汽车制动系统可能没你想得那么简单！

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今日语录：真正的自由不是想做什么就做什么，而是不想做什么就可以不做什么。

去4S店买车，经常听到刹车有碟刹、鼓刹，那么，两种刹车有何特点？哪种更好？

另外，经常听到一些与制动相关的名词，如：ABS、ESC、ESP、EPB、ibooster等？这些又是什么意思？用来干嘛的？

今天，我们用一篇文章来介绍下汽车制动系统的前世今生，可能并没有你想得那么简单。

汽车自诞生之日起就有了刹车。

1.源起：机械制动时代

19世纪80年代，德国科学家卡尔·本茨发明了世界上第一辆真正意义上的汽车。

奔驰一号

这台车当时搭载的是一台单缸、四冲程汽油机，排量0.93升，功率只有0.8马力，整车重254公斤，最高时速16公里，没有倒挡。

当年，贝塔·本茨（世界上第一位司机，女司机）驾驶着这辆车去转娘家，完成了人类首次长途驾驶（大概105公里），在行驶过程中发现刹车刹不住，便找了个鞋匠，定制了一块刹车片，刹车片就此诞生。

那个时候，汽车制动系统很简单，就是依靠杠杆原理，将力传递给制动器（早期为木块，后来演变成橡胶块），制动器与轮胎之间产生摩擦，然后将车刹住。

由于早期车速低，简单的机械制动系统勉强能够将车辆刹住，但随着汽车技术的发展，车速越来越高，制动系统急需改进。

1900年，威廉·迈巴赫发明了最早的鼓式制动器，后来在1902年，雷诺汽车创始人路易斯·雷诺对其进行了改良。这种机械鼓式制动器位于车轮中央，制动蹄位于制动鼓内部，摩擦片附着于制动蹄上，制动时通过把制动蹄压向制动鼓从而实现制动功能。

鼓式制动器

1902年英国工程师佛雷德里克·威廉·兰切斯特设计出了汽车盘式制动器并申请了专利。当时由于材料所限，所以摩擦片是铜片，而制动盘是铁质圆盘，刹车时会产生刺耳的声音。

盘式制动器

此外，当时的路况非常恶劣，铜制刹车片很快磨损，寿命很短，所以当时盘式制动器并没有流行起来。

鼓式制动器在随后很长一段时间内被广泛使用，但由于鼓式制动器先天的设计缺陷，在制动时产生的大量热量无法及时散出，大大降低了制动性能，里面进水以后更会影响刹车性能，而盘式制动器则不存在这些问题。

于是，人们又把目光转向了盘式制动器，随着材料科技的发展，摩擦片已变成了有机摩擦材料，摩擦系数大、噪音小、价格低廉，使得盘式制动器变得比鼓式制动器更为流行。

在随后汽车制动系统的发展中，制动器都离不开以上两种原理，提升的方向在于怎么让刹车更省力、更舒适、更安全。

2.风云变幻：液压制动的诞生

1921年，美国的道奇兄弟公司首次在汽车上使用了液压制动系统，其优点是操作轻松、制动力度大，成为了制动系统的重要里程碑。

液压鼓式制动原理

液压盘式制动原理

液压制动系统的出现，让驾驶员可以以更小的力踩踏制动踏板来获得一样的制动效果，达到辅助制动的效果。

3.科技进步：真空助力与防抱死

虽然有了液压制动系统，但刹车踩起来还是比较费劲，能不能更省力点？

到了20世纪50年代，真空助力制动器的出现，使得司机们再也不需要像之前那样费力地踩制动踏板了。

真空助力器及部件

真空助力器处于制动踏板和制动主缸之间，它将踏板力经过一级放大后传递给制动主缸，再经二级放大后传递给制动器，从而实现制动。

制动力从踏板到轮缸示意图

真空助力器是怎么工作的？

车辆启动后，助力器腔内会形成一定的真空，当踩下制动踏板时，助力器的后腔进气阀打开，后腔充气至大气压，与前腔形成压力差，形成对制动主缸的推力，从而实现了真空辅助刹车的目的。

真空泵在发动机启动后才能工作，这就为什么发动机不启动时，刹车很硬，踩不下去的原因。

行文至此，人类已经能轻松的将较小的力进行放大并快速使轮胎停止转动，但这样做并不安全。

在车速较高或路面比较湿滑时，如果制动力较大，轮胎直接停止转动，车辆就会失控。

前轮抱死，车辆会失去方向控制，后轮抱死，车辆会进行甩尾失控，大大降低了车辆的可操作性和安全性。

于是，ABS（防抱死制动系统）出现了。

1978年，梅赛德斯-奔驰首次在量产车型上应用了ABS，显著提升了汽车的行驶安全性。

ABS整个系统很复杂，简单来讲，就是当刹车踏板被踩下时，ABS系统会时刻检测四个轮速，及时调整各个轮子的制动压力，使轮子与地面保持最佳附着力而不被抱死，司机只要无脑的将刹车踏板踩下即可。

在很长一段时间里，只有一些豪华车才配备ABS系统，现在基本上是标配了。

4.智能时代：电子车身稳定系统

ABS解决了刹车失控的问题，但有时候我们会发现，在急转弯的时候，即使不踩刹车，车辆可能也会失控，怎么才能让车辆转弯时更安全？

所以，在21世纪初，ESP（Electric Stability Program，电子车身稳定程序）出现了。

ESP可以说是ABS的升级版，它集成了车轮防抱死、制动力分配、牵引力控制、车身动态稳定控制功能。

当车辆出现转向过度或不足、侧滑、甩尾、车身摆动而驾驶员无法控制时，ESP通过控制四轮，有针对性的对各个轮胎减小或增加制动力使车辆修正行驶轨迹，便于驾驶员控制车辆。

ESP已成为车辆的重要安全配置之一，一款车没ESP，卖车的都不好意思说，买车的不提，好像自己不懂车一样。

目前ESP的供应商有德国BOSCH、大陆、美国天合TRW、德尔福、日本电装DENSO、爱信、韩国万都等。

由于BOSCH发明了ESP并注册了商标，所以其他家的车身稳定系统只能叫ESC（Electric Stability Control）了。

5.未来展望：智能驾驶的新篇章

随着汽车行业向智能化、电气化发展，制动系统也迎来了新的挑战和机遇。AEBS、ibooster等一大批新技术涌现。

以上提到的都是一些主动刹车技术，即需要司机主动操作，而有时候，在紧急情况下，司机根本来不及反应，所以AEBS就应运而生了。

AEBS（Advanced Emergence Braking System）系统通过摄像头或雷达检测和识别前方车辆，在有碰撞可能的情况下先用声音、警示灯提醒司机进行制动。若司机仍无制动操作，系统就会采取自动制动措施来减轻或避免碰撞。

随着近些年电动汽车的发展，前文提到的传统真空助力器显然无法在电车上使用，因为真空泵需要与发动机进气歧管连接才能获取真空，而电动车上没有发动机。

于是，iBooster（intelligent Brake System，智能刹车系统）出现了。

iBooster完全脱离了真空这个字眼，它是通过电机带动齿轮来实现助力的。

博世（Bosch）线控制动系统iBooster

①是安装螺栓；②是踏板行程传感器；③是油壶(储油罐)；④是制动主缸；⑤是电机和控制器；⑥是输入杆。

驾驶员踩踏制动踏板后，输入杆会产生位移，踏板行程传感器探测到输入杆的位移，然后将此信号发送给控制器，控制器计算出电机应产生的力矩，再由传动装置将该扭矩转换为给制动主缸的制动液压力。

iBooster刹车响应快、精准、安全等级高，同时制动过程更平顺、柔滑，所以称其为电动汽车和自动驾驶而生毫不为过。

6.停车制动

上面提到的都是行车制动相关的技术，即车辆在行驶过程中如何让车迅速、安全地停下来。

而车辆熄火静止后，我们也要把车辆固定住，防止其移动，这种技术叫做停止制动技术。

最常见的就是机械手刹，这种技术成熟、可靠，至今很多车辆仍然在使用。

但总有粗心大意的司机，熄火后忘记拉手刹、起步时忘记抬手刹。

所以，EPB（Electric Parking Brake，电子驻车）就出现了。

EPB就是我们常说的电子手刹，它的刹车原理与机械手刹类似，但EPB用起来可要舒服多了。停车挂P挡后，电子手刹会自动拉起，车辆启动时，若忘记松手刹，EPB也会自动释放，再也不用担心忘记拉手刹了。

一般，在电子手刹旁边还有个AUTO H的按钮，全称是AUTO HOLD（自动驻车），它与EPB又是啥关系？

EPB主要用于长期停车（仅用于P挡或N挡），而AUTO HOLD则主要用于短期停车（可用于D挡）。如红绿灯时，不想脚踩刹车，可以打开AUTO HOLD，等绿灯亮时，直接踩油门就能走，在半坡起步时，这个功能就更实用了！

结语

汽车是一个非常复杂的系统，仅一个制动系统里面就有这么多学问。汽车技术的更新迭代，始终在追求更安全、更舒适、更智能、更环保。

后期有机会再与大家分享一些悬架、转向等方面的知识。

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