Od pojawienia się pierwszych samochodów projektanci zaczęli wprowadzać różne urządzenia do hamowania kół. Początkowo systemy te były dość proste. Rozwój postępu technologicznego doprowadził do wzrostu parametrów prędkości samochodów. W rezultacie pojawiły się układy hamulcowe, uzupełnione różnymi mechanizmami napędowymi.
System typu bębna
Pierwsze tego typu hamulce pojawiły się na początku XX wieku. Zdolność takich urządzeń do skutecznego rozpraszania energii cieplnej szybko przyciągnęła uwagę wiodących producentów samochodów. W połowie lat 20. XX wieku hamulce bębnowe stały się głównymi opcjami uzupełniania pojazdów różnego typu.
Funkcje konstrukcyjne
Skład tego typu hamulców bębnowych obejmuje następujące części:
- Bęben hamulcowy.
- Wyściełane tarciem poduszki.
- Podkładki mocujące podkładki.
- Sprężyny sprzęgające.
- Płyta zwalniająca buty.
- Siłownik.
- Hamulec postojowy.
Podkładki są umieszczone wewnątrz obudowy bębna za pomocą określony prześwit. Po naciśnięciu pedału popychacze działają na górne ucha podkładek. Podczas usuwania siły energia sprężyn powrotnych zapewnia powrót podkładek do ich pierwotnego położenia. Hamulec postojowy jest uruchamiany za pomocą napędu linowego.
Aby utrzymać stały odstęp między bębnem hamulcowym a klockami, konstrukcja mechanizmów hamulcowych obejmuje mechanizmy kompensacyjne. Pierwsze wersje takich jednostek zakładały okresowe wykonywanie takich prac. Następnie projektanci byli w stanie stworzyć podobne mechanizmy z możliwością automatycznego dostosowania parametrów.Ciągłe doskonalenie konstrukcji układów hamulcowych pozwoliło uzupełnić mechanizmy hamulcowe kół o czujniki i elementy wykonawcze układ przeciwblokujący.
Nowoczesne wersje takich mechanizmów są wyposażone w bębny hamulcowe ulepszona forma. Ich powierzchnię zaczęto uzupełniać żebrami, co pozwala z maksymalną skutecznością usuwać energię cieplną powstającą podczas hamowania kół.
Hamulce tarczowe
Charakterystyka mocy silnika i prędkości samochodów stale wzrasta. Urządzenia hamujące bębny nie zawsze teraz radzą sobie ze zwiększonymi obciążeniami. Ponadto zwiększone pole temperatury spowodowało uszkodzenie łożysk kół. Po rozpoczęciu produkcji mocniejszych siłowników stało się możliwe stworzenie tarczowych urządzeń hamulcowych.
Projekt i działanie systemu
Hamulce tarczowe obejmują takie części i zespoły:
- Tarcza hamulcowa.
- Zacisk z prowadnicami.
- Siłownik.
- Klocki hamulcowe.
- Czujnik zużycia podkładki.
- Pokrowiec ochronny.
Do produkcji tarcz hamulcowych stosuje się różne materiały. Krążki wykonane ze stopów żeliwa stały się powszechne. Materiał ten zapewnia doskonałe odprowadzanie ciepła, jednak podczas pracy powierzchnia dysku może ulec deformacji. Ponadto podczas długotrwałego parkowania zewnętrzna część dysku ulega korozji w środowisku. Stal nierdzewna jest znacznie rzadziej stosowana do takich celów..
Działają samochody sportowe i rekordowe ekstremalne warunki, dlatego tarcze hamulcowe na nich mogą być wykonane z włókna węglowego lub ceramiki. W takim przypadku możliwe jest zwiększenie temperatury roboczej urządzenia hamującego i jego skuteczności..
Aby obniżyć temperaturę roboczą na dyskach, wykonuje się profilowane otwory, a także kanały wentylacyjne. Napływ i wylot powietrza odbywa się za pomocą specjalnych elementów aerodynamicznych. Rozpraszanie ciepła ułatwia również obecność elementu dystansowego między piastą a tarczą.Klocki w tych hamulcach są małe i wysoka niezawodność. Do ich prawidłowego umieszczenia stosuje się zacisk wykonany z żeliwa lub stopu aluminium. Konstrukcja zacisku pozwala stworzyć mechanizm hamulcowy z pływającym wspornikiem lub stałym typem.
Porównanie systemu
Pozytywne właściwości mechanizmów hamulca bębnowego:
- Tania produkcja.
- Zwiększony zasób operacyjny.
- Poprawiona ochrona przed obcymi cząstkami na powierzchni roboczej podkładek.
- Sprawdzona konstrukcja hamulca postojowego.
Wady tego systemu:
- Podwyższona temperatura podczas pracy.
- Konieczność dostosowania poszczególnych części.
- Nierówna naszywka kontaktowa szczęki hamulcowej.
- Wysoka waga konstrukcyjna.
Pomimo faktu, że hamulce tarczowe są powszechne w nowoczesnych samochodach, jednostki te mają swoje zalety i wady. Główne zalety hamulców tarczowych:
- Wysoka skuteczność hamowania.
- Doskonałe odprowadzanie ciepła.
- Wygoda operacji serwisowych.
- Małe wymiary i waga konstrukcji.
Negatywne aspekty projektu:
- Słaba ochrona przed zanieczyszczeniami.
- Skrócona żywotność klocków hamulcowych.
- Uszkodzenie korozyjne powierzchni tarczy hamulcowej.
- Wyrafinowana konstrukcja napędu hamulca postojowego.
Wiele modeli współczesnych samochodów z powodzeniem łączy w swojej konstrukcji mechanizmy hamulcowe typu bębna i tarczy. Najczęściej przednie koła są wyposażone w hamulce tarczowe, które zapewniają lepszą skuteczność hamowania. Jednocześnie w celu zmniejszenia kosztów produkcji i uproszczenia konstrukcji tylna oś jest wyposażona w hamulce bębnowe.
Niemniej jednak istnieje ogólna tendencja do wyposażania samochodów pełne hamulce tarczowe. Takie podejście jest spowodowane obniżeniem ceny poszczególnych części, ulepszeniami konstrukcyjnymi, a także ciągłym zaostrzaniem wymagań bezpieczeństwa ruchu.
