车家号|难道高温不摩擦吗,汽车百科知识:鼓刹高温后为什么会失去制动力

众所周知 , 鼓式刹车是制动力「抗热衰性能」最差的类型 , 长时间的制动摩擦会产生高温 , 但为什么高温会就降低制动力呢?
在解析上述问题之前 , 首先要了解一些基础知识 。 汽车的刹车系统是依靠摩擦减速 , 货车常用的「鼓刹」的刹车鼓会随车轮转动 , 减速是依靠内部的制动蹄撑起后与刹车鼓内壁摩擦降低其转速 。 实现摩擦减速需要三个基础条件 , 是什么呢?
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摩擦力的必要条件
接触与挤压
接触面粗糙
物体相对运动
刹车鼓与制动蹄在刹车时肯定是接触的 , 而且两者的表面也都相对粗糙 。 所以在弹性结构的撑力作用(挤压)状态下 , 两者的摩擦系数还是相当高的 。 重点是刹车鼓在高速旋转 , 而制动蹄刚性固定不能移位 , 相对运动趋势也就自然而然的出现了 , 但为什么高温后的刹车鼓与制动蹄就会失去摩擦力呢?
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高温与材料特性
货车之所以会使用鼓式刹车 , 原因仅仅是刹车鼓与制动蹄的制造成本低 , 或者说这两大零部件使用的材料标准比较差 。 刹车鼓是用最普遍的灰铸铁制造 , 这种材料如果用作打造「盘刹」还是可以胜任的 , 因为使用盘刹的车辆往往都比较轻 , 比如轿车与SUV等车型的整备质量普遍在1.5/2.0吨区间 。 而货车的总质量动辄几十吨 , 使用这种材料就有些牵强了 。
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质量与惯性作用力是成正比的 , 降低作用力所需要的制动力(强度)自然也要同步升高 。 说白了想要让非常重的货车具备理想的减速能力 , 刹车鼓与制动蹄的摩擦力就要非常高 , 而摩擦必然会产生热能 。 所以刹车鼓会非常容易高温 , 高超高的温度会造成金属材料表面与内部的性质变化 。
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比如铸铁在高温环境中的静载强度会降低 , 能承受的屈服应力导致的低速率蠕变会极大 , 同时的描述可以理解为材料的因固定下降 , 制动蹄与刹车鼓的摩擦会一定程度造成内壁的变形 。 这种状态等于让“制动力”变成了“塑造力” , 能量没有转化为减速需要的摩擦力 。 而且高强度的摩擦会让物体表面变得更光滑 , 这也会明显影响摩擦系数 。
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【车家号|难道高温不摩擦吗,汽车百科知识:鼓刹高温后为什么会失去制动力】总结:货车总会去改装「淋水器」 , 其功能是在长时间高负荷制动过程中 , 通过喷水蒸发吸热的原理降低刹车鼓的温度 。 降温其实正是为了保证摩擦面的粗糙程度 , 保证刹车鼓的硬度足够高(不会因摩擦而直接变形) , 这就是温度对于制动力的影响 。 盘式刹车的结构完全暴露在空气中 , 车辆的设计也考虑到气流对制动系统的风冷降温 , 所以盘刹的安全极限要比鼓刹高得多 。 不过货车的刹车盘成本太高 , 所以此类车型还是以鼓刹为主 。
图1:普通盘式刹车
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图2:货车刹车盘
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