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卡钳的选择除了外观,制造工艺的衡量才是王道!

发布时间:2024-03-14 浏览量:34

  原标题:卡钳的选择除了外观,制造工艺的衡量才是王道!

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  制动系统是车辆行驶中关系到人身安全的重要部件,很多车友都已经开始注意到制动系统升级的重要性,而刹车分泵(又称卡钳)是系统的核心所在,因此改装卡钳的玩家日益增多。

  但是由于市场的混乱和专业知识的欠缺,车友们在升级的时候产生了很多困惑,比如卡钳究竟是锻造的好还是铸造的好?活塞是不是越多越好?甚至为此而争执。那么事实是怎样的呢?就让我们来一一探究。

  一

  铸造还是锻造?

  制动卡钳本体通常以铸造和锻造两种工艺进行制作,简单来说,采用锻造工艺的卡钳本体的力学强度要比铸造的高,而铸造工艺的产品售价相对较低,这和制造成本有莫大的关系。

  生产铸造卡钳本体是通过铸模来辅助,将铝锭溶化后倒入铸模待其凝固成形的加工成型方式,最后去除金属毛刺、披缝等物质,便完成一个卡钳本体的制作,一个形状的模具能实现大量生产的可能。(注意,铸造卡钳的内部也需要CNC加工,不能以是否有刀路来辩驳是否铸造)。

  铸造工艺示意图,可以看到产品是通过浇筑而成,因此可以批量生产。

  锻造卡钳,则是使用铝合金为原材料,使用高压冲锻出卡钳基本的外形,再用CNC数控加工技术进行切削加工,材料结构更为致密,散热性能和材料刚性都会比铸造材料强上不少。

  锻造工艺示意图,产品通过高压锻打,因此只能单次少量生产。

  锻造卡钳拥有优良的性能,可以针对不同的车型进行小批量生产。在台湾和欧美市场,基本上改装都以锻造为主。而铸造卡钳,性价比也较高,在日常街道使用是足够的。

  二

  怎样才是好的卡钳加工工艺?

  既然同样都采用CNC,那什么样的卡钳才是好的卡钳?

  首先是好的设计。

  原材料都是一块铝材,不同的设计和工艺生产出来的产品是有很大差别的。SPARTA最大的优势就在于设计的优化,设计数据的不断积累与改进,使得卡钳的结构趋于完美。

  锻造卡钳的加工工艺,一般采用CNC(CNC是数控机加工的简称)。SPARTA采用的是高精度五轴机加工,工艺和刀具都很先进,因此产品不论是外观还是使用感受都能做到十分优秀。

  上图为五轴加工中心。相比三轴机来说,五轴机可以一次性加工多个部位,不用频繁更换装夹,加工精度优越,更可以做到一些三轴机无法做到的结构。

  而分辨产品加工方面的优劣,第一是看外观,第二则是看结构。 外观方面,复杂的曲面加工难度更高,相应产品也会更美观。

  SPARTA采用倒角设计和掏空设计等,加工更为复杂。当然,这样的工艺不只是为了好看,而是为了能够把卡钳的主体做得更轻,让散热更加均匀、力学结构更为合理。

  而结构方面则更为重要。毕竟我们升级卡钳,都是为了更为优秀的性能。一般来说,卡钳要满足“稳定性强,线性好,力度够”等使用要求,而内部结构加工与设计则是拉开产品品质的核心所在。

  图为SPARTA卡钳拆解后的单边图片。

  好的卡钳结构设计需要经过精确的计算,活塞孔位要进行排气设计,并且使用专用刀具和设备进行加工,精度要求非常高,加工时间长。

  但是由于车友们平时并不会拆开研究,因此如果在内部结构偷工减料,或者在不清楚功能的情况下简单仿制,非但达不到功能效果更会引起很多安全问题。

  SPARTA卡钳的采用专用刀具钻孔,精度高,不产生残留。

  设计合理性与加工工艺是优秀、结构细节是否严谨,是判断卡钳产品是否优质的第一标准。

  三

  颜值与性能的兼顾

  改装卡钳主体的表面处理多以普通阳极为主,高端性能卡钳会用到硬质氧化。

  1、普通阳极

  普通阳极氧化是指铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于外加电流的作用下,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程。

  普通阳极的优势在于价格便宜,有一定的防腐蚀功能,因此性价比较高。缺点是硬度比较低,处理层非常薄导致容易划伤(一般使用钥匙轻轻划过就会出现划痕),而划伤后会失去保护作用。

  2、硬质阳极氧化

  SPARTA的卡钳产品中没有使用普通阳极,取而代之是使用硬质阳极氧化表面处理。

  所谓硬氧,其原理和普阳类似,但是使用原料和加工方式不同,使得表面耐磨性大为增强。铝合金硬质氧化后表面硬度可达HV500左右,厚度25-250um。附着力强,所生成的氧化膜有50%渗透在铝合金内部,50%附着在铝合金表面。

  在主流工艺中,硬氧耐磨性最好,被广泛运用于军工等领域,是高端功能性卡钳产品最为合适的表面处理工艺。

  四

  活塞的误区

  1、活塞数量

  主流的卡钳产品一般以四活塞和六活塞为主,甚至有些拥有更多活塞的产品亦受到追捧,很多车友会认为活塞越多制动力越强,而这个观念无疑是错误的。

  实际上,刹车效果的好坏,关键在于卡钳活塞面积与油路的合理设计,以及与总泵分数的合理配合。

  理论上在相同活塞面积的情况下,多活塞的卡钳制动效果更均匀(而不是更大),但是相应的卡钳要做的更大。

  而经过多年的发展与测试,我们发现对置六活塞卡钳一般已经可以做到最好的制动效果,更多的活塞非但起不到加强刹车的作用,反而因为内部油路过于冗长、重量过重降低刹车效果。

  下图为SPARTA参加Thunderhill的赛车实装图,原型车为宝马M4,大家猜猜看使用的是几活塞的卡钳呢?

  实际上,该车前轮安装SPARTA T6PB六活塞卡钳,后轮T4PA四活塞卡钳,已经可以满足Thunderhill 25h 耐久比赛的需求,即便是在F1等比赛中也只使用到六活塞卡钳。

  因此可以看出,主流上是没有专业车手使用对四以上活塞卡钳的,多活塞卡钳并不会让刹车效果更好,反而是非专业的代名词。因此除非是有目的地进行个性化外观改装,切勿盲目追求活塞数量。

  2、活塞的大小

  那有车友会问,既然如此那么如果加大活塞面积,不是会有更好的刹车效果了?答案也是否定的。

  我们在进行刹车时,压力会通过油路挤压活塞,进而达成刹车。如果活塞面积过大,需要挤压的刹车油就会更多,使得行程过大(就是要踩更长的距离才会有力度)。这样的结果是线性变差。而如果更改大分数的卡钳,则对应更大的力度,使得刹车行程更为困难。

  SPARTA T6PA卡钳活塞排列从小到大分别为30mm、34mm、38mm,我们也可以看到活塞采用了轻量化和散热设计。

  SPARTA卡钳上各种规格的活塞。

  综上,好的卡钳产品会合理分配活塞大小和数量,因此车友在选用时亦要注意不可盲目追求所谓的大而忽视产品性能。

  为提高行车安全性能,升级制动系统固然是好事,但是车友们也要有一些基础的相关知识,不然,花钱却只是买了一个高价“鲍鱼壳”而已。改装,在彰显个性的同时,不要忘记最终的目的是为了更为安全和舒适的行车体验。

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