从能量守恒看刹车

汽车的刹车系统与行车安全息息相关，在任何情况下都要确保刹车系统的绝对安全，本文将通过刹车系统的组成，以及刹车系统的工作原理，让读者对刹车系统有一个较为详细的知识架构，从而可以对刹车系统的一些问题进行自我判断。

一、刹车系统的组成

刹车系统又可分为五个子系统

分别是

1.操作系统：踏板、手刹

2.液压系统：液压油、刹车泵、油管

3.助力系统：真空助力泵

4.电控系统：ABS部件（部分车没有）

5.执行系统：刹车钳、刹车片、刹车盘（盘刹）

二、刹车原理

在学习刹车原理之前，我们先要学习两个物理知识，结合此二概念理解刹车原理。

（1）能量守恒定律

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量总和不变。

汽车制动过程的本质就是能量的转化。在刹车过程中，刹车片与刹车盘产生巨大摩擦力，从而将汽车的动能转化为热能。

烧红的刹车片

（2）帕斯卡定律

这是初高中时，我们就接触过的一条流体静力学定律。不可压缩静止流体中任一点受到外力压力增值后，此压力增值瞬间传至静止流体各点。

公式：P₁=P₂ 即：F1/F2=S1/S2

而刹车系统正是完美地应用了帕斯卡定律。刹车油会在瞬间将脚给予的压力传至活塞分泵，活塞分泵大的截面将刹车力度呈几何倍放大，

如下图示。

活塞面积与总泵截面的比值就是放大倍数

三、力的传递路径

1、踏板-驾驶员给踏板一个踩踏力

2、助力泵-踩踏力经过助力泵的放大向前传递

3、制动主缸-放大的力通过活塞压缩主缸内刹车油

4、刹车油管-主缸处所受的压力迅速经由刹车油传递

5、活塞分泵-截面面积增大的活塞分泵将力进一步放大

6、刹车钳或刹车片接受该力

PS：后面是盘刹和鼓刹的区别，前文已做介绍。想了解的翻看前一篇文章。

总结

我们在考量一辆车的时候，往往只关注其动力性能，更多关注的是这辆车的百公里加速能力如何，却很少关注其刹车性能。一辆车从0加速到100可能需要十秒左右的时间，而从100刹车到0却只需要2-3秒，可见刹车系统承受多大的压力。而恰恰制动系统与我们的安全息息相关，所以我们要时刻重视。