前后轮制动器差异的原因

近日,有网友提出刹车盘的大小与前驱和后驱有关系,前驱动的前轮刹车盘尺寸比后轮刹车盘的大,问这种说法对不对。这个问题很有代表性。因为在一般乘用车中,前后轮的制动装置往往是是不一样的。如果四轮都是盘式制动器,前轮多采用通风盘制动,后轮多采用普通盘制动。如果是盘式与鼓式制动器混用,前轮采用盘式制动,后轮采用鼓式制动。另外,有一些车的前轮制动盘(或制动鼓)尺寸比后轮要大,这与什么因素有关呢?

关于前轮驱动与后轮驱动的区别,可参阅本栏目《驱动形式》一文。实际上,前轮驱动与后轮驱动只与汽车整体布置有关,多数轿车采用前轮驱动方式,将发动机、变速器和驱动器联成一体,布置在汽车前方,可省略传动轴,提高汽车操纵的稳定性。后轮驱动是少数轿车布置的形式,有利于轴荷分配和操纵机构布置。

前轮驱动或后轮驱动本身不会对制动的表现有大的影响,对汽车制动的主要影响是汽车前后轴荷的变化。地面对前、后车轮上的法向反作用力数值等于车轮的垂直载荷,制动时法向反作用力影响作用在车轮上的摩擦力大小。汽车静止时前后轴荷是平衡的,法向反作用力是均衡分布的。但在制动过程中,由于汽车惯性力的作用,轴间的载荷会重新分配。在制动过程中,汽车受惯性影响向前冲,前轮负荷大幅度增大;后轮载荷大幅度减少。

可以按照图示计算车轮的垂直载荷。设Z1表示前轮垂直载荷,Z2表示前轮垂直载荷,L表示轴距,G表示汽车总重力,F表示汽车惯性力,h为汽车重心高度,a、b分别为汽车质心至前后轴的距离,则有计算公式如下:
Z1=(Gb+Fh)/L
Z2=(Ga-Fh)/L

急刹车时,F是很大的,一加一减,明显表述出前后轮在制动时的负荷不同,负荷越大制动力就需要越大,通常前轮的负荷会占汽车全部负荷的70%~80%,所以许多乘用车设计者从制造成本出发,对前轮和后轮制动器的结构、材料采用了不同的设计方案,以获得最好的效益。

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车汇通
2002年12月27日