碟刹

碟刹

刹車裝置
碟式刹車是由一個與車輪相連的刹車圓盤和圓盤邊緣的刹車鉗組成。刹車時,高壓刹車油推動制動塊使之夾緊刹車盤 從而産生制動效果。
    中文名:碟刹 外文名: 适用領域: 所屬學科: 英文名:Disc brake 分類:機械式或油壓式、開放式或封閉式 直徑:140mm,160mm,180mm,203mm

定義

碟式刹車有時也叫盤式刹車,它分普通盤式刹車和通風盤式刹車兩種。

通風盤式刹車是在盤面上鑽出許多圓形通風孔,或是在盤的端面上割出通風槽或預制出矩形的通風孔。通風盤式刹車利用風流作用 其冷熱效果要比普通盤式刹車更好。碟式刹車的主要優點是在高速刹車時能迅速制動,散熱效果優于鼓式刹車,制動效能的恒定性好,便于安裝像ABS那樣的高級電子設備。使用金屬塊(碟)而不用鼓輪,在刹車碟的兩邊都有一平坦的刹車蹄,當刹車總泵來的油壓壓送到分缸,使刹車蹄向刹車碟夾住,以達到刹緊的效果,如今已普遍用于前輪,有的高級車裝置四輪碟式刹車,其優點是作用靈敏,散熱良好,不必調整刹車間隙,保養容易。

原理介紹

腳踩制動踏闆,踏闆的力通過真空助力器進行放大傳導,放大的力推動制動總泵;對制動液加壓,制動液通過制動組合閥分配到前、後輪制動器,同時制動警示燈亮起,前、後輪制動器制動常見輪胎制動器分為鼓式刹車和盤式刹車。

鼓式刹車主要是利用制動液推動摩擦片與制動鼓摩擦,進行刹車。盤式刹車主要是通過制動液推動制動鉗收縮,壓緊制動盤摩擦,進行刹車。

手刹主要是通過提高手刹高度,通過拉繩拉緊後輪制動器,進行作用其他還有雙回路制動系統、真空助力式制動系統、氣壓制動系統、ABS系統等基本原理與前面兩種類似,隻是傳導介質由制動液變為空氣等其他介質,同時增加了電子傳感系統。

分類

機械式油壓式機械式或油壓式Mechanic or Hydraulic (Actuated)

依刹車作動的方式區分,或說以作動刹車片夾持碟盤的介質來分,一是刹車線,一是油。

機械式碟刹,靠刹車線的拉力讓卡鉗内的刹車片磨擦并夾住碟盤,産生刹車效果。油壓式,以油液為介質,拉刹車把乃作動裡面的活塞壓縮油液,壓力從油管直通卡鉗,從而推動卡鉗内的活塞,帶動刹車片夾持碟盤。機械式碟刹有其兼容上的便利性,一般的V型刹車把就可以通用。油壓碟刹的刹車把、油管及卡鉗是完整配合的一組産品,自然和傳統纜線作動的刹車沒有共通的交集。有些碟刹廠商設計了半機械、半油壓碟刹(semi-hydraulic),這個中間路線産品維持油壓卡鉗,依舊靠纜線拉力,但作動的是在卡鉗部位的壓縮活塞。

油壓碟刹好處在于刹車輸出力道是人手部施力的好幾倍,屬于四兩撥千斤型的敏銳的刹車力道。密封屬性,低保養度。油壓碟刹在汽機車上的運用十分成熟,到了吹毛求疵的自行車,卻牽涉許多技術難題,看似簡單的自行車,其實不好搞定。不過,油壓碟刹的刹車把上有儲油壺(reservoir),所以體積比較大,在許多零件寸土必争的車把手上争地盤,要注意和STI類的變速拉柄,及Grip shifting旋轉式變速手把的兼容性問題。

傳統的輪圈刹車也有油壓式的,猜猜看?Magura HS11、33、66就是。 而靠纜線拉動機械原理的碟刹,可能會因線本身的長度、彈性,和外殼磨擦等種種因素,而流失了刹車力道。遇上潮濕、下雨天,刹車常常伴随着尖叫聲,有些車友的背脊會癢起來。

TIPS:有些人習慣把車子兩輪朝天倒放,若是裝油壓碟刹,油壺内的空氣、瓦斯可能跑到油管裡去,影響刹車力道。養成騎車前試刹車的習慣。

開放式封閉式開放式或封閉式系統Open or Closed system)

油壓碟刹内部構造争論比較多,從開放和封閉式系統談起,最大的重點在─油會熱脹冷縮!油壓系統碟刹,油若遇熱,尤其是在大熱天裡持續刹車,膨脹得過頭了,正好把刹車片往外推,可能就會磨到、拖拉,甚至咬死! 所謂開放式(油壓)系統,針對油的熱脹冷縮特性,特别在刹車把位置的油壺設計了一個油閥和預留空間,以容納油熱脹時增加的體積,還能讓刹車油回流,以便補償刹皮的磨耗。

而封閉式系統,刹車塊和活塞及油隔絕,讓油的熱脹不會把刹車片向外推得太誇張,所以用的油得特别小心(一般會用礦物油)。刹車片會磨損,所以封閉式系統的碟刹,油壺都會有敏銳度的調整裝置。

TIPS:油膨脹緻卡鉗咬死碟盤,自做主張地「放掉一些油就好了」,絕對不是解決之道,反而可能自讨刹車失靈的危險!送回車店體檢一下比較穩當。

相關部件

标準用油

礦物油或DOT标準用油

Mineral oil or Dot-approved(department of transportation) brake fluids

DOT-3或DOT-4是汽機車碟刹專用的刹車油,成份就是要克服熱脹冷縮特性。刹車時磨擦産生的溫度很高,可以讓油沸騰、蒸發進而産生瓦斯。問題在于瓦斯比油容易壓縮,這時拉動刹車把,壓縮的隻是瓦斯泡泡,根本推不動活塞/刹車片,以緻刹車失效,或力道大失!而DOT-3及DOT-4的沸點比礦物油低,有毒、有腐蝕性,可以溶化烤漆,好處是會吸收水份,連油壺内的水蒸氣都可以吃掉。油裡面如果含有水份,沸點會降低。而Cannondale的Coda碟刹油,說是美國太空總署開發的特殊配方油,連火箭發射時的高溫都不怕了,何況自行車刹車! Magura最早開始使用礦物油。它的成份很純,雖無毒,卻也不會吸收水分,洗不掉油漆。優點是用久了或着遇到高溫,刹車力道不會有所減損。刹車油要定期更換,DOT油因為會吸收水分,一般建議一年換一次。礦物油不用那麼快就換新,但一旦感到壓感有點疲軟時,先檢查一下,也許到了該換油的時候了。

TIPS:說明書或油壺上通常會注明使用的油液,DIY族換油時,請千萬不要把這兩種油搞錯了或混合着用。DOT油會腐蝕礦物油系統的油封,反之亦然。Hayes油壓碟刹用的DOT油。Magura系統使用礦物油。

卡鉗分類

碟刹卡鉗有兩種,一種固定得死死的,另一種卡鉗裝上車架或前叉後,卻還可以活動,一般是橫向滑移。在自行車碟刹發展過程裡,形成兩派理論。浮動式卡鉗固定方式「可以橫向滑移」的設計,和單邊作動碟刹所帶來的負面效應,息息相關。不過它有它的好處,比如說車架、前叉有公差問題,甚至連組座上的塗裝的厚薄,都會影響碟盤和刹車片間的精準,所以常常依賴墊片(washer/spacer)來補救、校正。有些浮動式卡鉗就特别強調具有校正碟盤及刹車塊平行、平貼的效果,而且不用擔心公差問題。

TIPS:車架及前叉的碟刹座的烤漆,一般在組裝碟刹時都會锉刮掉,因為它的厚薄也會形成組裝公差。不過請小心處理,以免傷到金屬平整度,反而弄巧成拙。

作動分類

單邊作動或雙邊作動Single-sided or Dual Actuated

單邊作動及雙邊作動、制動,不盡然單一存在于油壓或機械式碟刹,但機械式碟刹多半為單邊作動。單邊作動,也就是隻有一邊活塞會外推刹車片施壓、磨擦于碟盤,另一邊的刹車片則以逸待勞地,等對面的弟兄把碟盤推過來,讓兩邊都産生磨合作用。也因而出現了浮動式及固定式卡鉗兩派理論。

雙邊作動,自然是指卡鉗内有兩兩相對的活塞,讓刹車片從兩邊一起夾持碟盤。現如今,碟刹卡鉗的活塞數有1個(單邊作動)、2個(一對)、4個(兩對),最多到6個(三對),活塞數目不一定等于刹車片數目,因為有的是一邊有兩個活塞,卻是一片長形刹車塊;2個刹車塊也不一定是雙邊夾持,因為可能是單邊作動式。如Magura Gustav M就是單邊作動,你看它的活塞、刹車片有幾個?雙邊作動的機械式碟刹多半是台灣廠商的傑作,如RST、申劦、鐘赢。但新面孔盈集公司,則做出了「單驅、雙邊夾持」的Winzip M1。

TIPS:簡易測試:組好碟刹或購買組配碟刹的車子,車停好,手試拉刹把,眼睛盯着碟盤及刹車片,觀察夾合情形,尤其是單邊作動系統,碟盤被推折的距離是否太明顯、是否偏擺?

材質分類

金屬或有機材質刹車片Metallic or Organic Pads不同成份、材質的刹車片,有不同的磨擦系數。

有機材質刹車片由Kevlar混合玻璃纖維等制成,沒有摻任何金屬粉末。可以有很強的刹車力沒錯,但在高溫和潮濕狀況下,力道減損比含金屬配方的刹車片劇烈。好處在于這種刹車片不會導熱,比較不用擔心油熱膨脹效應,因此在封閉式油壓系統使用,十分理想。而金屬成份刹車片,大部分裡面都含銅或鐵粉末,比較耐磨,也比較不怕灰塵和泥巴影響刹車力。

但是傳熱效果太好,自然适用于開放式油壓系統。碟盤和内外刹車片之間,一般都強調要平行、相等間距,組裝時也都會仔細校正,以達到兩邊同步、等力夾合的理想作動模式。這方面偏重雙邊作動卡鉗原理。而有些浮動式卡鉗單邊作動式碟刹,碟盤是比較靠近固定的、非活動邊的刹車片,甚至微微接觸,車輪并非靜空旋轉,有磨擦聲,也被指無形中減損車速。

TIPS:新碟刹的碟盤和刹車片之間必須有一段磨合期。有了新碟刹就想試試它的犀利性,有點危險。

碟盤信息

碟盤Rotor or Disc

碟盤最主要的任務就是接受折磨,十足的苦情角色。材質多為不鏽鋼,有些廠商做鋁合金碟盤,說散熱效果比較好,也有人做钛及碳的。碟盤必須搭配「碟刹花鼓」,一般傳統輪圈刹車要換為碟刹,隻有「整組」汰換,或是用特殊轉接器。花鼓和碟盤的兼容性也許也要留意。标準碟盤有6個螺絲固定孔,早期有4孔式,如今的CannondaleCoda仍延用,意大利的Formula也還有;英國的Hope則是5孔式,但也有随俗的通用6孔式。

德國的Bees則非螺絲鎖固,反而有點像「梅花牙」式或如棘輪式固定,隻有自家花鼓堪用。碟盤的直徑大小也未标準化,160mm最普遍,Hope有小到130及145mm的。原則上,愈激烈的騎乘使用的車種,碟盤愈大,因為刹車力道愈大,而且通常前大後小,要不就前後一樣大。

TIPS:平時把碟盤上的塵土拂拭幹淨就好,講究點用酒精擦拭;潤滑保養時,碟盤避免沾上油,滑溜溜,不是刹車所希望的。

一般碟盤的直徑分為140mm,160mm,180mm,203mm。碟盤的直徑越大,則刹車時的力臂越大,産生的制動力自然也就越大,以對應不同的用途。一般自行車都使用160mm碟盤,am(all mountain)車用180mm,dh(down hill)車用203mm,當然也不是絕對的。

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