Koncepcja hamowania jest, szczerze mówiąc, dość prosta. Mówiąc najprościej, jest to sztuka zatrzymania lub spowolnienia poruszającego się pojazdu.
W tym przewodniku dla początkujących zagłębimy się nieco głębiej, wyjaśniając, jak to się robi i dowiadując się, co odróżnia dobre hamulce od hamulców światowej klasy. Więc bez zbędnych ceregieli, przejdźmy do tego.
Kiedy samochód jest w ruchu, koła posiadają energię w postaci ruchu, zwaną także energią kinetyczną. Jeśli w samochodzie naciśniesz pedał hamulca, hamulce będą wywierać tarcie na koła, tj. ściskać tarczę hamulcową, zamieniając energię kinetyczną w energię cieplną. W wyniku tarcia energia kinetyczna poruszającego się samochodu zamienia się w ciepło, podobnie jak pocieranie zimnych dłoni. Dzięki temu rozproszeniu ciepła możliwe jest zatrzymanie samochodu.
Chociaż w historii motoryzacji istniały niezliczone wersje układów hamulcowych, wszystkie łączy wspólna potrzeba tarcia. Bez tarcia nie ma hamowania. Niektóre z pierwszych wersji hamulców składały się z kawałków drewna dociskanych do koła. Chociaż były one dalekie od optymalnych i powodowały znaczne zużycie koła, nadal działały ze względu na tarcie, które udało im się wytworzyć.
Bębny i hamulce hydrauliczne
Jak zatem zastosować tarcie na kole, nie uszkadzając go? Genialne mózgi konstruktorów hamulców z początku XX wieku wpadły na genialne rozwiązanie polegające na przymocowaniu bębna do koła. Bęben miał wewnątrz dwie odporne na ciepło podkładki, które dociskały się do bębna. Ponieważ bęben był przymocowany do koła, spowolnienie bębna spowalniałoby koło. Rozwiązało to problem zużycia kół, ale w ich pancerzu hamulcowym pozostało jeszcze kilka szczelin.
Wczesne samochody opierały się na złożonym systemie linek i przewodów przenoszących nacisk z pedału na koła. Naciśnięcie pedału spowoduje pociągnięcie przewodu hamulcowego przymocowanego do koła. Problem z tym systemem był jednak dwojaki. Oprócz tendencji do pękania przewodów, ogromnym wyzwaniem była precyzja wymagana do uzyskania takiego samego ciśnienia hamowania na wszystkich kołach. Nieprawidłowo napięte przewody mogą spowodować obrócenie samochodu po naciśnięciu hamulca.
Rozwiązanie tego problemu przyszło wraz z wynalezieniem hamulców hydraulicznych. Hydrauliczne przewody hamulcowe to przewody łączące układ hamulcowy z bębnami umieszczonymi na kole. Przewody te wypełnione są płynem hamulcowym, którego nie można sprężyć, co oznacza, że przenoszą siłę powstałą w wyniku naciśnięcia pedału hamulca bez utraty mocy. Używając płynu hamulcowego pod ciśnieniem, naciśnięcie hamulca powoduje jednoczesne wyświetlenie ciśnienia we wszystkich przewodach hamulcowych. W latach pięćdziesiątych hamulce hydrauliczne były jedynymi układami hamulcowymi stosowanymi w samochodach.
Teraz udało nam się w kontrolowany sposób zamienić energię kinetyczną kręcącego się koła na energię cieplną, dzięki bębnom i hydraulicznym przewodom hamulcowym. Ale co z całą energią cieplną, która nam pozostała?
Tarcze i zaciski
Zbyt gorące hamulce mają fatalny wpływ na hamowanie. Jeśli się przegrzeją, nie będą już mogły przekształcać energii kinetycznej w ciepło i nastąpi „zanik siły hamowania” (utrata mocy hamowania z powodu przegrzania). Rozwiązanie tego jest proste: wyrzucić bębny i zastąpić je tarczami i zaciskami.
Tarcza hamulcowa osadzona jest na kole i porusza się wewnątrz zacisku hamulcowego. Podczas gdy hamulce bębnowe wypychają, hamulce tarczowe działają poprzez ściskanie. Zacisk ściska tarczę, co powoduje… tak, zgadliście, tarcie. Im większa kombinacja tarczy i zacisku, tym lepsza siła hamowania.
Hamulce tarczowe są również lepsze w odprowadzaniu ciepła. Odbywa się to na wiele sposobów. Po pierwsze, zacisk nie jest zamknięty w bębnie, co umożliwia ucieczkę ciepła. Po drugie, otwory zaprojektowane w kołach umożliwiają ucieczkę gorącego powietrza. Po trzecie, kanały chłodzące hamulce, czyli małe tunele biegnące od przodu samochodu do tyłu hamulców, umożliwiają chłodzenie hamulców świeżym powietrzem. To trochę jak siedzenie przed wentylatorem, żeby się ochłodzić w upalny dzień.
Chociaż hamulce tarczowe zapewniają doskonałą siłę hamowania, hamulce bębnowe nie są wcale złe ani niebezpieczne. Hamulce tarczowe są znacznie droższe w produkcji i wymianie w porównaniu do hamulców bębnowych. Mogą również ulec korozji, jeśli nie są często używane lub jeśli samochód był zaparkowany przez długi czas. Ponieważ hamulce bębnowe są układem całkowicie zamkniętym, nie korodują w ten sam sposób. Hamulce bębnowe mogą również pełnić funkcję hamulców postojowych, upraszczając układ hamulcowy.
Zużycie i zniszczenie
Kluczowym podejściem do zapewnienia jak najdłuższej żywotności hamulców jest unikanie dostarczania zbyt dużej ilości energii do układu. Oznacza to, że zamiast mocniej i później hamować, spróbuj użyć hamulców wcześniej i z mniejszą siłą. Powoduje to mniejsze ciśnienie przesyłane przez układ hamulcowy i zmniejsza tarcie pomiędzy hamulcem a tarczą, co oznacza, że energia jest rozpraszana delikatniej.
W chłodniejszych miesiącach u niektórych osób hamulec postojowy „zamarza”, jeśli samochód jest zaparkowany na zewnątrz w bardzo niskich temperaturach. Aby tego uniknąć, jeśli to możliwe, zaparkuj samochód w garażu, gdzie nieco wyższe temperatury mogą temu zapobiec.
