碟刹(刹车装置)

碟刹刹车装置

碟式刹车是由一个与车轮相连的刹车圆盘和圆盘边缘的刹车钳组成。刹车时,高压刹车油推动制动块使之夹紧刹车盘 从而产生制动效果。

中文名

碟刹

英文名

Disc brake

分类

机械式或油压式、开放式或封闭式

直径

140mm,160mm,180mm,203mm

定义

碟式刹车有时也叫盘式刹车,它分普通盘式刹车和通风盘式刹车两种。

通风盘式刹车是在盘面上钻出许多圆形通风孔,或是在盘的端面上割出通风槽或预制出矩形的通风孔。通风盘式刹车利用风流作用 其冷热效果要比普通盘式刹车更好。碟式刹车的主要优点是在高速刹车时能迅速制动,散热效果优于鼓式刹车,制动效能的恒定性好,便于安装像ABS那样的高级电子设备。使用金属块(碟)而不用鼓轮,在刹车碟的两边都有一平坦的刹车蹄,当刹车总泵来的油压压送到分缸,使刹车蹄向刹车碟夹住,以达到刹紧的效果,如今已普遍用于前轮,有的高级车装置四轮碟式刹车,其优点是作用灵敏,散热良好,不必调整刹车间隙,保养容易。

相关部件

标准用油

矿物油或DOT标准用油

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

DOT-3或DOT-4是汽机车碟刹专用的刹车油,成份就是要克服热胀冷缩特性。刹车时磨擦产生的温度很高,可以让油沸腾、蒸发进而产生瓦斯。问题在于瓦斯比油容易压缩,这时拉动刹车把,压缩的只是瓦斯泡泡,根本推不动活塞/刹车片,以致刹车失效,或力道大失!而DOT-3及DOT-4的沸点比矿物油低,有毒、有腐蚀性,可以溶化烤漆,好处是会吸收水份,连油壶内的水蒸气都可以吃掉。油里面如果含有水份,沸点会降低。而Cannondale的Coda碟刹油,说是美国太空总署开发的特殊配方油,连火箭发射时的高温都不怕了,何况自行车刹车! Magura最早开始使用矿物油。它的成份很纯,虽无毒,却也不会吸收水分,洗不掉油漆。优点是用久了或着遇到高温,刹车力道不会有所减损。刹车油要定期更换,DOT油因为会吸收水分,一般建议一年换一次。矿物油不用那么快就换新,但一旦感到压感有点疲软时,先检查一下,也许到了该换油的时候了。

TIPS:说明书或油壶上通常会注明使用的油液,DIY族换油时,请千万不要把这两种油搞错了或混合着用。DOT油会腐蚀矿物油系统的油封,反之亦然。Hayes油压碟刹用的DOT油。Magura系统使用矿物油。

卡钳分类

碟刹卡钳有两种,一种固定得死死的,另一种卡钳装上车架或前叉后,却还可以活动,一般是横向滑移。在自行车碟刹发展过程里,形成两派理论。浮动式卡钳固定方式「可以横向滑移」的设计,和单边作动碟刹所带来的负面效应,息息相关。不过它有它的好处,比如说车架、前叉有公差问题,甚至连组座上的涂装的厚薄,都会影响碟盘和刹车片间的精准,所以常常依赖垫片(washer/spacer)来补救、校正。有些浮动式卡钳就特别强调具有校正碟盘及刹车块平行、平贴的效果,而且不用担心公差问题。

TIPS:车架及前叉的碟刹座的烤漆,一般在组装碟刹时都会锉刮掉,因为它的厚薄也会形成组装公差。不过请小心处理,以免伤到金属平整度,反而弄巧成拙。

作动分类

单边作动或双边作动Single-sided or Dual Actuated

单边作动及双边作动、制动,不尽然单一存在于油压或机械式碟刹,但机械式碟刹多半为单边作动。单边作动,也就是只有一边活塞会外推刹车片施压、磨擦于碟盘,另一边的刹车片则以逸待劳地,等对面的弟兄把碟盘推过来,让两边都产生磨合作用。也因而出现了浮动式及固定式卡钳两派理论。

双边作动,自然是指卡钳内有两两相对的活塞,让刹车片从两边一起夹持碟盘。现如今,碟刹卡钳的活塞数有1个(单边作动)、2个(一对)、4个(两对),最多到6个(三对),活塞数目不一定等于刹车片数目,因为有的是一边有两个活塞,却是一片长形刹车块;2个刹车块也不一定是双边夹持,因为可能是单边作动式。如Magura Gustav M就是单边作动,你看它的活塞、刹车片有几个?双边作动的机械式碟刹多半是台湾厂商的杰作,如RST、申劦、钟赢。但新面孔盈集公司,则做出了「单驱、双边夹持」的Winzip M1。

TIPS:简易测试:组好碟刹或购买组配碟刹的车子,车停好,手试拉刹把,眼睛盯着碟盘及刹车片,观察夹合情形,尤其是单边作动系统,碟盘被推折的距离是否太明显、是否偏摆?

材质分类

金属或有机材质刹车片Metallic or Organic Pads不同成份、材质的刹车片,有不同的磨擦系数。

有机材质刹车片由Kevlar混合玻璃纤维等制成,没有掺任何金属粉末。可以有很强的刹车力没错,但在高温和潮湿状况下,力道减损比含金属配方的刹车片剧烈。好处在于这种刹车片不会导热,比较不用担心油热膨胀效应,因此在封闭式油压系统使用,十分理想。而金属成份刹车片,大部分里面都含铜或铁粉末,比较耐磨,也比较不怕灰尘和泥巴影响刹车力。

但是传热效果太好,自然适用于开放式油压系统。碟盘和内外刹车片之间,一般都强调要平行、相等间距,组装时也都会仔细校正,以达到两边同步、等力夹合的理想作动模式。这方面偏重双边作动卡钳原理。而有些浮动式卡钳单边作动式碟刹,碟盘是比较靠近固定的、非活动边的刹车片,甚至微微接触,车轮并非静空旋转,有磨擦声,也被指无形中减损车速。

TIPS:新碟刹的碟盘和刹车片之间必须有一段磨合期。有了新碟刹就想试试它的犀利性,有点危险。

碟盘信息

碟盘Rotor or Disc

碟盘最主要的任务就是接受折磨,十足的苦情角色。材质多为不锈钢,有些厂商做铝合金碟盘,说散热效果比较好,也有人做钛及碳的。碟盘必须搭配「碟刹花鼓」,一般传统轮圈刹车要换为碟刹,只有「整组」汰换,或是用特殊转接器。花鼓和碟盘的兼容性也许也要留意。标准碟盘有6个螺丝固定孔,早期有4孔式,如今的CannondaleCoda仍延用,意大利的Formula也还有;英国的Hope则是5孔式,但也有随俗的通用6孔式。

德国的Bees则非螺丝锁固,反而有点像「梅花牙」式或如棘轮式固定,只有自家花鼓堪用。碟盘的直径大小也未标准化,160mm最普遍,Hope有小到130及145mm的。原则上,愈激烈的骑乘使用的车种,碟盘愈大,因为刹车力道愈大,而且通常前大后小,要不就前后一样大。

TIPS:平时把碟盘上的尘土拂拭干净就好,讲究点用酒精擦拭;润滑保养时,碟盘避免沾上油,滑溜溜,不是刹车所希望的。

一般碟盘的直径分为140mm,160mm,180mm,203mm。碟盘的直径越大,则刹车时的力臂越大,产生的制动力自然也就越大,以对应不同的用途。一般自行车都使用160mm碟盘,am(all mountain)车用180mm,dh(down hill)车用203mm,当然也不是绝对的。

参考资料

1.汽车碟刹的工作原理是什么,知识介绍·电动帮

2.自行车碟刹的知识,碟刹的种类和组成结构·骑行圈

关键词:碟刹