制動系統是摩托車駕駛中關係到人身安全的重要部件,很多車友慢慢開始注意到制動系統升級的重要性,而剎車下泵(又稱卡鉗)是系統的核心所在,因此改裝卡鉗的玩家日益增多。
但是由於市場的混亂和專業知識的欠缺,車友們在升級的時候產生了很多觀念,比如鍛造卡鉗的比鑄造的好,活塞越多越好,甚至為此而爭執。可是事實是怎樣的呢?讓我們來一一探究。
一、鑄造還是鍛造?
制動卡鉗本體通常以鑄造和鍛造兩種工藝進行製造,簡單來說,採用鍛造工藝的卡鉗本體的力學強度要比鑄造的高,而鑄造工藝的產品售價相對較低,這和製造成本有莫大的關係。
生產鑄造卡鉗本體是通過鑄模來輔助,將鋁錠溶化後倒入鑄模待其凝固成形的加工成型方式,最後去除金屬毛刺、披縫等物質,便完成一個卡鉗本體的製造,一個形狀的模具能實現大量生產的可能。(注意,鑄造卡鉗的內部也需要CNC加工,不可以是否有刀路來辯駁是否鑄造)。
僅為示意,可以看到產品是澆築而成,因此可以批量生產。
鍛造卡鉗,則是使用6061鋁合金、7075鋁合金為原材料,使用高壓沖鍛出卡鉗基本的外形,再用CNC數控加工技術進行切削加工,材料結構更為緻密,散熱性能和材料剛性都會比鑄造材料強上不少。其中,7075鋁合金基本上是市面上最為高端的卡鉗材料,一般是賽道產品才會使用。
僅為示意,產品為高壓鍛打,因此只能單次少量生產。
大家可以猜猜看,下圖哪個卡鉗是鍛造的?
答案是,左邊為鑄造,右邊為鍛造。鍛造卡鉗表面更為精細,光潔度高,倒角位乾淨利落。
綜上,鍛造卡鉗擁有優良的性能,可以針對不同的車型進行小批量生產。在台灣和歐美市場,基本上改裝都以鍛造為主。而反觀鑄造卡鉗,性價比較高,日常街道使用也是足夠的。
二、怎樣才是好的卡鉗加工工藝?
同是CNC卡鉗,有的賣一百多,有的賣幾千甚至上萬,這個價格差在哪裡,是不是貴的就一定好呢?
首先是好的設計。
原材料都是同樣一塊鋁材,不同的設計和工藝生產出來的產品是有很大差別的。比如我們熟悉的BREMBO,其最大的優勢在於設計的優化。多年來設計數據的不斷積累與改進,使得卡鉗的結構趨於完美。
而鍛造卡鉗的加工工藝,一般採用CNC(CNC是數控機加工的簡稱)。如brembo採用高精度五軸機加工,工藝和刀具都很先進,因此產品不論是外觀還是使用感受都能做到十分優秀。
圖為五軸加工中心。相比三軸機來說,五軸機可以一次性加工多個部位,不用頻繁更換裝夾,加工精度優越,更可以做到一些三軸機無法做到的結構。
而分辨產品加工方面的優劣,第一看外觀第二看結構。外觀方面,複雜的曲面加工難度更高,相應產品也會更美觀。
如上面兩個卡鉗,可以看出左側為單向曲面拼接,沒有太多細節,平面倒角,加工較為簡單;而右邊是雙維曲面,採用大倒角設計和掏空設計,加工更為複雜。當然,這樣的工藝不只是為了好看,而是為了能夠把卡鉗的主體做得更輕,讓散熱更加均勻、力學結構更為合理。
而結構方面則更為重要。畢竟車友升級卡鉗,都是為了更為優秀的性能。一般來說,卡鉗要滿足「穩定性強,線性好,力度夠」等使用要求,而內部結構加工與設計則是拉開產品品質的核心所在。
圖為brembo卡鉗拆解後的單邊圖片。
好的卡鉗結構設計需要經過精確的計算,活塞孔位要進行排氣設計,並且使用專用刀具和設備進行加工,設備昂貴,加工時間長。
但是由於車友們平時並不會拆開研究,因此如果在內部結構偷工減料,或者在不清楚功能的情況下簡單仿製,非但達不到功能效果更會引起很多安全問題。
左邊brembo卡鉗的油道採用專用刀具鑽孔,精度高,不易產生氣泡殘留。而右邊卡鉗使用T型刀進行切削(加工快,成本低,無設備要求),這樣的油路結構容易殘留氣泡,使得油路不順暢,影響最終使用效果。
左邊brembo卡鉗活塞位採用凸台設計,右側卡鉗省略。車友們肯定有過換卡鉗排氣難的經驗,這就是原因之一。
那麼中國是否無法去製造出結構合理、工藝合格的卡鉗呢?答案是否定的。下圖為使用馬扎克五軸加工中心製造的卡鉗產品內部結構,經過靜態測試和賽道測試,已經可以滿足專業賽事的極限使用環境。
綜上,設計合理性與加工工藝是優秀、結構細節是否嚴謹,是判斷卡鉗產品是否優質的第一標準。
三、要漂亮還是要好用?
改裝卡鉗主體的表面處理多以普通陽極為主,高端性能卡鉗會用到硬質氧化。那麼下面說說二者的區別。
左邊卡鉗是硬質氧化,右邊是普通陽極。硬氧表面油光效果明顯,和磨砂普陽可以明顯區別。
1、普通陽極
普通陽極氧化是指鋁及其合金在相應的電解液和特定的工藝條件下,由於外加電流的作用下,在鋁製品(陽極)上形成一層氧化膜的過程。
普通陽極的優勢在於色彩亮麗、價格便宜,有一定的防腐蝕功能,因此性價比較高。缺點是硬度比較低,處理層非常薄導致容易劃傷(一般使用鑰匙輕輕划過就會出現劃痕),而劃傷後會失去保護作用。
2、硬質氧化
眾所周知, BREMBO的摩托車卡鉗產品中是沒有普通陽極的,取而代之多使用硬質氧化表面處理。
所謂硬氧,其原理和普陽類似,但是使用原料和加工方式不同,使得表面耐磨性大為增強。鋁合金硬質氧化後表面硬度可達HV500左右,厚度25-250um。附著力強,所生成的氧化膜有50%滲透在鋁合金內部,50%附著在鋁合金表面。
在主流工藝中,硬氧耐磨性最好,被廣泛運用于軍工等領域,是高端功能性卡鉗產品最為合適的表面處理工藝。缺點是價格較高,色彩不夠鮮亮,一般只有黑色、卡其色、灰色等。
以上是典型的硬氧表面處理效果。
綜上,如果是日常使用追求外觀靚麗,可以採用普通陽極卡鉗;如果追求功能性和實用性,則一般採用硬氧表面處理的卡鉗。
四、活塞的誤區
1、活塞數量
主流的卡鉗產品一般以雙活塞和四活塞為主,甚至有些六活塞的產品亦受到追捧,很多車友會認為活塞越多制動力越強,而這個觀念無疑是錯誤的。
實際上,剎車效果的好壞,關鍵在於卡鉗活塞面積與油路的合理設計,以及與上泵分數的合理配合。
理論上在相同活塞面積的情況下,多活塞的卡鉗制動效果更均勻(而不是更大),但是相應的卡鉗要做的更大。
而經過多年的發展與測試,證明對四卡鉗一般已經可以做到最好的制動效果,更多的活塞非但起不到加強剎車的作用,反而因為內部油路過於冗長、重量過重降低剎車效果。
下圖為KTM的MOTO3賽車實裝圖,大家猜猜看使用的是幾活塞的卡鉗呢?
實際上,該車前輪安裝2個對二輻射卡鉗,後輪1個對二卡鉗,已經可以滿足MOTO3比賽的需求,甚至連最大馬力的MOTOGP SBK都最多使用到對四卡鉗。
因此可以看出,主流上是沒有專業車手使用對四以上活塞卡鉗的,多活塞卡鉗並不會讓剎車效果更好,反而是非專業的代名詞。因此除非是有目的地進行個性化外觀改裝,切勿盲目追求活塞數量。
2、活塞的大小
那有車友會問,既然如此那麼如果加大活塞面積,不是會有更好的剎車效果了?答案也是否定的。
我們在進行剎車時,壓力會通過油路擠壓活塞,進而達成剎車。如果活塞面積過大,需要擠壓的剎車油就會更多,使得拉杆行程過大(就是要捏更長的距離才會有力度)。這樣的結果是線性變差。而如果更改大分數的上泵,則對應更大的拉杆力度,使得拉杆更為困難。
MOTO3對二前卡鉗活塞面積為34mm,可以看到活塞採用輕量化和散熱鑽孔設計。
MOTO3對二後卡鉗活塞面積為25mm。
綜上,好的卡鉗產品會合理分配活塞大小和數量,因此車友在選用時亦要注意不可盲目追求所謂的大而忽視產品性能。
卡鉗的知識還有很多,比如橡膠件、剎車片的材料與性能亦與使用性能息息相關,下次我們會詳細進行講解,而這些細節的綜合決定了產品的質量與檔次。為提高行車安全性能,升級制動系統固然是好事,但是車友們也要有一些基礎的相關知識,要不然,花錢卻還是買了一個高價「鮑魚殼」而已。改裝,在彰顯個性的同時,不要忘記最終的目的是為了更為安全和舒適的行車體驗