Druhy brzdových systémů: princip činnosti bubnových a kotoučových brzd

Brzdový systém je navržen tak, aby řídil rychlost vozu, zastavil jej a držel na místě po dlouhou dobu pomocí brzdné síly mezi kolem a vozovkou. Brzdnou sílu může generovat brzda kola, motor vozidla (tzv. brzdění motorem), hydraulický nebo elektrický retardér v převodovce.

Pro implementaci těchto funkcí jsou na autě instalovány následující typy brzdových systémů:

• Funkční brzdový systém. Zajišťuje řízené zpomalení a zastavení vozidla.
• Náhradní brzdový systém. Používá se v případě poruchy a nesprávné funkce pracovního systému. Plní podobné funkce jako pracovní systém. Náhradní brzdový systém může být implementován jako speciální autonomní systém nebo jako součást funkčního brzdového systému (jeden z okruhů pohonu brzdy).
• Systém parkovací brzdy. Navrženo tak, aby udrželo auto na místě po dlouhou dobu.

Brzdový systém je nejdůležitějším prostředkem pro zajištění aktivní bezpečnosti vozu. Na osobních a řadě nákladních automobilů se používají různá zařízení a systémy pro zvýšení účinnosti brzdového systému a brzdné stability.

Jak funguje brzdový systém

Když sešlápnete brzdový pedál, zatížení se přenese na zesilovač, který vytváří další sílu na hlavní brzdový válec. Píst hlavního brzdového válce čerpá kapalinu potrubím do válců kol. Tím se zvýší tlak kapaliny v brzdovém ovladači. Písty válců kol posouvají brzdové destičky ke kotoučům (bubnům).

Další tlak na pedál zvyšuje tlak kapaliny a aktivují se brzdy, což zpomaluje otáčení kol a vznik brzdných sil v místě kontaktu pneumatik s vozovkou. Čím větší síla působí na brzdový pedál, tím rychleji a účinněji jsou kola brzděna. Tlak kapaliny při brzdění může dosáhnout 10-15 MPa.

Na konci brzdění (uvolnění brzdového pedálu) se pedál pod vlivem vratné pružiny přesune do původní polohy. Píst hlavního brzdového válce se přesune do původní polohy. Pružinové prvky oddalují podložky od kotoučů (bubnů). Brzdová kapalina z válců kol je vytlačována potrubím do hlavního brzdového válce. Tlak v systému klesá.

Druhy brzdových systémů

Brzdový systém kombinuje brzdový mechanismus a brzdový pohon. Brzdový mechanismus je navržen tak, aby vytvořil brzdný moment nezbytný pro zpomalení a zastavení vozu. Na automobilech jsou instalovány třecí brzdové mechanismy, jejichž činnost je založena na využití třecích sil. Brzdové mechanismy pracovního systému jsou instalovány přímo v kole. Parkovací brzda může být umístěna za převodovkou nebo rozdělovací převodovkou.

V závislosti na provedení třecí části existují buben a kotouč brzdové mechanismy.

Brzdový mechanismus se skládá z otočné a pevné části. Jako otočný díl bicí mechanismus používá se brzdový buben, pevná část - brzdové destičky nebo pásy.

otočná část diskový mechanismus reprezentovaný brzdovým kotoučem, pevným - brzdovými destičkami. Na přední a zadní nápravě moderních osobních automobilů jsou zpravidla instalovány kotoučové brzdy.

Jak fungují bubnové brzdy

Hlavní vnitřní části bubnových brzd jsou:

1. Brzdový buben. Prvek vyrobený z vysoce pevných slitin litiny. Je namontován na náboji nebo nosném hřídeli a slouží nejen jako hlavní kontaktní část, která přímo spolupracuje s podložkami, ale také jako pouzdro, ve kterém jsou namontovány všechny ostatní části. Vnitřní část brzdového bubnu je broušena pro maximální účinnost brzdění.
2. Podložky. Na rozdíl od destiček kotoučových brzd mají destičky bubnové brzdy půlkruhový tvar. Jejich vnější část má speciální azbestový povlak. Pokud jsou brzdové destičky instalovány na páru zadních kol, pak je jedno z nich také připojeno k páce parkovací brzdy.
3. Tažné pružiny. Tyto prvky jsou připevněny k horní a spodní části destiček a zabraňují jejich pohybu v různých směrech při volnoběhu.
4. Brzdové válce. Jedná se o speciální těleso z litiny, na jehož obou stranách jsou namontovány pracovní písty. Jsou aktivovány hydraulickým tlakem, ke kterému dochází, když řidič sešlápne brzdový pedál. Další částí pístů jsou pryžová těsnění a ventil pro odvod vzduchu zachyceného v okruhu.
5. Ochranný disk. Součástí je prvek namontovaný na náboji, ke kterému jsou připevněny brzdové válce a destičky. Jejich upevnění se provádí pomocí speciálních svorek.
6. Mechanismus vlastního posunu. Základem mechanismu je speciální klín, který se prohlubuje opotřebováním brzdových destiček. Jeho účelem je zajistit neustálé přitlačování podložek k povrchu bubnu bez ohledu na opotřebení jejich pracovních ploch.

**Námi uvedené komponenty jsou obecně akceptovány. Používá je většina velkých výrobců. Existuje řada dílů, které jsou soukromě instalovány některými společnostmi. Takovými jsou například mechanismus pro přinášení podložek, všelijakých distančních vložek atp.

Princip činnosti: řidič v případě potřeby sešlápne pedál, čímž vznikne zvýšený tlak v brzdovém okruhu. Hydraulika tlačí na písty hlavního válce, který ovládá brzdové destičky. "Rozcházejí" se do stran, natahují spojovací pružiny a dosahují bodů interakce s pracovní plochou bubnu. V důsledku tření, ke kterému v tomto případě dochází, se rychlost otáčení kol snižuje a vůz se zpomaluje. Obecný algoritmus pro provoz bubnových brzd vypadá přesně takto. Mezi systémy s jedním a dvěma písty nejsou žádné významné rozdíly.

Výhody a nevýhody bubnových brzd

Mezi výhody Bubnový systém se vyznačuje jednoduchostí designu, velkou plochou kontaktu mezi destičkami a bubnem, nízkou cenou, relativně nízkým vývinem tepla a možností použití levné brzdové kapaliny s nízkým bodem varu. Mezi pozitivní aspekty patří také uzavřená konstrukce, která chrání mechanismus před vodou a nečistotami.

Nevýhody bubnových brzd:

• pomalá odezva;
• nestabilita výkonu;
• špatné větrání;
• systém pracuje tak, aby se zlomil, což omezuje přípustnou tlakovou sílu podložek na stěny bubnu;
• při častém brzdění a vysokém zatížení je možná deformace bubnu v důsledku silného zahřívání.

V moderních autech se bubnové brzdy používají stále méně. V levných modelech se v zásadě dávají na zadní kola. V tomto případě se také používají k implementaci parkovacích brzd.

Zároveň lze zvětšením velikosti bubnu dosáhnout zvýšení výkonu brzdové soustavy. To vedlo k širokému použití bubnových brzd v nákladních automobilech a autobusech.

Jak fungují kotoučové brzdy

Mechanismus kotoučové brzdy se skládá z rotujícího brzdového kotouče, dvou pevných destiček namontovaných uvnitř třmenu na obou stranách.

V tomto systému jsou destičky namontované na třmenu přitlačeny na obou stranách k rovinám brzdového kotouče, který je přišroubován k náboji kola a otáčí se s ním. Kovové brzdové destičky mají třecí obložení.

Třmen je tělo vyrobené z litiny nebo hliníku ve formě držáku. Uvnitř je brzdový válec s pístem, který při brzdění přitlačuje destičky ke kotouči.

Držák (třmen) může být plovoucí nebo pevný. Plovoucí držák se může pohybovat podél vodítek. Má jeden píst. Třmen s pevnou konstrukcí má dva písty, jeden na každé straně kotouče. Takový mechanismus je schopen silněji přitlačit destičky k brzdovému kotouči a používá se především u výkonných modelů.

Brzdové kotouče jsou vyrobeny z litiny, oceli, uhlíku a keramiky. Litinové kotouče jsou levné, mají dobré třecí vlastnosti a poměrně vysokou odolnost proti opotřebení. Proto se nejčastěji používají.

Nerez lépe snáší změny teplot, horší jsou však jeho třecí vlastnosti.

Lehké karbonové kotouče mají vysoký koeficient tření a vynikající tepelnou odolnost. Vyžadují však předehřívání a jejich cena je příliš vysoká. Oblast působnosti karbonových brzdových kotoučů jsou sportovní vozy.

Keramika je z hlediska koeficientu tření horší než uhlíková vlákna, ale funguje dobře při vysokých teplotách, má značnou pevnost a odolnost proti opotřebení při nízké hmotnosti. Hlavní nevýhodou takových disků je vysoká cena.

Výhody a nevýhody kotoučových brzd

Výhody kotoučových brzd:

• nižší hmotnost ve srovnání s bubnovým systémem;
• snadnost diagnostiky a údržby;
• lepší chlazení díky otevřené konstrukci;
• stabilní provoz v širokém teplotním rozsahu.

Nevýhody kotoučových brzd:

• významný odvod tepla;
• potřeba dalších zesilovačů kvůli omezené oblasti kontaktu mezi podložkami a diskem;
• relativně rychlé opotřebení podložky;
• cena je vyšší než cena bubnového systému.