車訊網／煞車的制動力　其實是靠著「摩擦力」來停下車

圖、文／車訊網

常聽到說煞車的制動力不足或很利，其實說的就是驅動來令片或蹄片去摩擦碟盤或輪轂，藉由摩擦力的產生來減低車輪的滾動能量，當然，實際上也還包括有輪胎對路面的摩擦力，但在本篇我們就僅就制動的煞車系統部分來討論。

廣義來說，只要在接觸面上作出相反的運動方向，或是靜止狀態都能產生摩擦力（阻力），而關鍵的是接觸面之間的壓力決定摩擦力的大小，你可以試著拿一本書「壁咚」在牆上，壓力愈大書愈難落下，原理跟煞車的卡鉗差不多，只要給予一定的壓力，碟盤就會轉慢一點，連帶碟盤轉動的輪子才會慢下來，這就是「煞車」的力量來源。

▲煞車就是摩擦力的表現，踩得愈大力，車子停得愈快，但若力道過度導致輪胎與路面失去摩擦力，就只會讓車子像溜冰滑出去而已。（圖／車訊網）

除了施於一定壓力，「摩擦係數」因材質的特性（粗糙度﹑溫度等）也會決定摩擦力而影響煞車力道，說了這麼多，從國中學的公式F=μ FN也能說明，卡鉗的壓力（FN）和來令片的摩擦係數（μ）決定對碟盤的摩擦力(F)，煞車力就此而生。當踩下煞車後，輪胎的摩擦力才有效的減速，當中的原因是「靜摩擦力」(接觸面的兩個物體相對靜止)讓摩擦係數和正壓力發揮挺大的作用，就像我們走路時，腳向後對地面施力，產生向前的反作用力，就是靜摩擦力。反觀鎖死的輪胎向前滑動，對路面的摩擦係數逐漸下降，摩擦力相對變小，煞車踩到底也無法快速停下，所以ABS系統會是標配的理由出於「摩擦力」的關鍵點。

▲無論煞車系統或輪胎，踏板踩得愈深，力道愈強（圖中的X軸），摩擦係數和摩擦力也愈大，一旦突破靜摩擦係數的極限就開始下滑，輪子開始鎖死並向前滑動，煞車效果會變弱。（圖／車訊網）

腳踩煞車很省力

真空倍力器幫很大

今天我們能在很輕鬆狀態中踩住煞車並控制好車子，是在引擎室內有一個真空倍力器協助放大力道的結果，當然這是在引擎啟動下，連接進氣歧管的氣壓缸一端（倍力器裡的結構）處於真空狀態。簡單的說，將氣壓缸區隔成「壓力端」和「真空端」，當踩下煞車，開始移動倍力器中央連桿，造成「壓力端」的大氣閥門開啟（真空閥門關閉），這時大氣壓力瞬間衝進壓力端，產生強大力量擠壓中央膜片，進而推動煞車總泵，利用帕斯卡原理讓卡鉗或鼓煞蹄片作動。

▲圓筒型的真空倍力器裡面由連桿推動膜片，「壓力端」瞬間被氣壓填滿去推擠「真空端」，同時推動煞車總泵，總泵再透過油管作動卡鉗來放大煞車力的效果。（圖／車訊網）

鬆開煞車時，真空閥門開啟，真空來源管(用引擎真空吸力)將空氣抽走，中央膜片回歸最底位置，倍力器又回到真空狀態，在這情形下引擎突然熄火的話，倍力器只剩下幾次的輔助力就不見了，鬆開煞車後，真空和大氣閥門全開，但真空來源管沒有吸力，瞬間倍力器充滿大氣壓力，踏板完全踩不動，遇到這樣的情況，只需踩著煞車不放並開到路邊停下就好。