鼓式制動器、摩托車剎車圈、Drum brake、輪轂剎車圈專業生產廠家無錫九環2022年4月25日訊 Brake System制動系統是所有汽車上都必不可少的獨立系統，之所以要強調“獨立”，主要是考慮到它關乎主動安全性，所以制動系統必須完全獨立于汽車其他系統、子系統而可獨立工作的。很簡單，修過車的都知道，很多時候廠內挪車，那些沒了引擎、沒了波箱的待修車，制動系統依然能有效工作的。是否記得早些年那個“因定速巡航系統故障而導致的制動系統失靈”事件，筆者覺得，要么這就是一樁現代科技下的靈異事件，要么就是一次子虛烏有的炒作，估計是這廝是想紅想出名想瘋了。能夠被電腦控制的制動系統，現實中存在，但早已被各國政府判定為不合法而終止研究。
汽車的制動系統是一套完全獨立運作的系統，不是車廠研發能力的問題研發不出電傳操控，而是國際通用的汽車法規里暫時還不允許在制動系統加入任何與電傳操控相關的技術，所以，早前那些用定速巡航失靈并以此作為沒剎車的借口，完全違背了商品汽車的法規現實，用來騙騙對汽車一知半解的愚民們倒是個不錯的新聞炒作話題。
關于一些基礎原理重復一下：
制動系統的原理其實并不難理解，就是一個將行駛中的汽車所具備的動能，通過制動皮和制動碟之間的摩擦做功、輪胎與地面之間摩擦做功結合而將這種能量散失掉的過程，就是制動系統的物理原理，一般通過兩條公式便可解釋：
E=mv2/2：E是汽車制動時的動能，m是汽車的質量、v是制動時的起始速度；
W=μmgd：μ是輪胎的摩擦系數，m是汽車的質量，g是地球的重力加速度，d則是制動距離。
制動系統的效能是由“制動時的減速度”來定義的。但最大制動減速度不受制動系統限制，而受制于輪胎靜摩擦系數限制。
有了這兩條物理公式和說明便可知道，一輛汽車的制動系統工作原理基本就能理解了，無非就是一個與汽車重量有關、并與速度與能量之間的轉化過程，而制動系統在這套公式則是一個速度不斷改變的量，制動系統的性能對這種能量的產生和消散過程有著至關重要的影響。也同時在這兩條公式里可以知道，汽車的重量對于制動性能的發揮有著決定性的影響，換句話說，那些一天只會給你說“多少動力就要用什么剎車套件”的言論如同鬼扯，用多大的碟、多少活塞的卡鉗，考慮的可變量只有兩個：一個是車重多少，1噸不到的車你沒必要換套380mm的六活塞卡鉗套件；兩噸的車，用套300mm碟配個單活塞卡鉗，制動力一定不夠用。另外一個決定制動性能同等重要的因素就是輪胎，能量散失的過程中，決定車輛最短制動距離的因素是輪胎摩擦系數，換句簡單點兒的話就是輪胎抓地力。
說了一堆關于制動系統的原理和思路問題，那么我們從汽車文化的角度看看，制動系統又是怎么來的？
汽車最早的制動系統的形式名叫機械式摩擦制動器，就是簡單粗暴地將使用木料和皮料與轉動的車輪外側進行摩擦，讓車子慢下來或者停下來。剎車片最早誕生于1820年，由德國發明家Karl von Drais（卡爾·馮·德賴斯）發明，而產品化則一直到1850年代才出現，主要應用在鐵路、馬車、自行車等諸多場合。19世紀末出現的內燃機汽車剛開始時也是使用來自馬車的外圈摩擦式制動器，至于人類第一塊剎車皮誕生于1888年8月，由Bertha Benz（伯莎·本茨、Carl Benz妻子）在長途駕駛回娘家過程中發生故障后，到路邊的皮匠使用牛皮制作成了替換品，流傳至今，很多人仍習慣使用“剎車皮”來稱呼Brake Pad就是這個歷史典故了。隨著可充氣輪胎的出現，通過摩擦車輪獲得制動力的方式已經不現實，尋找替代方案成為了歷史發展的必然，在自行車制動器上獲得靈感的汽車用碟式制動器（Disc Brake）和鼓式制動器（Drum Brake）的相繼出現，并一直發展至今。當然了，這兩種仍屬于摩擦式剎車。
19世紀末至20世紀初的內燃機汽車制動系統，因為車輛均為后輪驅動形式，很自然地，幾乎所有的汽車就只有后輪使用制動器，前輪為自由狀態，這個情況直到1924年，德國的Horch在其10M25車型的四個車輪上裝用上了鼓式制動器，這也是第一輛四輪均有剎車的車型。至于后來出現的電動剎車和磁力剎車則可以視為非摩擦式制動器，但因為法規和自身可靠性問題，目前所有的電動車無論再先進的能量回收系統之前，都必須使用一套燃油汽車上的制動系統作為主系統。至于驅動剎車的形式則有油壓式和拉索式，前者基本已經是現代汽車的標準配置，后者則常見于1930年之前的汽車及當今汽車的手剎機構里。
碟式制動器和鼓式制動器，它們的理論專利誕生有前后，但被應用到汽車上的時間，則是鼓式較早，碟式因為其自身存在著許多技術難點有待解決，到了50年代中葉才開始被投入大量生產。
這就是第一款四個車輪都安裝有制動器的內燃機汽車，1924年推出的Horch 10的中期改進版10M25，又名10/50 PS。不過此時Horch首席工程師是Paul Daimler（保羅·戴姆勒）。
關于碟剎和鼓剎孰優孰劣的問題，很多人因為看到鼓式剎車常見于后輪、而且不少原本是前碟后鼓的車型的高配型號都會換上前后碟剎，便將鼓式制動器理解為一種比碟剎落后的制動形式。其實這個想法并不正確，碟式和鼓式其實都有各自的優缺點，某些實際應用上，例如手剎，鼓式手剎會比碟式手剎更穩定和可靠。
碟式制動器出現于1890年代的英國，由Frederick W. Lanchester（弗雷德里克·W·蘭徹斯特）發明，并在1902年獲得了專利，同時地，他也是英國蘭徹斯特汽車公司的創始人，這套碟式制動器就曾小批量地出現在蘭徹斯特汽車上，不過該公司的經營狀況一向不太好，后來被英國的Daimler丹拿汽車收購便銷聲匿跡。
鼓式制動器的原理專利出現于1882年，由Walter Russell Mortimer（沃爾特·羅素·莫蒂默）發明并首先應用于自行車上，應該說，之后應用在汽車上的鼓式制動器的理論及原理基礎均在此基礎上發展而來。在汽車應用方面，最早出現在汽車的鼓剎由DMG公司的Wilhelm Maybach（威廉·邁巴赫）于1900年首次應用在Mercedes 35PS車型上；隨后在1902年，由路易斯·雷諾申請了內蹄式制動器的專利，至于常見于摩托車上的鼓式制動系統，到了1920年代才開始被應用。
汽車、摩托車上使用的鼓式制動器一般是指內鼓式，雖然看起來笨重，但其實鼓式制動器也是有碟式制動器所不具備的優點，例如它蹄片與剎車鼓內壁的接觸面積較大，且平均，其有效摩擦系數比碟式要高，所以只需很少的液壓力便可獲得較大的摩擦力，所以輕型車上鼓式制動器幾乎可以不用真空助力鼓（很多老車就沒有助力鼓就因為前后都是鼓剎，不需要）；所有制動元件均整合在鼓身內，不會受到砂石的傷害；粉塵較少，所以你會發現使用鼓式制動器的老爺車可以使用優雅的鋼絲輪圈還經常一塵不染就是這個原因了；相對于碟式制動器，它更耐用。有優點當然就會有缺點，例如更換剎車皮比較復雜；在重型車上，鼓式制動器會比碟式的要重，不利于節省燃料，加上散熱效能較差，導致了因過熱而產生的制動力衰減問題。最要命的一點是，如果將鼓式制動器放在前輪，車輛轉彎時很容易出現車輪脫離的事故，這種問題在1970年代以前，也就是乘用轎車普遍使用鼓式制動器作為前輪制動器時代最常見的問題，而碟式剎車則幾乎可以根治了這個問題。
鼓式制動器的原理并不復雜，而且制動力并不弱，但散熱問題始終困擾著它的使用。
碟式制動器的誕生同樣也是來自自行車，最早碟式制動器專利出現于1894年的美國，比剛才提到英國人Frederick W. Lanchester（弗雷德里克·W·蘭徹斯特）獲得汽車用碟式制動器的專利要早一些，但比自行車上使用鼓式制動器要晚。1902年在獲得專利后，Frederick W. Lanchester（弗雷德里克·W·蘭徹斯特）直到1905年才將這種通過機械傳動的剎車系統應用在自家的汽車上，但此時絕大部分的轎車已經普及了鼓式剎車，所以碟式制動器很少應用于汽車上，反而在飛機和鐵路系統上，直到二戰后，鼓式制動器依然是絕對的主流配置。碟式制動器難以普及的最大問題不在于性能原理上，而在于其轉動機構過于復雜，可靠性差、尤其是很容易受到路面環境的影響，例如砂石粉塵等，加上材料學進展緩慢，耐用性和可靠性得不到保證，更是讓許多想將碟式制動器放到轎車上使用的公司暫停或者拖延了研發進度。首款配備四輪碟式制動器的轎車是1948年的Tucker 48，雖然此車號稱是當時最先進的汽車，但它只生產過51輛，滿打滿算也只能歸入小批量的手工制品范疇，對于世界汽車工業潮流的影響算不上有“突出貢獻”，到了1953年，首款四輪均為碟式制動器的賽車：Jaguar XK120-C取得的勒芒冠軍讓整件事出現了轉機。
目前普遍原裝車上采用的碟式制動器的組成結構，圖中這種形式叫浮動式卡鉗配固定式制動碟，而高性能取向或者升級用的則多為固定式卡鉗配浮動式制動碟形式。
1953年，捷豹XK120-C賽車，憑借著其可靠的四輪碟剎機構，為獲得該年的勒芒24小時冠軍提供了有力保障，這也是碟剎制動器從研發室真正走入市場的標志性“露臉”事件。
受到了Jaguar XK120-C賽車的鼓舞，首個將碟式制動器作為標配（前輪）進入大量化生產時代的車型是1955年投放市場的雪鐵龍DS 19，該車的出現也引發了碟式制動器發展初期關于安裝位置之爭，部分工程師抱有顧慮，例如碟片容易接觸到砂石而造成損壞的情況，雪鐵龍工程師們的解決方案是把制動卡鉗放在變速箱上，直接對傳動半軸進行制動。這種俗稱為“軸頭碟”的設計在早年量產化轎車上頗為常見，例如英國、法國、意大利的不少車型就是這樣，甚至為了解決制動系統的散熱問題，還特地在車輛前下方、側部預設了導風管直接吹向制動系統。DS 19系列車型的總產量超過150萬輛，它對后世汽車開始普及碟式制動器產生了深遠的影響。除了DS19外，首款使用四輪碟式制動器的量產車型是1956年的Jensen 541，Jensen詹森汽車在國內車迷圈的知名度不高，但其實這個誕生于1922年、結束于2011年的英國品牌在汽車科技發展史上有著舉足輕重的地位，除了在量產車上首次應用上了四輪碟剎系統的Jensen 541以外，1966年推出的Jensen FF更是最早量產四輪驅動系統和配備ABS防抱死制動系統的車型，注意了，它才是最早使用四輪驅動系統的轎車，那個時候Audi這個品牌還在雪藏中，下次有人問起你誰是最早的四輪驅動轎車，就別再迷之自信般回答奧迪Sport Quattro了，正確答案是“詹森FF”。
雪鐵龍DS 19的前制動系統采用碟式制動器，DS 19采用FMF驅動布局，即前中置引擎、前置變速箱、前輪驅動。制動系統的安裝位置與今天常見的半軸外側不同，卡鉗安裝在變速箱體上，294mm直徑的制動碟則位于傳動半軸內側。
早年的制動系統大多為機械式控制，通過杠桿原理將人手施加的力放大后傳遞到摩擦片上，隨著鼓式制動器的流行，又出現了拉索式控制機構，駕駛者的施力部位也從手向腳轉移。第一輛采用液壓制動器的車型出現在1921年美國Duesenberg杜森貝格的Model A賽車上，而第一輛配備液壓制動系統的量產車則是克萊斯勒的B70。不過，之后的很長一段時間里，拉索式的制動控制依然是各大量產車的主流配置，例如大眾的甲殼蟲一直到1962年3月才全面進入液壓制動系統時代。
克萊斯勒在1924年推出了使用液壓制動系統的B70，也是第一款使用該系統的量產車，總產量超過10萬輛。
制動系統的發展歷史主要是圍繞著如何幫助制動器提高效能或者可靠性思路產生的，這個就不能不提到能提高制動有效性15%以上的ABS系統（Anti-lock Brake System）了：
1903年在火車科技樹上誕生了“制動力調節器”專利，它由法國人Paul Hallot（保羅·哈洛特）獲得，這是機械式ABS的機理原型；
1928年，由德國工程師Karl Waessel（卡爾·維塞爾）確定了在汽車上使用制動調節器的基本工作原理；
1936年，經由Robert Bosch（羅伯特·博世）改進后，獲得了“ABS防抱死制動系統”專利，此時仍為機械式，但并沒有投入實際量產；
1966年開始在Jensen FF上使用的機械式制動力調節系統（來自Dunlop-Maxaret公司）；
1969年，ITT公司展示第一代電子防抱死制動系統（協和式客機上使用）；
1971年，日產在President上首次應用了電子式ABS輔助系統（EAL系統）；
1971年，現代電子化的車用ABS系統由菲亞特汽車研發中心的工程師Mario Palazzetti（馬里奧·帕拉澤蒂）研發成功并獲得專利，帕拉澤蒂也被稱為現代ABS之父，這項專利后來被賣給了Bosch公司，并將其命名為ABS；
1978年，博世公司重新向市場推出商品化的電子ABS系統，因為“ABS”這個字母組合早已被其注冊，所以其他品牌的同類系統只能更名。
第一輛搭載“ABS”這個名字輔助系統的車型是Mercedes W116；
至今，ABS已經基本成為了乘用車的標配。
列出ABS系統的發展時間軸，是因為筆者不止百次在網絡上、或者車迷交流討論中見到過“ABS乃Bosch博世發明的專利技術”一說，看完上述的歷史發展演化過程，請那些似懂非懂、道聽途說的偽車迷們該停停嘴，了解一下事實再吹吧，防抱死制動系統的概念是法國人提出的，由意大利人實現了現代車用電子化ABS系統的研發，Bosch只是買到了該專利然后重命名而已！
再發展到后來一些列通過電子化輔助伺服器而產生的電子制動力分配（EBV）、電子穩定控制系統（ESC）等等，其實都同樣是構筑于制動系統基礎上的附件，但這里必須要有一個概念，這類電子化系統的作用是為了方便你更容易操控車輛，而不存在必要性一說，在法律法規規定下，此類系統不能凌駕于基礎的制動主系統上，換句話說，這些電子系統可以失效，但車輛依然能正常使用、正常剎車。很多人受到了媒體唆使并將這類系統視為唯一或者必然，并以此為信條，奉勸一句，當你懷疑自己沒了這些電子系統輔助還會不會開車時，建議去接受一下高級駕駛培訓課程的深造。
另外還有一個很多車友關心的，制動系統應如何升級的問題，近年有不少自媒體公眾號都煞有其事的出過類似的文章，其實關于制動系統如何升級的問題并不復雜，更沒有太多與這個品牌那個品牌相關的說辭，所有的升級其實都只是圍繞著一個核心：車重與能量、速度之間的轉化過程，只要稍稍花點兒時間弄清楚這幾者的關系，再去挑選合適自己的制動升級套件時，就不是“你說啥就是啥”，會變成“你別水我、我懂”，這樣去消費升級套件才是理性的！
