为什么某些新能源车又用上了鼓刹?
现在的一部分司机,可能连鼓刹是啥都不知道。确实,鼓刹诞生自100多年前,随着汽车工业的发展,目前绝大多数的乘用车已经不再使用鼓刹作为行车制动。但为什么有的新能源车又重新用上鼓刹,这是什么原因呢?
鼓刹盘刹,各有优劣
早期的制动系统可谓千奇百怪。有的直接摩擦车轮进行减速,有的像船锚一样,用钉子插进地面让车辆减速。
大概是1902年,鼓式制动器使用在马车上了,到1920年前后,才开始在汽车上应用。鼓式制动器的主流是内张式,通过把刹车鼓安装在车轮上,制动块(刹车蹄)位于刹车鼓的内侧,刹车时,利用杠杆或活塞推动制动块向外张开,接触并与刹车鼓摩擦,达到制动的目的。
鼓式制动器造价便宜,制动力矩大,也更耐用,且由于制动结构组件位于刹车鼓内侧,具有一定的保护作用,不怕外界污染,目前很多中重型卡车还在使用鼓式制动器。
但鼓式制动器的制动效率和散热性能较差,由于散热性能差,制动过程中聚集的大量热量,导致制动力衰退,且制动力不够线性,不易车辆操控。此外,鼓式制动器在使用一段时间后,要定期调校刹车蹄的空隙。
最早的盘式制动器是1902年由英国工程师佛雷德里克·威廉·兰切斯特发明设计的。但那个时候制造水平有限,盘式制动器质量不佳、磨损快,寿命难以满足正常使用,因此没能大量应用。
二战结束后,克莱斯勒的CrownImperial车型成为第一款装备四轮盘式制动器的量产车型。但当时这辆车装备的盘式制动器和今天的结构还大有不同。它采用的是双盘制动,需要制动时,两个碟片压紧依靠摩擦产生制动力,其工作形式很像离合器摩擦片传递动力。1953年,邓禄普公司设计出了卡钳盘式制动器,才是我们现在所采用的盘式制动器的雏形。
盘式制动器以静止的刹车皮夹住随车轮转动的刹车盘以产生摩擦力,盘式制动器根据制动盘固定在支架上的结构形式,可分为定钳制动器和浮动钳制动器。定钳制动器即制动卡钳是固定死的,制动时不发生位移。浮动钳制动器是活动的,制动时,会产生一定量的位移。
相比鼓式制动器,盘式制动器的制动效率高,散热性能好,且制动力线性,易于控制,是目前主流的汽车制动装置。除了极个别的低价位车型,如北斗星等采用前盘后鼓的制动组合,其余大部分车型几乎都采用全轮盘刹。
为什么某些新能源车又用上了鼓刹?
到了新能源时代,某合资品牌电动车的全系后轮居然又重新用上了鼓式制动器。俗话说,买的没有卖的精,那么电动车后轮用鼓式制动器到底合理吗?
厂家回应:“单靠电机就足以减速,电动车大部分都是用前轴进行刹车,使用刹车的次数少于燃油车。”
这样的回应显然不足以说服众多车迷和网友,随后厂家又进行了回应,不同的是,这次厂家直接用车辆的AMS试验刹车成绩来自证刹车满足制动需求。
在媒体公开活动上,厂家参照德国AMS的标准,车辆进行两轮共计20次测试,在制动衰退后性能测试中,该车连续100km/h-0的10次平均制动距离为37.72米。(AMS标准:制动距离小于39米即视为优秀。)
厂家表示,车辆的后轮鼓刹,经过连续10次的100-0km/h刹停后,热衰减性能符合厂家和德国的标准,意味着后轮鼓刹的性能可靠,不用担心鼓刹带来的刹车性能热衰减问题。
站在汽车开发的角度上讲,厂家为车辆配备后轮鼓刹无可厚非,在车辆开发周期,车辆都要经过严格的立项、设计、测试,既然厂家敢采用后轮鼓刹,自然能够满足国家标准和消费者的用车场景需求。
又说回来这个后轮鼓刹,大家一般都认为鼓刹造价便宜,性能较差,但这台新能源车搭载的可不是传统意义上的鼓刹,该制动系统由德国大陆集团提供,集成EPB功能(电子驻车制动系统),采用半密封结构,有效阻隔了水、粉尘、沙石,维护周期较盘式制动器更长,满足制动安全的同时,还降低了消费者的养护成本。
电车具备再生制动使用鼓刹合情合理
车辆在制动时,由于重心前移(轴荷转移),制动负荷主要集中在前轮,这也是为什么很多汽车的前轮的刹车盘和刹车卡钳较大,而后轮盘和卡钳较小的原因,目的就是为了实现前后制动力平衡。
在制动过程中随着轴荷转移,后轮相对地面压力减小,极限摩擦力减小,后轮制动力过大而使后轮抱死、轮胎进入滑动摩擦状态。
传统燃油车时代,行车制动全部依靠刹车系统完成,但新能源车就不一样了,目前绝大部分新能源车都配备了再生制动,很多车还有CRBS制动系统,即初段制动采用再生制动,完全依靠电机进行动能回收,当制动力不足以满足减速度需求时,进一步踩下制动踏板,此时摩擦制动介入,提供更大的减速度。
大陆集团的数据统计,相比传统内燃机汽车,新能源汽车的摩擦制动次数远远低于前者。也就是说,在再生制动的帮助下,需要用到摩擦(刹车盘片)制动的次数大幅下降,换句话说,机械制动系统的压力小了很多。
根据大陆集团的整车测试数据显示,有再生制动的车辆,对摩擦制动所需提供的制动能量降低了90%。
大陆集团在格洛克纳山路进行长下坡实验。路线长度15km,海拔差1500m,平均坡度9.5%,每一轮测试时间40分钟。
关闭动能回收,以最高限速激烈驾驶,完全采用摩擦制动减速,测试结束后,制动盘温度最高达到721℃。
关闭动能回收,采用温和的驾驶方式,制度盘温度会有所下降,但是依然高达474℃。
打开动能回收,采用温和的驾驶方式,在这种情况下,测试结束后,制动盘温度仅为21℃。
再说鼓式后刹车的车,该车分双电机和单电机版本,其中单电机版本为后驱版。也就是说,无论哪个版本的车型,都具备后轮再生制动的能力。
遇到减速工况时,不管是再生制动还是摩擦制动,实际上后轮鼓式刹车这里的制动压力极小。
同时,受限于鼓式刹车的散热形式,在降低风阻这一块,可以进一步封闭轮圈,减小风阻。因此厂家配备鼓式刹车可以说合情合理。
编后语
鼓刹更便宜,装配也更简单,寿命也更长。对厂家,减少了成本;对消费者,减少了保养费用,何乐而不为?对于工业品,没有最好一说,只有最合理的搭配。