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浅谈那些年我们忽略的刹车系统升级!
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浅谈那些年我们忽略的刹车系统升级!

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MIRACLE迷奇

 
 
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2018-07-12
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开始正式话题前,先给各位小伙伴分享一组行业数据,当然这也是为什么我们选取“刹车系统升级”作为这一次的主题来探讨。

以下是关于国内西部地区汽车后市场各类别升级产品销售占比,数据主要通过对西部地区门店商户进行调查访问,并不能完全代表全国市场,谨以此作为参考。
数据来源:MIRACLE迷奇对西部地区100家门店调研
通过数据可以看到,其中的44%的市场属于汽车外观&装饰类产品,在这里就不做过多的讨论。排除之后,剩余约56%的品类可以总体归类为汽车性能升级板块产品,其中我们把进气、排气及ECU&外挂电脑合计看作为动力提升类产品,约占汽车性能升级板块整体市场的38%;避震与运动弹簧所属悬挂系统,可归属于操控性能提升类产品;而轮毂从产品功能上讲跨界外观与性能两大类别,但基于同样马力状态下,更轻量化的轮毂可以提升车辆精准的操控性,我们暂且将它也归属为操控性能类产品,加上悬挂系统总计占市场约46%;显而易见剩下属于制动系统的刹车类产品仅占汽车性能升级整体市场的16%。

数据背后反映出了动力与速度的升级带给广大车主伙伴直观体验与驾控激情的同时,我们往往忽略了一个重要的部分——汽车刹车系统的升级(又称制动系统升级)!

一辆车制动性能的好坏直接关系驾驶的安全,关乎我们的生命。车辆动力提升的同时也需要配合相应制动性能的升级,不然就会出现车辆惯性变大导致“刹不住”的现象,严重存在安全隐患。所以各位爱车伙伴们,汽车制动升级不容小觑啊!

有部分车主升级制动系统的目的是让车看起来更有范儿,诸如用上多活塞分泵、浮动式加大刹车盘、高温刹车片......该有的一应俱全,爱车绝对堪称满满的战斗气息、霸气十足。
图片来自百度搜索
那刹车盘真的越大越好么?加大刹车卡钳或更换多活塞卡钳就OK么?选择贵的品牌就是王道么?……殊不知很多时候我们不经意间就陷入了这些信息误区。

我们要明确刹车系统性能升级的核心目的是让车变得更易掌控、缩短制动距离从而提高车辆的行驶安全性!所以对待制动升级应持有一种理性的态度。

那么刹车性能升级到底从何入手呢?

一. 原理解读 Principle understanding
先来了解整个刹车系统的结构,如下图所示:
我们以当下市场主流的碟刹系统为例探讨
刹车系统主要由刹车踏板、刹车总泵、刹车卡钳(刹车分泵)、刹车片、刹车盘、刹车软管、传输制动液7部分组成。

当驾驶者踩下刹车踏板后,踏板的杠杆会推动刹车总泵中的制动液并产生液压,液压通过刹车软管传递给到刹车卡钳,推动卡钳中的活塞向外运动,进一步推动刹车片向刹车盘贴近,刹车片与刹车盘之间产生的摩擦力最终让车轮停止。
制动过程

根据滑动摩擦力的计算公式f=u*N,f摩擦力的大小与正压力N与摩擦系数u的大小成正比。只要找到提升正压力N与摩擦系统u的方法,那就自然能解决制动性能提升问题。摩擦系数直接与刹车片与刹车盘相关,那正压力呢?我们再来分析下制动过程的受力,如下图示:
制动过程中,不同环节产生不同属性的力

产生力的环节:

1. ?驾驶者踩刹车踏板的力;
?2. 刹车总泵内制动液产生液压力;
?3. 液压力推动卡钳内活塞的运动;
?4. 活塞推动对刹车片的力;
?5. 刹车片与刹车盘接触产生的摩擦力。

排除驾驶者的作用力,其中卡钳活塞是直接作用于刹车片的正压力,那活塞受到的推力就至关重要,这里就涉及制动系统中运用的著名原理——帕斯卡原理。
帕斯卡原理图

帕斯卡原理指出,对于不可压缩静止流体中任一点受外力产生压力增值后,此压力增值瞬时间传至静止流体各点。如上图所示,当受外力F1下压后,容器内各个点产生的压强Pa都是相同的。

根据压强公式Pa=F/S可知F=Pa*S,即压力F的大小与压强Pa、受力面积S成正比,那也就是说在Pa不变的情况下,S的面积决定了压力F的大小。以此推导出与液压关联的卡钳活塞部分的面积增大才能提升其推力的增大。

此外刹车卡钳中心与刹车盘中心之间还会产生杠杆力。
A点与B点之间的力臂越长,摩擦力产生的力矩越大,更加提升对轮毂螺丝的作用力(绿点)。

更换加大刹车盘后刹车力的力臂变得更长,可以起到放大制动力的效果,获得更大的制动力矩,提升制动效能,缩短刹车距离。好比货车或者公交车的方向盘相比家用轿车一般比较大的原因亦是如此。

最后汽车的制动过程也是一个动能转化成热能的过程,因为摩擦会产生大量的热量,而热量过高且超过相关零部件的极限承受范围就会出现热衰减现象,后果是带来摩擦系数的降低,制动效果的减弱。所以这也是升级制动系统时需要考虑的要点环节。
受热不单只发生在刹车片摩擦,还存在于热传导

受热部分分析:

1. ?刹车片与刹车盘摩擦产生热量;
2. ?刹车片将热量传递给卡钳;
?3. 卡钳将热量传递给制动液(包括刹车软管)。

所以针对动力大幅提升之后制动过程会产生更多热能的状况下,刹车片、刹车盘、刹车卡钳、制动液、刹车软管需要考虑耐热性因素,选择耐热损耗的产品予以装配。

综上所述,对于制动系统升级中每个部件在选择时所考虑的功能提升方向大致归纳如下:

二. 产品选择建议 Advice on Products Selection 

1. 最简单最快速的强化项目首选刹车片
刹车片结构
刹车片是直接产生摩擦力的部分,相比较刹车盘、卡钳的更换,选择一副好的刹车片相对来说更加经济性。而当下市场上的刹车片品牌产品繁多,很多初始接触性能升级的小伙伴并不能很好的去认识,这里就以市场上主要在售的刹车片品牌做一些定位梳理,以供选择参考。
以上定位根据网络信息及线下资料收集汇集整理,并结合实际案例经验分析而来,部分市场在售品牌未被提及。如有不足,欢迎留言指出。

从图中我们可以看到针对刹车升级的产品品牌主要在街用高性能与街用兼偶尔下赛道这个范围内进行选择,如果是涉及重度升级则可以选择赛用型产品。

针对不同适用场景,我们梳理了对应的品牌产品型号供大家参考选择:
列举部分品牌产品
当然在选择刹车片时,并不是一味的追求摩擦系数高或者耐超高温的刹车片(譬如动不动选择赛用型刹车片),因为更高摩擦系数会给刹车时带来突兀感,或者所谓踩刹车有“撞墙”的感觉,驾驶体验大打折扣;而耐超高温的刹车片可能会带来低温段制动力不足的现象,毕竟日常开车很少有动不动就500℃以上的情况。

此外我们要清楚,选择不同级别不同功能的刹车片有时候可覆盖多个适用场景:
选择更优质的产品,满足多功能需求

2. 好马配好鞍,好片配好盘
刹车盘方面我们主要从尺寸、散热性能、摩擦系数三个方面来综合考虑。从性能升级层面来说可以将刹车盘主要分为以下几类供使用选择:
其中铸造模具分体式刹车盘成本造价太过昂贵且功能性并非高于其它类盘,所以不建议日常刹车性能升级采用

不同种类的性能刹车盘对应不同的产品品牌选择:
以上为当下市场主要在售品牌

针对车主的不同使用需求,其不同品牌产品具备不同的特点:
“特殊工艺”信息存在资料有限,空白表示无或待定状态

3. 美丽与实力共存,刹车卡钳的选择
多活塞卡钳有不同尺寸的活塞设计

刹车卡钳要数制动系统升级里面车主关心指数No.1的部分,道理很简单,一切向颜值看起!

当然有外在的魅力也要有内在的功能,根据之前我们提到的帕斯卡原理,当刹车卡钳中活塞的面积的增大或活塞数增多(变相增大接触面)即可加强活塞对刹车片的推压力,更好的提升制动力矩,进而强化对刹车盘的制动作用。但是要注意前提是刹车总泵的供油量能充分满足卡钳活塞供油量,否则多活塞下每个活塞的供油量不足,助推效率会大大降低,带来液压对活塞的力减弱,无法发挥应有的制动效果。

当然也有小伙伴会说那就更换刹车总泵以匹配相应的供油量。虽然这是一个解决方案,但由于刹车总泵关系很多制动系统感应装置,除非是真正竞技赛用要替换,不然一般情况下以原厂的总泵配合2-6活塞的刹车卡钳没有问题(一般车型2-4活塞足够,部分车型原厂卡钳较大,可以配合替换4-6活塞卡钳),只是在增加活塞面积后制动踩踏的时候行程有所变长。

道理很简单,同样的液体容积下,液体的面积增大,高h降低,即由于刹车活塞总面积增大,助推的制动液体容积不变,行程当然变短。想要实现同样的行程,只有提升刹车踏板踩踏深度。

我们总结了部分热门的刹车卡钳品牌产品及建议使用场景:
以上列举主要热门品牌及部分产品

4. 制动系统的“血液”,制动液选择
选择刹车油看准标号
制动液主要是将刹车总泵的压力传递到刹车卡钳,从而推动活塞给予刹车片压力。由于制动带来的高温会使得制动液中的部分水汽蒸发,带来制动液密度发生改变,密度降低会导致压力传递的效率下降,所以某种意义上说制动液的沸点越高就越稳定。

根据国际标准,制动液沸点分为几个档次:
℉代表华摄氏度,有些进口制动液上面标注为℉

关于干湿沸点的含义在这里说明下: 
1、干沸点指刚从密封容器中加入刹车系统后的沸点; 
2、湿沸点是指经过2年使用后含水3.5%的沸点。

一般情况下选择DOT4或者DOT5.1(与DOT4同属一个级别,可以混合使用)就够了,DOT5吸水性较强且易腐蚀导管,更换频率较高,除非经常竞技赛用,不然用不到。

以下是根据市场在售的部分制动液产品的信息收集以供大家参考:
价格源自网络,可能存在浮动

5. 容易忽略的部位:制动液软管
原车上配备的制动液油管在高温高压的情况下就会出现膨胀,导致内部的压力会波动,就会降低制动力的传递效率,会出现刹车线性不佳、脚感偏软和刹车反应迟钝等现象。

刹车钢喉则是在橡胶管外增加了一层金属编织网来抑制橡胶管的膨胀,能够使刹车管在面对高温高压时依旧维持较高的传递效率,从而达到提升刹车性能的效果。有部分刹车钢喉会加入Teflon(特氟龙)成分,可以降低油管内的摩擦系数,提高制动液的通过性,从而提高刹车力的传递效率。

三. 不同需求升级建议 Advice on Different Upgrade Need 

根据不同的使用场景需求来选择恰当的刹车升级,下面是针对不同程度需求用户大体总结的升级建议:

刹车系统升级是一个较为复杂的工程,所谓牵一发而动全身,没有哪一种产品,哪一种升级方式是绝对的好,需要根据不同车型,车辆使用年限,车况及最终使用场景去量身定制。

好的汽车升级即是“动如脱兔,静如处子”,有瞬间驰骋的动力,也有说停就停的制动。
 
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MIRACLE迷奇

 
 
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版主 阿钧

 
 
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MIRACLE迷奇

 
 
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阿钧 发表于 3楼
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正义熊二

 
 
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哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈
 
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