流體力學應用/B-12：汽車制動系統的作用

介紹: 在本節中，我們將研究汽車制動系統的作用。汽車制動器用於透過將動能轉化為熱能來降低汽車的速度。實際上，制動器透過摩擦力向輪胎傳遞力，而輪胎反過來以摩擦力的形式將該力傳遞到道路上。液壓系統是最常用的系統，通常有六個主要階段：制動踏板、制動助力器（真空助力器）、主缸、分配閥，以及最終的輪轂制動器本身。現代汽車在所有四個輪子上都裝有制動器，由液壓系統操作。制動器可以是盤式制動器或鼓式制動器。由於制動時汽車的重量會轉移到前方，因此前輪在停車中起著非常重要的作用，比後輪更重要。盤式制動器的制動效能遠高於鼓式制動器。盤式制動器用於高效能汽車或豪華汽車，而鼓式制動器用於老舊汽車或非豪華汽車。

制動系統歷史瞭解過去制動中存在的問題以及為了克服這些問題而取得的進步非常重要。最早的制動系統型別是羅馬帝國之前使用的簡陋系統。它包括一個制動杆，該制動杆將一塊簡單的木塊壓在車輪上，以透過摩擦力減速。2000年過去了，這項技術沒有取得任何進步！在西部拓荒時期，槓桿和塊狀方法仍然普遍存在於驛馬車上。早期的機車也使用車輪上的塊狀物。這種系統至今仍在使用，但與盤式制動器和其他系統相結合。

20世紀-20世紀給制動系統帶來了許多變化。液壓系統在1920-1940年代是一個重大改進。在1960年代，幾乎所有汽車和卡車上都配備了鼓式制動器。然而，與鼓式制動器非常類似，盤式制動器的設計也受其有限的熱質量的限制。每次踩剎車時，質量的溫度都會升高。現代賽車可以證明這一點，它們的制動器在比賽中會變得紅熱。當制動器變熱時，應力會增加，效能會下降。

緩速器-氣冷摩擦制動器無法長時間吸收能量，這為“緩速器”產品創造了一個市場。有幾種型別的緩速器可以提供減速力，尤其是在下坡制動中，以提高安全性。由於這些非摩擦裝置的能量吸收能力，安全性得到了提高。

以下是幾種基本型別的緩速器

發動機制動器: 這主要用於大型拖車。它們透過在壓縮衝程結束時透過液壓開啟排氣閥將柴油發動機轉換為空氣壓縮機來吸收能量。這會產生“砰砰聲”，因此在一些地區被禁止。

排氣制動器-它們最常用於配備標準變速箱的柴油發動機。在自動變速箱上，它們的效果較差，在汽油發動機上不切實際。它們位於排氣歧管之後，透過關閉蝶閥或截止閥在發動機排氣管上產生背壓。這些產品在低速情況下效果不佳，但在長時間下坡制動中提供了合理的效能。

流體動力緩速器-它們是另一種傳動系統制動器。這些產品透過剪下流體（通常是油液）來產生減速力，剪下產生的動能被轉換成熱量，間接傳遞到發動機冷卻系統。這種型別產品的缺點是，當它沒有使用時，寄生損失很大。這些產品在公交車和重型卡車等市場上很有名。

制動器元件-清單包括-

(1)制動片-盤式制動器中使用的鋼製襯板；摩擦材料與朝向轉子的表面結合，通常由陶瓷金屬或其他耐磨複合材料製成。

(2)制動蹄-兩塊焊接在一起的鋼板，用於承載制動襯裡。

(3)制動鼓-鼓式制動器中使用的旋轉鼓形元件。

(4)制動襯裡-耐熱柔軟但堅韌的材料，具有高摩擦特性，位於制動蹄內部。

(5)轉子-連線到車輪和/或車軸的鑄鐵製動盤；有時由增強型碳碳、陶瓷基體或其他複合材料製成。

(6)活塞-被氣缸包含的移動部件。

(7)卡鉗-安裝制動片和活塞的裝置

●浮動卡鉗: 相對於轉子移動；在拉動卡鉗體以對圓盤的另一側施加壓力之前，使用圓盤一側的活塞將內側制動片推入制動表面；也稱為“滑動卡鉗”。

●固定卡鉗: 相對於轉子不移動，對缺陷敏感；使用一對或多對相對活塞從轉子的兩側夾緊。

(8)主缸-將來自腳部的非液壓壓力轉換為液壓壓力並控制液壓系統另一端“從缸”的裝置。

(9)真空助力器/制動助力器-用於增強主缸並透過使用發動機進氣中的真空來增加駕駛員腳部的壓力的元件；僅在車輛發動機運轉時有效。 制動器型別

參考資料：(1)www.how a car works.com/basics/how-the-braking-system-works

(2)www.dbrake.com/braking-history.php

(3)www.edwardslawok.com/types-of-auto-brakes.html