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--熱烈祝賀我會聯辦的科普活動被中國科協評為--優秀科普活動
12月21日,中國科學技術協會辦公廳印發《關于對2020年全國科普日有關組織單位和活動予以表揚的通知》(科協辦函普字【2020】158號),江蘇省機械工程學會、南京工程學會和江蘇省學會服務中心聯辦的“2020年全國科普日暨第一屆‘天印筑夢·科普智行’”活動,被評為優秀科普活動。
汽車主要的剎車種類有兩種,轂剎和碟剎,懂車的金粉都知道,理論上碟制動是比較好的,可為什么絕大多數大貨車都用轂剎,而多數小汽車都是碟剎呢?
結構及原理
轂剎的結構及原理
先來說一下轂制動的原理,轂制動通過液壓推動活塞,使兩邊的制動蹄緊貼車輪內壁,實現制動的效果。而此時車輪是向前滾動的,向前的滾動力會反作用于剎車轂,放大剎車力。鼓剎的車,輕輕一點剎車,就可以把車子剎停,剎車力大且不線性?,F在的公交車為了提升乘客體驗,用碟剎替代了轂剎。從結構上來上,剎車轂位于車轂內部,散熱問題一直受人詬病,熱衰減很明顯。曾經做過一個實驗,對轂剎和碟剎進行剎車熱衰減實驗,轂剎溫度上升比碟剎太多。
優點:剎車力度大,可以及時剎停,在大型貨車上廣泛使用,處于不可代替的地位。
缺點:剎車不線性,難控制,而且反應慢。剎車系統散熱差,熱衰減嚴重,不適合高頻剎車。
碟剎的結構及原理
碟制動俗稱盤式制動,盤式制動曾經被應用于飛機和工業用途。碟剎通過對卡鉗施加液壓力,使卡鉗的摩擦材料夾緊剎車盤,實現剎車效果。
碟剎通過液壓泵推動剎車卡鉗,加緊剎車片。剎車大小直接取決于剎車卡鉗的壓力。此時產生的剎車力和轂剎不一樣,不會被放大,所以碟剎的剎車力先天性較小。
為了提高剎車力,工程師們想出了2個辦法。先利用真空助力泵,提高油液壓強,實現第一次放大。再利用帕斯卡定理,壓強等于壓力除以受力面積(P=F/S),通過增加活塞數量,增大受力面積,提高活塞壓力。多活塞的布置可以均勻推動更大的剎車卡鉗,增大剎車力。
優點:外置式剎車系統,散熱好。剎車線性,易控制,可以高頻點剎,可接入ABS點剎。
缺點:剎車力無論怎么放大,也不可能做到鼓剎自鎖式的高剎車力。
大貨車為何多采用轂剎?
根據上面的分析,我們知道碟剎靈敏、散熱更好,制動力比較平均,相對鼓剎更有優勢,那么為什么大貨車多采用轂剎呢?
因為鼓剎最大的優勢是力量大,對于貨車來說,車重本身就比家用車高出很多,再加上拖著的貨物其重量是非??捎^的。而剎車的根本就是“站得住”,因此要想把重量很高的大貨車剎停,對于剎車力量要求要遠遠高于靈敏要求,因此大貨車都使用鼓剎。
不過鼓剎最大的缺點是散熱有問題,很容易出現熱衰竭,這也是為什么鼓剎開始逐漸退出家用車領域。
其實,以現在的技術實力,碟剎應該也能夠實現大剎車力,而很多車企為了追求更高的利潤而采用鼓剎。其實,國外豪華的重型大貨車很多都是盤剎。
總之,對于不需要大型剎車力,不用顧慮剎車熱衰減,追求剎車穩定線性的家用乘用車來講,碟剎是最好的選擇。對于大型貨車來說,鼓剎目前還是不可替代的選擇。