我们每天都要开车,油门、刹车这两个东西每天都会用到不知道多少次。我们也知道刹车是通过摩擦的方式让一台一吨多的车子停下来的。从我们提车的那天开始,就有一种观点,称刹车会衰减,甚至会丧失制动力。那么我们不禁要问:刹车会衰减吗?为什么会衰减?
刹车确实会出现衰减。这种现象称为,意思是由于长时间制动刹车盘(或者刹车鼓)产生高温,从而导致刹车力下降,最终完全消失的现象。一般出现在重载踩着刹车下长坡,或者长时间激烈驾驶之后。最终确实会导致制动力完全消失,造成非常可怕的后果。但是,为啥会这样?
展开之前,首先我们先复习一下刹车的工作原理。这里以碟式刹车为例,鼓式刹车有些许不同,但原理大同小异。刹车器,是通过由特殊材质制造的刹车片,与经过表面粗糙化的钢制刹车盘直接摩擦让车速降低。摩擦会产生能量,根据能量守恒定律,当刹车盘转速受摩擦降低,能量必然转化为热量堆积在刹车盘上,因此刹车会发热,就是这个道理。
在简单介绍了原理之后,接下来分析为什么会衰减。前面说到刹车会发热。因为刹车盘是转动的,外面还有轮圈,一般情况下,刹车产生的热量很快就会被刹车后重新加速的轮圈带走一部分,同时刹车本身产生的热量也不足以产生什么影响,所以基本对刹车性能毫无影响。
但长时间刹车就不一样了。无论是重载长时间制动,还是连续重刹。这些制动动作都会产生非常多热量,这些热量根本来不及散掉,只能不断堆积,这样一来,整个刹车盘温度就会越来越高。高到一定程度,有种物理现象就会出现。
从微观角度分析,温度,其实是分子运动的结果。在物理学中,温度越高,分子间的引力和斥力就越大。刹车盘本身由钢构成,钢结构中的分子在温度急剧升高后,相互间会产生非常大的引力和斥力,这两种力会让钢结构的表面膨胀而且趋向平面化。也就是说,刹车盘上加工出来的粗糙表面,会在高温下变得平滑。对刹车盘施加同样的力(刹车片施加的制动力),刹车片刹车盘的摩擦会降低。同时由于两者之间(刹车片同样会出现上述现象)分子间融合力变低,刹车片无法对刹车盘产生足够的摩擦力。这两者结合之下,最终呈现的效果,就是刹车力的大幅下降。
针对这个问题,主流的解决办法是在刹车盘上划好几道线,帮助散热之余也让刹车盘在高温时还能有点用处。除了划线之外,还有一种办法就是在刹车碟上开云网址 kaiyun官方网钻洞。这两种方式主要是加大刹车盘的散热量,延迟衰减的出现时间,一般家用车顶多也就这么做了。
对于一些更高性能的车型来说,它们会往刹车盘上添加一些特殊材料,或者换用更大尺寸的刹车盘,这些手段都能很有效地推迟热衰减的出现时机。那当然了,有些动辄600马力往上的高性能车或者超级跑车,它们直接就会使用本身就是高致密性结构的陶瓷材料,在其中渗入碳制成碳陶瓷刹车盘。或者采用特种金属制造刹车盘。去到这份上,基本已经是民用车制动系统能做的极致了,要想完全消除热衰减,那就只能参考高级别赛车上使用的,一个刹车盘数万乃至十数万美金计算的天顶星科技材料了。