它是通过大气压和发动机进气歧管里真空之间的压力差,来增加推杆力的。而电动车没有发动机,没有进气歧管里的真空,理论上就没有办法使用真空助力泵来帮助刹车助力。但是有些车辆是可以通过真空泵(VacuumPump)来提供真空。
不过随着线控刹车,ibooster技术逐渐普及,真空助力泵也会慢慢退出市场。
真空助力泵(图片来自网络)
真空助力泵剖视图(图片来自网络)
制动主缸
MasterCylinder
通过制动主缸,我们脚踩的推力被转化成液压力。
一定质量的液体,如果体积变小,压力就会升高,这就是为什么我们踩的越多,刹车力就越大。在制动踏板踩下一点点的时候,制动主缸和制动液油壶之间的通道就被切断了。
继续踩刹车的过程中,制动主缸里的制动液质量是固定的,而脚踩的越深,制动液就被压缩的越狠,液压力也就越高。
制动主缸示意图(图片来自网络)
ABS/ESP
Anti-lockBrakingSystem
ElectronicStabilityProgram
在普通的刹车过程中,ABS/ESP一般是不工作的,此时的功能只是把制动主缸里传来的液压力分配到4条管路中,直通到4个车轮上。
ESP提示灯(图片来自网络)
ESP关闭后可实现飘移(图片来自网络)
制动卡钳
BrakeCaliper
Brembo刹车卡钳(图片来自网络)
制动液压力传输到车轮时,推动卡钳里的活塞,活塞推动制动片挤压制动盘。
而制动盘和车轮算是“连接”在一起的,所以车轮就随之减速。通过制动片和制动盘的摩擦,车轮减速,车轮的动能在短时间内迅速转换成热能。
倘若很频繁的刹车,而且散热不够,很容易造成制动片温度急剧升高,超过正常工作温度范围,而导致性能下降,热衰退,失去刹车能力。
所以在长时间下坡时,千万不可一直点刹车,可以适当的手动降档,或保持在低挡位(L,1,2,3),利用发动机进行制动。
低挡位示意图(1,2,3)(图片来自网络)
我理解的刹车系统流程基本就是这些,当然轮胎在刹车中的地位也尤其突出,毕竟轮胎和地面的接触情况更决定了车辆减速的极限有多少。而在极限或接近极限的时候,ABS/ESP的控制也至关重要。
之后的刹车系统变化比较大应该是真空助力泵和ABS/ESP,这两个部分会集成为一个ibooster,线控刹车系统。一方面可以更方便的支持电动车,另一方面也让自动驾驶里的自动刹车更有效,更节能。
关于刹车失效
BrakeFade
刚才谈到Brakefade,中文应该叫做刹车失效,按我的理解,大致有两种——
1.制动液沸腾失效
2.刹车盘片过热失效
在传统刹车系统中(非线控制动),驾驶员踩下制动踏板,推动制动主缸活塞。
在封闭液压系统中,体积越小,压力越大。制动液被压缩,产生制动压力,推动卡钳活塞挤压制动片。如果制动液沸腾,制动液压力体积性质改变。
即使踏板踩的很深,也不会像正常情况一样产生很大制动力。这个时候,很容易一脚把制动踏板踩到底,但车子并没有明显减速。这个属于制动液沸腾失效。
第二种是制动盘片过热失效。当制动盘片过热后,刹车片温度超过设计的工作温度,摩擦系数降低,无法提供适当的制动力给车轮。
这种情况下,刹车脚感虽然感觉相对正常,但同样的,感觉不到明显减速。
再说说怎么避免brakefade。
说到底,brakefade就是因为刹车过热。避免过热的方式无非就是增加冷却,减少热量累积。
正常驾驶中,这种过热的情况还是比较少见的,尤其是乘用车。而相对容易fade的情况就是大型载重货车在经过连续下坡路段时,因为长时间踩刹车,造成刹车片过热失效。
时间越长,刹车力越小。
在美国西部有很多特别长的下坡路段,大部分汽车厂都会在此做刹车测试,验证刹车材料的设计能不能通过这种极端情况。当然这些测试也都必须提前提交申请,批准之后也可以。
而在一些山路上,普通家用汽车也容易出现fade。
比如我之前去位于波士顿北边的华盛顿山自驾,上山之前路边就有很多提示,让车友们在下山时切换到低速档,保持低车速,避免长时间踩刹车。
这些都是避免brakefade的好办法。
利用发动机制动去降低车速,减少刹车系统的负荷。手动档的车就尽量选择一档二档。自动挡的车,请选择L档或1,2,3档,如果变速箱有这些档位的话。
也可以利用手动换挡模式减至低挡位。
除了MountainWashington,在美国西部的几个国家公园里也有很多山路。下山路一定要注意避免长时间连续使用刹车,否则很容易fade导致没有刹车。
山道很好玩,但也有很多需要特别注意的地方,保持车速,合理刹车才有安全保障。
赛道上的brakefade相对就常见很多了。
首先需要更换制动液。全新的原厂制动液的的沸点大概在500华氏度(260C),而一些赛车用制动液沸点会在600或660华氏度,很大的减小制动液沸腾的可能。更换制动液并不困难,一般两个人半个小时到一个小时就可以自己更换制动液了。
另外制动盘/片的通风冷却也必须加强。打孔划线制动盘当然也可以提高冷却效果,但成本相对较高。
最简单有效的方法就是安装通风管,让空气直接吹到制动盘上。
比如原厂的STi在前Bumper上有预留的brakeduct的孔,只需要把cover拆掉,在背后接一根通风管,固定到制动盘附近即可。
这些小改装虽然不会根本上提高制动性能,但会大大降低brakefade的可能,提高刹车的信心。
个人觉得,只要不是比赛,没必要在赛道上那么那么拼。
车子,轮胎,刹车都是有极限的,尤其把车子控制在可控与不可控之间的时候,很多意外都会发生,自己的安全是第一位的。
对于赛道日或试驾活动,重在感受车子的性能,提高自己的驾驶技术,这些完全可以在几圈之内完成,而且不需要连续好几圈都一样拼出极限。可以适当的在中间让车子“放松”,比如某一圈尽量少用刹车,让刹车系统降降温。