汽车在使用一段时间后,均会出现前后轮毂发黑的现象。这实际上就是刹车片与刹车盘之间摩擦所产生的金属粉尘对轮毂造成的附着现象。朋友们可能会发现前轮的金属粉尘附着问题远比后轮更严重,也就是说前轮往往颜色更深。造成这种问题的原因在于制动时前后轮制动力的分配不同。
汽车制动力分配并不是一成不变的,随着车身动态的改变前后制动力分配可以从理想状态下的50:50(相对)变化成极端苛刻条件下的70:30甚至90:10。也就是说车辆行驶中进行的制动前轮扮演的主角,而后轮制动仅仅起到了辅助的作用。所以我们能发现市面上绝大多数车型的前制动器均比后制动器更大。
一些高端运动车型所采用的鲍鱼卡钳,往往是采用前4活塞、后2活塞的配置。如上图所示英菲尼迪给14款顶配Q50所配备的原厂制动卡钳(布雷博代工),前制动器、刹车片均比后制动器更大且拥有4个活塞。而后制动器更小只有两个活塞。如此一来即便前后之后力一样、从不改变,前制动器更大的刹车片与刹车盘形成更大的摩擦面积,那么造成的摩擦金属粉尘也会更多。
即便一些低端入门车型,厂家为降低成本所采用的前盘、后鼓设计,也是侧面反应了前制动器在刹车时的意义。前制动器用通风盘有效防止热衰减,至于后鼓式制动器就无所谓了,后制动器最大的价值则是体现在驻车方面,运行中的急刹车后轮制动起到的作用微乎其微。所以前轮制动器粉擦粉尘多的原因无外乎两点,其一刹车片更大、其二制动力更大。
汽车刹车时前后轮制动力分配
为什么汽车制动时前制动器分配到的制动力更大?道理很简单,如上图所示车辆在紧急制动时的点头现象。原因很简单,无论是前驱车、后驱车在制动时重心都会前移,整车惯量几乎都压在前驱动桥上,前轮收到更大的压力使得前轮与地面之间形成的静摩擦力大幅度增加。而后轮由于惯量前移对地面形成的压力降低,后轮与地面之间形成的静摩擦力变小。
上图中车子的车尾已经被高高抬起,实际上很多年前个别车型由于底盘技术不理想,在紧急制动时甚至会出现后车轮与地面分离的状态。一旦后轮与地面之间的静摩擦力大幅度降低,那么给后轮分配更多的制动力就毫无意义了。紧急制动时由于点头,后轮与地面附着力大幅度削弱甚至出现打滑,此时汽车的状态更趋近于两轮车(前轮)。所以想确保车辆制动,只能对与地面静摩擦力充足的前轮进行制动。
所以前轮可以分配到70%以上甚至达到90%的制动力,而后轮在即将失去与地面附着力的时候制动力只要稍大一点就很容易导致抱死问题的出现。举个简单的例子,被架起来的车轮即便旋转再快,只需要很小的制动力即可完成制动。因为其在失去与地面附着力空转的时候,转动惯量很小。相反汽车与地面附着力良好的情况下,整车的惯性会推着与地面压紧的车轮前进。
这样的惯量就太大了,所以汽车的前轮在制动时会分配到更多的制动力,制动力大小由具体的制动形式来决定。简单理解就是车速越高、制动踏板踩得越深,前制动器所分配到的制动力越大,因为制动力更大、前刹车片更大,所以与刹车盘之间所形成的磨损就越大,自然会产生更多的摩擦金属粉尘,附着在轮毂上就会形成一片黑。而后轮在制动时分配的制动力更少且刹车片更小,所产生的摩擦粉尘更少,所以后轮被摩擦粉尘附着后的颜色就更浅。