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为赛道日准备低成本制动系统升级测试

发布时间:2020-01-18 12:44:17 阅读: 来源:板式换热器厂家

[汽车之家改装学堂]看到题目,可能有朋友会想了:制动系统升级多简单的事儿,下赛道的话,换个四活塞或者六活塞卡钳再加大制动盘不就完事了,何必专门开篇文章讨论。可是如果你的升级预算有限呢?这次我们专门针对低成本制动系统升级方案进行探讨,同时也验证一下是否能用低成本方案满足偶尔赛道体验的强度。作为标准,整个制动系统的升级费用不高于4500元,用这些钱能做些什么呢?

为了叙述方便,我们这次不再使用“读图模式”讲解,这样才能用大段的文字做出更透彻的叙述。我和我的同事孟欢经过若干天的策划和测试,一同为您献上这篇文章。

●原厂制动系统用于赛道的可行性探讨

原厂的制动系统是否能用于赛道用途?大部分车型的制动系统出于制造成本、使用寿命等因素考虑,只是针对日常街道行驶设计,并不适合于赛道使用。因为我们平时在制动减速动作都比较缓和,制动强度也只有10%-30%左右,而赛道上全力制动的情况会非常频繁,除了控制姿态以外几乎全是将制动系统的能力用尽,制动系统使用的频繁程度也高出许多,此时积累在制动系统上的热量将是日常情况的几十倍。

当热量积累过多,制动片超出工作温度,其摩擦系数会随之降低,这个现象称为“热衰减”。我们今天就不上物理课讲热衰减的发生原因了,只要你记住,制动系统有它最佳的工作温度,当超出温度后制动力就会衰减。实际上制动系统本身已经设计了散热机构防止温度过高,比如制动盘中心的通风结构(平常说到的“通风盘”),有些卡钳甚至有制动片散热鳍来帮助散热,比如下图的保时捷卡钳就是这样。这样的设计并不常见,但是说明了一点问题:制动系统讨厌过热。

这样的制动系统应付日常用途和较为激烈的驾驶都没什么问题,但赛道驾驶就完全是另外一个概念了。为了让大家更直观了解,我们就不罗列数据了,直接用图片来说明问题吧。下图是从赛场上拍到的兰博基尼赛车制动时的情景,可以看出制动盘已经通红,这在日常驾驶中是不可能看到的场面。而且发动机的输出功率越大,越能将车子推至更高时速,减速时也就会有更多能量释放在制动系统上,对制动系统的要求也就更加的高。

请看上面一张图,经过改装的大马力街道车辆在赛道中制动时,升级的竞技制动系统很好地履行了职责,将车辆的前进动能转化成热量释放出来,制动盘同样放出了红色的光。此时制动盘温度得有多少度了?根据一般钢材受热后的规律,600°C稍微显示出红色,700°C橘红色,800°C变成红色,900°C是红色泛黄。上图中白色车辆的前制动盘温度显然已经有800°C了,火炉中的火焰温度也不过如此。

这里啰嗦一下制动盘为什么会发红。我们知道物体发热的时候会放出红外线辐射,和周围温差越大就会有红外线逸出。当制动盘温度大大高于周围时,释放出的红外线过于强烈,一部分红外线就会转变成可见光,也就成了我们见到的红色光芒。上图是红外线成像仪拍摄的正常状态下的制动盘,在红外成像仪下见到逸出的红外线。

普通街车的制动系统真心不能应付赛道用途吗?不是完全不可以,但是一般5-8分钟后堆积的热量就已经相当可观,产生的热衰减需要提前制动才能安全进入下一弯道,不但影响成绩同时也很危险。更危险的是当你意识不到制动系统的衰减,还按照既定的刹车点进行制动的时候,因热衰减延长了的制动距离会直接把你送进赛道缓冲区。比如上图那三个可怜的家伙就是这样。

那么赛车怎么解决制动系统的问题呢?首先是加强散热。比如上图中WTCC赛车的制动系统中,可以看到强制导风管。这条导风管将从车头导入的冷空气强制吹到制动盘的中心风道入口,以保证供给制动盘充足的冷却空气流量。不同赛车的导风管形状不同,但是大都遵循了类似的思路。

赛车的解决方案还包括使用更好的材料。这里“更好”指的是最佳工作温度更高的制动摩擦材料。比如图中方程式赛车的制动系统使用了碳陶瓷制动盘,其最佳工作温度在1000°C左右,完全可以满足最苛刻的制动使用环境。有一些超跑、高性能轿跑都标配或选配了类似的制动系统。

好了,意淫到此为止,别忘了我们本次的主题是“低成本制动系统升级方案”,上面那些昂贵到任性的东西虽然无法用于本次案例,但也指出了制动系统升级的思路和方向:改善散热和使用更好的材料。预算有限,但总的原理还是一样的。针对赛道更严酷的工作环境,我们要换装工作温度更高的制动片,同时考虑换装散热效率更高的制动盘。

这里顺便提一句多活塞制动系统。这次升级方案不选择它们,预算有限只是一方面因素。另一方面,卡钳结构的改善只是为性能提升的基础,究竟表现如何会受到多方面因素的叠加影响。如果设计欠佳,某些看似威武的多活塞制动系统也可能只是虚有其表……这个我们放在下期再说。

作为本次的测试平台,我们使用了一台改装了的斯巴鲁BRZ——就是之前在《斯巴鲁BRZ改装日志》中测试的那辆车(之前的故事请点这里:赛道测试+分析斯巴鲁BRZ改装日志第9篇)。车辆改装了绞牙减振器、CUSCO防倾杆、245mm宽度的AD08R高性能街胎。动力方面只是换装了高流量排气中尾段,制动系统则是完全原厂状态。我们将使用这辆车轮流换装原厂和升级的制动系统在赛道上分别行驶一段时间,期间车辆将模拟“赛道日”状态全力行驶,以保证制动系统尽可能处于高负荷状态,以检查其耐久性和可靠性的差异。下面,我们介绍一下本次的制动升级方案吧。

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