跑的快也要停的住—煞車系統

汽車因為車輪的轉動才能夠在道路上行駛,當汽車要停下來時,怎麼辦呢?駕駛者不可能像卡通「摩登原始人」一樣的把腳伸到地面去阻止汽車前進。這時候就得依靠車上的煞車裝置,來使汽車的速度降低以及停止了。



藏在汽車輪圈內看似複雜的煞車組件,正是扮演使行駛中的汽車停下來的重要裝置。圖為普遍使用於汽車前輪的碟煞裝置。


煞車裝置藉由「來令片」和輪鼓或碟盤之間產生磨擦,並在摩擦的過程中將汽車行駛時的動能轉變成熱能消耗掉。常見的煞車裝置有「鼓式煞車」和「碟式煞車」二種型式,它們的基本特色如下:

一、鼓式煞車:

在車輪轂裡面裝設二個半圓型的「來令片」,利用「槓桿原理」推動「來令片」使「來令片」與輪鼓內面接觸而發生摩擦。

二、碟式煞車:

以煞車卡鉗控制兩片「來令片」去夾住輪子上的煞車碟盤。在「來令片」夾住碟盤時,其二者間會產生摩擦。

汽車在濕滑或結冰的低摩擦路面上行駛時,如果發生過度煞車的情況,則車輪會被煞車裝置鎖死而失去抓地力,導致車輛失去控制方向的能力。為了使車輛在這種危險的路面上能夠有效控制前進的方向,於是研發出ABS「防鎖死煞車系統」。

性能越來越強的ABS「防鎖死煞車系統」,在游刃有餘之際還可以讓TCS-Traction Control System「循跡控制系統」和VSC-Vehicle Stability Control「車輛穩定控制系統」借用來控制車輛在行駛時的循跡性能,以及控制車輛在過彎時的穩定性能。
鼓式煞車

鼓式煞車應用在汽車上面已經將近一世紀的歷史了,但是由於它的可靠性以及強大的制動力,使得鼓式煞車現今仍配置在許多車型上 (多使用於後輪)。鼓式煞車是藉由液壓將裝置於煞車鼓內之煞車蹄片往外推,使煞車蹄片表面的來令片與隨著車輪轉動的煞車鼓之內面發生磨擦,而產生煞車的效果。

鼓式煞車的煞車鼓內面就是煞車裝置產生煞車力矩的位置。在獲得相同煞車力矩的情況下,鼓式煞車裝置的煞車鼓的直徑可以比碟式煞車的煞車碟還要小上許多。因此載重用的大型車輛為獲取強大的制動力,只能夠在輪圈的有限空間之中裝置鼓式煞車。

鼓式煞車的作用方式:

簡單的說,鼓式煞車就是利用煞車鼓內靜止的煞車片,去摩擦隨著車輪轉動的煞車鼓,以產生摩擦力使車輪轉動速度降低的煞車裝置。

在踩下煞車踏板時,腳的施力會使煞車總泵內的活塞將煞車油往前推去並在油路中產生壓力。壓力經由煞車油傳送到每個車輪的煞車分泵活塞,煞車分泵的活塞再推動煞車蹄片向外,使煞車蹄片表面的來令片與煞車鼓的內面發生磨擦,並產生足夠的磨擦力去降低車輪的轉速,以達到煞車的目的。

鼓式煞車之優點:

1.有自動煞緊的作用,使煞車系統可以使用較低的油壓,或是使用直徑比煞車碟小很多的煞車鼓。
2.手煞車機構的安裝容易。有些後輪裝置碟式煞車的車型,會在煞車碟中心部位安裝鼓式煞車的手煞車機構。
3.零件的加工與組成較為簡單,而有較為低廉的製造成本。

鼓式煞車的缺點:

1.鼓式煞車的煞車鼓在受熱後直徑會增大,而造成踩下煞車踏板的行程加大,容易發生煞車反應不如預期的情況。因此在駕駛採用鼓式煞車的車輛時,要盡量避免連續煞車造成來令片因高溫而產生衰退現象。
2.煞車系統反應較慢,煞車的踩踏力道較不易控制,不利於做高頻率的煞車動作。
3.構造複雜零件多,煞車間隙須做調整,使得維修不易。

 

碟式煞車

由於車輛的性能與行駛速度與日遽增,為增加車輛在高速行駛時煞車的穩定性,碟式煞車已成為當前煞車系統的主流。由於碟式煞車的煞車盤暴露在空氣中,使得碟式煞車有優良的散熱性,當車輛在高速狀態做急煞車或在短時間內多次煞車,煞車的性能較不易衰退,可以讓車輛獲得較佳的煞車效果,以增進車輛的安全性。

並且由於碟式煞車的反應快速,有能力做高頻率的煞車動作,因此許多車款採用碟式煞車與ABS系統以及VSC、TCS等系統搭配,以滿足此類系統需要快速做動的需求。

碟式煞車的作用方式:

顧名思義,碟式煞車以靜止的煞車碟片,夾住隨著輪胎轉動的煞車碟盤以產生摩擦力,使車輪轉動速度將低的煞車裝置。

當踩下煞車踏板時,煞車總泵內的活塞會被推動,而在煞車油路中建立壓力。壓力經由煞車油傳送到煞車卡鉗上之煞車分泵的活塞,煞車分泵的活塞在受到壓力後,會向外移動並推動來令片去夾緊煞車盤,使得來令片與煞車盤發生磨擦,以降低車輪轉速,好讓汽車減速或是停止。

碟式煞車的優點:

1.碟式煞車散熱性較鼓式煞車佳,在連續踩踏煞車時比較不會造成煞車衰退而使煞車失靈的現象。
2.煞車盤在受熱之後尺寸的改變並不使踩煞車踏板的行程增加。
3.碟式煞車系統的反應快速,可做高頻率的煞車動作,因而較為符合ABS系統的需求。
4.碟式煞車沒有鼓式煞車的自動煞緊作用,因此左右車輪的煞車力量比較平均。
5.因煞車盤的排水性較佳,可以降低因為水或泥沙造成煞車不良的情形。
6.與鼓式煞車相比較下,碟式煞車的構造簡單,且容易維修。

碟式煞車的缺點:

1.因為沒有鼓式煞車的自動煞緊作用,使碟式煞車的煞車力較鼓式煞車為低。
2.碟式煞車的來令片與煞車盤之間的摩擦面積較鼓式煞車的小,使煞車的力量也比較小。
3.為改善上述碟式煞車的缺點,因此需較大的踩踏力量或是油壓。因而必須使用直徑較大的煞車盤,或是提高煞車系統的油壓,以提高煞車的力量。
4. 手煞車裝置不易安裝,有些後輪使用碟式煞車的車型為此而加設一組鼓式煞車的手煞車機構。
5.來令片之磨損較大,致更換頻率可能較高。
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