不少高速公路的下坡路段會醒目提示牌“長下坡、嚴禁空擋行駛”。為什么嚴禁空擋行駛？原因在于長下坡路段如果沒有輔助制動，僅依靠行車制動器，重型載貨汽車極容易出現(xiàn)剎車失靈的事故，究其原因就是制動熱衰。什么是制動熱衰減，為什么會出現(xiàn)熱衰減？
什么是熱衰減？
在下坡路段或賽道激烈駕駛時，駕駛員長時間、高強度使用行車制動后，制動系統(tǒng)過熱，直觀感覺就是制動距離會越來越長，這個現(xiàn)象就是剎車熱衰減。
制動時，動能轉變?yōu)闊崃?，并且其中約90%被制動盤吸收，然后發(fā)散到周圍空氣中，在山路行駛時，制動盤的溫度可達700℃。書面來說，是制動初速度大、制動強度大、制動頻繁導致摩擦副溫度升高時，摩擦系數降低的一種現(xiàn)象。
熱衰減會直接影響到車輛和機械行駛的安全性，嚴重的熱衰減甚至會引起剎車失靈，釀成事故。
為什么會出現(xiàn)熱衰減？
不管乘用車還是商用車，目前基本采用機械制動系統(tǒng)，主要為盤式制動器和鼓式制動器等，原理都是通過摩擦制動。
在駕駛員踩下制動踏板時，制動主缸產生壓力，通過制動管路傳遞給各個制動分泵，進而驅動剎車片(或制動蹄)夾緊制動盤(鼓)。
根據帕斯卡定律，受力面積越大，則產生的壓力越大(壓力=壓強×受力面積)，在真空助力泵或電助力下，駕駛人不用施加太大力氣就可以產生很大的制動力。當一輛車在全力制動時，其制動系統(tǒng)短時間內就能產生巨大的熱量。為了迅速散熱，現(xiàn)在的汽車都配備了通風剎車盤，在內部孔洞的幫助下，能快速將熱量散發(fā)出去，但如果制動系統(tǒng)來不及散熱，會導致溫度進一步升高。
熱衰減的部位在哪？
制動盤（鼓）一般采用鑄鐵材質，剎車片（蹄）一般采用混合材質，除了常見的金屬、半金屬、NAO，不管哪種材質的剎車片，都會采用樹脂作為粘合劑，而樹脂在高溫下會發(fā)生熱分解，分解出苯酚等液體，這些液體附著在摩擦片表面形成一層潤滑膜；另一方面，高溫下，樹脂還會分解出二氧化碳等氣體，對偶件金屬表面的氧化膜又容易吸附氣體，最終在摩擦片之間形成一層氣墊膜，即所謂“氣墊”。
此外，高溫下金屬表面容易氧化，形成一層氧化膜，這層氧化膜強度低、硬而脆，在摩擦力的作用下容易開裂，從表面剝落下來變成磨粒，不僅減少摩擦片的作用面積，還會進一步損傷表面，偶件金屬表面的氧化膜也是摩擦性能下降的一方面。
在一些金屬摩擦材料中，還可能出現(xiàn)低熔點金屬熔化析出，在摩擦片表面形成潤滑膜，降低摩擦性能，比如錫的熔點僅231℃，剎車片過熱時，其中的錫便可能熔化析出。
除了制動盤片，制動液沸騰也容易熱衰減。在高溫狀態(tài)下，頻繁制動產生的熱量傳遞到分泵，導致制動液溫度上升，當制動鉗中的溫度超過沸點時，制動液“沸騰”并在制動管路內形成氣泡，產生所謂的“氣阻現(xiàn)象”，導致制動液壓系統(tǒng)失效、制動失靈。
影響制動液沸點的主要因素在于其內部的含水量，使用時間越長含水量越高，發(fā)生熱衰減的風險也越大。
如何避免熱衰減？
熱衰減，究其原因是因為過熱，加強散熱性能在很大程度上就能避免熱衰減。為了更好地冷卻制動盤片，使用通風制動盤就能大幅提高散熱效率，對于某些性能車，還有加強通風的制動盤，通過打孔或開槽的方式，能進一步改善冷卻效果。
如上圖所示，制動盤開了許多槽以及孔洞，削弱“氣墊”效應和“滑膜”效應，提高散熱效率，在潮濕環(huán)境下亦能改善制動效果。
此外，增加風道，加強制動盤的空氣對流也能有效避免熱衰減的發(fā)生。
及時更換制動液。制動液也有沸點，一般來說，基于DOT4標準的制動液干沸點在230℃以上。此外，制動液還有一個濕沸點指標，指的就是日常使用2年后含水量3.5%的沸點，一般在150℃以上。
經過長期使用，制動液含水量上升，在遇到高溫工況下更容易產生氣泡，導致制動失效。
更新更好的制動材料。部分高性能制動片采用鈦合金作為底板使用，鈦合金具備較低的熱傳導系數，能有效隔絕熱量傳遞到分泵。部分車型的制動分泵活塞也采用鈦合金制作，原理同上。
此外，碳材料剎車盤也是途徑之一。鑄鐵的熔點為1200℃，鋼的熔點為1800℃，碳的熔點高達3000℃以上，且1000℃高溫下無膨脹的特性，其熱膨脹系數為鋼的十五分之一、鑄鐵的十一分之一。
同時，碳的密度為每立方厘米1.7g，而鋼的密度為每立方厘米7.8g，灰鑄鐵的密度為每立方厘米7.3g，碳材料具備輕量、高導熱性以及高溫下無膨脹的特性，極其適合打造的制動盤。
相較于傳統(tǒng)的鑄鐵制動盤，碳纖維陶瓷制動盤重量可減輕5kg—6kg。并且在民用車之上，碳纖維陶瓷制動盤壽命甚至可以與汽車使用壽命相當，也就是終身無需更換。
特別值得一提的是，當車速從100km/h降為0時，碳纖維陶瓷制動盤可以將制動距離進一步縮短大約3米。因此在各類高性能汽車上，都能看到碳纖維陶瓷制動盤的身影。
但碳纖維陶瓷制動盤也不是沒有缺點。首先是造價昂貴，部分車型選裝此類配置價格需要大幾萬元甚至更多。此外，當沒達到工作溫度時，碳纖維陶瓷制動盤的制動效果可能反而沒有鋼制剎車片好。
現(xiàn)在已經步入新能源時代，除了行車制動外，再生制動開始大面積配備。所謂再生制動就是在制動時把車輛的動能轉化為電能，并儲存起來，而不是像傳統(tǒng)剎車那樣，產生大量無用的熱量。
再生制動的原理也很簡單，驅動電機正常是將電能轉化為動能驅動車輛行駛，反過來，將驅動電機的工況轉變?yōu)榘l(fā)電機工況，就是再生制動了。根據大陸集團的長下坡實驗，在有再生制動的情況下，制動盤溫度僅為21℃。而以同樣方式試駕，僅使用行車制動，制動盤溫度高達474℃。在再生制動的幫助下，對摩擦制動所需提供的制動能量降低了90%。
換句話說，有了再生制動，熱衰減發(fā)生的概率大大減小。
當然，乘用車有再生制動，商用車（載貨車）如何避免熱衰減？除了當前普遍采用的淋水降溫的方式外，發(fā)動機缸內制動、液力緩速器都能極大降低制動系統(tǒng)的負載。
載貨車上是使用的發(fā)動機缸內制動，可以簡單理解為發(fā)動機制動。但結構卻更加復雜。大概意思是通過改變進排氣門的開啟時間，將發(fā)動機的氣缸變成一個巨大的空壓機，利用壓縮空氣產生巨大的反作用力，將動能釋放，達到緩速的目的。搭載于奔馳阿克托斯上的第三代OM471發(fā)動機的制動功率可達430kW。
除了缸內制動外，重型卡車還有一個名為液力緩速器的輔助制動配置。液力緩速器原理有點像AT變速器，只不過2個轉子變成了1個轉子和1個定子，當液力緩速器工作時，轉子旋轉攪動油液，而定子增大轉子的阻力，從而實現(xiàn)減速的作用。（朋月）