在之前的文章中,我們已經闡明了升級輪胎才是縮短刹車距離最有效的方案。那在升級了輪胎之後,那些喜歡跑山、下賽道的車迷又該如何繼續進階呢?難道就隻能通過花費上萬元去購買多活塞卡鉗,才能在極端使用工況中獲得制動力的提升,并緩解刹車熱衰減嗎?非也!今天我将帶大家了解一下在刹車系統中,決定摩擦力的兩個重要零件:刹車盤和刹車片。并剖析一下原廠刹車盤/片的不足之處,以及隻需1500塊就能為刹車帶來質變的改裝刹車盤/片方案!
大家都知道,刹車系統的原理是通過刹車卡鉗活塞推動刹車片,使之與刹車盤進行摩擦來幫助車輛減速的。那麼此時決定刹車性能的變量就有了兩個:第一個變量是卡鉗的性能。包括能決定容納刹車片大小,從而決定摩擦面積的卡鉗體積;以及決定刹車片與刹車盤之間夾緊力度的卡鉗夾力。第二個變量則是刹車盤與刹車片的性能。根據刹車盤/片材料配方的不同,會在最大摩擦力、耐高溫性、耐用度上形成差别。
在之前的文章中我們已經講過,原廠刹車卡鉗的制動力已經十分充足,否則日常生活中我們不可能一進行全力制動,輪胎就會因為抱死而觸發ABS工作。因此,在針對刹車系統進行升級時,我們首先應該把重點聚焦在高強度使用刹車時的刹車抗熱衰減能力以及耐磨度上。而這兩個性能指标,則都是由刹車盤/片的材質配方所決定的。
同時,在升級了刹車盤/片之後,由于它們的材質更硬,且二者之間的摩擦力更大,因此對于制動力度,以及刹車腳感的堅實度也會有很大提升。所以對于大部分人而言,改裝刹車盤/片往往就是性價比最高的方案。更關鍵的是,改裝盤/片還不會影響驗車,但改裝多活塞卡鉗則鐵定是過不了年檢的!
為了避免盲目改裝,我們首先需要了解一下原廠刹車盤/片的設計思路,以及在這種設計思路下所産生的優/缺點。首先,我們先來剖析刹車片。
對于原廠刹車片來說,由于它針對的是絕大多數人的日常使用場景,也就是城市紅綠燈道路、快速路以及高速路,這些不存在連續多次大力制動需求的場景。因此,原廠的刹車片性能隻需要滿足在1-3次大力制動中,能讓車輛迅速停下的能力就足夠了。
既然原廠刹車片應對的使用工況并不惡劣,因此便可以使用較軟的材料來打造。一般會以玻璃纖維、碳、橡膠等材質為主,并在其中再加入10%-30%的金屬材質進行定型,這種刹車片的官方學名為“無石棉刹車片”或“非石棉刹車片”。
使用較軟材質的刹車片會有以下幾個優點:一、在後期使用中,較軟的刹車片會減小對刹車盤的磨損,從而降低車主更換刹車盤的頻率,降低使用成本;二、由于金屬含量低,所以當原廠較軟的刹車片與刹車盤進行摩擦制動時,幾乎不會産生任何刺耳的噪音,以及會污染輪圈的金屬粉塵;三、較軟的刹車片不會因為低溫出現制動力衰減。
不過,材質的硬度是把雙刃劍,由于較軟刹車片的耐熱性較差,因此刹車系統容易過早出現熱衰減,以及過度損耗的問題。要知道,原廠刹車片為了保證能在日常道路提供盡可能的綿柔、平順制動感受,因此自身在摩擦系數的選擇上會普遍偏低,一般在0.3-0.4左右。本身就不高的摩擦系數,在高溫後便會顯得更加無力,最終出現明顯的熱衰減問題。
此外,在面對多次大力制動的使用工況時,原廠刹車片的表面還會在高溫下出現融化的現象,從而加劇刹車片的消耗。這種情況在賽道中尤其多見,隻需20分鐘的激烈駕駛,就可能會出現原廠刹車片被磨到見底,隻剩金屬背闆的情況。
說完了激烈駕駛時性能堪憂的原廠刹車片後,咱們就來看看改裝刹車片究竟何德何能,可以榮登性價比最高的制動産品。首先在材質方面,改裝刹車片就與原廠刹車片有着截然不同的配方比例。相比起隻有10%-20%金屬材質的原廠刹車片來說,改裝刹車片的金屬含量普遍會超過35%,甚至有些會超過50%,因此改裝刹車片也被稱為“半金屬刹車片”。其中,刹車片的金屬含量越高,它的抗熱衰性能就會越好。同時在高溫下,由于刹車片融化導緻的異常磨損現象也會越小。
與此同時,較高的金屬含量也會賦予刹車片更高的整體硬度,而更高的硬度也會讓刹車踏闆的腳感變得更加堅實。因此,即使在沒有更換卡鉗的情況下,你也是可以通過改裝刹車片來提高刹車踏闆腳感堅實度的。此外,改裝刹車片上粗糙的接觸面也能提供更大的摩擦系數,普遍在0.45-0.55之間,更有甚者會達到0.6左右。而更大的摩擦系數,自然也會帶來更好的制動性能。
不過就像上面所說的那樣,材質的硬度是把雙刃劍,雖然更硬的改裝刹車片可以讓刹車熱衰減的時間延後,甚至可以抵禦700-800°C的高溫,但為此你也是要付出一定代價的。首先,就是刹車粉塵的問題。由于改裝刹車片金屬材質含量更多,因此在制動時會有更多的黑色金屬碎屑被摩擦下來,并被吸附在輪圈上。通常隻需1000公裡左右,輪圈就會被改裝刹車片給完全“染”黑。
其次,由于改裝刹車片較硬的緣故,因此在氣溫較低時,刹車片的摩擦力還會出現“冷衰減”。也就是說,當車輛在冬天剛剛啟動時,改裝刹車片的制動效果是比不上原廠刹車片的。不僅如此,改裝刹車片在與刹車盤摩擦時還更容易出現“刹車異響”,在低速且制動力較小時尤為常見。并且越耐高溫的刹車片,低速制動的異響就會越嚴重。此外,較硬的刹車片還很容易出現“啃盤”的問題。輕則将原廠刹車盤表面啃出溝槽,重則直接将原廠刹車盤啃到報廢。
在價格方面,半金屬材料的刹車片隻需600元左右就可以買到一對,而随着刹車片耐高溫性能的增加,價格也會随之提高,不過就算是賽道級别的半金屬刹車片,1000元左右也就夠了。其中我個人比較推薦的是跑“賽道日”定位的Dixcel品牌的Z皮,以及EBC品牌的黃皮,它們已經能很好滿足“賽道日”和山路的嚴苛駕駛工況了。
除了半金屬改裝刹車片外,市面上還有碳陶刹車片可供選擇。相比起半金屬和非石棉刹車片來說,碳陶刹車片幾乎結合了它們二者的所有優點,即能保證足夠高的耐熱性和硬度,又能擁有較長的使用壽命和低噪音。隻不過動辄上萬塊的昂貴售價,讓碳陶刹車片很少出現在民用車市場,往往都是百萬級超跑的專屬零件。
在說完了刹車片後,下面我們再來看看原廠刹車盤和改裝刹車盤之間的區别。
目前幾乎所有的原廠車,都會在前輪位置使用通風刹車盤,一些車甚至還會在後輪也使用通風刹車盤。不過這裡所講的“通風”,并非是在刹車盤上打孔,而是通過在刹車盤的橫截面上制造孔道(如上圖紅框位置),從而使刹車盤的熱量能在行駛時的快速旋轉中,被外界的“冷空氣”帶走。
對于原廠刹車盤而言,它們一般都不會在盤體表面使用什麼複雜工藝,基本都會采用光面設計。這種形式可以有效提高刹車片與刹車盤之間的接觸面積,從而在刹車盤\片尺寸相對較小的情況下,産生出更強的摩擦力,也就是制動力。同時,由于沒有劃線、打孔的設計,因此原廠刹車盤還會在生産步驟以及原材料強度上節省不少成本。畢竟無論是打孔還是劃線步驟,都會對刹車盤的剛性産生副作用,需要使用成本更高的材料和工藝來補足強度。
而在材質方面,由于鑄鐵刹車盤的國标隻需做到抗拉強度250MPa(改裝刹車盤抗拉強度普遍為300-350Mpa),因此原廠刹車盤的強度并不是很好,雖然匹配原廠刹車片沒問題,但在面對更硬的改裝刹車片時,就很容易被劃出深溝,甚至報廢了。
相比起原廠刹車盤而言,改裝刹車盤則進行了全方位的武裝升級。首先在紋路上,改裝刹車盤大多會采用劃線、或者劃線 打孔的設計。不過與一般人所理解不同的是,刹車盤表面上的劃線,其作用并非是用于散熱,而是為了疏導刹車片粉塵所設計的。當車輛進行制動時,與刹車盤咬緊的改裝刹車片雖然會脫落金屬粉塵,并被吸附在刹車盤表面上,但随着刹車盤的轉動,刹車片便能将金屬粉塵“推到”刹車盤的線槽之中,然後伴随着刹車盤快速旋轉所産生的“離心力”,金屬粉塵便會被甩向輪圈等其他地方,從而降低刹車粉塵對于盤、片之間摩擦力的負面影響。
而在刹車盤上打孔,則主要是為了進一步幫助刹車盤降溫而設計的。通過打孔的方式,不僅能增加刹車盤與外界“冷空氣”的接觸面積,同時還能加速通風刹車盤内外熱量的交換速度,減輕刹車盤的熱量堆積。不過,在上文我們已經提到,在刹車盤上打孔會在一定程度上降低刹車盤的抗拉程度以及摩擦力。所以這時就需要對刹車盤的配方進行調整,使其在散熱、硬度和摩擦力之間維持平衡。
一般來說,在刹車盤中添加“矽”元素能提升整體硬度,添加“碳”元素能增加摩擦力,通過一定量的添加,可以有效彌補因刹車盤打孔所丢失的強度和摩擦力。但具體加多少就要考慮整體配方的平衡了,像是碳元素加多了就會導緻刹車盤變脆,容易斷裂。因此,刹車盤的配方也是各家制造商的最高機密。
改裝刹車盤除了會在刹車盤的配方上進行升級外,還會在制造工藝上與原廠刹車盤拉開差距,其中就包括對刹車盤表面進行的熱處理工藝。通過将刹車盤加熱到上百攝氏度高溫,然後再快速冷卻的操作,使刹車盤上的金屬能更加緊密的進行融合,從而提升刹車盤的硬度、耐磨性,以及抗疲勞程度。這時再加配方上的升級,最終改裝刹車盤相較于原廠刹車盤就會如同脫胎換骨一般,能夠禁受住極端情況下改裝刹車片的瘋狂“摧殘”了!
價格方面,由于配方和制作工藝的升級,因此改裝刹車盤的價格也要比原廠刹車盤貴上不少。其中1000元左右有像Dixcel、Hawk這樣的普通品牌。而像是Endless這樣的高端刹車品牌,價格普遍會達到3000元左右。根據我個人的經驗,1000元左右的Dixcel熱處理盤就已經足夠使用,不會出現啃盤問題了。
改裝刹車盤的價格雖然不像網上200-300元的副廠刹車盤那樣便宜,但如果你經常激烈駕駛,并且已經改裝了高性能刹車片,那改裝刹車盤所帶來的超長耐久性是絕對要比使用原廠盤更劃算的,同時制動力表現也絕對對得起它上千塊的價格。
與刹車片一樣,刹車盤同樣有碳陶材質的産品。隻不過碳陶刹車盤接近1個月制作周期所帶來的超高成本,哪怕它的耐高溫能力達到了1000度,比高端鋼制刹車盤高了300-400度,且重量還能降低40%,卻也依舊談不上有任何性價比。正因如此,碳陶刹車盤通常也隻是作為頂級超跑的标配配置,即使是奧迪RS6 Avant這樣的頂級高性能旅行車,也隻是把碳陶刹車盤作為加錢選裝的項目。所以對于普通消費者來說,高端的鋼制刹車盤就是最好的選擇。
看到這,你是否已經心動并準備入手一套改裝盤/片了呢?用不到一套卡鉗十分之一的價格,就能獲得包括卡鉗在内的刹車套裝的60%左右性能提升了,簡直不能再值了!況且别忘了,你的原廠卡鉗還能幫你保持低調,如此一來,賽道圈速的提升就都可以歸功在你的駕駛技術上了~
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