跑得快还要停得稳---Alcon的刹车艺术

在人类的汽车历史上,最早的刹车系统出现在1900年,当时还是鼓式刹车(如今一些重型汽车以及部分自行车依然采用鼓式刹车)。虽然在1902年,英国工程师兰切斯特设计出了盘式刹车,不过技术并不成熟,没有广泛替代鼓式刹车。

鼓式刹车工作原理

而且那个时候还没有制动力分配的技术,基本上刹车都安装在后轮。直到1920年以后,才慢慢开始出现四轮刹车系统。不过受限于鼓式刹车热衰减严重的弊病,效果也并不理想。

1949款克莱斯勒Crown Imperial

1939年,克莱斯勒开始研制四轮盘式刹车。1949年,克莱斯勒Crown Imperial成为世界第一款装备四轮盘式制动器的量产车型。不过结构也和今天的卡钳式刹车并不相同。最大缺点就是造价昂贵,一台车939美元,刹车就占了400美元。

1953款捷豹C-Type

最终,现代盘式刹车系统还是依靠英国人解决的。1953年,邓禄普公司(你们以为他们只做轮胎?其实他们还涉足化工及航天领域)研制的四轮盘式刹车大放异彩。帮助捷豹C-Type赛车在当年的勒芒24小时耐力赛上夺冠。并且将该赛事的平均时速首次提到高160公里/小时。

来自现代刹车发源地的领先品牌

所以说,现代刹车系统的起源就是来自英国。那么,我觉得有必要回到它的发源地,了解一下当地具有代表性的刹车品牌---Alcon。

相信许多爱好汽车改装的朋友对这个名字非常熟悉。这家英国公司成立于1983年,以其赛车制动系统而闻名。当你步入Alcon位于英格兰塔姆沃思的总部后,你会明白他们制造的不仅仅是刹车,他们能做的比你想象得还要多。

可以说,Alcon是公认的世界“三大”专业和性能刹车系统制造商之一。然而,它与竞争对手的区别在于,它是唯一一个仍然私人拥有的公司。这使得Alcon在公司运作方式,产品类型,生产方式以及将产品推向市场的速度方面都具有一定优势。

该公司最初名为Alexander Controls,由工程师和赛车手John Moore创立。像所有初出茅庐的品牌一样,Moore需要将他的产品交到会使用的人手中。因此他雄心勃勃地联系了奥迪运动部门(Audi Sport),想为他们的Group B拉力赛车---Sport Quattro S1提供刹车系统。

奥迪Sport Quattro S1

Alcon当时的名气还并不大,但奥迪相信Moore的能力。所以Moore有了这个跳板,将Alcon从简陋的作坊发展成今天的世界级工厂。

如今,Alcon的总部是其全面研发和生产运营的基地。英国作为现代赛车重要的发源地之一,我并不奇怪他们会拥有如此国际级影响力的刹车品牌。

Alcon并不是一个善于炒作的公司,所以有些人可能不是非常清楚他们在当今汽车世界中的地位。我们不妨从他们提供刹车系统的客户名单开始...

阿斯顿马丁赛车项目,从Formula E首个赛季至今的所有赛车,在派克峰打破纪录的大众I.D R,WRC,世界Rallycross,雷诺方程式,F3和FIA GTE,GT以及GT4车队(阿斯顿马丁,宾利,迈凯伦以及捷豹),还有NASCAR巡回赛等等。

当然,他们还提供一些汽车品牌的原厂装备,包括奥迪,标致,宾利,Brabus,捷豹路虎等等。

Alcon不仅仅只生产刹车,他们还为赛车以及主机厂提供离合器系统,以及相当性感的赛车踏板箱。

走进Alcon的工厂

穿过接待室,你们会经过一系列会议室(每个会议室都是以世界各地的著名赛道命名,并且拥有对应的壁纸)进入主办公区,首先看到的是Alcon的“快速响应”团队。

正如之前提到过Alcon私有的性质,这带给他们最大的优势就是无需进行繁琐复杂的股东会议就可以迅速地对项目和产品做出决策,以便为需要的人快速找到解决方案。

这里的大部分工作都是针对高端赛车领域,从设计到最终产品成型都需要快速和精确的转变,例如F1,WRC和GT级别赛车。

这是Alcon优化的钢坯赛车卡钳之一,适用于阿斯顿马丁Vantage GT4。比我们在公路版车型上看到的卡钳更坚固,更一体化。这套刹车的优化设计流程是计算机辅助工程的结果,不仅提高了卡钳的强度,同时使它尽可能的轻。

SolidWorks,OptiStruct和HyperWorks等软件用于模拟卡钳结构上的应力,然后减少不需要的体积,或增强高应力的区域。经过多次测试和调整,结果是一个最轻和最坚固的一体式卡钳。

它最终变得非常性感。谁能抵抗一块可爱的机加工钢坯?

精度是制造出如此精细公差的重要因素。让我们进入下一个环节---Alcon的质量控制部门。这里让我想起了医院的手术室或科学实验室,因为非常寒冷。但你很快就会被一台非常奇特的坐标测量机吸引住。这台坐标测量机正在围绕着Alcon的一体式钢坯赛车卡钳进行测量。

先加工出卡钳的一半,将零件安装好后,测量机通过小触针测量并将每个变量存储在设计数据中。如果一切符合设计预期,那么将卡钳拿回加工车间继续加工上半部分,并且在完成后再次进行测量。

下面进入到机加工车间---这就是魔术发生的地方。成排的数控机床正在井然有序的用坚固的铝块雕刻艺术品。从合头到桥位,活塞,卡钳,离合器和飞轮等所有零件都在这里加工。

在精确加工之前,一些部件首先被加工成铸造或锻造部件,而其它部件,例如桥位和赛车卡钳,则是由实心的坯料块通过数控加床加工而成。

看到如此精细和复杂的卡钳从一块金属中加工出来,真是令人着迷。

这是一款单体式钢坯卡钳,用于新款阿斯顿马丁Valkyrie。银色的是卡钳在加工过程中的半成品,黑色的是成品。这个卡钳的实际大小令人印象深刻。但是当你坐进一台最大功率超过1100马力,极速超过400公里/小时的赛车时,制动力就会非常重要。

这里还有一些已经完成的卡钳;它们将被运往一支WRC车队。你们可以看到构成冷却系统的一些小孔,从而将冷却液泵送到卡钳周围。这主要用于在铺装路面行驶赛车的制动。相比砂石路面,在铺装路面行驶的赛车速度更快,惯性更大,摩擦力更大,所以刹车产生的温度也更高。

刹车并不一定都是轻量化的---Alcon不仅仅生产赛车制动器。虽然制造过程同样精确且复杂,但Alcon特种车辆部门的成品就不是那么精致了。

这种铠甲刹车被用于世界上一些最重也最坚固的车辆上,例如总统防弹车辆以及军事装甲车辆等等。

Supacat Jackal装甲车

像重达7.6吨Supacat Jackal这样的重型装甲车要求使用铸铁卡钳,以承受相当恶劣及危险环境的使用。

这里生产的刹车系统最高可以制动重达30吨的车辆;你们能想象这样的制动力吗?

占据机械车间的一小部分,是Alcon正在迅速推进的改装部门区域。在这里,Alcon的轻量化两件式锻造RC4(4活塞)和RC6(6活塞)改装卡钳在进行油漆和装配前的加工。

RC卡钳的“常规”颜色是黑色,银色和红色,不过Alcon最新的R35 GT-R Superkit也有蓝色可供选择。RC被设计用于搭配一些尺寸令人印象深刻的刹车碟。我非常喜欢RC卡钳的俯冲设计,并且锻造工艺使得它们也非常轻便。我相信这款产品很快会成为售后市场的热门选择。

加工厂的区域似乎还没到尽头。通过另一扇门,Alcon的刹车碟从原始铸造部件转变为成品。

从坯料开始,你们只能看到刹车碟的通风口。在这个工序里,将刹车碟加工到所需要的厚度并刻上不同的划线槽。

在一些赛用型号的刹车碟上还会喷涂热反应涂料,使客户能够快速目测检查刹车碟的温度。当达到一定温度时,对应不同的涂料都会变白。

Alcon还提供“开盘”服务---这在赛车领域里最常见。一套全新的刹车皮和刹车碟在最初使用时都要进行一定的制动打磨,以便让刹车系统达到最佳使用效果。一般我们自己改装过刹车之后都会在最初的行驶中进行“开盘”,但是赛车领域往往没有这样的机会。所以这套设备可以帮那些需要立即安装比赛的客户提前“开盘”了。

出厂前的最后步骤

接下来就是Alcon的大型装配仓库,这个区域与其它部分一样充满高科技。

在生产线每个阶段的零部件都汇总在这里进行组装。然后在产品出厂之前还要通过计算机检查,从而消除人为错误的风险。在生产线末端有一个相当聪明的扫描仪检查每一个零件的装配过程,以确保一切都完全符合要求。

这里也是Alcon离合器套件最终组装的地方。

在加工车间隔壁大楼的研发部门。Driftworks华丽和原装S65发动机的BMW M3在第一次赛道试车之前进行了一些最后的调整。

在一个非常潮湿的日子里,Driftworks的老板人从伯明翰开车到Alcon---这显然不是一段愉快的旅行。

此外,Litchfield的最新玩具是一台日产Track Edition R35。这款车很快就会配备Alcon的R35 Superkit,前6活塞单体钢坯卡钳和400毫米两片式浮动盘,后6活塞钢坯卡钳搭配385毫米刹车碟。

研发部门引以为傲的是Alcon的这台新型NVH刹车测功机。这个巨大的设备使团队能够在新产品的开发阶段进行检验,测量和消除刹车噪音和振动。目前拥有这台功能强大的设备的制造商屈指可数。

安装测功机必须挖一个巨大的基坑(或者洞),然后在设备周围用泡沫隔热。保证测功机与外界完全隔离,以避免周围环境的任何振动或反馈影响到内部的读数。

对于整个Alcon工厂我最大的感触就是“科学技术是第一生产力”。借助大量的电脑软件和精密数控机床的帮助,使得他们的制造工艺不仅能达到设计需求,更能推动刹车技术的稳步发展。

在如今普遍上市和集团并购的商业化社会,依然保持私有制的Alcon具备对于产品有着最高效的反馈和研发速度,并且能够专注于产品本身的提升。来自现代刹车发源地的Alcon依然保持着刹车世界的领先地位。

您可能还会对下面的文章感兴趣: