汽车制动原理

电涡流缓速器

首先需要明确的一个概念是涡流，也就是涡电流，是指电磁感应下，在导体内部形成的电流。涡流制动通常与传统制动搭配使用，在大多数商

用车（大中型客车和卡车）上担任控制车速的作用，所以通常也称为电涡流缓速器。

『常见电涡流缓速器实物』

『常见电涡流缓速器结构示意图』

从上面的示意图可以看到，电涡流缓速器安装在汽车驱动桥与变速箱之间，靠电涡流的作用力来减速。当缓速器的定子线圈通入直流电的时候，

在定子线圈会产生磁场，该磁场在相邻铁心、磁极板、气隙、转子之间形成一个回路，此时如果转子和定子之间有相对运动，这种运动就相当于导体

在切割磁力线，由电磁感应原理可知，这时候在导体内部会产生感生电流，同时感生电流会产生另外一个感生磁场，该磁场和已经存在的磁场之间会

有作用力，而作用力的方向永远是阻碍导体运动的方向。这就是缓速器制动力矩的来源。ECU通过采集车速、挡位和驾驶员的控制信息（驾驶位通常有

对缓速器的控制装置），改变涡流强度，实现制动力矩的变化。

『位于中控台上的缓速器开关（红圈内）』

同时，由于转子这个导体很大，在转子上产生的感生电流是以涡电流的形式存在的，从能量守衡的角度上来说，当缓速器起制动作用的时候，

是把汽车运动的动能转化为涡电流的电能进而以热量的形式被消耗掉。因此，电涡流缓速器在工作时会产生巨大的热量，进而，转子的散热能力和控

制转子热变形的方向成为转子结构设计的关键，也是电涡流缓速器的核心技术之一，而保持转子风叶等散热表面的清洁也成为缓速器保养的重要项目。

另外，缓速器的转子总成与定子总成之间有很小的间隙（通常为1-1.6mm），保证了缓速器在汽车运行的情况下，可以进行无摩擦自由转动和制动。

缓速器在车辆上的实际安装位置（箭头所指处），可以看出这个位置比较利于散热，但是也需要日常的清洁保养，以确保风叶表面的清洁和散

热效果

相比传统制动装置，电涡流缓速器有着不少独到的的优越性：

1、能够承担汽车运行中绝大部分制动时的负荷，使车轮上传统制动器的温度大大降低，确保车轮制动器处于良好的技术状态，以使在紧急情

况和长下坡等恶劣工况面前应对自如；

2、采用电流直接驱动，没有中间环节，其操纵响应时间非常短，仅有数十毫秒量级，比液压制动系统的响应时间快得多；

3、由于电涡流缓速器的定子和转子之间没有接触，不存在磨损，因而故障率极低，平时除了做好例行检查，保持清洁以外，其他工作很少，

所以维修费用极低,。同时由于电涡流缓速器能够承担车辆大部份制动力矩，因而能够延长轮制动器的使用寿命，降低用于车辆制动系统的维修费用，

提高经济效益。据统计，安装了电涡流缓速器的车辆。其车轮制动器使用寿命至少可以延长4-7倍，从而节省了维修材料和人工费用以及轮胎消耗；

4、电涡流缓速器如果发生故障，在维修配件不能及时供应的情况下，可以关闭缓速器，车辆仍可以继续运行，基本不影响车辆的正常使用。

类似这样的山路上，电涡流缓速器可以合理控制车速，最大限度地防止刹车过热造成的制动失灵，预防恶性事故的发生

当然，缓速器本身是需要一定成本的，同时限于结构重量较大，并不太适合装备小型或者微型车辆，不过随着人们对它在安全性和经济性上优

点的逐渐认识，它越来越多地出现在现在的商用车上面。

『盘式涡流制动器结构示意图（图中黑色小方块即为激励电磁铁）』

另外，还有一种颇有发展前景的盘式涡流制动器，它的结构形式很有点类似现在的机械盘式制动器，采用圆盘形感应盘和环状分布的电磁铁及

安装机构，而基本原理和上面所介绍的缓速器相同。相比安装在传动轴位置的缓速器，盘式涡流制动器可以获得更佳的散热效果和更大的制动力矩，

同时安装位置更为灵活，受空间限制更小，更适合高速或者重载车辆使用，在轻量化之后，有望在普通乘用车上得以装备。

感载比例阀

简介

感载比例阀（SABS），从本质上讲，SABS只是一套液压机械装置；感载阀的作用在于保证行驶过程中前后轮负荷的合适比例并确保在汽车紧急制

动时后轮不抱死。感载比例阀利用车身与车桥之间的距离变化(外界作用力)来改变弹簧的预紧力，随着车辆载荷的增加，相应地进行调整，使得在任

何载荷条件下都能得到一个近似理想的制动力分配。它安装在制动总泵与后轮制动分泵之间的管道上，由壳体、柱塞、阀门、弹簧等组成。壳体进油

孔与制动总泵出油孔相通，出油孔与车轮制动分泵相通。当外界作用力小时，感载比例阀的柱塞在弹簧预紧力的作用下被推至最右边，两孔相通，总

泵与分泵压力相等。当外界作用力大于弹簧预紧力，迫使柱塞左移，令柱塞与阀门接触并关闭了阀门，切断总泵通向分泵的通道；若外界作用力压力

继续增大，又会使柱塞右移，柱塞与阀门脱离接触，阀门又被打开，总泵与分泵又相通。这样比例阀反复动作使分泵的液压不断得到调整，也即不断

调整了后轮制动力。

鼓刹

鼓式刹车的原理：

鼓式刹车应用在汽车上面已经近一世纪的历史了，但是由于它的可靠性以及强大的制动力，使得鼓式刹车现今仍配置在许多车型上(多使用于

后轮)。鼓式刹车是藉由液压将装置于刹车鼓内之刹车片往外推，使刹车片与随着车轮转动的刹车鼓之内面发生磨擦，而产生刹车的效果。

鼓式刹车的刹车鼓内面就是刹车装置产生刹车力矩的位置。在获得相同刹车力矩的情况下，鼓式刹车装置的刹车鼓的直径可以比盘式刹车的刹车

盘还要小上许多。因此载重用的大型车辆为获取强大的制动力，只能够在轮圈的有限空间之中装置鼓式刹车。

简单的说，鼓式刹车就是利用刹车鼓内静止的刹车片，去摩擦随着车轮转动的刹车鼓，以产生摩擦力使车轮转动速度降低的刹车装置。

在踩下刹车踏板时，脚的施力会使刹车总泵内的活塞将刹车油往前推去并在油路中产生压力。压力经由刹车油传送到每个车轮的刹车分泵活塞，

刹车分泵的活塞再推动刹车片向外，使刹车片与刹车鼓的内面发生磨擦，并产生足够的磨擦力去降低车轮的转速，以达到刹车的目的。

鼓式刹车之优点：

1.有自动刹紧的作用，使刹车系统可以使用较低的油压，或是使用直径比刹车碟小很多的刹车鼓。

2.手刹车机构的安装容易。有些后轮装置盘式刹车的车型，会在刹车盘中心部位安装鼓式刹车的手刹车机构。

3.零件的加工与组成较为简单，而有较为低廉的制造成本。

鼓式刹车的缺点：

1.鼓式刹车的刹车鼓在受热后直径会增大，而造成踩下刹车踏板的行程加大，容易发生刹车反应不如预期的情况。因此在驾驶采用鼓式刹车的

车辆时，要尽量避免连续刹车造成刹车片因高温而产生热衰退现象。

2.刹车系统反应较慢，刹车的踩踏力道较不易控制，不利于做高频率的刹车动作。

3.构造复杂零件多，刹车间隙须做调整，使得维修不易。

盘刹

盘式刹车的作用方式：

由于车辆的性能与行驶速度与日遽增，为增加车辆在高速行驶时刹车的稳定性，盘式刹车已成为当前刹车系统的主流。由于盘式刹车的刹车盘

暴露在空气中，使得盘式刹车有优良的散热性，当车辆在高速状态做急刹车或在短时间内多次刹车，刹车的性能较不易衰退，可以让车辆获得较佳的

刹车效果，以增进车辆的安全性。

并且由于盘式刹车的反应快速，有能力做高频率的刹车动作，因此许多车款采用盘式刹车与ABS系统以及VSC、TCS等系统搭配，以满足此类系统

需要快速做动的需求。

顾名思义，盘式刹车以静止的刹车盘片，夹住随着轮胎转动的刹车碟盘以产生摩擦力，使车轮转动速度降低的刹车装置。当踩下刹车踏板时，

刹车总泵内的活塞会被推动，而在刹车油路中建立压力。压力经由刹车油传送到刹车卡钳上之刹车分泵的活塞，刹车分泵的活塞在受到压力后，会向

外移动并推动刹车片去夹紧刹车盘，使得刹车片与刹车盘发生磨擦，以降低车轮转速，好让汽车减速或是停止。

盘式刹车的优点：

1.盘式刹车散热性较鼓式刹车佳，在连续踩踏刹车时比较不会造成刹车衰退而使刹车失灵的现象。

2.刹车盘在受热之后尺寸的改变并不使踩刹车踏板的行程增加。

3.盘式刹车系统的反应快速，可做高频率的刹车动作，因而较为符合ABS系统的需求。

4.盘式刹车没有鼓式刹车的自动煞紧作用，因此左右车轮的刹车力量比较平均。

5.因刹车盘的排水性较佳，可以降低因为水或泥沙造成刹车不良的情形。

6.与鼓式刹车相比较下，盘式刹车的构造简单，且容易维修。

盘式刹车的缺点：

1.因为没有鼓式刹车的自动煞紧作用，使盘式刹车的刹车力较鼓式刹车为低。

2.盘式刹车的刹车片与刹车盘之间的摩擦面积较鼓式刹车的小，使刹车的力量也比较小。

3.为改善上述盘式刹车的缺点，因此需较大的踩踏力量或是油压。因而必须使用直径较大的刹车盘，或是提高刹车系统的油压，以提高刹车的

力量。

4.手刹车装置不易安装，有些后轮使用盘式刹车的车型为此而加设一组鼓式刹车的手刹车机构。

5.刹车片之磨损较大，致更换频率可能较高。

通风盘

通风刹车盘顾名思义就是内部是中空的，冷空气可以从中间穿过进行降温，一般多用于民用车的前轮刹车盘。

从外表看，它在圆周上有许多通向圆心的洞空，它利用汽车在行使当中产生的离心力能使空气对流，达到散热的目的，因此比普通盘式散热效

果要好许多。

打孔通风盘

打孔通风盘是在通风盘基础上对盘面进行打孔，最大程度保证空气流通，降低热衰减。

打孔通风盘比通风盘要高档一个级别。

『高性能的跑车常使用的打孔通风盘，具有较好的冷却作用』

陶瓷刹车盘

陶瓷刹车盘并非就是普通陶瓷，而是在1700度高温下碳纤维与碳化硅合成的增强型复合陶瓷。陶瓷盘的重量只有普通铸铁盘的一半不到，举

个例子，采用陶瓷刹车的SLRMCIAREB,其前轮刹车盘直径为370mm但重量仅为6.4公斤。而采用普通刹车盘的CL-CLASS其前盘直径为360mm但重量高

达15.4公斤。

更轻的刹车盘就意味着悬挂下重量的减轻。这令悬挂系统的反应更快，因而能够提升车辆整体的操控水平。另外，普通的刹车碟容易在全力制

动下因高热产生热衰退，而陶瓷刹车盘能有效而稳定的抵抗热衰退，其耐热效果比普通刹车盘高出许多倍，还有，陶瓷碟在制动最初阶段就立刻能产

生最大的刹车力，因此甚至无需刹车辅助增加系统，而整体制动比传统刹车系统更快、距离更短、为了抵抗高热，在制动活塞与刹车衬块之间有陶瓷

来隔热，陶瓷刹车碟有非凡的耐用性，如果正常使用是终生免更换的，而普通的铸铁刹车碟一般用上几年就要更换。

『保时捷陶瓷刹车』

尽管陶瓷刹车盘的刹车性能十分优异，但是它的价格却十分昂贵，如保时捷和奥迪的高性能跑车上的选装价格都在10万元以上。

热衰减

热衰减指的是在高温下，机械性能下降，简称热衰减。

一般在汽车方面所说的热衰减就是指的刹车的热衰减，比如：汽车的刹车系统在一定次数的制动后，刹车片的温度升高，在达到一定的工况温

度后，刹车系统的制动效果达到最佳，但超过了限制的最高温度，制动的效果会越来越差，这个现象就是刹车的热衰减。

刹车分泵

刹车分泵是制动系统不可缺少的零件，它主要的作用是顶动刹车片，刹车片摩擦刹车鼓，使车速降低和静止。

踩下刹车后总泵产生推力将液压油压到分泵，分泵内部的活塞受到液压力开始移动将刹车片推动。油刹车是由刹车总泵和刹车油储罐组成的。

他们一头连着刹车踏板，一头连着刹车油管。刹车总泵内储有刹车油，并有出油口和进油口。当踩刹车时，出油口打开，进油口关闭。在泵体活塞的

压力下，刹车油管被挤出油管向各刹车分泵流去作制动功能。当松开刹车板时。刹车总泵里的出油口会关闭，进油口打开，使刹车油从各刹车分泵回

流到刹车总泵内，回到原始状态。

刹车片

刹车片也叫刹车皮。在汽车的刹车系统中,刹车片是最关键的安全零件，所有刹车效果的好坏都是刹车片起决定性作用，所以说好的刹车片是人和

汽车的保护神。刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成，其中隔热层是由不传热的材料组成，目的是隔热。摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成，

刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的。由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，一般来讲成本越低的刹车片磨损

得越快。摩擦材料使用完后要及时更换刹车片，否则钢板与刹车盘就会直接接触，最终会丧失刹车效果并损坏刹车盘。

汽车刹车片从类型上分有

－用于盘式制动器的刹车片

－用于鼓式制动器的刹车蹄

－用于大卡车的来令片

从配方技术上分有：半金属,少金属,石棉,陶瓷

刹车鼓上装的是刹车蹄，但一般人叫刹车片就统指刹车片和刹车蹄，所以用“盘式刹车片”来特别指明是盘式制动器上装的刹车片。并不是刹车

盘。

刹车总泵

油压刹车的主要配合部份，其上面有储蓄刹车油的槽池，下方是汽缸内配有活塞。活塞是在缸内受刹车踏板再经推杆起作用，将缸内的刹车油

压传至各轮分缸，也是油压刹车装置，配置在各车轮内的制动缸。

制动能量回收

制动能量回收系统包括与车型相适配的发电机、蓄电池以及可以监视电池电量的智能电池管理系统。制动能量回收系统回收车辆在制动或惯性

滑行中释放出的多余能量，并通过发电机将其转化为电能，再储存在蓄电池中，用于之后的加速行驶。这个蓄电池还可为车内耗电设备供电，降低对

发动机的依赖、燃耗及二氧化碳排放。

自动驻车

自动驻车英文名称为AUTOHOLD，是一种自动替你拉手刹的功能，启动该功能之后，比如在停车等红绿灯的时候，就相当于不用拉手刹了，这个

功能特别适应于上下坡以及频繁起步停车的时候。

传统的手刹在斜坡起步时需要依靠驾驶者通过手动释放手制动或者熟练的油门、离合配合来舒畅起步。而AUTOHOLD自动驻车功能通过坡度传

感器由控制器给出准确的驻车力,在起动时,驻车控制单元通过离合器距离传感器,离合器捏合速度传感器,油门踏板传感器等提供的信息通过计算,当

驱动力大于行驶阻力时自动释放驻车制动,从而使汽车能够平稳起步。就算平时在市区行驶的塞塞停停,只要你启用AUTOHOLD功能,便会启动相应的自

动驻车功能。聪明的AUTOHOLD自动驻车功能可使车辆在等红灯或上下坡停车时自动启动四轮制动,即使在D挡或是N挡,你也无需一直脚踩刹车或使用

手刹,车子始终处于静止状态。当需要解除静止状态,也只需轻点油门即可解除制动。这一配置对于那些经常在城市里走走停停的车主来说确实实用,同

时也减少了大家由于麻痹大意造成的一些不必要的事故。