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生命不能重来 谈煞车升级

文:Dr.Chen 责编:张家祯
各位一定看车厂新车撞击的图片,结构良好的车款可能只是车头溃缩,鸟一点的车型在撞击之后,恐怕连A柱都会严重变形、车门无法开启,而这只是时速50km/h的撞击测试,如果没有煞车,以时速100km/h来进行测试,引擎恐怕会直接跑到B柱的位置!由此便可以得知煞车系统的重要性。
每辆车的标准配备
煞车系统的构造与升级


        一部所谓性能取向的车辆,拥有绝对优势的马力输出,动辄超过两百公里的速度表现,在动静皆宜的要求下,一套好的剎车系统远比马力输出来得重要,基于安全性的考量,剎车系统的改良、升级或改装,是时下改装项目重要的一环。

        液压剎车系统是现今车辆基本采用的系统,此液压系统是根据帕司卡(Pascal)原理应用而来,如果详知此原理的功能,那往后在系统的升级就不会有偏差的想法,帕司卡原理是在一个密闭的油道中,连接两端的整体面积,当A端的面端和B的面积相等时,在A端施以1公斤的力量时B端也会生成1公斤的作用力,也就是作用力的变化会依据面积的大小来增大和减少。当作用力变化时,其位移距离则随作用力的增大而增加,在弄清楚这个理论的原理之后,就可以来说明剎车系统中各机件的设计及构造。

        市售车辆煞车系统的机件从剎车踏板↓真空倍力泵(AIR TANK)↓剎车总泵↓车身管道(包含固定钢管及可动橡皮软管)↓剎车分泵↓剎车皮↓剎车盘盘,前述的各个机件中,每一个环节都会因为尺寸大小的改变而让剎车系统更显精进,在此笔者将说明各个机件改装的优缺点及应注意事项:

省力好帮手
真空倍力泵


        现代车辆的设计趋向人性化的诉求,就是驾驶者能够在舒适的条件下轻松地操控车辆,剎车真空倍力器 ( 泵 ) 就是由此应运而生。

        它利用圆形的活塞筒分隔左、右两端,一端通大气压力,一端连接引擎进气歧管,当驾驶者踩下剎车踏板时,开始移动倍力器中央连杆,使得倍力器中的阀门动作造成真空的吸取,而大气压力自然推动中央膜片,生成强大的位移作用力推动剎车总泵,使驾驶者只需要用极小的力量就可以驱动剎车系统。

        因此真空倍力器直径愈大或双层的设计将会有更大的辅助力。
在多年前有流行加大真空倍力器的改装项目,但也因为过大的真空倍力器容易造成剎车力道无法准确控制及踩踏行程因作用力太大而变长,煞车触感变差,危险度反而增加。

        而真空倍力器也因为利用引擎真空吸力来操作,如果车辆改装Hi Cam或Turbo,此时将会改变引擎真空的吸力,真空倍力器动作时极易让驾驶者有忽高忽低忽轻忽重的脚感。所以赛车在大场地或高速赛道时,为了求精准的操控大多会把真空倍力器拆除,以利车手操驾剎车总泵。

        剎车总泵是剎车系统中油压创建的重要机件,就机能性而言,它占相当重要的角色。但也因为总泵的重要,在制造上质量均会严格要求,所以故障机率相对降低,顶多只会因年久老化而漏油。如果需要改装剎车总泵,大多也因为后鼓式剎车改为盘式,或改了多活塞卡钳,使得剎车踏板距离变长,才需要加大总泵尺寸,如果单纯加大总泵尺寸,将会有踏板作用变高而剎车力道变弱的反效果。

 
压力的传输者
车身管道


        煞车总泵的作用力要到达各个剎车分泵必需利用剎车油作为媒介,循车身的管道将压力分送到前后左右四个分泵上。

 
        剎车油管基本上在车身部份都是固定的,并不需要作特别的升级,唯有在车身连接四轮分泵的部分因为悬挂系统的运作,故需要利用橡胶制成的耐高压软管来传输压力。但是橡胶制品承受极度高压 ( 约2000~5000psi ) 会有膨胀现象,让剎车脚感不扎实且力量传输会有秒差生成,不利于系统作动,故有铁弗龙加金属网包覆的金属软管,能耐高压不膨胀变形,此即为剎车软管升级。

基层作业员
剎车分泵


        施力在剎车皮迫使盘盘停止的机件是剎车分泵,改变剎车分泵的活塞面积才能有效的增加作用力,所以只要增加分泵的直径大小即可达到提高制动力的目的。

        前文提到,增加活塞的面积即增加作用力,面积计算公式为πR2,而直径为2R,所以一个大直径的活塞面积在分泵上会有空置的死角空间,为了求得分泵本体的面积缩减、提高活塞面积的最大量,因此才会有多活塞的分泵的设计出现。当升级到多活塞分泵时就有很多细节需要注意了,基本上使用多活塞分泵必须先瞭解活塞尺寸的大小,由此可以计算出力量增加的比例,如果增加的尺寸过大,就会让剎车踏板作用点下降,丧失了剎车作用速度,反而是失败的作法。所以在改装剎车分泵的时候,最需要注意的是完成后的剎车踏板作用点高低,而会影响作用点高低的因素,在于分泵的活塞尺寸,活塞尺寸愈大煞车踏板的行程也愈长。

 
        其次是剎车卡钳转接座的制作精度,尺寸、角度精确的转接座应当让分泵与盘盘完全平行,这样分泵推动剎车皮时才能无角度偏差的施力于盘盘,作用间隙减少有利于行程的控制,如此才能拥有好的脚感。

        分泵制造时所用的材料控管、分泵本体以及活塞尺寸的搭配公差也相当重要,多活塞分泵几乎都是进口品牌的天下,如AP、BremboO、ALCON等大厂。在质量的控管上都不至于有问题,倒是近来有许多国产的品牌出现,或许因为品管或油封材质出问题,使得活塞无法适时保持适度的间隙,造成煞车踏板作用时作动高度变得极低,完全的影响了剎车的质量,此现象颇值得按装技师及消费者注意,毕竟煞车悠关生命,不可重来。

耐高温的火线战将
剎车皮 & 剎车盘盘


        真正进行摩擦工作迫使车轮停止的机件,就是剎车皮与盘盘,此二者的相对运动,由于藉由摩擦来达到制动效果,所以在剎车系统改装最重要且最实际的项目首重剎车皮。

        摩擦系数高的剎车皮其制动力当然优于系数低的产品,但也由于能量不灭定律,高摩擦系数所生成的热能对剎车皮本身非常不利,所以剎车皮不只要求摩擦系数,最重要的还要搭配其工作温度,温度高会导致由粉末冶金制造出来的剎车皮,其中非金属成份的聚合物失去粉末聚合力,且化成气态消失,这将导致摩擦力降低而且会加速煞车皮摩耗的速度。

        煞车盘盘的材质也如同剎车皮一样的重要,如果耐温程度太低,在激烈操驾所生成的高温,将导致盘盘生成「 退火现象 」,而使得金属键结遭到热冲击破坏,小则易使盘盘抖动,严重的话将导致盘盘出现裂痕,使用安全性堪虑。

        所以选择盘盘时要特别注意质量及口碑,制造材质、机件组合的密度、紧密条数大等等,才能有效造就一片盘盘有好的表现。而盘盘加工时为了对抗热能的伤害,往往从加强盘盘的散热能力及总蓄热能力着手,如改变通风盘散热肋条、多孔的表面等,都能有效的增加散热能力。而加大盘盘尺寸,则可以增加整体盘盘的蓄热能力,而避免过热的现象生成,加装剎车散热管也是一个经济又有效果的好方法。

不能喝的植物油
煞车油


        说明完所有的剎车机件后,好像遗忘了一个看似简单,却是重要的液压传递介质-剎车油,剎车油本身必须要有良好的流动性,才能迅速的传递压力,而剎车油的选用要领在其沸点的高低。

        沸点愈高的剎车油,其等级也相对的升高,以DOT3/4/t的规格而言,DOT3的干沸点205℃,湿沸点140℃。DOT4干沸点230℃,湿沸点155℃。DOT5干沸点260℃,湿沸点180℃。

        为何同等规格会有干、湿沸点之分呢?因为剎车油极容易吸湿,还没有开封使用过的剎车油适用于干沸点,其耐温度较高,而一旦使用之后,水气渗入剎车油中,剎车油自然成为低沸点的湿沸点工作常态。

        所以剎车油的沸点测试异常重要,平均四万公里就应该更换一次,若是未达这个里程,则每年都应该更换一次剎车油,以确保油的质量。

 
        在剎车的机件改良中,有些相当值得探讨及研究的地方;那就是机件的更改并非一昧的加大,而是要在两者之间求取一个平衡点。

        如帕司卡原理所谓作用力大则距离长,却也等于省力费时,想省时则要费力。这些现象用在别的方面也有类似的现象发生,只是动力部分有些东西可以牺牲,但在剎车系统务必小心以对,求取得最好的平衡点,才能使煞车系统维持敏锐且强大制动力。

        选择升级的改装件时,也需注意质量的要求,尤其是剎车皮及盘盘的部分,因为它们攸关实际摩擦激活的运行。摩擦系数高且工作温度高的煞车皮搭配密度均匀而散热力良好的盘盘,就能实质的完成煞车升级的效能,以经济性和C/P值来探讨的话,这对消费者才是最有利的一种选择。

  <资料来源:车讯网 http://tune.carnews.com.tw>


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