- -保时捷碳陶刹车盘。来自https://www.total911.com/technology-explained-porsche-carbon-ceramic-brakes/

制动系统的演化(上)

3w ago

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在汽车工业的历史上,制动系统始终扮演着一个非常重要的角色,毕竟能安全的停下来是我们追求速度的前提。今天咱们就来聊聊制动系统是如何一步一步走到今天这个样子的。

-来自https://en.wikipedia.org/wiki/Bicycle_brake#Spoon_brakes

早期的车辆使用的是类似于四轮马车那样的勺式制动系统,驾驶员扳动一根木杆,通过让一个木块摩擦车轮的方式让车制动。这种方式在车的时速普遍都在二三十公里,而且路上就没几辆车的时候还算够用。而在1888年邓禄普发明出充气轮胎以后,这种对轮胎有明显磨损的制动方式就有待改进了。

1900年,威廉·迈巴赫(Wilhelm Maybach)第一次把鼓刹用在了自家的车上。不过路易斯·雷诺(Louis Renault)在1902年注册了鼓刹的专利,他选用编织石棉作为刹车片。石棉在之后相当长的一段时间里都作为刹车片原料得到广泛的使用,直到20世纪80年代时出于对健康和安全方面的考虑,石棉才正式退出了历史舞台。当时的鼓刹还是纯机械连接的,液压系统直到20世纪20年代才在鼓刹系统中得到应用。

-兰彻斯特的碟刹设计,那个时候的卡钳还只有那么点儿。来自http://carz007.blogspot.com/2013/07/automotive-history-origins-of-modern-car.html

1902年,英国工程师弗雷德里克·威廉·兰彻斯特(Frederick William Lanchester)注册了碟式刹车的专利,并把它用在了自家品牌的车上,可是当时可选的材料太少了,他不得不用铜来制作刹车片。在当时严苛的路面条件下,铜会很快的磨损,而且刹车时的发出的噪音也让人难以忍受,所以这种方法很不实用。5年后,发明家Herbert Frood用浸透了天然树脂的石棉制作出的刹车片解决了噪音问题。不过即使如此,那个年代风光的依然是鼓刹。

最开始,鼓刹分为外抱式(external-contracting)和内扩式(internal-expanding)两种,根据蓝塞姆·伊莱·奥兹(Ransom Eli Olds)的实验,外抱式的鼓刹制动效果要好于内扩式。

-外抱式鼓刹设计。来自http://navyaviation.tpub.com/14329/Figure-2-21-External-Contracting-Transmission-Parking-Brake-57.html

不过外抱式的鼓刹有两个明显缺点。首先是它的刹车片很容易从刹车鼓上脱落,造成制动失效;其次,它的刹车片是暴露在外的,在风雨和尘土的作用下会很快的磨损。所以之后外抱式的鼓刹就逐渐消失了,谁也不想每个几百公里就换一次刹车片对吧。那个时候内扩式的鼓刹寿命可以超过1000英里。

-内扩式鼓刹。来自https://www.knott.de/en/knott-drum-brakes/

之后,车速和路上车流量的增加再一次对制动系统提出了考验。1910年,意大利豪华品牌Isotta Fraschini推出了Tipo KM,它是世界上第一款四轮都配备了制动系统的车,驾驶员需要分别控制前刹和后刹。

-Isotta Fraschini Tipo KM。来自https://en.wikipedia.org/wiki/Isotta_Fraschini_Tipo_KM

1919年,法国产的Hispano-Suiza H6B首次配备了只用一个刹车踏板就能控制的前后鼓刹。这款车也是世界上第一款使用了制动助力系统的车,在车辆减速时,变速箱会驱动一根轴来给制动助力,是一套纯机械系统。

-Hispano-Suiza H6B。来自https://en.wikipedia.org/wiki/Hispano-Suiza_H6

四轮刹车并没有很快普及。在1924年纽约车展的时候还只有Duesenberg和Rickenbacker两个厂商有四轮刹车的产品,之后别克、凯迪拉克和克莱斯勒等品牌也开始使用四轮刹车,四轮刹车开始变得越来越常见。

-Duesenberg Model A。来自https://en.wikipedia.org/wiki/Duesenberg

制动助力系统的发展也没有停滞。在Hispano-Suiza H6B的机械助力之后,Duesenberg在1921年推出了Model A。Model A是世界上第一款使用了液压助力制动系统的车(这款车的发动机Duesenberg Straight-8在当时也很先进,是美国第一款量产的直列8缸发动机,采用顶置凸轮轴设计,每缸四个气门)。

在1928年,真空助力器首次出现在了Pierce-Arrow的车上。在1930年以后,林肯、凯迪拉克、奔驰的很多车都用上了真空助力系统。在这个时期,碟刹依然没有出现在量产车上,直到1948年,碟刹才首次在量产车上得到应用,之后的故事咱们就下篇再聊吧。

-现代真空助力器。来自https://carfromjapan.com/article/car-maintenance/how-to-tell-if-brake-booster-or-master-cylinder-is-bad/

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Comments (1)
  • Ich kann das nicht lesen, es ist in einer Sprache geschrieben, die ich nicht verstehe. (I cannot read this, it is written in a language, which I don't understand.)

    15 days ago

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