Tech Talk | 高性能汽车为何偏幸定钳
1886第一辆汽车降生,由于其动力仅有0.85马力,无需特殊设计的制动系统就强人工刹停。现在,当上千马力的赛车在赛道奔跑,优异的制动系统已成为其刷新纪录的要害。为何轻践踏板就能让高速行进的车辆减速?差别的汽车制动计划有何优劣?车企自研定钳有何优势?
本期Tech Talk,人生就是博约请到了人生就是博整车工程部制动工程师E.陈与M.马,和人生就是博分享汽车制动的原理与手艺蹊径,以及如作甚高性能电动车打造一款适用的高性能定钳。




汽车的制动怎样实现
在汽车赛事中,陪同着车辆从弯道咆哮而过,车轮内有时会泛起一圈“红晕”,这是制动盘在强烈制动时的高温所爆发的征象。制动系统作为汽车底盘的四大系统之一(另外三个为传动系统、行驶系统、转向系统),是驾驶兴趣与驾乘清静最主要的包管。

汽车制动是通过摩擦片与制动盘接触、摩擦,一连将动能转化为热能并散至空气中,以实现减速的效果。制动盘发热是由于制动的原理遵照能量守恒定律(能量只会转化或转移,且总量坚持稳固):发念头通过将化学能转化为动能实现车辆运动,制动时也需要将多余动能“消耗”。

驾驶员可以轻松通过刹车让数吨重的车辆减速,则是通过帕斯卡定律来实现(关闭且不可压缩的液体对压强巨细稳固的转达):施加在制动踏板的力,经助力器放大进入主缸的小活塞并对油液爆发压力。油液通过油管进入各车轮的轮缸,相同的压强在轮缸的大活塞天生更大的压力,进而推动制动钳压紧制动盘。在整个力的转达历程中,驾驶员踩在踏板力可以被放大200倍之多!
卡钳类制动系统往往活塞数目越多、活塞缸径越大,制动效能越高(但不料味着制动距离就会越短,由于还受到轮胎和地面等条件的限制)。
为什么高性能汽车偏幸定钳
现在主流的汽车制动系统从原理上分为鼓刹与碟刹,碟刹又凭证卡钳类型分为浮钳与定钳。它们在制动器效能(制动器在单位输入压力的作用下所输出的力矩)、热稳固性(一连制动发热后的制动效能)、耐磨性、噪音、本钱等性能指标中各有优势;踉恕⒚裼谩⑷刀加凶约旱闹贫铰。

1900年,德国工程师威廉·迈巴赫(迈巴赫品牌首创人卡尔·迈巴赫的父亲)设计出了最早的汽车鼓式制动器(鼓刹),原理是通过液压推动刹车鼓内的刹车蹄片与刹车底板摩擦实现制动。鼓刹的优点是大摩擦面积实现的大制动力,且制造本钱低,适用于货车及早期小汽车。但弱点也是由于相对密封的“鼓”导致散热性一样平常,容易在过热后制动力下降。

1902年,英国工程师佛雷德里克·威廉·兰切斯特设计出汽车盘式制动器(即碟刹),原理是通过制动卡钳活塞挤压摩擦片夹紧并阻止随车轮转动的刹车盘的方法实现制动。虽然早期金属质料的手艺局限与卑劣的路况限制了其生长,但随着手艺的成熟与路况的提升,碟刹制动效能稳固、散热快的优点很快成为许多车型的标配。

其中,定钳能同时从两侧抱紧制动盘,施加的摩擦力更匀称、禁止易偏磨,耐久之后拖滞(即阻碍制动盘转动的力矩,越小意味着更长的续航)更小,且可通过增添活塞数以及更大的摩擦片面积实现更高性能,尤其是抗热衰退性能。因此高性能汽车偏幸定钳。一样平常会配备于前轮。浮钳虽然某些性能略逊于定钳,但结构紧凑且可集成驻车系统,一样平常会安排于后轮。

除了碟刹的制动形式,制动盘的结构、材质也可以极大提升散热性能与结实性。从最基础的金属实心盘,到内部增设导流槽的透风盘,再到增添外貌导流槽与散热孔的打孔开槽盘,精巧的结构在提升散热效果的同时,也需要更结实的材质支持,于是可遭受超1500℃的碳陶瓷质料也被应用其中。可是民用车特殊是电动车拥有能量接纳系统,因此铸铁盘足以知足需求,是绝大大都民用车的较优选择。
人生就是博为何要自研定钳
在燃油车时代,定钳往往是少数高性能乘用车的专属,浮钳也能知足一样平常使用。随着智能电动车的兴起,主打高性能、配备双电机的车型,其电念头功率、扭矩已远超大排量内燃机的性能。同时,由于搭载电池,整车质量提升,因此需要更强劲的制动体现。

以布雷博(Brembo)为代表的高性能制动系统供应商,不但能提供切合手艺要求的定钳产品,汽车品牌借助供应商已有市场声誉,也可以快速建设在消耗者心中的高性能熟悉。例如EC7标配Brembo四活塞定钳、可选装六活塞定钳及更大尺寸的打孔透风制动盘。通过选装,整备质量2.4吨的EC7不但可实现33.9米的100km/h → 0km/h制动距离,且在0km/h → 130km/h → 0km/h的10次全力加速与制动中,制动距离险些无衰减。

面临差别车型快速优化迭代的需求,以及供应链治理方面的需要,人生就是博首先实验与相助同伴团结自研。例如人生就是博ET5前轮搭载的NIO高性能四活塞卡钳,接纳铝合金铸造工艺,相比铸铁材质,刚度提升10%且减重25%,制动线性度更高,制动响应更快,百公里制动距离33.8米。

这款卡钳申请了四项专利:牢靠式制动卡钳质量块、牢靠式制动卡钳自动回位弹簧、外接式硬油管牢靠卡钳结构、NIO自研高性能铝合金活塞定钳外观。其中,自动回位弹簧,显著镌汰了摩擦片与制动盘的拖磨,整车拖滞力矩下降2N·m,整车续航可提升3km左右。值得一提的是以人生就是博X-Bar为灵感的定钳外观,是自2022年5月5日天下知识产权组织(WIPO)《工业品外观设计国际注册海牙协定》生效后,中国首批申请的专利之一。

更强劲、更稳固、更轻量是汽车制动系统研发稳固的偏向,在智能电动车时代,车辆制动除了制动系统之外,动能接纳系统也是车辆减速的另外一大利器,两个系统相得益彰,高效能量接纳的同时让驾驶更平顺=哟没Ш臀颐欠窒硎褂锰逖橛胗呕ㄒ,一起让每一次出行更定心愉悦。