[Jason原创]关于制动系统改装的浅谈。。。了解原理，冲破误区！


越来越多的改装爱好者经常提到，自己的车制动效果不行，得改刹车。


各种关于“XX车制动不行，得改”、“换四活塞，六活塞，换312 330 335 355 365”等等，不绝于耳。


我觉得真正明白车上的制动系统是怎么工作的，制动力是怎么产生的，能够从原理上明白改装是该怎么进行的，恐怕不超过30%。所以，我觉得有必要先给咱们高六区自己人说一下。


当您看懂了这篇帖子，了解了物理原理。再去进行改装，就可以避免走入，“大投入，多活塞”的各种误区！不是所有车都要上赛车制动，也不是说光换赛车级别的制动，你的车制动效果就会好！


人，毕竟是一个有小脑平衡系统和大脑的动物！有些时候，会无法正确的得到对制动系统的正确评价。什么是主观的“制动效果”。对于90%的人来说，如果我的车轻踩制动器，就有很好的制动减速度，那么我就会说，这个车的制动效果好！这也正是为什么很多人，下1W、2W大本钱，换多活塞避震后感觉效果立竿见影的原因了。

先上一张我手绘的简陋车轮受力图，表现了一个车轮及其上固定的盘式制动器在制动情况下的受力。

点击查看原图 (135.83 KB)

2011-04-05 03:10

首先，我们看图中的车轮，在制动的时候，蓝色的卡钳加紧红色的制动盘，由于卡钳是固定在羊角上不随车轮和制动盘一起转动的，所以加紧后的卡钳，会隔着制动片给制动盘一个夹紧力，这个夹紧力就会转化为对制动盘的摩擦力，图里叫做“F卡钳”，左上角的公式，就是卡钳夹紧力和“F卡钳”的关系（这里最后乘以2的原因是卡钳是正反两面加紧制动盘的）。

我们继续看车轮，这是在车轮上有一个力矩平衡关系，和简单，就是“F卡钳”乘以“卡钳有效半径r”=“F地面（制动器）”乘以“轮胎瞬间动态滚动半径R”，（如图中左上角第三行公式）。这里的“F地面（制动器）”，在汽车里叫做 “制动器制动力(因为是由制动器的加紧作用产生的有效制动力)”。

而与此同时，由于轮胎和地面之间存在一个物理的摩擦极限，也就是“F地面（最大值)”，它是由轮胎此时的“瞬时轮荷“（压紧地面的压力） 乘以“轮胎和地面的摩擦系数”决定的（如图中左上角第二个公式）。我们称这个“F地面（最大值）”为“地面制动力(最大值)”。

实际作用在轮胎和地面接触面上的制动力，图中叫做“F地面”，这个才是实际用于制动车速的。专业里叫做“有效制动力”。

这个“有效制动力”，它是“制动器制动力”和“地面制动力”二者中，小的那一个！也就是说，制动效能瓶颈，在于“制动器制动力”和“地面制动力”两者中较小的那个。车辆的制动效能，一方面由制动器制动力限制，另一方面由地面制动力限制！

这里，就开始了深一层的讨论！该如何改装！该如何驾驶！

首先一个问题，也是无庸置疑的，所有兄弟都体会过的，那就是ABS启动！
不管你是什么车，几乎100%的合格车辆，都可以在随时，任何车速，通过大脚刹车，让车轮抱死，随之ABS启动，制动踏板连续抖动。这就是制动器制动力大于地面制动力之后造成的轮胎抱死，ABS启动保证更短的制动距离和可转向性。

这个现象说明了什么？也就是说，你只要不吝啬你的腿，用劲得去踩！你的车是可以在任何车速下，及时的抱死车轮的！也就是说，即便你原厂刹车，什么都不改！你的制动效能瓶颈，不在于“制动器制动力”和“地面制动力”两者中的“制动器制动力”而是在于“地面制动力”！！！（这里谈的是日常公路驾驶，连续下山，下坡，场地赛连续过弯大脚刹车，造成的制动效能热衰退所导致的车轮无法抱死，在下文讨论。）

在改装，一般大部分人的思想却错误的锁定在了，进行“制动器制动力”的提升和改装，即图中“F地面（制动器）”。这个从原理上讲，是本末倒置的！但是不是说改装毫无必要，我首先先讲原理，之后再形象的描述，提升制动器制动力的效果在于何处。

1.制动器制动力的改装：

原理：图中左上角第三个公式里，可以看到，F地面（制动器）主要是由“F卡钳”这个力，以及大R、小r来产生的，F卡钳和小r，是我们可以通过升级提升的。
小r的提升，可以通过更换半径更大的盘来实现，也就是很多人环312盘的原理。
F卡钳，又是卡钳夹紧力 X 制动盘、片间摩擦系数。
更换更好的制动片，制动盘，就是这个意图，提升这个摩擦系数，大概有10%的空间。
这里有个问题需要切记，不要一味更换更硬，更好的制动片，这样会造成制动盘的剧烈磨损，寿命骤降！一对硬度类似的制动盘和片，才是最好的效果。不要直接更换某品牌最高级，最硬的制动片，那样是十分错误的，是误区！！！
一般原车的钢盘，选择改装品牌里最低级的，或者次低级的片就足够了，大硬片是给分体式的昂贵大盘、硬盘准备的。

图中右边很多字的蓝色公式，是“卡钳夹紧力“的产生机理，归根结底，就是对“踏板脚力”也就是您踩制动踏板的力，进行的一个多级放大！
首先是踏板的杠杆结构决定的“踏板杠杆机构放大系数”，这个是很少有私家车改的，也是经常只出现在竞技车辆改装的。
其次就是“制动总泵放大系数“，这个很多车更换制动总泵，提升对“踏板脚力”的放大。这里制动器的油只是充当了一个力变压力，压力变力的传递工作，没有力的放大。
之后就是制动分泵（也就是卡钳）上的活塞总面积了（等于单个活塞对的面积X活塞对数）（原车是一个浮动或者1对非浮动活塞，也就是2活塞；改装一般会换成没变2对活塞，也就是4活塞；3对活塞，也就是6活塞的制动分泵）。

改装制动踏板的杠杆机构，赛车一般采用这个方式和其他方式的配合，别小看小小的踏板机构，就可以带来好10-30%的F卡钳力提升。
改装真空助力总泵，或者是更小主活塞面子的总泵，可以提升制动液压力，从而提升卡钳力。提升空间在10-30%不等，带来的问题可能是过度提升制动系统内部压力，造成卡钳处活塞密封极限，造成漏油。
改装分泵活塞的总面积，可以通过更换更大活塞，或者多个小活塞来实现。提升活塞面积，可以在同样制动系统内部压力情况下，提升“F卡钳”。所以更换卡钳，可以用量量活塞的半径，用“πR方”的公式，算算总共的活塞面积，来看看提升是多少个百分比。一般原车是一对大活塞，换成2对活塞（也就是俗称四活塞）后，根据卡钳大小，同样的脚力下，F卡钳大概能提升大概50-80%。

[ 本帖最后由 jasonbora 于 2011-4-5 03:16 编辑 ]

我想看到这里，很多人会说，为什么提升“制动器制动力”也就是“F卡钳”，在我看来算是个日常改装严重的“大误区”呢？还是回到一开始举的例子，既然原车可以随时踩死车轮 ，抱死出ABS。就说明原车的“制动器制动力”最大值足够大，原车就已经可以大于轮胎决定的“地面制动力”了。
那是不是完全没有改总泵，改多活塞刹车的必要了呢？！我们中95%的人是在城市驾驶，公路、高速公路驾驶，小猛，或者小飙。而不是玩命的飙二环，一次次的从180制动到80，连续不断的穿梭，或者下赛道驾驶。只要你拥有合适的驾驶技术和判断，并且时刻铭记这篇帖子里的结论！您就完全可以不换！足以应对任何城市道路！为什么这么说呢，首先，改来改去！提升的是什么，卡钳力，就是对你脚踩踏板力的放大！
比如您现在，可以用足自己80%的腿力，把轮抱死出ABS，大概是20-30KG力（估算），而您更换多活塞、大总泵、大盘，就可以用15KG，甚至10KG的力让车轮抱死了！开起来的感觉就是，我轻点刹车的制动效果，比我改之前强了很多！没错，同样的脚力，是强了！但是，当你超越“地面制动力”的时候，“有效制动力”还是那么大，还是轮胎和地面的摩擦极限，只不过是在轮胎没抱死的情况下，你给自己省劲儿了！轻松了！
这也是为什么赛车要改装多活塞、大总泵的原因，在一个赛道，一圈有不下30个弯角，你要让车手在一个20圈得比赛中，连续不断的用出自己腿80%的力去制动，不累死才怪！疲劳加分神=失败！
而我们日常驾驶呢？您每天，每周，每月能有多少次踩出ABS？有赛手在几分钟内跑一圈赛道的次数多吗？您觉得有必要给自己的腿花好几万省劲吗？我想说到这很多人都理解我想表达的意思了！
这时又有很多亲身改装过制动的人，包括我自己，会说了，我改装后，确实同样情况，我以前刹不住，现在刹得住了。为什么？！驾驶！驾驶！意识！意识！
原车的抱死，是要出80%的脚力的，也就是说，你会在你感觉用力已经很大的情况下才能抱死。一般遇到一些突发情况，尤其是一开始你离前车距离还有个10几个车身的时候，你感觉距离足够，几十米呢，随之，你不会给自己的脚下用那么大的力，随着与前车距离的缩短，您越来越意识到，不行了不行了，相对速度太大，距离不够了，您才会随之加大脚力，最后才会让车轮抱死！因为对很多人的感觉说，踩出ABS是很费车的，潜意识里，我都用那么大劲去踩了，肯定车的负荷很大，费车！所以一般踩制动都很吝啬！到最后不行了，才用足全力！这就丧失了很多制动避免碰撞的可能性！
而更换过多活塞呢？您平时轻点刹车就能处理一般情况。紧急时候稍微用个潜意识里的中等力度，就可以达到原车用80%腿力的制动效果。车等于可以在距离还够的情况下，及时的抱死，提早发挥最大“地面制动力”。相对一般驾驶意识，提早的发挥最大制动力了。所以更换多活塞，在紧急情况下，抵消这个由于人的意识所牺牲的制动时机，“早”是效果所在，而不是制动力“大”！
所以，原车制动的兄弟们！你们只要时刻铭记！制动器是不用吝啬的，看到情况第一之间往狠了踩！制动踏板和制动系统是不会被踩坏的！原车的载荷也不会大，不会坏！！！你就可以为你的钱包节省1W 2W甚至更多！对于城市道路，足够了！足够了！有这些钱，办个健身年卡！好好锻炼，增强体魄，腿更有劲了，胜过一切多活塞！还能健康！何乐而不为呢？（我突然觉得我写这个帖子的意义升华了！！！）

2.“地面制动力”——瓶颈所在
地面制动力，即“F地面（最大值）”，提升这个才能让ABS抱死时候的最大制动力得以提升！才是改装的要点。
这个地面制动力最大值，可以通过提升轮胎和道路之间的摩擦系数来取得相当程度的提升，好的轮胎，胎面柔软，摩擦性能好，可以创造出大概1.0-1.1的摩擦系数。而差的轮胎，一般的轮胎，只能有0.8-0.9，这样首先就有着大概10-20%的提升空间了。如果折本，更换半热熔轮胎，这个摩擦系数会进一步提升，换赛车用的全热熔轮胎，会剧烈提升！
赛车一般都用全热熔轮胎，全热熔轮胎寿命很短。顾名思义，全热熔，热了就融化，就是这种轮胎的特色。全热熔轮胎，在赛车暖胎后，就会变成一种半融化状态，黏黏糊糊的粘在地面上，摩擦系数可想而知的高，这种轮胎，不用你拉带，就会在地上留下黑色的印记！可以说，你是把轮胎的胶皮，铺撒在了你走过的路面上，轮胎寿命是可想而知的短！！！这也是赛车为什么很短时间就要进站换胎的原因！一般民用，用个胎面柔软的较高等级民用胎，单导向非对称，就可以了。用半热熔就比较烧包了~全热熔，我没见人在城里路上上下班开的。。。除非你看到谁边走，后边边留下黑色的印记。。。。。

我想看到这里，大家应该明白了我的意思，也明白了这个帖子的用意所在！折本，花几千，更换好的、更宽轮胎，更换加宽的轮毂，提升弯道极限性能的同时，加强雨天的排水性，同时提升有效的制动力！一举多得！至于多活塞，大总泵，换大盘！您完全可以适度的选择，适度的为自己节省力气，寻求驾驶中的小快感。
我想大部分的改装刹车的人，一部分是为了拥有美丽的大卡钳，美丽的外观，显示自己车辆的改装，投入！还有就是路上轻点刹车，就有较大制动力输出时候心里的快感吧~~~实际的极限，是没有本质提升的。


[ 本帖最后由 jasonbora 于 2011-4-5 03:16 编辑 ]

请各位制动升级的卖家不要来批判，我确定自己的专业知识，自己的经验的正确。这里已经写得很清楚了！制动改装的主观效果，是无用质疑的，是能让制动轻，和抵消一定紧急情况下，由于生理反应慢造成的最大制动力迟到问题。

总之一句话，不吝啬自己的腿力，有情况第一时间大力、不吝啬的踩下您的刹车踏板！一切都有了！制动投入，请从轮胎开始！！！请从“地面制动力”开始！


让下面这个三个专业名词，在大家的讨论中，走起来！！
F制动，有效 = MIN [F地面(制动器)，F地面（最大）]
有效制动力 = 地面制动力 和 制动器制动力 两者中的小的那个值！


最后，Jason祝大家清明快乐~~~
路上车少，尽情的放开腿，试试自己原厂刹车系统全力刹车未爆发的实力蓄积吧！
看看我说的是不是真是有效！欢迎来汇报！！！
第5页：42 43 44楼，更新关于轮胎加宽为什么能提升抓地力，制动点头是不是恶化制动的原因，ABS能不能缩短刹车距离 这个问题的详细解答！
[ 本帖最后由 jasonbora 于 2011-4-5 18:19 编辑 ]

我来了，回答几个兄弟关系这个帖子延展出来的小疑问和关于ABS的小误区：

12楼兄弟 大大的球，还有帮我解答的兄弟chris007：

那么，lz能不能解释一下
宽胎抓地力更好的原理？
因为根据摩擦力计算理论，
摩擦力仅仅和压力和摩擦系数有关，和接触面积无关，而摩擦系数仅和材料有关，
如果是这样，对于一个给定的车子来说，车重是一定值，那么轮胎和地面之间的摩擦力，仅仅取决于轮胎材料和地面的材料（或粗糙程度），
那为什么说，换宽胎会提升车辆的抓地性能呢？？？

看到您的观点了，确实会进入这个思想的怪圈，这都是初中物理过于锁定的思维模式造成的。这句话“摩擦系数只于相互接触物体的表面粗糙程度有关”虽然过去了多年，仿佛还历历在目，哈哈。一句初高中物理的拳头定理！您有没有发现，在当时的计算中，永远是直接把公式中的F=uN,中的摩擦系数u给出的。这个与表面粗糙程度，实际是一个十分笼统的说法，什么叫粗糙程度，摩擦产生的机理是什么？一点儿都没有提！所以这个粗糙程度是一个十分误导人的说法，似乎就是摸起来光不光滑的问题。是错误的。

其实摩擦是由2部分组成，一部分是分子间的附着引起，另一部分是形状配合。对于金属这类的几乎不会发生弹性形变的物体，是越光滑的情况摩擦力越大。如果您有2个几乎完美的金属平面，你把两块金属放在一起，他们就会莫名奇妙的黏住，越光滑，越不容易拔开！和就是分子附着，按照F=uN的理论，这里的u都变成几乎=0了，为什么还有这么大的摩擦力？所以，公式里的u，不能叫做粗糙度的反应，应该叫做“等效摩擦系数”或者“有效摩擦系数”！

回归轮胎和路面，路面相对于轮胎表面，是十分粗糙的，很多小坑，小缝。轮胎相对于路面，是十分柔软的，在单个轮荷几百公斤的压力下，轮胎接地面呈现一个椭球形，在这个面积上，压强分布越均匀，或者说压力分布越匀，有效摩擦系数u就会越大。这也正是子午线轮胎（轿车100%采用的胎）比大车用的
斜交轮胎抓地力好很多的根本原因。（子午线轮胎胎壁软、薄；斜交轮胎胎壁厚、硬。斜交的接地面压强分布是两边靠胎侧壁极大、中间小，不均匀。）

轮胎和地面的摩擦力，分为2个部分，1是上面提到的，轮胎胎面和地面的附着力，也就是分子间力，这个而由于地面的过于不平坦，过于粗糙，在摩擦中只占有小的百分比。2就是形状配合了，好比齿轮之间的配合。正是由于轮胎是橡胶，很柔软，在几百公斤的作用下就可以在相对不大的接地面，彻底的发生形变，胶皮被车身压入一个个的路面小凹槽，小凸起，完全的配合路面的形状。这种几何配合成了传递力的主体。这也是为什么更换高档次轮胎，即便不加宽轮胎胎面也能明显提升抓地力的原因了。高档轮胎，材料十分柔软！但是要做到寿命和柔软兼得，还得看各厂具体的科技了，这个我就不懂深入的了。

对于胎面加宽的问题，前面已经提到，轮胎的柔软度很高，地面的坑洼也相对轮胎的可变性，以及变形半径，是有限的。也就是说，你窄胎面，单位面积压强大（压强=支撑力/面积），轮胎变形就大，好像感觉应该这种与路面的几何配合很大，实际不然，因为轮胎相对地面很软，用不到那么大的压强，就已经和路面有和好的配合了。换宽胎之后，压强降低了，但是接触面积大了，有更多的轮胎胶皮嵌入地面的坑洼之中，形成了更多的几何配合！相当于更多的齿牙咬合了，抓地力的提升是很明显的。当然，也不能说一个1吨多的小车，你换个300MM的大胎，不说还能不能转向，费不费油的问题，如果过度加宽，单位面积压强不够，橡胶无法切入地面，也是适得其反的。对于一般轿车，相对加宽，是立竿见影的，是很有效的。一般不超过245，都会达到好的效果。

当然，对于轮胎的档次，也是关键因素，一个低档胎（比如原车），你用235，比不上一个软胎的215，这也是很可能的。一个普通高档胎225，比不上半热熔，全热熔的205，也是很可能的。所以，还要权衡寿命，投入价值各个因素。对于经济性考虑，换个中高档非热熔轮胎，加宽到225 235，足矣。做什么都是个妥协，寻找到最优的妥协点，才是解决问题的最好方法！

14楼兄弟
穆萨塔：

问问楼主上次有看到说,制动还有一部分原因是
避震太软,导致刹车的瞬间
把那个惯性全部压到前面的刹车上...是不是在通过更换相对硬朗一点的弹簧后也能提升刹车的效果呢?

制动点头过大，影响制动效果，这句话没错。

但是很多的杂志编辑，众多的车友，却把这句话有所小误解了！

解释为像楼主提到的，由于制动点头，车重都压在前轮上了，后轮制动力无法发挥，制动效果差！

这里后半句是对的，车重都压在前轴（不是前刹车）上，后轴重减轻了！这是不好的，应该还记得上面提过的，轮胎接地面的受力平均，效果好。对于整车也是一样，四个轮受力平均，效果最好。

制动点头产生的原因，就是车身重心明显高于车轮中心连线，这也是除了方程式赛车，无法避免的问题。制动的时候就相当于，车钉在地上一动不动，有一个人，拉着拉着大概你反光镜那个高度，往前拽你的车。这时候，你说前轴是不是会加重载荷，后轴减轻。点头就是重心处作用的惯性力导致，起步抬头也是一样。这个是无法避免的！

更换硬的弹簧，不会改变前后轴的轴荷转移！你想，弹簧硬了，看似点头量小了！但是，重心还是那么高，前轴加重的载荷还是那么多，后轴减轻的载荷也还是那么多。只不过是你弹簧硬了，转移这个载荷需要的压缩量小了，在感觉上就是点头小了。

所以单独凭借制动点头大小，来判断制动效果是否受到影响，是错误的。重心很高的车，也可以通过很硬的弹簧，降低点头，但是制动效果还是一样收前后轮重量分配不均的影响。

能够减轻制动造成轴荷转移的方法，就一个，降低车身！重心低了，就会减轻制动时的轴荷转移，转移减小，整个车4个轮的车重分配就趋于平均。最理想状态就是F1那种，轮在重心几乎和人的腰间是齐的。让整车重心就在轮心连线，这样就不会有制动轴荷转移了。

还是那句话，高度决定一切！点头不点头，更多的是舒适度的体现。

15楼兄弟 haohao1117：

楼主说的很好，但是ABS好像是不会缩短刹车距离的~~~

“ABS不能缩短刹车距离，只能保证制动时候前轮不抱死，保证转向”这句话在多年前ABS热捧的时候国内杂志常见，我也是曾经一度信以为真。

但是！当你看了我的下文，你就会发现，人这个感性的动物，对很多问题的理解，十分不理性。。。

首先放出这张手绘轮胎特性曲线图。

F=uN

图中高处的两个蓝线，表示轮胎能传递的周向力摩擦系数“u周”（也就是用于加速，制动的力）与轮胎相对地面的划转率的关系。

图中低处的两个红线，表示轮胎能够传递的侧向力摩擦系数“u侧”（也就是用于转向的力）与轮胎相对地面的划转率的关系。

横坐标轮胎相对地面的划转率，就是轮胎的打滑程度，0代表不打滑，1代表完全打滑(加速时候体现为拉带，制动体现为抱死)，可以看到划转率在绿色趋于，0.1-0.3的区间，也就是轮胎制动时在ABS控制下，抱死10-30%的时候，轮胎能够提供的周向力是最大的（看蓝线），同时侧向力，也有不错的高度(红线)，此时的效果是最佳！制动力最大，制动距离最短！！！同时有超过50%最大实力侧向里的储备，保证随时的转向，躲避障碍。如果没有ABS，车轮会抱死，划转率为1，对照图看到，划转率1的时候，无论是制动力，还是转向力，都是较低的！尤其是侧向力储备几乎全无。不但制动距离长，而且制动后无法转向，不能躲避障碍物。

这就是ABS为什么世界标配，一举多得的原因！千万不要被感性误导了！！！遇到情况不要什么点刹，直接踩死，交给每秒点刹超过10次的ABS，控制划转率在20%左右，最安全可靠！！！

图中还标出了换宽胎后的大概变化，也可以看到宽胎对于制动的作用体现。

[ 本帖最后由 jasonbora 于 2011-4-5 18:16 编辑 ]

你找一个和你一样的车型，原厂轮~你俩不用开到100，就开到60，通知按三声喇叭，开始一脚踩死！看看你改轮胎的效果，制动距离绝对明显短了！一般原厂轮胎加宽20-30MM，只要腿够力气，都是而已一脚踩出ABS的。

胎面加宽，轮胎和地面配合变多，同样带来的问题就是滚动阻力变大。轮胎重，轮毂重，只是体现在加速过程中的能量消耗。值得一个更重的圆盘转到一个转速，耗费的能量肯定比一个轻的多。这个就是转动惯量的原理。
油耗的增加，如果是好路况，几乎是没有的！为什么，因为你换宽胎，一般都是跟高等级的轮胎，虽然胎面加快，摩擦阻力会变大，但是由于高科技，高等级橡胶，滚动阻力是会降低的。所以换宽造成的摩擦阻力加大，几乎是可以忽略，对于油耗增加不大。
而重，轮毂更大，这才是造成油耗损失的重点，尤其是堵车的频繁起步加速，制动的路况。肯定是费油，至少半升。好路，微乎其微，几乎不费油，还可能由于匀速行驶时更小的阻力让车省油。
同时，换大重轮毂造成的制动效能下降是肯定的，但是宽胎带来的提升是更多的！！所以权衡利弊，好处远干掉坏处！
有心人可以试试看，看看自己的腿力，换多宽的胎就踩不出ABS了，我经验是，大众车，换到235，踩出ABS也不是很难，只要感觉对，力道够，一脚马上ABS

兄弟你不带把我名字都拼错的啊？~~~哈哈。
你每段看懂一句，应该就能明白我的大意！我如果说的太简单，那么怎么又能破除误区呢？！如果我都说感性的，没有理论。真的没法让人真正明白，也不能服人的。。。