騎乘機車使用煞車是很平常的一個動作,在上一期車輛小博士介紹了機車煞車使用小技巧,相信您也已經充分掌握其中的訣竅了。我們知道機車煞車都是利用摩擦的方式,將動能轉變成熱能使車輛減速停住,市面上販售的機車煞車系統分為兩種:鼓式煞車及碟式煞車,那要如何分辨車輛是碟煞或鼓煞呢?其實,我們可以直接從機車車輪的外觀來辨別,車輛小博士除為您介紹外觀上的差異外,也會為您細細說明其中所運用的原理。

※鼓式煞車
如圖一所示,通常鼓式煞車從車輪附近可以看到煞車鼓跟煞車臂,鼓式煞車主要作動方式是將手拉拉桿的動作,經由煞車導線帶動煞車臂旋轉後,將來令片推向煞車鼓摩擦生熱,這時車輛行駛動能將變成熱能消耗,以達讓車輛減速的目的。


                   

圖一、鼓式煞車外觀示意圖

※槓桿原理
古希臘學者阿基米德(Archimede)說過:「給我一個支點,我可以舉起整個地球」,這句充份展現出鼓式煞車的作動狀態,是利用槓桿原理將手拉拉桿的力量放大到可以讓機車停下來;對照圖二,可以想像手拉拉桿的力量經由煞車導線帶動煞車臂,這段連接是施力點與施力臂,而煞車臂旋轉後將來令片推向煞車鼓則是抗力臂與抗力點,鼓式煞車設計的施力臂會比抗力臂長很多,所以能夠放大手拉拉桿的力道使車輛停下。附帶一提,家裡常用的開瓶器及指甲剪就是槓桿原理的應用。
       


                   

圖二、槓桿原理示意圖


鼓式煞車優點是結構簡單、安裝快速、零件造價成本低、維修方便等,另外下雨的時候,鼓式煞車因有封閉式空間較不怕雨水入侵後減弱煞車性能;缺點則是因為鼓式煞車的構造因為煞車鼓造型及空間關係,整體為封閉式設計故散熱效率較差,而煞車就是將動能轉變成熱能,所以,鼓式煞車容易有煞車過熱後煞車力道不足的缺點。

※碟式煞車
如圖三所示,只要從車輪旁邊一看,有個表面磨到光亮的碟盤以及附掛在上頭的煞車卡鉗,這就是碟式煞車。碟式煞車主要是利用液體不可壓縮的特性,將手拉拉桿的力量利用液壓傳遞的方式,經由煞車油管將力量引入煞車卡鉗推動活塞,使活塞上的來令片與煞車碟盤接觸摩擦生熱,將車輛行駛動能變成熱能消耗使車輛減速。


                   

圖三、碟式煞車示意圖

※巴斯卡原理 (PaScal’s Principle)
「對一密閉液體所施的壓力,必會傳遞到液體各部份及容器壁上,且其值不變」,這是液壓系統最常用的巴斯卡原理的中心準則,也完全呈現碟式煞車最主要的作動方式;對照圖四來看,假設B區塊的寬度為A區塊寬度的兩倍,當A區塊的液體被推擠往下降的時候,此時B區塊因為他的寬度是A區塊的兩倍,所以B區塊液體上升的高度則只有A區塊下降的一半,在這過程當中由於液體內部的壓力不變(液體具不可壓縮性),所以A區塊的力量會因為B面積變大而將力量放大為兩倍,而這個放大倍率會因為2個區塊的面積比例不同而有所改變;將整個液壓系統觀點放到碟式煞車上,手拉拉桿推動總泵的動作等同於A區塊,之後將液壓經由煞車油管傳遞至B區塊,也就是推動卡鉗內的活塞使來令片與碟盤接觸摩擦,施加在來令片上的力量也會因為巴斯卡原理放大了原本手拉拉桿的煞車力道,以完成整個煞車作動減速的過程。
       


                   

圖四、巴斯卡原理示意圖


所以,我們可以瞭解到碟式煞車整體的液壓傳遞系統會因為A、B區塊大小及行程的設計,影響手拉拉桿的舒適度及放大後的活塞推動力道,故碟式煞車設計開發期間相對於鼓式煞車較為耗時,連帶的成本也會比較高。

碟式煞車因為零組件大部分皆設計為開放式,再加上附有散熱孔的碟盤幫助散熱,故碟式煞車的優點是煞車力道強且散熱快,可進行連續煞車動作;但缺點則是碟式煞車構造較為複雜,零組件較多且成本高,安裝不易,恰好與鼓式煞車相反;而在下雨天行駛時,碟式煞車容易因為碟盤上雨水附著的水膜影響煞車效能,故在下雨天使用碟式煞車時,建議在下坡路段或減速滑行時,進行輕點煞車動作將水膜排除後,再進行煞車動作。

經過上述的說明,您已經知道了鼓式與碟式煞車兩者的作動原理及優缺點,同時也可以瞭解這兩類最常見的煞車種類其實是可以互補的;故一般機車在煞車性能及成本的考量下,速克達車種最常配備前碟後鼓的煞車,這也符合一般大眾騎乘機車的使用需求。