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好车为啥都是后置卡钳?

如果你是一个比较细心的人,那肯定会发现市面上的车型,其前轮刹车卡钳布置并不相同,有的车卡钳在刹车盘的前面,有的则在后面。而且这种差异跟车价也有关系,价格昂贵的跑车或者豪华车大多采用后置卡钳,而物美价廉的家用车则是以前置卡钳为主。那么,究竟是什么原因造成了这种“巧合”,不同的卡钳布置又有什么优劣呢?

好车为啥都是后置卡钳?
好车为啥都是后置卡钳?

众所周知,汽车的前轮除了可以驱动车辆之外,它还要负责转向,因此民用车都把转向系统布置在了车头,其中主要包括方向盘、转向轴、转向机、转向拉杆、转向节臂这5个部件。在我们转动方向盘时,方向盘会依次带动转向轴、转向机、转向拉杆、以及转向节臂运动,进而改变了前轮的角度。

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当我们将目光集中在刹车盘的位置就会发现,如果以刹车盘中心点为参考,那么转向节臂和刹车卡钳就分别布置在刹车盘中心点的两侧,这样才能避免二者工作时发生冲突。

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虽然从理论上来说,只要前轮的刹车卡钳尺寸足够小,转向节臂和卡钳也可以布置在刹车盘同一侧,比如卡钳在刹车盘的后上方,转向节臂在刹车盘后侧中间位置。但因为刹车时车辆的惯性向前,前轮承担的重量要比后轮更多,所以现实中的前轮刹车卡钳都大于后轮,正因如此转向机跟小卡钳布置在一侧的设计已经很少见了。

为了让前轮容纳更大的卡钳,绝大部分汽车厂商在布置转向节臂和卡钳时基本都选择了错位布置,也就是转向节臂在刹车盘前面时,卡钳就布置在刹车盘后面,反之,转向节臂在刹车盘后面时,卡钳就布置在刹车盘前面。

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前面就提过,转向节臂、转向拉杆、转向机这三者是连接在一起的。而且从设计上来看,三者在空间布置上应该尽量保持在一个平面内,所以转向节臂布置在刹车盘前侧时,也意味着转向机同样布置在车轮的前侧。换言之,后置卡钳的由来是转向机的前置设计引起的,而前置卡钳则是因为转向机的后置设计引起的。

好车为啥都是后置卡钳?
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说完了卡钳布置差异的原因,我们再来看看后置卡钳、前置转向机的布局,就知道它有什么优势了。首先从底盘空气动力学特性来看,车辆行驶时空气从前保险杠下方进入轮拱内侧,并且大部分会经过轮圈流出。此时如果卡钳布置在刹车盘前面,那意味着空气要贴着内侧轮胎绕一个接近90°度的弯才能吹到卡钳,可想而知这种散热方式实现起来是比较难的。相比之下,后置卡钳所处的位置气流通过更加顺畅,所以把卡钳布置在后面有利于提高刹车的散热效率。

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其次在底盘性能方面,后置卡钳的弹性运动学调校空间也更大。具体来说,车辆在转弯时车轮会受到一个侧向力,受这个力的影响,悬架的橡胶衬套会发生弹性变形,从而改变了车轮的前束角。

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在现实中,绝大部分车型在调校中都偏向于提高底盘稳定性,也就是轻微的推头,而这就需要车轮的前束角往负的方向变化。在后置卡钳的车型上,因为转向机前置,所以连杆1的刚性比较大,如果要让车轮往负前束角变化,那就需要将连杆2的衬套刚度设计的小一些。由于连杆1硬、连杆2软,所以在侧向力的作用下,车轮就变成了负前束角。相反,如果汽车厂商需要将一辆后置卡钳、前置转向机的车设计成甩尾的驾驶风格,那就需要将连杆2的衬套设计的硬一些。

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而在前置卡钳的车型上,因为转向机后置,所以连杆2的刚性比较高。如果要提高底盘的稳定性,那就需要把整个转向机也通过橡胶衬套固定在副车架上,而不是单独把连杆2的衬套设计的柔软一些。然而,把转向机通过橡胶衬套固定在副车架上也会降低转向的直接感,所以对驾驶感受有追求的车型,还是喜欢采用后置卡钳、前置转向机的设计,因为它的转向机与副车架是刚性连接的。