流体力学应用/B-12：汽车制动系统的作用

介绍: 在本节中，我们将研究汽车制动系统的作用。汽车制动器用于通过将动能转化为热能来降低汽车的速度。实际上，制动器通过摩擦力向轮胎传递力，而轮胎反过来以摩擦力的形式将该力传递到道路上。液压系统是最常用的系统，通常有六个主要阶段：制动踏板、制动助力器（真空助力器）、主缸、分配阀，以及最终的轮毂制动器本身。现代汽车在所有四个轮子上都装有制动器，由液压系统操作。制动器可以是盘式制动器或鼓式制动器。由于制动时汽车的重量会转移到前方，因此前轮在停车中起着非常重要的作用，比后轮更重要。盘式制动器的制动性能远高于鼓式制动器。盘式制动器用于高性能汽车或豪华汽车，而鼓式制动器用于老旧汽车或非豪华汽车。

制动系统历史了解过去制动中存在的问题以及为了克服这些问题而取得的进步非常重要。最早的制动系统类型是罗马帝国之前使用的简陋系统。它包括一个制动杆，该制动杆将一块简单的木块压在车轮上，以通过摩擦力减速。2000年过去了，这项技术没有取得任何进步！在西部拓荒时期，杠杆和块状方法仍然普遍存在于驿马车上。早期的机车也使用车轮上的块状物。这种系统至今仍在使用，但与盘式制动器和其他系统相结合。

20世纪-20世纪给制动系统带来了许多变化。液压系统在1920-1940年代是一个重大改进。在1960年代，几乎所有汽车和卡车上都配备了鼓式制动器。然而，与鼓式制动器非常类似，盘式制动器的设计也受其有限的热质量的限制。每次踩刹车时，质量的温度都会升高。现代赛车可以证明这一点，它们的制动器在比赛中会变得红热。当制动器变热时，应力会增加，性能会下降。

缓速器-气冷摩擦制动器无法长时间吸收能量，这为“缓速器”产品创造了一个市场。有几种类型的缓速器可以提供减速力，尤其是在下坡制动中，以提高安全性。由于这些非摩擦装置的能量吸收能力，安全性得到了提高。

以下是几种基本类型的缓速器

发动机制动器: 这主要用于大型拖车。它们通过在压缩冲程结束时通过液压打开排气阀将柴油发动机转换为空气压缩机来吸收能量。这会产生“砰砰声”，因此在一些地区被禁止。

排气制动器-它们最常用于配备标准变速箱的柴油发动机。在自动变速箱上，它们的效果较差，在汽油发动机上不切实际。它们位于排气歧管之后，通过关闭蝶阀或截止阀在发动机排气管上产生背压。这些产品在低速情况下效果不佳，但在长时间下坡制动中提供了合理的性能。

流体动力缓速器-它们是另一种传动系统制动器。这些产品通过剪切流体（通常是油液）来产生减速力，剪切产生的动能被转换成热量，间接传递到发动机冷却系统。这种类型产品的缺点是，当它没有使用时，寄生损失很大。这些产品在公交车和重型卡车等市场上很有名。

制动器组件-清单包括-

(1)制动片-盘式制动器中使用的钢制衬板；摩擦材料与朝向转子的表面结合，通常由陶瓷金属或其他耐磨复合材料制成。

(2)制动蹄-两块焊接在一起的钢板，用于承载制动衬里。

(3)制动鼓-鼓式制动器中使用的旋转鼓形组件。

(4)制动衬里-耐热柔软但坚韧的材料，具有高摩擦特性，位于制动蹄内部。

(5)转子-连接到车轮和/或车轴的铸铁制动盘；有时由增强型碳碳、陶瓷基体或其他复合材料制成。

(6)活塞-被气缸包含的移动部件。

(7)卡钳-安装制动片和活塞的装置

●浮动卡钳: 相对于转子移动；在拉动卡钳体以对圆盘的另一侧施加压力之前，使用圆盘一侧的活塞将内侧制动片推入制动表面；也称为“滑动卡钳”。

●固定卡钳: 相对于转子不移动，对缺陷敏感；使用一对或多对相对活塞从转子的两侧夹紧。

(8)主缸-将来自脚部的非液压压力转换为液压压力并控制液压系统另一端“从缸”的装置。

(9)真空助力器/制动助力器-用于增强主缸并通过使用发动机进气中的真空来增加驾驶员脚部的压力的组件；仅在车辆发动机运转时有效。 制动器类型

参考资料：(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