鼓剎真的不靈？從原理為鼓剎“洗白”

現(xiàn)在基本所有的小型汽車(chē)都是配備的盤(pán)式剎車(chē)，大直徑的剎車(chē)盤(pán)加上漂亮的卡鉗，看上去就極具視覺(jué)沖擊力。但傳統(tǒng)的鼓剎就是淘汰產(chǎn)品了嗎？

鼓式剎車(chē)可以說(shuō)是汽車(chē)最早的制動(dòng)系統(tǒng)，發(fā)展至今，在轎車(chē)上僅僅出現(xiàn)在低檔車(chē)中。因此不少人覺(jué)得鼓剎就是“低檔、性能差”，選車(chē)時(shí)看到后輪還在用鼓式剎車(chē)就皺起了眉頭。其實(shí)事實(shí)上并不是如此，G哥今天就從原理入手，為鼓剎“洗白”。

鼓式制動(dòng)器原理

1.制動(dòng)踏板 2.推桿 3.主缸活塞 4.制動(dòng)主缸 5.油管 6.制動(dòng)輪缸 7.輪缸活塞 8.制動(dòng)鼓 9.摩擦片 10.制動(dòng)蹄 11.制動(dòng)底板 

我們可以看到，在一個(gè)以?xún)?nèi)圓為工作表面的金屬制動(dòng)鼓固定在車(chē)輪輪轂上，跟著車(chē)輪一塊旋轉(zhuǎn)。在固定不動(dòng)的制動(dòng)底板上，有兩個(gè)弧形的制動(dòng)蹄，表面裝有摩擦片。利用油管5與裝在車(chē)上的液壓制動(dòng)主缸聯(lián)通，而活塞3則可以由駕駛員通過(guò)制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)來(lái)操縱。當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板，活塞壓縮制動(dòng)液，在液壓的作用下會(huì)將制動(dòng)蹄片壓向制動(dòng)鼓，從而達(dá)到減速的目的。

不同種類(lèi)的鼓剎

領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器示意圖  

1.領(lǐng)蹄 2.從蹄 3、4.支點(diǎn) 5.制動(dòng)鼓 6.制動(dòng)輪缸 

我們把汽車(chē)前進(jìn)方向時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向規(guī)定為正向。擋制動(dòng)輪缸6施加促動(dòng)力時(shí)，制動(dòng)蹄1張開(kāi)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向相同，把具有這種屬性的制動(dòng)蹄稱(chēng)之為領(lǐng)蹄，相反的就是從蹄。而當(dāng)汽車(chē)倒行時(shí)，制動(dòng)蹄1也就變成了從蹄，而蹄2就是領(lǐng)蹄。

領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器受力示意圖

這里就要用一下G哥高中的物理知識(shí)了。如圖所示，在制動(dòng)時(shí)，活塞施加的促動(dòng)力是一樣的，制動(dòng)蹄1和2分別繞著各自的支撐點(diǎn)3和4旋轉(zhuǎn)壓緊到制動(dòng)鼓上。制動(dòng)鼓即對(duì)制動(dòng)蹄1、2分別作用法向反作用力N1和N2，和切向反力T1和T2（未標(biāo)出）。兩蹄上的這些力分別為各自的支點(diǎn)3和4的支點(diǎn)反力Sl和S2所平衡。

可以發(fā)現(xiàn)，蹄1上切向合力T1所造成的繞支點(diǎn)3的力矩于FS所造成的繞同一支點(diǎn)的力矩是同向的。所以T1的作用結(jié)果是使領(lǐng)蹄1在制動(dòng)鼓上壓得更緊，從而T1也更大。這就形成了一種“增勢(shì)”作用。相反的，蹄2就是“減勢(shì)”作用，因此這兩個(gè)制動(dòng)蹄作用于制動(dòng)鼓上的制動(dòng)力是不同的。基于這種受力原理，制動(dòng)蹄也有多種組合形式。

單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器受力示意圖 

從結(jié)構(gòu)上看，雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩制動(dòng)蹄各用一個(gè)單活塞式輪缸，雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩套制動(dòng)蹄、制動(dòng)輪缸、支承銷(xiāo)在制動(dòng)底板上的布置是中心對(duì)稱(chēng)的。

雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器示意圖

這種雙向雙領(lǐng)蹄制動(dòng)器無(wú)論是前進(jìn)制動(dòng)還是倒車(chē)制動(dòng)，兩制動(dòng)蹄都是領(lǐng)蹄。因此即使在倒車(chē)的情況下，制動(dòng)性能也和前進(jìn)制動(dòng)性能一樣。

雙從蹄式制動(dòng)器示意圖 

這種制動(dòng)器與雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)很相似，差異在于固定元件與旋轉(zhuǎn)元件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向不同。雖然雙從蹄式制動(dòng)器的前進(jìn)制動(dòng)效能低于雙領(lǐng)蹄式和領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，但其效能對(duì)摩擦系數(shù)變化的敏感程度較小，即具有良好的制動(dòng)效能穩(wěn)定性。

結(jié)語(yǔ)：

不同結(jié)構(gòu)的鼓式剎車(chē)性能是不同的，在基本參數(shù)和輪缸工作壓力相同的情況下，自增力式制動(dòng)器剎車(chē)性能最好，以下則為雙領(lǐng)蹄式、領(lǐng)從蹄式、雙從蹄式。在制動(dòng)過(guò)程中，自增力式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的增長(zhǎng)在一些情況下太過(guò)于急速。雙從蹄式制動(dòng)器的制動(dòng)力雖然最低，但是有著很好的穩(wěn)定性。而領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器無(wú)論是制動(dòng)性還是穩(wěn)定性都是處于中游，所以被廣泛采用。從結(jié)構(gòu)原理上講，鼓式剎車(chē)的剎車(chē)性能是要優(yōu)于盤(pán)式剎車(chē)的，因此在大多數(shù)卡車(chē)、貨車(chē)上，都是采用的鼓式剎車(chē)，而由于鼓式剎車(chē)處于一個(gè)封閉的空間，散熱較差（經(jīng)?？梢钥吹?，對(duì)輪轂噴水的大車(chē)），因此在穩(wěn)定性上會(huì)比盤(pán)式剎車(chē)差，但在小型汽車(chē)上，幾乎感覺(jué)不到差別。而很多車(chē)型出于成本考慮，往往都采用前碟后鼓的設(shè)計(jì)。