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煞車

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車用碟煞系統近照
車用碟煞常裝在輪上

煞制剎車,是指一種令交通工具從前進中停止下來的制動系統,透過使車輛車輪的轉動減慢來停車。一般來說,都是透過以生鐵複合陶瓷(材料有二氧化矽Kevlar纖維等)製成的煞制碟,連接到車軸上,與煞制片來產生摩擦力而使汽車停止。另外,對於大型車輛及鐵路車輛,有使用液壓空氣制動電阻制動等其他剎停車輛的方法。

歷史

煞制的機制從1890年在英國開始發展,於1902年在伯明翰取得專利,並大量生產。

煞制的種類

鼓煞

鼓式煞制由煞制鼓和煞制蹄片組成。煞制鼓的外形像臉盆,由散熱性能好的金屬製成,隨同車輪一同旋轉。煞制蹄片安裝在固定不動的煞車底板上,兩片弧形的煞制蹄片組成一個直徑略小於煞制鼓的圓,伸進制動鼓之中。踩煞車時,驅動機構將圓形的煞制蹄片張開,具有高摩擦性能的煞制蹄片與煞制鼓的內表面發生劇烈摩擦,迫使旋轉中的煞制鼓逐漸減速直至停止旋轉。相互摩擦的過程中,煞車鼓的動能被轉化成熱能,使車輛減速至停止。

碟煞

盤式煞制由煞制盤和煞制鉗組成。煞制盤形狀像旋轉餐桌的薄片轉盤,也是由金屬製成,與車輪同軸旋轉。煞制鉗是固定不轉的,它橫跨在煞制盤的兩側形成「鉗式」。煞制過程中,驅動機構促使煞制鉗夾住煞制盤的兩側盤面,鉗上鑲嵌的摩擦片劇烈地摩擦煞制盤,迫使其轉速降低直至停止。

碟式煞車與鼓式煞車優缺點比較

鼓式煞車

優點

自剎作用:鼓式煞車有良好的自剎作用,由於煞車來令片外張,車輪旋轉連帶着外張的煞車鼓扭曲一個角度(當然不會大到讓人很容易看出來)煞車來令片外張力(煞車煞制力)越大,則情形就越明顯,因此,一般大型車輛還是使用鼓式煞車,除了成本較低外,大型車與小型車的鼓剎,差別可能只有大型使用氣動輔助,而小型車採用真空輔助來幫助煞車。而在環保方面鼓煞比較不會散發細微金屬微粒。
成本較低:鼓式煞車製造技術層次較低,也最先用於煞車系統,因此製造成本要比碟式煞車低。

缺點

由於鼓式煞車煞車來令片密封於煞車鼓內,造成煞車來令片磨損後的碎屑無法散去,影響煞車鼓與來令片的接觸面而影響煞車性能。散熱性能較碟式煞車差,在煞制過程中會聚集大量的熱量。煞制蹄片和輪鼓在高溫影響下較易發生極為複雜的變形,容易產生煞制衰退和振抖現象,引起煞制效率下降。

碟式煞車

優點

由於煞車系統沒有密封,因此煞車磨損的細削不到於沉積在煞車上,碟式煞車的離心力可以將一切水、灰塵等污染向外拋出,以維持一定的清潔。此外由於碟式煞車零件獨立在外,要比鼓式煞車更易於維修。散熱快,重量輕,構造簡單,調整方便。高負載時耐高溫性能好,煞制效果穩定,而且不怕泥水侵襲,在冬季和惡劣路況下行車,盤式煞制比鼓式煞制更容易在較短的時間內令車停下。需要更高散熱效率時,煞制盤會開許多小孔,加速通風散熱提高煞制效率。

缺點

對煞制器和煞制管路的製造要求較高,摩擦片的耗損量較大,成本貴,而且由於摩擦片的面積小,相對摩擦的工作面也較小,需要的煞制液壓高,必須要有助力裝置的車輛才能使用,所以只能適用於輕型車上,而散發出的金屬微粒可能造成呼吸道疾病。除了成本較高,基本上皆優於鼓式煞車。

與煞制相關的系統

  • 防鎖死煞制系統(Anti-lock Braking System;簡稱ABS)
  • 牽引力控制系統或循跡控制系統(Traction Control System;簡稱TCS)
    Traction在車輛工程上是指車輪在路面上產生最大摩擦力但又不打滑,當汽車的車輪即將打滑時,這時車輪有最大的牽引力,電腦可透過控制煞制力道或降低引擎轉速來避免車輪打滑,讓車輪保持在打滑邊緣也就是循跡能力最好的時候,若給不同驅動輪不同的煞制力道,有助於左右兩個車輪分別位在乾燥和濕滑路面時保持車輛穩定。
  • 煞制優先系統(Brake Overide System)
    當行車電腦在同時收到煞制及油門訊號時,會優先處理煞制訊號,避免因為油門訊號導致車輛暴衝。
  • HAC上坡輔助系統
    為搭載HAC上坡輔助系統之車輛在斜坡起步時,往往由於駕駛從煞制到油門時間差而造成車輛下滑,配備HAV上坡輔助系統之車輛則能在電腦系統偵測車輛下滑或傾向時,主動施以煞制,以提供駕駛充裕時間的踩油門並提供順暢起步
  • BAS煞制輔助系統
    根據踩踏煞制踏板力道及速度主動經由車載電腦系統判斷情況與否,提供最強大的制動力避免事故發生
  • MGU-K
    是動力回收系統的一種,可以將煞制時產生的熱能轉換為電能,並儲存至電池內,再輸出至馬達成為動力

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外部連結