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瘋狂的剎車——汽車上有四種制動系統(tǒng),為什么剎車還會失靈?

這兩天有一個礦車失控事故大家都聽說了吧?這臺礦車是用一輛報廢的大客車改裝的,采用氣壓制動系統(tǒng),結(jié)果在下巷道時剎車失靈,直接撞到了巷道盡頭的墻上,造成了多人死傷。事故發(fā)生后很多人都有一個疑問,汽車的剎車究竟是怎么失靈的?今天我們就來解析一下汽車上的制動系統(tǒng),看看它是如何工作的,又是如何失靈的。

汽車的制動系統(tǒng)無疑是汽車上最重要的主動安全裝置,它的功用是根據(jù)需要使汽車減速或在最短的距離內(nèi)停車,以保證行車安全,并使司機敢于發(fā)揮出汽車的高速行駛能力,從而提高汽車運輸?shù)纳a(chǎn)率;又能使汽車可靠的停放在坡道上。但是很多人不知道的是:在汽車上其實有四種制動系統(tǒng),分別是行車制動系統(tǒng)(腳剎車)、駐車制動系統(tǒng)(手剎車)、緊急制動系統(tǒng)以及輔助制動系統(tǒng)。這樣做的目的是避免一種制動系統(tǒng)失效時,汽車就徹底失控了,可以有效的提高汽車的行車安全性。下面我分別來介紹一下。

一、行車制動系統(tǒng)(腳剎車)

行車制動系統(tǒng)就是我們俗稱的腳剎車,它是制動系統(tǒng)中最主要的裝置,承擔(dān)了絕大多數(shù)的剎車任務(wù),按工作介質(zhì)可以分為氣壓制動系統(tǒng)和液壓制動系統(tǒng)兩種,一般的家用轎車和小型車都使用液壓制動,大型客車、卡車等都使用氣壓制動。它的工作原理基本相同,當(dāng)我們踩下剎車踏板時,踏板力通過剎車總泵和剎車分泵轉(zhuǎn)換成車輪制動力,讓汽車減速直至停車。

評價汽車的制動性主要有制動效能、制動效能的恒定性、制動時的方向穩(wěn)定性這三個指標(biāo)。實踐中我們通常用制動距離來衡量,即汽車從100公里/小時的時速剎停到零所行駛的距離,一般轎車的制動距離都在40米左右。影響制動距離的因素有車輪與地面的附著力、車輪制動力等,如果制動系統(tǒng)中的工作介質(zhì)缺失,比如缺剎車油、氣壓不足等,就會造成制動系統(tǒng)工作不良,嚴(yán)重時剎車失靈。

為了提高制動系統(tǒng)的可靠性和安全性,在汽車上通常使用雙回路制動系統(tǒng),即把制動管路一分為二,分別控制前橋或后橋的制動器,如果其中的一套管路發(fā)生泄漏,另一套仍起制動作用,防止汽車制動完全失靈。另外隨著電子技術(shù)的發(fā)展,人們在制動系統(tǒng)上面增加了很多制動輔助系統(tǒng),比如制動防抱死系統(tǒng)(ABS)、電子制動力分配(EBD)、彎道自動控制(CBC)、制動力輔助系統(tǒng)(EBA、BAS、BA)、牽引力控制系統(tǒng)(ASR、TCS、TRC)、上坡輔助系統(tǒng)(HAC)、自動駐車功能(AUTOHOLD)、陡坡緩降控制(HDC)、剎車優(yōu)先系統(tǒng)(BOS)等等,這些系統(tǒng)或者是增大制動力,或者是在制動時維持車身穩(wěn)定?傮w來說都有利于行車制動系統(tǒng)的安全性和可靠性的提高。

二、駐車制動系統(tǒng)(手剎車)

駐車制動系統(tǒng)的作用是在車輛停穩(wěn)后用于穩(wěn)定車輛,避免車輛在斜坡路面停車時由于溜車造成事故。在這套制動系統(tǒng)中,采用液壓制動的小型車和采用氣壓制動的大型車是有很大區(qū)別的。

首先來看看采用液壓制動的小型車,我們以轎車為例。在轎車上有機械手剎和電子手剎兩種,它們都是通過控制兩個后輪剎車卡鉗來實現(xiàn)制動的。機械手剎主要是借助于人力,在汽車停止后,我們將手制動桿拉起時,帶動拉索使車輪制動器中的剎車片與剎車盤夾緊產(chǎn)生制動力,達(dá)到防止車輛自行溜車的目的;電子手剎是在機械手剎的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,它的制動方式?jīng)]有改變,只是控制方式從機械式拉桿變成了電子按鈕,它的操作更為簡單省力,并且讓車內(nèi)空間得到更好地利用,所以,近幾年電子手剎發(fā)展極為迅速,大有取代傳統(tǒng)機械手剎的趨勢。

再來看看采用氣壓制動的大型車。這種車型的駐車制動采用的方式是強力彈簧駐車制動器,俗稱“斷氣剎車”。在它的后輪上使用的剎車分泵是強力彈簧駐車制動和行車制動綜合體,汽車在正常行駛時,制動系統(tǒng)中的氣壓將強力彈簧壓縮,駐車制動解除;當(dāng)汽車停車時,通過手剎車開關(guān)將壓縮強力彈簧的氣壓放掉,強力彈簧彈出,將車輪制動器推倒制動的位置,汽車就停在原地不動了。它的制動力是十分強大的,即使汽車滿載停在30%左右的坡路上,也可以可靠的讓汽車停止。

汽車上還有一種駐車制動系統(tǒng),稱為“中央駐車制動系統(tǒng)”。它的駐車制動器一般安裝在變速箱輸出軸上,與傳動軸相連,通過鎖死傳動軸來達(dá)到停車的目的。它一般應(yīng)用在小型或中型貨車上,也是采用拉線或拉桿的操縱方式。不過它的制動力比較小,如果傳動軸斷開它就徹底失效了,現(xiàn)在應(yīng)用的比較少。

三、緊急制動系統(tǒng)

很多人可能從來都沒聽說過汽車上還有緊急制動系統(tǒng),當(dāng)然也就不知道它在哪兒了。其實汽車的駐車制動系統(tǒng)就同時肩負(fù)著緊急制動的功能,不同的系統(tǒng)它們起作用的方式是不一樣的,制動效果也不同。

1、機械式手剎:機械式手剎車?yán)饡r可以對后輪進(jìn)行制動,國家標(biāo)準(zhǔn)里面對它的要求是:當(dāng)汽車行駛速度在30公里/小時以下,拉起手剎車能夠使汽車停止。所以如果汽車剎車失靈了,拉手剎是有用的。不過如果汽車的行駛速度較高時,我們用這種手剎車對行進(jìn)中的汽車進(jìn)行制動時,一定要注意不要一下子把制動手柄拉到頂,而是要用手按住手柄的釋放按鈕,緩緩的拉起,再放下,然后再拉起,放下,反復(fù)多次,直到汽車的車速降下來為止。如果你一下子把手剎車?yán)巾,汽車的后輪突然抱死,汽車會發(fā)生甩尾的現(xiàn)象,這種情況是極難挽救的,汽車很容易發(fā)生側(cè)翻,非常危險。還有就是一下子拉死手剎車,巨大的制動力會反作用在制動拉索上,有可能將其拉斷,那手剎車也徹底失去作用了。這種緊急制動操控方式對中央駐車制動系統(tǒng)也是適用的,只是效果有限。

2、電子手剎:電子手剎有一個非常重要的功能,那就是動態(tài)緊急制動功能。如果汽車的剎車突然失靈了,我們只要拉住電子手剎的開關(guān)不松手(必須拉住,不能只拉一下就松開),就可以對車輛進(jìn)行緊急制動。注意:此時車輛的制動并非機械的駐車制動,而是全車液壓制動。此時的制動系統(tǒng)通過ESP控制單元以略小于全力剎車的力道對全部四個車輪進(jìn)行液壓制動,而當(dāng)車輛接近靜止?fàn)顟B(tài)時(時速低于7km/h),才能直接用電子手剎來降速或駐車。所以說使用電子手剎的車型更安全,這也是電子手剎迅速普及的原因之一。

3、強力彈簧駐車制動:對于采用氣壓制動的大型客車和卡車而言,它的后輪強力彈簧駐車制動器具有斷氣制動的功能,利用此功能就可以實現(xiàn)汽車的緊急制動。當(dāng)汽車在行駛中剎車失靈的時候,我們只要拉上手剎車開關(guān),將壓縮強力彈簧的氣壓放掉,強力彈簧就會彈出,將車輪制動器推到制動的位置,汽車就會逐漸的減速直至停車。它直接作用在汽車的后輪上,如果是半掛車也會直接作用在掛車上,并且制動力十分強大,即使汽車高速行駛,它也能將汽車停下來。

四、輔助制動系統(tǒng)

汽車上的輔助制動系統(tǒng)主要指發(fā)動機制動、電渦輪減速、液力渦輪減速、排氣制動等,它們的作用是增加傳動系統(tǒng)的阻力,防止汽車過快滑行,減輕制動系統(tǒng)的負(fù)荷,但它只能讓汽車減速,不能讓汽車停止。其中的發(fā)動機制動時所有車型都可以利用的,它主要是利用發(fā)動機的壓縮行程產(chǎn)生的壓縮阻力,內(nèi)摩擦力和進(jìn)排氣阻力對驅(qū)動輪形成牽制作用,防止驅(qū)動輪越滑越快。而電渦輪減速、液力渦輪減速和排氣制動等主要應(yīng)用在大型客車和卡車上,當(dāng)汽車滑行時會產(chǎn)生一個與傳動軸旋轉(zhuǎn)方向相反的力,以防止汽車滑行過快。它一般都是自動作用的,不需要我們?nèi)ゲ僮,但是在這種情況下變速箱一定不能在空檔上,否則它們就不起作用了。在這起事故中,有幸存者就聽到了汽車掛不上檔的聲音,汽車處于空檔狀態(tài),失去了最后的牽制。

由此可見,汽車的制動系統(tǒng)都是帶有備份的,安全性還是非常高的,那么它為什么還會失靈呢?

我們來看這幾套系統(tǒng),它們最終的執(zhí)行機構(gòu)都是車輪制動器,也就是我們俗稱的剎車卡鉗和剎車盤、剎車片,如果車輪制動器由于某種原因失效了,比如制動器熱衰退,剎車油漏光,剎車片磨損過甚等,此時在車輪上根本就無法形成制動力,不論哪一種制動系統(tǒng)都不起作用了,剎車就徹底失靈了。這起悲慘的礦難事故,我認(rèn)為原因就在于此。

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權(quán)或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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