工作原理:刹车

这个想法很简单;将运动转化为热量,使之慢下来。其中的科学原理要复杂一些。

一个手指怎么能发挥这么大的阻止力?通过制动系统中发生的巧妙的力倍增…

如果你曾经经历过刹车失灵,或者刹车失灵,你就会明白刹车持续工作是多么重要。下面是现代制动器的基本原理和部件——我们指的是液压制动器,有盘状而不是鼓状。

这都是关于液压的

现代摩托车刹车的工作原理是通过一种不可压缩的液体将杠杆上的运动和力传递给卡钳活塞,卡钳活塞然后将刹车片压在刹车盘上。为了有效地传递这种力,制动线不能膨胀,不能有泄漏,流体不能压缩。如果发生上述任何一种情况,你的刹车就会像海绵一样,或者根本没有刹车。饮而尽。

两端各有活塞

制动杆操纵活塞,活塞在所谓的主气缸中充当柱塞。两者都安置在铸件,持有制动杠杆。主缸活塞非常小,直径约为10-20毫米。另一端的活塞,在卡钳中,要大得多——大约25-50毫米。为什么尺寸不同?这导致我们……

力量被放大

力量被放大的第一种方式是杠杆本身。这是纯机械的——如果你的手指离枢轴点10厘米,而主缸活塞在另一边2厘米,那么力将被放大5倍,但运动将减少5倍。然后是活塞尺寸的放大。主缸活塞越小,在杠杆上施加的给定力对系统的压力就越大。如果这听起来违反直觉,想象一下你的脚被穿着细高跟鞋的人踩了。这会比穿宽鞋疼得多。然后,系统中的压力被传递给卡钳活塞,它们产生的力取决于活塞面面积的比例。所以我们设主缸活塞的直径是15mm,也就是说它的面积是177mm的平方。我们的卡钳活塞直径为25mm,表面积为1964mm的平方。所以力乘以11。 Combine that with the lever, and in this case you’re magnifying the force 55 times. And that’s just with one caliper piston. On a modern front end there are usually four pistons in each caliper, and there are two of those. That gives a 440 times force multiplication in our example. No wonder you can use two fingers to make the bike stand on its nose.

改变活塞尺寸改变一切

一个更小的主气缸活塞将施加更大的压力,并产生更多的制动力,但它将移动较少的流体,所以杠杆将不得不进一步移动卡钳活塞足够使垫抓地力光盘。这意味着有一个限制,你可以有多小的主气缸活塞,和多大的卡钳活塞可以。此外,大卡钳活塞意味着你需要大圆盘(检查巡洋舰后制动器),这是沉重的。

不同尺寸的卡钳活塞是一个好主意

许多现代四活塞卡钳有两个较小的活塞。这是为了增加感觉。较小的活塞将比较大的活塞移动得更远,因此在其他活塞加入之前推动刹车片。

这个想法很简单;将运动转化为热量,使之慢下来。其中的科学原理要复杂一些。

径向制动器有卡钳螺栓直接在车轮主轴

卡钳的设计已经改变

在过去的几十年里,有两个主要的卡钳创新。径向卡钳(因其由从车轮中心向外辐射的螺栓连接而得名,而不是从安装支架横向连接)更坚固,在极端条件下(如赛车)表现更好。对我们99%的人来说,它们没什么区别。单块卡尺,顾名思义,是由一块金属制成的,而不是两个螺栓在一起。这消除了普通卡尺两半之间的微小弯曲,理论上感觉更好。再一次,我们大多数人骑得不够卖力,注意不到其中的区别。

摩擦是阻碍你前进的因素

一旦你有力量到达卡钳活塞,然后就到了刹车片。它们必须通过摩擦圆盘将你和自行车的动能转化为热能。这是一项任务,如果你在移动,会有大量的能量,也就是说会产生大量的热量。

这个想法很简单;将运动转化为热量,使之慢下来。其中的科学原理要复杂一些。

非径向制动器附在支架上。除非你参加比赛,否则它们和子午线一样好

刹车片:选择

对于大多数现代自行车来说,你会想要HH垫,它具有最高的摩擦系数——无论是在常温下(第一个H)还是在350摄氏度(第二个H)下。然后就是选择材料,以及如何制作。有机护垫不是这样的——它只是意味着里面没有金属。它们很便宜,在光盘上很温和,使用时间不长,如果你锤它们就会褪色。不是运动自行车的最佳选择。半金属垫片含有一定的金属,比有机垫片具有更高的摩擦系数和更好的褪色特性。然后是烧结垫。这些具有高摩擦系数和良好的传热。它们更贵,而且光盘上的硬盘也很硬,但如果你有一辆马力强劲的自行车,它们是你应该拥有的。

最后,液体

刹车液很容易被遗忘,因为它只是坐在那里从杠杆转移刹车力到垫。问题是刹车液会降解,可能会让你的刹车在用力使用下褪色。摩托车有三种类型:DOT 3、DOT 4和DOT 5.1(忘掉DOT 5吧——自行车不推荐使用)。这些数字指的是沸点和粘度。一般来说,DOT值越高,流体越好——它的粘度越低,沸点越高(这很重要,因为你不想让液体沸腾,当你的刹车片变热时,液体变得可压缩)。所有这些液体的问题是它们从空气中吸收水分,这降低了它们的沸点。这就是为什么你应该每两年更换一次刹车液,并确保所有的刹车液瓶都是密封的。