 汽車究竟干了多少事?
在沒有ABS系統(tǒng)時,剎車的摩擦力主要是滑動摩擦,有了ABS系統(tǒng)后,控制系統(tǒng)控制滑動率在12%左右,讓摩擦力始終保持在最大值,這樣就能夠顯著縮短剎車距離。但是有的人會說,ABS系統(tǒng)介入的時候,施加在輪胎上的剎車力并不均勻,也就是說剎車力會不停增大減少,所以ABS并不能減少剎車距離。

不過我想說的是,一個物體在粗糙表面時的最大靜摩擦力是大于物體的滑動摩擦力的,如果基于這個理論,ABS的確能在一定程度上減少剎車距離。 回到前文說的剎車時車輛不穩(wěn)定的問題,這就需要制動力分配系統(tǒng)了,它的ABS系統(tǒng)的一個子系統(tǒng),它能輕松解決該問題。

EBD系統(tǒng)會檢測車輛的偏轉(zhuǎn)并計算和每個車輪的關(guān)聯(lián)性,只需要將抓地力更強(qiáng)的那一側(cè)的車輪制動力減少一些,那么那一側(cè)的車輪的摩擦力就會減少,這樣就能讓車輛處于受控狀態(tài),降低因為制動力不均而導(dǎo)致的車輛旋轉(zhuǎn)問題。

普通消費者看起來,剎車就是踩下剎車踏板,車輛就會慢慢停下,但是看過教授的文章就會知道,原來剎車系統(tǒng)也會有那么多講究?偟膩碚f,如果我們需要緊急剎車,不要猶豫,直接將剎車踩到底,這才是快速讓車輛停下的標(biāo)準(zhǔn)動作,如果過程中需要避讓,也不要猶豫,ABS系統(tǒng)會幫助你躲避一些風(fēng)險。

來源:玩車教授
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