汽车制动器刹车原理及发展方向研究
摘要：随着我国经济增长驶入快车道，人民的生活水平也获得了提升，而汽车
作为重要代步工具，正逐步驶入我国普通民众的家中。

其中，制动器作为保障汽
车安全有着至关重要的作用，为了更好的普及相关制动器的知识，本文以鼓式制
动器以及盘式制动器的特点为切入点，对汽车制动器刹车原理以及发展方向进行
研究。

关键词：制动器；鼓式制动器；盘式制动器；刹车原理；发展方向
引言
随着人们生活水平的提升，人们对于汽车已经不再是简单速度的要求，正逐
渐关注汽车的操控性以及安全性能。

因此，汽车的制动器获得了重要发展机遇。

目前，鼓式制动器与盘式制动器是汽车中普遍采用的两种制动器形式，从而确保
汽车在行驶过程中有着更为优良的可靠性、安全性与操控性。

鉴于此，汽车制动
器的发展对于提升我国汽车产业的竞争力有着积极的实际意义。

一、鼓式制动器
在盘式制动器没有进入汽车领域之前，汽车最早使用的制动器形式便是鼓式
制动器，并且其在各类汽车中有着普遍的应用。

然而，由于鼓式制动器的结构限制，导致其排水性以及散热性比较差，从而降低了其制动效果。

因此，盘式制动
器已经在桥车领域中逐步取代鼓式制动器。

此外，由于鼓式制动器具有较低的经
济成本，所以仍然使用在一些经济型轿车中，以便制动负荷比较小的后轮。

如图1所示，底板、制动鼓、制动蹄、轮缸（制动分泵）、回位弹簧、定位
销等是通常鼓式制动器的组成部分。

在车轴的固定位置中安装底板，并将制动蹄、轮缸、定位销以及回位弹簧等部件安装在上面，从而降低制动过程中的旋转扭力。

此外，每一个制动蹄中均装有摩擦衬片，并且与每一个鼓相对应。

通常在轮毂中
安装铸铁材料制动鼓，并且其可以与车轮一同旋转。

在汽车制动过程中，制动鼓
由轮缸活塞推动制动蹄而产生压迫，从而在摩擦的影响下使得制动鼓减速，并最
终使车辆停止运动。

轮缸在轿车制动鼓中通常只有一个，在汽车制动过程中，当总泵液压力作用
于轮缸后，轮缸两端活塞会同时在左右方向上向蹄端施加相等作用力。

但由于车
轮是旋转的，制动鼓作用于制动蹄的压力左右不对称，造成自行增力或自行减力
的作用。

因此，业内将自行增力的一侧制动蹄称为领蹄，自行减力的一侧制动蹄
称为从蹄，领蹄的摩擦力矩是从蹄的2~2.5倍，两制动蹄摩擦衬片的磨损程度也
就不一样。

为了保持良好的制动效率，制动蹄与制动鼓之间要有一个最佳间隙值。

随着摩擦衬片磨损，制动蹄与制动鼓之间的间隙增大，需要有一个调整间隙的机构。

过去的鼓式制动器间隙需要人工调整，现在轿车鼓式制动器都是采用自动调
整方式，摩擦衬片磨损后会自动调整与制动鼓间隙。

现在的轿车采用鼓式制动器一般是用于后轮（前轮用盘式制动器）。

鼓式制
动器除了成本比较低之外，还有一个好处，就是便于与驻车（停车）制动组合在
一起，凡是后轮为鼓式制动器的轿车，其驻车制动器也组合在后轮制动器上。

这
是一个机械系统，它完全与车上制动液压系统是分离的利用手操纵杆或驻车踏板（美式车）拉紧钢拉索，操纵鼓式制动器的杠杆扩展制动蹄，起到停车制动作用，使得汽车不会溜动:松开钢拉索，回位弹簧使制动蹄恢复原位，制动力消失。

二、盘式制动器
通过利用摩擦力将动能转变为热能，从而使得汽车丧失动能而最终停止便是
汽车制动的主要原理。

基于此，制动系统的散热性对于保障汽车的制动能力有着
极为关键的作用。

若是汽车中的制动系统长期保持高温情况，则会严重的影响动
能与热能的转换，进而导致汽车制动性能受到影响。

此外，制动器所产生的热量
与汽车的速度成正比关系，并且严重影响汽车的制动性。

因此，为提升汽车的制
动性，需要积极解决制动器的散热问题。

所以，盘式制动器由于良好的散热性能
而在目前获得了普遍应用。

盘式制动器又称为碟式制动器（如图2所示），顾名思义是取其形状而得名。

它由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。

制动盘用合金钢
制造并固定在车轮上，随车轮转动。

分泵固定在制动器的底板上固定不动。

制动
钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。

分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好像用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。

这种制动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便。

三、鼓式与盘式制动器优缺点对比以及发展方向
对比上述两种制动器，人们一般会认为“盘式刹车”制动器比“鼓式刹车”制动
器要好，实际这种理解并非完全正确。

判断一种制动器好坏，应从制动力、制动
稳定性、制动恒定性三方面考虑，甚至应考虑到制造成本。

每种制动器都有各自
的优缺点。

从制动力方面进行比较，“鼓式刹车”制动器利用“杠杆原理”增大力矩，推动
两片制动蹄片与制动鼓接触摩擦，接触面为制动鼓整个内径，所以接触面积和制
动半径较“盘式刹车”制动器大很多，在相同输入条件下，“鼓式刹车”制动器比“盘
式刹车”制动器制动力要大很多。

所以现在很多载货重型卡车采用的是“鼓式刹车”
制动器，以获取很强的制动力，保证行车安全性。

从制动稳定性方面进行比较，“鼓式刹车”制动器是依靠回位弹簧分离制动蹄
片与制动鼓，所以当两者间隙变大后需要经常手工调整，极不方便，并易产生弹
簧失效，造成制动拖滞。

而“盘式刹车”制动器是利用活塞缸作用推动摩擦片夹紧
制动盘，无须手工调整间隙，所以在稳定性方面，“盘式刹车”制动器优于“鼓式刹车”。

从制动恒定性方面进行比较，“鼓式刹车”制动器是一种比较封闭的形式，且
制动蹄片与制动鼓接触面积较大，长时间制动或下坡点刹过程中会产生大量热量，导致制动力降低。

而“盘式刹车”制动器是一种开放的形式，摩擦片与制动盘接触，且暴露在空气中，散热性能较好，摩擦产生的热量很容易被流动的空气带走。

所
以其制动恒定性远胜于“鼓式刹车”制动器。

鉴于“鼓式刹车”和“盘式刹车”制动器各自优点，人们还设计了“盘鼓结合式”制动器，在制动盘中间设计加装制动鼓结构，形成既有制动盘又有制动鼓的制动器。

这样既满足力汽车具有足够的制动力，同时又保证了汽车制动稳定性、恒定性。

但“盘鼓结合式”制动器结构复杂，占用空间更大，且需要两套制动管路，进行分
别控制，控制策略较复杂，生产成本较高。

所以虽然这种制动器集成了“鼓式刹车”和“盘式刹车”两种制动器的优点，但无法在一般汽车中广泛普及。

近年，在新技术方面，陶瓷制动盘在汽车制动器材料应用中已经具有较深的
研究成果，国外很多超级跑车已经应用此项技术，例如，奥迪S8前、后轮制动
盘材料是由高强碳纤维和碳化硅组成的复合陶瓷材料制成，重量轻，制动力大，
车辆安全性及操控性好。

采用陶瓷材料的制动器制动及散热性能比铸钢制动盘更
好，且不会生锈，因其抗热性和散热性更高，比普通铸钢制动盘高出很多倍，所
以制动稳定性和恒定性更高，同时其重量比普通铸钢制动盘减轻了50%左右，耐
久使用寿命却增长了4-6倍。

四、结语
基于成本及空间限制，“盘式刹车”制动器无法完全取代“鼓式刹车”制动器，“盘鼓结合式”制动器也未能广泛普及，但基于“盘式刹车”制动器巨大优势，将成
为未来制动器发展的主流方向。

目前小型汽车制动器多采用前盘后鼓式布置形式，少数高级汽车制动器多采用四盘式布置形式，甚至于更高级的汽车制动器已经采
用新的制动材料。

随着汽车制动技术的发展及新材料的应用，制动器将会更加轻
量化、集成化与小型化。

参考文献
[1]黄镇财.汽车制动系统发展展望[J].科技风.2014（04）.
[2]刘少华，刘晨.论述汽车制动器刹车原理及发展方向[J].中小企业管理与科技（中旬刊）.2016（02）.。