谁说：“我不能改变物理定律!”?是的，是蒙哥马利·斯科特(Montgomery Scott)，他在最初的《星际迷航》中扮演斯科蒂。他是对的，你不能改变物理定律。另一个不变的定律是热力学的第一定律，该定律指出能量既不能产生也不能破坏。对我们来说幸运的是，能量的形式可以改变。为什么这很幸运?因为制动系统是改变能量形式的机制之一，所以我们需要它们这样做，所以我们可以停车。
我们不需要在这里谈论复杂的科学。能量有多种形式，有些形式比其他形式更明显。例如，声能很容易理解。电磁能也是如此，光能是它的另一个名称。在行驶中的汽车中，还有另一种能量。动能是运动的能量，为了使汽车减速，我们需要一种将其转换为另一种能量的方法。我们可以将其转换成热能，而将运动的能量转换成可以消散的热能正是制动器的作用。
第一种制动器将为许多人所熟悉。这种类型的鼓式制动器带有扩大的内靴，最初是在马拉车辆上使用的。汽车鼓式制动器通过拉索，拉杆和操纵杆来致动，而早期的比赛用车上装有带翅片的制动鼓，并添加了翅片以鼓励冷却。洛克希德家族的Malcolm Loughead于1918年发明了第一批液压操作的鼓式制动器。
盘式制动器最早出现在1890年代。第一个卡钳式盘式制动器于1902年由伯明翰的Frederick William Lanchester申请了专利。但是，尽管盘式制动器非常高效，但起初并不需要真正的效率水平，鼓式制动器胜出了，部分是由于它们的“自我伺服”作用。这种效果意味着需要较小的踏板压力来操作制动器。
盘式制动器在1950年代成为了人们的理想选择，当时克莱斯勒成为第一家广泛使用它们的主要制造商。那时的汽车足够快且足够重，需要盘式制动器，而采用伺服系统使它们可以在合理的踏板压力下使用。伺服器只是利用发动机进气歧管内产生的真空来为制动器提供动力。尽管制动伺服系统有所改进，但Studebaker引领了盘式制动器的复兴。现在，盘式制动器已成为常态。几乎没有车辆在前轮上使用鼓式制动器。
那么，盘式制动器如何工作?为了发现这一点，我们必须通过观察车轮内部来弄脏它。车轮将安装在轮毂上，而轮毂本身将安装有制动盘。轮毂，制动盘和车轮都一起旋转。盘片是铸金属外壳，制动钳。卡钳具有一个或多个圆柱形的内孔，每个内孔容纳一个活塞。
当踩下制动踏板时，液压油将活塞推向制动盘的表面。在活塞的开口端和制动盘表面之间，将带有金属衬里的制动衬块推向制动盘。在只有一个活塞的情况下，卡钳可以滑动，将圆盘夹在活塞垫和另一个卡在卡钳中的垫之间，从而使其与对面相对。
因此，盘被挤压在两个制动衬块的操作面之间。垫在挤压旋转盘时会产生摩擦，进而产生热量。正如您可能期望的那样，会产生大量的热量，仅是为了给您提供一定的量度，因此在公路车上，制动期间制动盘和制动片之间的界面处的典型温度可能达到450°C。但这就是我们想要的，热量起源于汽车的动能，而我们想要散发的运动能。
上面描述的“浮动卡尺”足够普遍，但它是最简单的一种制动卡钳。下一种秤是“固定”卡尺。它不会滑动以使垫板抓住光盘，但具有两个相对的活塞。当施加液压时，活塞彼此相向移动，从而使制动衬块抓紧制动盘。高性能和竞赛汽车可以具有两个以上的卡钳活塞。四缸卡钳变得很普遍，例如在后来的美洲虎上。一些高性能的制动系统具有多达八个卡钳活塞。毫不奇怪，盘式制动器是自动调节的。当释放液压时，液压密封件将活塞从阀盘上拉出少量。
多年来，制动盘的开发也在继续。改善制动系统的理论可以追溯到过去的鳍式制动鼓。制动盘显然必须具有光滑，平行的制动表面。但是有可能增加制动盘的表面积，就像鳍片增加了制动鼓的表面面积一样。通过使光盘具有两层皮肤，并用肋将其两个元素分开，可以有效地将鳍片放在两个暹罗光盘之间。这就是为什么如今很多汽车都装有此类物品(称为通风盘)的原因。
还有另一种增加光盘表面积的方法，使它能够更好地散发热量。仔细看一辆高性能汽车，您可能会发现其制动盘上有孔。这也可以作为对现有常规光盘的修改，并且可以使用。不利的一面是，有时，钻孔的圆盘可能会因破裂而易于过早损坏。
我们可以走得更远吗?是的，制动器制造商已经做到了。制动盘由铸铁制成。赛车需要一种更好的光盘材料，他们发现了一种。铸铁盘的一个问题是，它们的温度可能会升高到足以导致卡钳活塞后面的液压制动液沸腾的温度。这意味着制动器突然变得效率低下，出现了一种称为制动器衰减的现象。
赛车运动的耐力发现，碳陶瓷制动盘具有足够的热效率，可以完全防止制动衰减。实际上，碳陶瓷光盘可以避免极端温度和天气的影响，并且比传统光盘更轻，更坚固。这种光盘可以在许多轨道车上找到，并出现在某些高性能车上。但是，重量轻和使用寿命长意味着价格昂贵。当提供这样的制动器作为选装件时，价格不低于6,000英镑并不为人知。
如您所见，制动器已经发展了多年，但其工作原理保持不变。有终极药吗?当前，一级方程式赛车使用碳-碳制动盘。由于某种原因，它们仅在F1赛车上使用。哪一个 它们开始在约400°C时变得有效，比公路汽车制动器朝其温度范围上限移动的温度低50°C。在极端制动下，碳-碳纤维盘可能会达到1200°C。在实践中，不能期望公路汽车的制动系统在使用中甚至会达到这样的工作温度。但是，没有公路汽车制动系统能够在几秒钟内将汽车速度降低五倍。
