煞車工作原理

阿政

煞車的工作原理主要是來自摩擦，利用來令片與剎車碟（鼓）及輪胎與地面的摩擦，將車輛行進的動能轉換成摩擦後的熱能，將車子停下來。一套良好有效率的剎車系統必須能提供穩定、足夠、可控制的剎車力，並且具有良好的液壓傳遞及散熱能力，以確保駕駛人從剎車踏板所施的力能充分有效的傳到總泵及各分泵，及避免高熱所導致的液壓失效及剎車衰退。車子上的剎車系統分為碟式和鼓式兩大類，但是除了成本上的優勢外，鼓式剎車的效率遠比不上碟式剎車，因此本文所討論的剎車系統將僅以碟式剎車為主。 開始還是註定悲情和你的新車保養的良否有著極大的關係。

摩擦
『摩擦』是指兩相對運動物體接觸面間的運動阻力。摩擦力（F）的大小是與摩擦係數（(）及摩擦受力面所受垂直方向的正壓力（N）的乘積成正比，以物理學公式表示成：F=(N。對剎車系統來說：(是指來令片與剎車碟的摩擦係數，N是剎車卡鉗活塞對來令片所施的力（Pedal Force）。摩擦係數越大所產生的摩擦力就越大，但是來令片與碟盤間的摩擦係數會因為摩擦後所產生的高熱而有所變化，也就是說摩擦係數（(）是隨溫度的的變化而變化，每一種來令片因為材質的不同而有不同的摩擦係數變化曲線，因此不同的來令片會有不同的最佳工作溫度，及適用的工作溫度範圍，這是大家選購來令片時所必須知道的。

剎車力的傳遞
剎車卡鉗活塞對來令片所施的力就稱為：剎車踏板力（Pedal Force）。駕駛人踩在剎車踏板的力經由踏板機構的槓桿放大效果後，經由真空動力輔助器（power boost）利用真空壓力差的原理再將力量放大，用來推動剎車總泵。剎車總泵所發出的液壓力利用的液體不可壓縮的動力傳遞效果，經由剎車油管傳遞到各分泵，並運用『帕斯卡原理』將壓力放大，推動分泵的活塞對來令片施力。『帕斯卡原理』（Pascal's Law）是指在一密閉的容器內任何位置的一體壓力均相同。
壓力是由施力除以受力面積所得，壓力相等的情況下，我們正可以利用改變施、受力面積的大小比例來達成動力放大的效果（P1=F1/A1=F2/A2=P2）。用在剎車系統上，總泵與分泵壓力的比值就是總泵活塞面積和分泵活塞面積的比。

最物超所值的配備：ABS
ABS：Anti-lock Brake System，顧名思義就是『防鎖死剎車系統』。大家都知道最大的制動效果是發生在輪胎鎖死前的瞬間，如果能夠讓剎車制動力一直保持在與輪胎摩擦力平衡的狀態，那麼將獲得最大的制動效果。當剎車的制動力大過輪胎的摩擦力就會造成輪胎鎖死，一旦發生輪胎鎖死那麼輪胎與地面間的摩擦就由『靜摩擦』變成『動摩擦』，不但摩擦力大幅降低更會失去轉向循跡能力。由於輪胎的鎖死是剎車制動力和輪胎與地面的摩擦力比較的結果，也就是說車子行進間輪胎鎖死與否的極限是會隨輪胎本身的特性、路面的狀況、定位角度、胎壓、懸吊系統的特性而『隨時不同』。 ABS是利用裝在四個輪子的車速感應器，去判斷輪胎的鎖死與否，排除了人體感官的不確定因素，準確的控制適時的釋放剎車分泵的液壓，達到防止剎車所死的目的。目前的ABS大多採用每秒鐘可連續踩放12~60次的設計（12~60Hz），相對於頂尖職業賽車手的3~6次已是超高水準的表現，踩放的頻率越高越能將剎車制動力維持在越接近極限的邊緣。ABS所能達到的準確及可靠度已經超乎人的極限，因此我們說：ABS是買車時最物超所值的配備。尤其是Air-Bag相對於的危險性更是如此。

ABS的質疑
近來有很多報告指出：配備ABS的車子發生車禍的機率大於沒有配備ABS的，也因此造成許多人對ABS功效的質疑。這是一般車主對剎車系統及ABS的認知不夠所造成的，很多人都誤認為裝了ABS後可提高剎車制動力或輪胎與地面摩擦力的極限，事實上ABS雖然能將剎車制動力盡量維持在最大極限，但是卻無法提高極限。在此重申：輪胎與地面摩擦力的極限是由輪胎本身的特性、路面的狀況、定位角度、胎壓、懸吊系統的特性所決定，但不包括ABS。ABS能將剎車系統的能力充分、有效的發揮，但對提高制動力或摩擦力卻無濟於事。此外緊急情況利用ABS來進行高速閃躲時，請記得先在直線做主減速動作再轉方向盤，轉動方向盤時不要將剎車踏板鬆掉，也不要因為踏板傳來的ABS反饋動作而驚慌失措。 也有很多人認為ABS必須大腳踩剎車才有作用，這又是個對ABS的錯誤認知。防鎖死剎車系統當然是在車輪鎖死時才有作用，你如果開車經過結冰的路上，只要你輕點剎車ABS可能就動個不停；又如果你換了一組抓地力超強的大尺寸熱溶胎，開在平坦乾燥的路面，如果你的剎車系統沒有強化過，就算你用盡全力踏在剎車踏板上，說不定ABS依然沒有動靜，因為你的剎車制動力並不足以將輪胎鎖死。如果車商在將配備ABS的車賣給消費者的同時，能針對上述兩點做充分有效的告知，那麼ABS才能真正成為一項『主動安全』配備，否則讓消費者在踩剎車時有恃無恐那肇事機率可能就不降反增。

剎車的改裝
改裝前的檢視:對於一般道路用車或是賽車來說一套有效率的剎車系統都是必須的。在剎車改裝之前必須先對原有剎車系統做一全面性的確認。檢查剎車總泵、分泵和剎車油管是否有滲油的痕跡，如果有任何可疑的痕跡處必須追根究底，必要時將有問題的分泵、總泵或剎車管或剎車管換掉。 影響剎車穩定度最大的因素莫過於剎車碟盤或剎車鼓的表面的平整與否，異音或是不平衡的剎車往往都是由此而來。對碟式剎車系統來說，表面不能出現磨損凹槽線溝，而且左右碟盤的厚度必須相同，如此才能獲得相同的剎車力分配，此外必須確保碟盤避免受到側向的撞擊。碟盤和剎車鼓的平衡也會嚴重的影響車輪的平衡，所以如果你要求絕佳的車輪平衡，有時候必須把進行輪胎的動態平衡。

剎車油
剎車系統的改裝最基本的就是換上高性能的剎車油。當剎車油因為高溫而劣化或是吸收了空氣中的濕氣，都會造成剎車油的沸點降低。沸騰的剎車油會使剎車踏板踩空，這種情況在劇烈頻繁連續的使用剎車時會突然的發生。剎車油的沸騰是所面臨剎車系統最大的問題。剎車由必須定期的更換，開封後保存時要將瓶口確實的密封，以避免空氣中的濕氣接觸到剎車油。有些車種會限制所使用剎車油的品牌，因為有些剎車油會侵蝕橡皮製品，必須參考使用手冊上的警語，避免誤用，尤其在使用含有矽膠成份的剎車油更要特別注意。更重要的是不要將不同的剎車油混合使用。

來令片
高性能的剎車來令片是提高剎車制動力最直接、有效、簡單的方法。目前高性能的來令片大多採用碳纖維和金屬材質為主要原料，並強調不含石棉的環保配方。由於來令片的Know-How就在於材質的配方因此消費者並不能從產品標示中得知實際的材質，因此來令片的選擇除了以廠商所提供的摩擦係數-溫度曲線及適用工作溫度做為依據外（如果有的話），僅能從專業媒體的測試報告或使用心得做為參考。就有車主誤用了純競技的來令片，花了高價卻得到比原廠來令片還差的制動效果，究其原因只是它溫馴的開車方式讓來令片始終無法達到最基本的工作溫度，效果當然差了。換來令片最常遇到困擾就是伴隨而來的噪音，如果碟盤是平的那就無解，要嘛接受要嘛就再換人做做看。

剎車油管
一般剎車系統的都會有一段材質是用軟質的橡膠管，用來配合懸吊的活動，但是橡膠本身是有彈性的，承受剎車系統的液壓力會產生變形，造成管徑的變化，降低了剎車油液壓的傳遞效果，使剎車分泵無法產生穩定的剎車力。這樣的情況會隨著使用年限及劇烈的操作剎車系統而加劇變形的程度。原本用在飛機液壓系統，可承受高壓、高溫的金屬油管，正可以改善這種情況。內為鐵弗龍材質，外層包覆金屬蛇管，不易產生變形的特性，提供了優良的液壓傳遞效果，使由剎車總泵傳來的液壓力能完全用來推動分的活塞，提供穩定的剎車力道。此外金屬材質也有不易破損的特性，可大幅減少油管破損造成剎車失靈的機率。剎車油管對賽車（尤其是RALLY賽車）是一種必要的改裝，對一般道路用車來說則是提供了另一種的安全保障。

增加剎車踏板力
假如你用力將剎車踩死但卻無法使輪胎鎖死，那麼表示踏板所產生的剎車力不足，這是非常危險的。一部車如果剎車力太低，雖然在急踩時仍會產生鎖死，但卻也失去了循跡控制能力。剎車的極限是出現在剎車鎖死之前的瞬間，而駕駛人必須能夠把剎車踏板維持控制在這個力道。要增加剎車踏板力可先由加大剎車動力輔助器著手，換個尺寸較大的Air-Tank，但是加大幅度有限，因為過度加大的真空輔助力會讓剎車失去漸進性，剎車一踩就是到底，如此一來駕駛人就無法有效、穩定的控制剎車。最理想的是改裝總泵和分泵，利用進一步利用帕斯卡原理提高剎車踏板力。改裝分泵和夾具時可同時配合加大碟盤的尺寸，制動力是來令片所產生的摩擦力對輪軸所施的力矩，因此碟盤的直徑越大產生的制動力也越大。

剎車的冷卻
溫度過高是來令片衰退的主要原因，所以剎車的冷卻就變得格外重要。對碟式剎車來說冷卻空氣應該直接吹向夾具。因為剎車的衰退主要原因是由於夾具內的剎車油沸騰，如能經由適當的管道或是經由有特殊設計的輪圈在行駛時將冷卻空氣導入夾具。此外如果輪圈本身的散熱效果良好也能分擔部份來自碟盤和夾具的熱度。而劃線、鑽孔或是有通風設計的通風碟盤都可以維持穩定的剎車效果並避免來令片和碟盤間高溫鐵屑所產生的滑動效果，有效的確保剎車力。

rockyman7

好詳細