今天是汽車制動系統的科普。
對於汽車制動，以盤式剎車為例，很多人只是知道踩下剎車踏板之後，剎車卡鉗會壓緊剎車盤，進而使車輪停止轉動。而車輪停止之後，車輪和路面會有相對滑動，然後車輛在摩擦力的作用下停止。
但對於制動系統如何運作，或者說個中的原理，其實並不是很清楚，所以打算跟大家簡單聊聊這裡面的門道。
帕斯卡定律
我們能夠相對輕鬆的讓汽車產生巨大的制動力，這還得感謝帕斯卡老爺子。因為他發現了一個超牛逼的定律——作用於密閉容器內不可壓縮的流體的壓力，會大小不變的由流體傳到容器各個部分。
也就是說，如果在水力系統中的一個活塞上施加一定的壓強，必將在另一個活塞上產生相同的壓強增量。
這個概念很抽象，我畫一個圖給大家講解一下。
下圖是一個連通的，帶有兩個活塞的密閉容器，裡面充滿了不可壓縮的油液。其中F1是左側活塞的壓力，F2是右側活塞的推力；A1、A2是兩邊活塞的面積；P1、P2是兩邊的壓強。
根據定律，可以得知兩邊的壓強相同（P1=P2），也就是（F1/A1）=（F2/A2）。因為A1小於A2，假設A2的面積是A1面積的5倍，那麼換算過來就是F2=5倍的F1。
換而言之，如果在左側施加一個較小的力，右側就能得到一個較大的力。
用人話講就是有點類似於「隔山打牛」，第一個人（剎車踏板）施加很小的力，傳到最後一個人（剎車卡鉗）可以爆發出很強的力。
以上就是制動系統的基本應用原理。
省力神器
不過即便如此，如果想產生很大的制動力，往往我們還是要使用很大的力量去踩剎車踏板才行，比較累人。
於是，聰明的工程師就想到了一個辦法——在剎車踏板和制動總缸中加入一個剎車助力器，來減輕我們腳的辛苦。
目前市場上，剎車助力器主要是利用發動機製造的真空來輔助剎車。
這套連招的具體操作是——踩下剎車踏板時，氣門推桿就會打開內部閥門，這時空氣就會通過空濾流進膜片的前氣室。又因為後氣室會被發動機抽成真空，前氣室的空氣就會產生壓力推動膜片，從而進一步推動液壓推桿對制動主缸施加壓力。
噢！感謝偉大的工程師。
制動系統大乘期高手
於是，在剎車踏板和剎車助力器的共同努力下，所產生的壓力就來到了制動主缸。可以說，這個部件是整個制動系統最為重要的部件之一，類似於一個修仙門派中的大乘期高手。
這位高手的內功心法（零部件）主要由2個油液輸入端，2個油液補償端，2個活塞，2個復位彈簧，以及4個活塞密封環組成，然後上面再掛了一個剎車油罐（大致如下圖）。
而這套功法的運行機制在於——當你踩下剎車踏板的時候，推桿會推動主第一活塞將第一個補償口關閉，於是第一個液缸就能產生壓力來推動第二個液缸。緊接著第二個補償口也被關閉，於是兩個活塞就會把油液推向制動卡鉗。
另外這位高手也已經想好了，自己受傷時如何修煉的辦法。
如果自己的經脈堵塞了，比如二號活塞無法建立壓力，那麼一號活塞也能在更長的行程建立壓力。再比如一號活塞失效了，其末端的推桿還是會去推動二號活塞來建立壓力，只不過因為行程長緣故，要更加用力的踩剎車踏板。
這其實也就意味著，即使發動機熄火或者真空助力失靈，整個制動系統是不受影響的，只是需要用更大的力來踩剎車踏板。所以當大家碰到這種情況時不要慌張，多嘗試幾次大力制動，激活車輛的制動性能。
千萬別放棄剎車。
最後就是剎車卡鉗了，一開始盤式剎車用的都是定鉗盤式制動器，但因為缺點很多就逐漸的改為了浮鉗盤式制動器（可以相對制動盤軸向滑動或擺動）。
其主要就是利用剎車油液來產生推力，以及通過相互作用力來夾緊制動盤，在制動盤上產生與運動相反的制動力矩，促使汽車制動。
以上，從剎車踏板-剎車助力器-制動主缸-剎車卡鉗，就是汽車制動系統主要的一個運行流程。
感謝偉大的工程師。