星磐故事汇制动系统的迭代史汽车商 [复制链接]

制动系统作为汽车底盘的四大系统之一，对车辆的行驶安全有着至关重要的作用。在对汽车驾控有着极高标准的赛车领域，拥有更好的制动系统，不仅仅意味着更安全，更能够进一步发挥赛车潜力，并大幅提升圈速成绩。由此可见，汽车制动系统的技术发展的水平也在侧面决定着汽车性能的上限。本期就带大家回顾汽车制动系统发展的前世今生，并一起探寻其未来的发展方向。

近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，制动系统的重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方法，以及采用新的技术。

然而在汽车刚发明时，汽车的动力不足，传动系统设计也不完善，因而车速很慢，结构也很简陋，大部分汽车没有制动系统；另一些车辆配备了制动系统，这些制动系统是从马车上直接借鉴过来的手刹，制动效果很差。随着汽车速度的提升，随时能站得住成为汽车一个必须的性能。

从无到有的发展历程

年，奔驰的创始人——卡尔·本茨先生创造了第一辆汽车，那时的“奔驰一号”动力很小只有0.85马力，传动系统也很简陋，车速很慢所以没有制动系统。但随着车辆技术的发展，汽车行驶速度得到提升，制动系统显得越发重要，汽车工程师们开始倾注大量精力研发制动系统。

面对日益严峻的行驶安全问题，威廉·迈巴赫于年发明了最早的鼓式制动器。这种制动装置很快成为了汽车上的标配，但鼓式刹车器并不是完美的，虽然它造价便宜但是制动稳定性较差，在多年前复杂路况下它的制动力会不断变化，这让驾驶者很难操控车辆。而且鼓式制动器的散热性不好，在制动过程中很容易出现热衰竭，导致制动能力下降。这样一个不完美的产品工程师显然是不满意的，于是他们把注意力转向其他制动器。

今天流行的盘式制动器在19世纪末问世。年，英国工程师佛雷德里克·威廉·兰切斯特设计出了汽车盘式制动器并申请了专利。兰切斯特成为最早装备盘式制动器的轿车。但是受到金属材料制造水平的限制，当时的盘式制动器中的刹车片由铜制造，再加上恶劣的路况，使得铜制的刹车片很快磨损，因而那时的盘式制动器寿命很短，导致那时盘式制动器并没有流行起来。

虽然汽车都装上了制动器，但是由于没有解决好前后轮制动力分配的问题，早期的汽车只有后轮有制动器。年阿罗·约翰逊发明了四轮刹车系统。随着技术的完善，四轮制动系统在20世纪20年代开始普及。虽然采用了四轮制动系统，但是制动效果不是非常理想，问题出在鼓式制动器上。

鼓式制动器的造价虽然便宜，但是制动力稳定性差，在不同路况下制动力变化很大，驾驶者不易掌控。且由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量，容易产生热衰竭现象，引起制动效率下降。面对鼓式制动器的这些先天不足，设计师把注意力转向了其它制动器。随着金属加工制造工艺的进步，制造出寿命更长、制动效果更好的盘式制动器成为可能，盘式制动器再一次进入到了设计师的视线中。

克莱斯勒汽车公司在汽车设计和新技术应用上非常大胆，一辆年的Plymouth试验车成为第一辆装备四轮盘式制动器的轿车。第二次世界大战结束后，克莱斯勒继续完善盘式制动系统，年款的克莱斯勒CrownImperial成为第一款装备四轮盘式制动器的量产车型，当时克莱斯勒的盘式制动器和今天的卡钳盘式制动器结构不同，它采用双盘式结构，制动时两个盘合并在一起摩擦产生制动力。年，英国汽车制造商克罗斯利（Crosley）制造了装备固特异公司设计的盘式制动器。

在年，克莱斯勒的盘式制动器价格为美元，这是一个非常昂贵的价格。由于缺乏足够的道路验证，盘式制动器出现了腐蚀性和可靠性的问题，因而那时流行的制动器依然是鼓式制动器。不过，盘式制动器进入到了一个快速发展的阶段，年，捷豹C-TYPE赛车装备了英国邓禄普公司为其设计的卡钳盘式制动器。年法国雪铁龙DS成为第一辆装备现代概念盘式制动器的量产车型。随着技术的发展，到20世纪60年代时，很多新问世的轿车都开始采用盘式制动器。

电子技术将底盘安全引入新纪元

随着汽车性能不断提升，车辆在使用过程中遇到的危险情况越来越复杂，尤其是在湿滑路面条件下，任凭汽车的制动性能再好，也无法充分发挥出来，这使得工程师逐渐将研发重点转移至如何在复杂路况条件下，尽量让车辆拥有最大化的制动性能，并且在制动性能无法满足需求时，如何帮助驾驶员规避事故。

20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。防抱装置一般包括三部分：传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数，如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装置，控制装置进行计算并与规定的数值进行比较后，给压力调节器发出指令。

在ABS技术研发方面，世界知名的德国工业企业——博世公司走在了前面。年，博世公司申请一项电液控制的ABS装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。年的福特使用了真空助力的ABS制动器；年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装置。这些早期的ABS装置性能有限，可靠性不够理想，且成本高。

ABS虽然起步较早，但在技术上有突破性进展是在年。在这一年，默·本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装置。年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装置。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的出现，以及电子信息处理技术的高速发展，ABS以成为性能可靠、成本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品。年ABS的世界年产量已超过0万辆份，世界汽车ABS的装用率已超过20%。一些国家和地区已制定法规，使ABS成为汽车的标准设备。

当前，ABS、ESP、EBD、TCS等电控汽车稳定系统已经成为了很多汽车的安全标准，这些系统也在无时无刻为驾驶者以及乘客在各种恶劣路况以及各种用车环境下保驾护航。但在电子电控技术飞速发展的今天，无论是制动系统还是稳定系统已经随着技术发展产生了较大变化。

例如在稳定系统方面，一些高性能车型可以通过多级可调的ESP/TCS系统，在赛道驾驶时提供截然不同的驾驶感受，为驾驶者带来更多驾驶乐趣的同时，也让一款车拥有了更多突破极限的可能。

在制动系统方面，除了鼓式刹车、盘式刹车之外，又演变出了通风盘刹车、碳陶瓷刹车以应对赛道等高强度驾驶时所需的轻量化以及耐热性问题。并且随着新能源汽车的崛起，制动也不再只依靠物理形式，通过电机的动能回收原理实现更便捷且更精确的制动效果。这也使得，在当下的汽车领域，制动系统不再仅仅展现行驶安全性，更展现了一款车的底盘电控化技术水准。