在我們開車時，遇到緊急情況，第一反應是什麼？踩刹車？還是打方向？毫無以為踩刹車是相對安全的做法，因為打方向很可能會導緻你自己的車輛失控，甚至碰撞到後方其他車道的來車，而踩死刹車，能夠保持己方的安全的同時将損傷降至最低，當然這需要看情況，假如你後面跟着的是大卡車，那麼教授是不建議的你急刹車的。

都知道踩下制動踏闆，刹車系統會工作，車速就會降低，為什麼呢？刹車系統是如何幫助你安全停下的？

刹車系統是基于帕斯卡定律工作的，帕斯卡定律：作用于密封容器内的不可壓縮的流體上的壓力會大小不變地由流體傳導到容器的各個部分。簡單解釋一下，想象一下兩個帶活塞的液壓缸彼此連同且内部沖那邊看不能壓縮的油液，根據帕斯卡定律，兩側活塞上的壓強是相等的，所以當給左側活塞施加壓力式，油液會把壓力傳輸給右側活塞，但兩個活塞的力會有一個比值，直接說結論：左側施加一個較小的力在右側就得到一個較大的力（假如左側的活塞面積小于右側活塞面積）。因此，左側就可以作為刹車踏闆端，右側作為車輪上的制動器端，踏闆的力轉移到制動器上。

一輛車的車輪部分主要由車輪架、刹車碟、刹車分泵、車輪、車輪螺母組成，車輪架用于固定車輪和刹車盤，中間的軸可以讓他們自由旋轉；刹車盤是刹車片擠壓、摩擦的部件，摩擦力會阻礙車輪的轉動，刹車盤在制動的時候會産生大量的熱量，有些刹車盤會做通風處理，或者打孔散熱；刹車卡鉗通過油液從刹車踏闆獲得能量，并由此擠壓刹車片與刹車盤摩擦，使得車輪轉速降低，刹車卡鉗是由卡鉗架、活動銷、防塵套、刹車片、卡鉗外殼、活塞組成。

卡鉗外殼有一個空心螺栓使得刹車油可以流向活塞，從刹車踏闆端的油液會以巨大的壓力推動活塞，同樣，卡鉗外殼也能沿着活動銷來回滑動。當你踩下刹車踏闆時，卡鉗的活塞就會被總泵的高壓油液推動，油液推動活塞也就推動了内側的刹車片去擠壓刹車盤，由于力的相互作用，油液也會推動卡鉗外殼沿着活動銷向外側滑動，于是也就使得外側的刹車片也向着刹車盤擠壓。

刹車總泵（Master Cylinder）是這裡的主要部件，它将制動力從踏闆傳送到卡鉗，它由推杆、刹車油管、油液輸出口等組成。從内部結構看，由油液輸入端、油液補償端、第一活塞、第二活塞、複位彈簧組成。

制動總泵内充滿刹車油液，當駕駛員踩下刹車踏闆時，會推動第一活塞将第一個補償口關閉，于是第一個液缸就能産生壓力來推動第二個液缸了，緊接着第二個補償口也被關閉，于是這兩個活塞就會把油液推向刹車卡鉗。萬一二号活塞無法建立壓力，一号活塞也能在更長的行程下建立起壓力；但是如果一号活塞失效了，二号活塞就沒辦法由壓力推動了，于是一号活塞末端的推杆或去推動二号活塞，但是需要制動踏闆提供更大的踩踏力。

由于總泵需要非常大的力量去推動才能有效工作，所以我們需要另一個組建——刹車助力器（Brake booster），助力器位于總泵和刹車踏闆之間，它利用發動機産生的來輔助刹車，使得踩踏刹車的力不需要很大。

助力器内部由氣門推杆、防塵套、空氣濾網、氣門彈簧、氣門膜片、膜片複位彈簧、真空止回閥以及液壓推杆組成。當駕駛員踩下刹車踏闆時，氣門推杆就會打開内部的閥門，于是空氣就會通過空濾流進膜片的前氣室，後面的氣室被發動機抽成真空，前氣室的空氣就會産生壓力推動膜片，從而進一步推動液壓推杆對刹車總泵施加壓力，這樣就提供了刹車助力，使得踩踏刹車力度減小。

在一些入門級車型或者相對注重成本的車型上，鼓式刹車經常被用在車輛的後輪上。鼓式刹車由刹車鼓、車輪安裝架、制動底闆（所有器件都安裝在底闆上）、刹車片、制動蹄（被推動與刹車鼓内側摩擦）、複位彈簧（使得刹車蹄回到原始位置）、制動泵（利用液壓推動制動蹄）。目前現代化的汽車的鼓式刹車是可以自我調節的，這以為這随着制動蹄上的刹車片的磨損，它會讓制動蹄向刹車鼓靠近，保持一個良好的間隙，為了實現這個目的，它使用了調整杆、調整杆棘爪、調整杆彈簧，制動泵接收到來自刹車踏闆的壓力，在制動泵的背面有刹車油的入口，還有洩壓閥來釋放掉内部的空氣；當刹車油流進制動泵時，液壓就會推動活塞向外擴張，進而推動制動蹄向制動鼓靠近，這就使得刹車皮和刹車鼓産生摩擦，從而降低車輛速度。

調節器确保在刹車皮發生磨損後，制動蹄和刹車鼓的間隙依然保持在有效範圍内，它利用一個螺紋結構來調節長度，每當制動蹄張開時，調整杆的棘爪撥杆就會波動螺杆，使得調整杆變長，進而保持刹車間隙。

由于鼓式刹車是由左右兩側兩個刹車片向外擠壓刹車鼓而刹車，但是車輛的前進方向的唯一的，可以從圖上看出，假如車輛前進時，刹車鼓逆時針旋轉。當駕駛員踩下刹車時，左側刹車片與刹車鼓之間接觸的面就會産生一個垂直向下的力，這個力可以分解為F1和F2。

右側同理，但是右側的力是向上的，分解後得到F3和F4，對于右側的制動蹄，可以看出有其中一個分力是把制動蹄向制動鼓施壓，也就是說在右側，制動蹄和制動鼓會趨向于貼緊，而左側則相反，趨向分離，這也是為什麼鼓式刹車會“自抱死”的原因。

目前幾乎所有的汽車都裝備了ABS系統，它能避免你大力刹車時失去裝箱能力引發的事故。前文說過，駕駛員踩下刹車時，會讓刹車卡鉗緊壓刹車盤，進而使車輪停止轉動，在車輪停止轉動後，車輪和地面會有滑動，車輛在摩擦力作用下停止。

但是轉向機構是基于車輪的滾動工作，車輪總是會避免在地面上滑動，這意味着車輪和地面的接觸點的速度是0。車輪有兩種運動，它在自己的軸上旋轉，并且沿着車輛前進方向運動，由于這兩種速度，車輪就會有旋轉速度和前進速度兩種速度，基于不滑動的條件下，車輪接觸面的滾動速度和前進速度之和為0，記住這個結論就能很容易理解車輛轉向機構的工作原理。

對于汽車來講，四個輪子總是在滾動，從而避免車輛滑動，事實上，這個簡單的滾動原理就是你讓前輪轉向時車輛也在轉向的原因。

假如前輪已經轉向，但是車輛依然保持直線行駛，在這種情況下，滾動速度是車輪轉動的反方向，前進速度方向是車輛前進的方向，假如将這兩個速度合成，它們的和并不是0，這就會導緻車輪打滑，為了避免打滑，唯一的方法就是讓前進的速度跟車輛滾動速度相反。

踩死刹車後，車輪停止轉動，就算車輪有一定的角度，但是由于它沒有轉動，所以它沒有轉動速度，在這種情況下，車輛不會發生轉向，就會變成類似于直線刹車的情況（隻有前進速度），車輛此時對駕駛員的轉向輸入沒有反應，車輛會繼續保持直線行駛，因此失去了轉向能力，也就增加了事故發生幾率。

沒有ABS的車輛除了會在緊急刹車時失去對車輛的控制以外，還會導緻車輛在附着力不同的路面上刹車時出現意外。由于左右車輪發附着力不同時，刹車時左右兩側車輪受到的摩擦力是不一樣的，這就會産生一個力矩，車輛就會失控旋轉。

其實ABS的工作原理很簡單，就是避免車輪徹底鎖死，ABS系統在每個車輪上都裝有輪速傳感器，當輪速傳感器檢測到車輪即将抱死的時候，控制單元就會讓那個車輪的刹車力部分釋放，于是，車輪就會在刹車的時候間歇性地轉動。

這樣轉向輪就有了間歇性的滾動速度，這樣就能讓轉向功能恢複，讓駕駛員在刹車的同時操控車輛的轉動。

我們可以從輪胎和路面的滑動率與附着力之間的關系來了解，在理想的滾動條件下，輪胎的滑動率幾乎是0，當車輪完全打滑時，此時的摩擦力全部為滑動摩擦力；輪胎的橡膠是一種合成材料，輪胎在滑動率為12%的時候達到摩擦力峰值，滑動率小于或者大于這個數值的時候，摩擦系數都比峰值小。

在沒有ABS系統時，刹車的摩擦力主要是滑動摩擦，有了ABS系統後，控制系統控制滑動率在12%左右，讓摩擦力始終保持在最大值，這樣就能夠顯著縮短刹車距離。但是有的人會說，ABS系統介入的時候，施加在輪胎上的刹車力并不均勻，也就是說刹車力會不停增大減少，所以ABS并不能減少刹車距離。不過教授想說的是，一個物體在粗糙表面時的最大靜摩擦力是大于物體的滑動摩擦力的，如果基于這個理論，ABS的确能在一定程度上減少刹車距離。

回到前文說的刹車時車輛不穩定的問題，這就需要制動力分配系統了，它的ABS系統的一個子系統，它能輕松解決該問題。EBD系統會檢測車輛的偏轉并計算和每個車輪的關聯性，隻需要将抓地力更強的那一側的車輪制動力減少一些，那麼那一側的車輪的摩擦力就會減少，這樣就能讓車輛處于受控狀态，降低因為制動力不均而導緻的車輛旋轉問題。

普通消費者看起來，刹車就是踩下刹車踏闆，車輛就會慢慢停下，但是看過教授的文章就會知道，原來刹車系統也會有那麼多講究。總的來說，如果我們需要緊急刹車，不要猶豫，直接将刹車踩到底，這才是快速讓車輛停下的标準動作，如果過程中需要避讓，也不要猶豫，ABS系統會幫助你躲避一些風險。

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