力学知识的实际应用

2023年11月19日发(作者：北京bj40油耗高得惊人)

力学知识的实际应用：汽车制动系统

汽车制动系统是指，对汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其

进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。制动系统作用是:使行驶中的汽车

按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车;使已停驶的汽车在各种道路条件下

(包括在坡道上)稳定驻车;使下坡行驶的汽车速度保持稳定。

对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外

力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专

门装置以实现上述功能。

汽车制动系统是指为了在技术上保证汽车的安全行驶，提高汽车的平均速度

等，而在汽车上安装制动装置专门的制动机构。一般来说汽车制动系统包括行车

制动装置和停车制动装置两套独立的装置。其中行车制动装置是由驾驶员用脚来

操纵的，故又称脚制动装置。停车制动装置是由驾驶员用手操纵的，故又称手制

动装置。

行车制动装置的功用是使正在行驶中的汽车减速或在最短的距离内停车。而

停车制动装置的功用是使已经停在各种路面上的汽车保持不动。但是，有时在紧

急情况下，两种制动装置可同时使用而增加汽车制动的效果。有些特殊用途的汽

车和经常在山区行驶的汽车，长期而又频繁地制动将导致行车制动装置过热，因

此在这些汽车上往往增设各种不同型式的辅助制动装置，以便在下坡时稳定车速。

按照制动能源情况，制动系还可分为人力制动系、动力制动系、和伺服制动

系等3种。人力制动系以驾驶员的体力作为制动能源;动力制动系以发动机动力

所转化的气压或液压作为制动能源;而伺服制动系则是兼用人力和发动机动力作

为制动能源。此外，按照制动能量的传递方式，制动系又可分为机械式、液压式、

气压式和电磁式等到几种。

在种类汽车制动系统中，制动器是汽车制动系中用以产生阻止车辆运动或运

动趋势的力的部件。目前，种类汽车所使用的制动器都是摩擦制动器，也就是阻

止汽车运动的制动力矩来源于固定元件和旋转工作表面之间的摩擦。

汽车制动系统在行车安全上起着最为关键的作用，特别是在汽车制动系统融

合了防抱死功能、牵引力控制功能、车身稳定系统、电子限滑功能、自动刹车等

功能之后，制动系统扮演的角色已经不再是“让车停下来”这么简单。

比亚迪汉搭载了博世“IPB智能集成制动系统”，为其安全性、舒适性和长

续航提供了帮助。

IPB是什么？其全称为“智能集成制动系统”：“智能”，是指IPB是一套

电控的刹车系统，相比传统的真空助力泵式刹车系统，它让制动系统的响应更迅

速、控制更精确，而且凭借这套智能的电控刹车系统，可以扩展出更多功能。当

IPB与新能源车结合时，可以显著增强制动能量回收的效率。而“集成”，是指

IPB集成了ESP（车身电子稳定系统），相比非集成式的刹车系统，IPB系统的

重量更轻，占用的车内空间更小。

传统的刹车系统靠刹车踏板带动真空助力泵产生制动压力，汉采用的IPB

系统将刹车踏板的位移转变成为信号，控制器结合其他各项传感器参数，计算出

所需刹车力，再由电机推动制动液建立刹车力。IPB可以更快速、更精确地产生

制动力，特别是在“AEB自动紧急制动”功能触发时，传统制动系统的响应时间

在600毫秒左右，而IPB可以在150毫秒内提供最大制动力，比人眨眼的速度还

要快。

汽车制动时频繁“点头”顿挫，是影响舒适性的重要因素。特别是驾驶员的

经验与风格各异，大部分驾驶员在制动时，车身“点头”都会比较明显，让乘客

很不舒适。

IPB系统和汉结合后，用“智能化”解决了这一问题，在汉上，博世基于IPB

系统，发布了“CST舒适制动”功能。它可以在保证制动安全的前提下，为驾乘

人员提供更为平顺、舒适的体验。

在制动过程中，CST功能可以让制动系统自动地、智能地调节制动力，以避

免刹车时出现“点头”现象，为驾乘人员提供更加平顺、舒适的体验。

此外，由于比亚迪汉的新能源车身份，汉与IPB结合，在提升安全性之外，

还带来了“长续航”效果。

在制动时，IPB与汉的驱动系统协同，先利用电机进行能量回收，将动能转

化为电能储存在动力电池中；一旦电机的制动效果无法满足制动系统的需求，IPB

便会快速释放制动液，启动刹车卡钳进行制动。这一过程让汉在制动时，可以多

回收10%的能量。对用户来说，续航里程提升了，刹车片的磨损降低了。