汽车安全与每个人的生命息息相关,汽车上最基本的主动安全装备就要数制动系统了。而制动时使汽车从高速行驶到静止是谁出的力气最大?正是每个车轮上的制动卡钳,正是它对制动盘最热烈的紧紧拥抱才使车辆嘎然而止
制动器是汽车制动系统的主要组成部分,是汽车的主要安全部件之一。随着车辆性能的不断提高,车速不断提升,对车辆的制动系统也随之提出了更高要求,于是制动效果更好的盘式制动器正越来越广泛地应用于轿车、商用车上。汽车盘式制动器以中端面作摩擦面,由摩擦片与其金属盘组成制动单元,而这制动力的大小就反映在横跨在制动盘两侧的夹紧钳上,称为制动钳。你了解这制动系统的关键部件制动卡钳吗?而制动卡钳的发展又是何去何从?
盘式制动单元的组成及工作原理
轿车的盘式制动器由液压作动力源,主要零部件有制动盘、液压油缸、制动钳、油管等。制动盘固定在车轮上,随车轮转动,油缸固定在制动器的支架上。驾驶员在踩制动踏板时,制动力就会从制动踏板、制动总泵通过油管输送到每个车轮的制动卡钳,此时油缸中活塞受液压力的作用发力,推动摩擦片压向制动盘,将其紧紧拥抱,就像用钳子夹住旋转的飞盘,迫使它立刻停下来。
盘式制动器的特点
盘式制动器散热快,重量轻,调整方便,特别是高负载时耐高温性能好,制动效果稳定。盘式制动器与鼓式制动器相比,盘式制动器在液压的控制下制动力大且稳定,制动效果更好。而鼓式制动器由于散热性能差,在制动过程中会聚集大量的热量,制动蹄片和轮鼓在高温影响下易发生较复杂的变形,容易产生制动衰退和抖动现象,引起制动效率下降。盘式制动盘直接裸露在空气中,散热性更好,且较好地解快了制动噪音污染、制动过程中粉尘污染、维修不便等鼓式制动器的不足。在输出同样大小的制动力矩的条件下,盘式制动器的质量和外形尺寸要比鼓式制动器更小,在减轻了车辆重量的同时也保证了足够的制动力。但是盘式制动器结构相对于鼓式制动器来说比较复杂,对制动钳、管路系统要求也较高,而且造价高于鼓式制动器。不过,在轿车领域中,盘式制动有逐渐取代鼓式制动的趋势。
对制动卡钳而言又有铸铝替代铸铁的趋势
轿车在制动过程中,由于惯性的作用前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%~80%,因此前轮制动力要比后轮大。轿车生产厂家为了节省成本,一般家庭轿车都采用了混合的形式,也就是前轮盘式制动、后轮鼓式制动的方式。随着对轿车性能的进一步苛求,采用四轮盘式制动的轿车越来越多。除了采用盘式制动外,还有一个趋势是铸铁卡钳将被铸铝替代。铝卡钳重量轻,可降低油耗,提高制动效能,还可提升车辆操控性能,而且在加工过程中也对环境更加友好,是当前汽车盘式制动器的发展方向。
通常铸铝卡钳需要5道工序:从铝锭到铸件、切割、热处理、抛丸、机加工,铸铝卡钳在加工中环境相对要简洁、干净,但生产效率低,成本高。对于铸铁卡钳来说还需要沙模浇注,在工序上要复杂些,工作环境也更恶劣。因为铸铁的浇注需要1500度的高温,而铸铝只需要700度就可以了,所以铸铁件加工中也会产生更多的二氧化碳排放。不过,由于铸铁卡钳产品成本低,是当前的主流产品。在大连的博世底盘系统(大连)有限公司就在同时生产铸铝和铸铁制动卡钳。像东风标致307匹配的前铸铁卡钳和后铸铝卡钳就是博世在国内生产的。