制动系统的构造
汽车的制动系包括行车制动系和驻车制动系,行车制动系就是脚踩的刹车,驻车制动系就是手刹。制动系的传动结构采用气压或液压,轻型车采用液压,重型车一般采用气压或液压+气压。为保证安全,我国自1998年开始,要求所有汽车必须采用双回路制动系,以便当一个回路失效时,还有另一个制动系统在工作。
作为驾驶者,大家都很熟悉刹车踏板,它的另一端,连接着刹车总泵,当您踩刹车踏板时,在总泵里的活塞作用下,油液经过刹车管流向车轮处的刹车分泵,每个车轮都有个刹车分泵,安装在刹车卡钳上,分泵里也有活塞,在活塞的推动下,刹车卡钳里的刹车片,与刹车盘之间产生很大的摩擦,从而达到制动的目的。
刹车片有两种造型。一种是弧形蹄片,安装在一个金属鼓内,叫鼓式刹车;还有一种是瓦片形的蹄片,夹在一个金属盘子上,叫盘式刹车。如果4个车轮安装的都是盘式刹车,就是汽车广告里所说的“四轮碟刹”。但是,经济型汽车的刹车,一般都是前轮是盘式,后轮是鼓式,这就是“前盘后鼓”。
盘式刹车构造简单,便于维修,散热效果好,刹车间隙自动调整,缺点是制动效能低。
鼓式刹车的制动效能高,缺点是维修复杂,散热性不好。
定钳式制动器效能很高
盘式刹车的正式名称叫盘式制动器,它分为钳盘式和全盘式两大类,全盘式制动器只出现在重型汽车上,钳盘式制动器在轿车中应用很普遍,它还细分为定钳式和浮钳式。定钳式的构造较为复杂,它的刹车钳固定在桥壳或转向节上,前后左右都不移动,里面至少有2个油缸,推动刹车片与刹车盘摩擦,达到制动的目的。由于定钳式制动器的结构复杂,造价高,所以在多数轿车上看不见它,它的制动效能大,只用在跑车等高性能汽车里。
定钳式制动器一般用于高性能车辆
而浮钳式制动器的制动钳与刹车盘之间并不是刚性连接,可以内外移动,它只有一个油缸,安装在内侧,用来推动内侧的刹车片,外侧的刹车片靠制动钳的移动与刹车盘摩擦。这种结构比较简单,造价低,制动效能完全可以满足日常驾驶所需,所以,绝大多数的轿车如果是盘式制动的话,都采用的是浮钳式制动器。
浮钳式制动器在轿车世界极为常见
画外音:君威GS亮点之三:原装进口四活塞高性能刹车卡钳。
君威GS顶配车型的前刹车,采用了超跑与高性能车上才能一见的布雷博(Brembo)产品,这是从意大利原装进口的四活塞刹车卡钳,采用“定钳”式设计,固定的刹车钳和刹车片结构使得活塞传递到刹车片上的压力非常均匀,令整个刹车系统的响应更加迅速。同时,其拥有更好的热衰退特性,刹车片的磨损也更加均匀,带来更良好的踏板感受,为操控性和安全性带来双重裨益。此外,它还全系配备了FNC通用专利前通风刹车盘,通过向制动盘表层同时渗入碳和氮的热处理工艺,整体提高制动盘的硬度、耐磨性和抗疲劳强度,并且减少制动粉尘,大幅降低制动盘表面的锈迹和因刹车盘锈蚀而造成的刹车抖动。同时,全新君威GS也是同级唯一使用通风式后刹车盘的车型,刹车盘尺寸达到同级最大的18吋。
我们把它叫做豪华设计
君威GS上的这个制动装置,与常见的轿车完全不同,别说紧凑型轿车了,就连中型轿车甚至是行政型轿车,制动钳也基本上都采用了浮钳,靠一个油缸工作,而君威GS这款车用的是定钳,有4个油缸,这边俩活塞,负责推里侧的刹车片向刹车盘上靠,那边俩活塞,推着外侧的刹车片往刹车板上靠。这种设计确实很高级,我们通常把它叫做“豪华设计”,因为它花钱花得多啊,很贵,但制动性能提高很多,制动响应也很出色。
汽车转向系有两大类
汽车的转向系统根据转向能源不同,分为机械转向和动力转向两大类。机械转向以驾驶者的体力为能源,所以又叫人力转向,在乘用车领域,它只出现在一些低端车型,且越来越少见。动力转向是在机械转向的基础上,增加了动力装置,以人力和发动机动力为转向能源,也就是俗称的转向带助力。
动力转向分为液压助力和电动助力两大类,其中,液压助力根据油液工作情况分为常压式和常流式,根据助力方式分为3种——机械液压助力、电子液压助力,以及在机械液压助力的基础上派生出的电子+液压助力转向。君威GS的转向机构就属于这一种。
液压助力之一:机械液压助力。
机械液压助力转向,建立在由齿轮齿条构成的转向机构基础上,增加了储液罐、助力泵、机械阀、液压缸等。液压泵通过一根皮带,由发动机带动。前几天有个新闻说,某款车出现了中途熄火、方向盘被锁死的故障,事实上,方向盘没有锁死,只是因为发动机停转,转向泵随之停转,方向盘助力消失所带来的误会。这种故障并不可怕,因为发动机虽然熄火了,可汽车还有惯性,仍能滑行一段距离,只要还挂着挡,发动机在车轮的反推下,仍在转动,也就是说,助力泵依旧在工作。
机械助力是由液压完成的,转向机上有个机械阀,它位于油缸中间位置,只要一打轮,机械阀会相应的打开或关闭,两侧的油缸产生压差,缸内的活塞会在液力的作用下被推动,进而产生辅助力度推动转向拉杆,让车轮转向。
机械助力转向的优点是可以提升舒适性和安全性,可靠性高,工作稳定;缺点是构造较复杂,占用空间大,制造成本较高,助力力度不可调节,无法兼顾低速和高速行驶时的不同需求。
液压助力之二:电子液压助力。
电子液压助力与机械液压助力的区别是,不再让发动机驱动液压泵,换成了电子泵(见下图),这样做的目的是降低能耗,当你没有打轮时,电子泵不工作,而机械液压助力的液压泵,只要发动机转,就始终在工作,有些浪费资源。
还有一种电子液压助力增加了电控单元,能够根据车速、横向加速度、转向角度等数据,实时改变电子泵的流量,从而改变转向助力力度的大小,也就是说,车速低时助力力度大一些,车速高时助力力度小一些。
液压助力之三:电子+液压助力转向。
电子液压助力的主要价值是节能,但对于2.0以上排量的发动机来说,采用机械液压泵所增加的负担并不明显,甚至可以忽略,安全与转向精准才是更为关键的问题,顺着这个思路,电子+液压转向助力诞生了。与机械式液压助力系统相比,这类系统增加了控制单元,在机械阀上增加了电磁阀(见下图),通过控制电磁阀的开度,改变油液的流量,从而实现助力力度的调节。
从上图可以看出,这种设计与电子液压助力系统不同,它有电控单元,但没有电子泵,关键部件是电磁阀,它的优点在于保持了机械液压助力的高负载能力和高可靠性,适合那些对转向系统的负载能力要求较高并且需要精准操控性的车型。
画外音:君威GS亮点之四:磁力辅助随速可变助力转向系统。
君威GS的转向系统,配备的就是上述设计,厂家将其称为磁力辅助随速可变助力转向系统,通过增加智能电磁控制将传统机械助力与电子助力有机结合,实现转向辅助力大小可调,机械助力操控的乐趣与电子助力操作的简便相得益彰。
电动助力转向
除了上述三种液压助力,还有一种纯电动的助力系统,它的执行机构与液压助力系统一样,仍然是齿轮齿条所组成的转向机构,但将复杂的液压机构变成了电动机,用电动机实现助力。从下图可以看出,这种设计取消了液压泵、储液罐、液压管路和转向柱阀体结构,由传感器、控制单元和助力电机构成,结构较为简单。
电动转向的优点与不足
电动转向的优点有这么几个,第一是能够随时控制助力的大小,第二是还可以增加反向的回正力,第三是可以实现自动泊车、车道偏离的纠正等功能,第四是节能,大约能节个3%左右。但电动助力的设定很复杂,早期的电动转向或者是低端的电动转向的回正都不太好,需要做特别细致的匹配工作,比如说我拿个电动转向的套件装在这个车上匹配好了,但换个车就不行了,要根据速率、感知度等一大堆因素再次匹配。
电动助力虽然有很多优点,但能够带动的助力电机的功率有限,对于转向负荷较大的大型车辆来说,电动助力有些力不从心。1989年,我们学校有个老师出国访问,到人家那一看,小排量的汽车全是电动转向,因为当时电动转向做得不是太好,小排量汽车无所谓,大排量车的做电动转向当时就做不出来。我记得10年前的北京汽车展览会上,博世就在推销大卡车用的电动转向,可到现在咱们还是很少应用。
比较少见的四轮转向
四轮转向,顾名思义就是前后车轮都能转向,这种设计甚至可以让汽车在低速运行时,前后轮逆向转向,获得较小的转弯半径,在狭窄地段极为实用;在高速行驶时,减少车身的横摆角速度和侧倾角,提高车辆的操控稳定性。当然,做到这一点的前提,是后轮偏转的方向和角度,受车速控制。
四轮转向按后轮转向器工作方式分为液压、机械+电控、液压+电控、机械+电控+液压等4种形式。
关于《星爷说车》
星爷—汽车使用爱好者、汽车媒体评论人。1988年开始驾车周游列省,至今兴趣盎然;2001年开始为媒体做汽车评测,阅车无数。
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