取消剎車后,車還能剎住嗎?
這種設計能給用戶帶來什么?
制造難點和缺點是什么,為什么沒有大規模采用?
蔚來申請了一套取消常規剎車的專利,從結構上看,像是把剎車取消了。
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取消剎車后,車是怎么剎住的?
在傳統汽車上,剎車等同于輪邊制動,剎車盤和卡鉗直接固定在輪轂附近,靠夾緊盤面來阻止車輪轉動。這套結構成熟、直觀,但也有明顯的問題,比如簧下質量高、輪邊空間緊張、散熱高度依賴氣流,同時剎車粉塵直接排放到環境中。
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新專利選擇了一條不同的路徑,輪轂內看不到剎車,其實并不是剎車消失了,而是搬到了傳動軸上,如果你跑過卡丁車,就會發現卡丁車輪子過小,無法裝下剎車,所以剎車也放在軸上,簡單來說,就是“掐住軸”,間接讓車輪減速。
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從結構上看,這套專利的剎車被完整封裝在電驅殼體內,核心是一套圍繞傳動軸布置的三明治式摩擦結構。摩擦盤套在傳動軸上,與軸同步旋轉;一側是固定在殼體內的固定盤,另一側是可以沿軸向移動的驅動盤。正常行駛時,這幾塊盤片彼此分離,傳動軸可以自由轉動;當需要剎車時,把摩擦盤夾在兩側盤之間,通過摩擦讓車停下來。
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專利沒有采用傳統液壓卡鉗,而是使用了螺紋副結構,驅動盤外緣做成外螺紋,外部套一只帶內螺紋的齒圈。小電機通過蝸桿驅動齒圈轉動時,驅動盤就會沿著螺紋前后爬行,從而完成夾緊或釋放動作。由于蝸輪蝸桿結構具備自鎖特性,一旦夾緊,即使不持續供能,也能穩定保持制動力,同一套機構可以承擔剎車和手剎的功能。
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這種設計能給用戶帶來什么?
技術看似復雜,但作用其實簡單,首先是簧下質量的下降。剎車盤和卡鉗不再掛在輪邊,懸架所要控制的非簧載質量明顯減輕,這對底盤響應、舒適性、NVH以及極限操控都有直接好處,同時也釋放了輪罩內的空間,為空氣動力學或更大轉向角度提供了設計余量。
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其次是冷卻系統更專業,傳統輪邊剎車主要依靠空氣流動帶走熱量,而軸上制動被封閉在金屬殼體內,如果仍然使用風冷,幾乎不可行。正因為如此,這項專利在結構上直接引入了雙面液冷設計:驅動盤背面與殼體之間布置了冷卻流道,冷卻液從外向內螺旋流動;摩擦盤兩側幾乎都“貼著水冷板”,即使是長下坡、反復重剎等工況,也不會熱衰減。
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第三個優勢是剎車粉塵的封閉管理。常規輪邊剎車產生的摩擦粉塵會直接排放到空氣中,一方面污染環境一方面輪轂經常臟兮兮,洗車頭疼,而封閉式軸上制動器可以把顆粒物限制在殼體內部,在維護時集中處理。類似“刮胡刀”,不是直接排出胡茬,而是存儲起來定期清理。
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為什么沒有被大規模采用?
當然這種設計并沒有大規模使用也有原因,最直接的問題來自熱管理。雖然冷卻系統更專業,但也更復雜,電驅系統本身已經需要處理電機和齒輪產生的多種熱,現在再把制動摩擦產生的大量瞬時熱量引入同一套系統,對冷卻能力、回路設計和失效后的兜底都提出了更高要求。一旦冷卻系統出現異常,影響的就不只是剎車性能,而是整個電驅的安全性。
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其次,軸上制動意味著所有傳動件都要承受剎車力。這種架構下,制動力需要經過齒輪、軸承甚至電機轉子,相關零部件在極端工況下的強度和壽命設計都會更加苛刻,成本和設計難度隨之上升。
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此外,在量產層面,深度集成也帶來了保養維修方面的問題。剎車系統是電驅總成的一部分,這對供應鏈和后期維修保養都提出了新的要求,去店里修剎車,換剎車片,還要把電機拆開,簡單的事情變得更復雜。
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選車偵探觀點:簡單說,蔚來的專利沒有將剎車徹底移除,而是從輪轂里面搬到了電機里面,整合在電驅系統里,釋放了輪轂空間,減輕黃下質量,這要比懸掛從鋼板換鋁合金更有效,操控直接靈活,缺點就是后期維修復雜,成本上升。大家覺得這種設計靠譜嗎?歡迎討論。
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