自我有记忆以来,所有汽车的广告在性能方面都采用同样的宣传方式:赞扬车台车有多少马力、多少扭矩、百公里加速多少、极速多少。很少有人提到这台车的刹车怎么样。
与之相反的是,无论是在赛车场上还是在驾校学车的时候,如何让汽车减速甚至停车,显然比加速更加重要。制动系统:这套能让你安全到家,关键时刻能救命的系统,却常常受到冷落。
现在的刹车系统,看起来已经非常科学、非常完善。但汽车刚刚出现的时候,与精密的发动机比起来,简陋的刹车系统就像个笑话。
一套简陋的杠杆,加上一个木头块儿,就是刹车系统的所有家当了。这边驾驶员只要拉一下杠杆的这一端,另一端的木块儿就会紧紧地贴在车轮上,以达到刹车的目的。不过也不错,对于那些最高速度只有10-20mph的汽车来说,这种方法的确很管用。
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但天有不测风云,有两位叫做米其林的兄弟,发明了一种叫做充气轮胎的鬼东西,把它包在了车轮的外边。车上的人是舒服了,但刹车系统就很不愉快。很显然,粗糙的木料没两天就会把柔软细嫩的橡胶轮胎磨到让人心力交瘁。于是,大家不得不开始动脑筋,想办法改进一下刹车系统。
我们当前主流的两种制动方式:鼓式和盘式,其实在上世纪末就已经被发明了,甚至盘式制动器还要更早一些。
1898年,当时美国克利夫兰的一位热血的机械大师率先设计了一款带有盘式制动器的汽车。盘式的刹车系统跟我们现在的设计非常接近,由一个卡钳和连接在车轮上的一个刹车盘组成。但这个设计有一个要命的缺陷——没有真正意义上的刹车片,它完全是靠卡钳内壁的金属和刹车盘的直接碰撞摩擦来实现减速。说到这里,我想各位应该能猜到发生什么事情了,啸叫尖锐到令人发指。虽然在六七年之后,有人为卡钳装上了石棉材质的刹车片解决了这个问题,但盘式制动器一直都没被大家看好。
反倒是比盘式晚一年发明的鼓式制动器得到了大家的青睐。刚开始,鼓式制动器的原理跟我们现在还有一些差别,他们是直接将钢缆缠绕在后轴的鼓上面,通过拉紧钢缆的方式来刹车。后来又演变成和在后桥刹车鼓上面缠一圈铁皮带子,驾驶员只需要踩下制动踏板,这一圈铁皮带子就会自动收缩抱紧刹车鼓。这种看似简单的刹车系统与当时的其它方式比起来,却是最有效的。所以在之后的几年内,大部分汽车生产商都采用了这种刹车方法。但毕竟这套系统是裸露在外的,生锈和泥水的腐蚀使其损耗得特别快,需要频繁地更换。
直到1902年,我们现在所用的鼓式制动器才真正出山。它的原理也很简单,通过杠杆原理将鼓内部的制动蹄扩张,使其附着的内表面而产生摩擦力。
制动器的问题是解决了,可是初期的刹车都是用手来操作,导致每次刹车都得使出吃奶的力气来使劲拉刹车杆(有点类似现在的手刹)。但终究胳膊是拧不过大腿的,有人终于想到了在地板上装一个刹车踏板,用脚踹的方式来让汽车停下。
在我们今天看来,好像盘式制动器要比鼓式更高级,但实际上论制动力,鼓式刹车要比盘式有优势得多。关键是结构简单稳定,造价低廉,广受汽车厂商的好评。只不过由于它散热性不好,不适合长距离和频繁的制动,所以赛车上率先使用了散热更好的盘式制动,这也促进了盘式刹车系统技术的飞速发展。
随着盘式刹车的不断改进,以及造价的降低,一些豪华品牌的高级轿车率先使用了盘式制动,这才开创了盘式制动器的民用化先河。
现在,盘式制动和鼓式制动几乎有了明确的分界,大型客车、货车,因为需要强大的制动力,仍然采用鼓式制动器,只是为了避免刹车系统过热而性能下降,配备了刹车淋水系统。而盘式制动器则广泛应用于赛车和私家车身上。
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