Jak działają zaciski hamulcowe

Zaciski hamulcowe są istotną częścią układu hamulcowego pojazdu. Zaciski hamulcowe dociskają klocki hamulcowe do powierzchni tarczy hamulcowej, aby zwolnić lub zatrzymać pojazd. Brian Sullivan / iStockphoto

Zaciski hamulcowe mają zasadnicze znaczenie dla zdolności samochodu do zatrzymania się i są prawdopodobnie jednym z najważniejszych części hamulców samochodowych. Większość dzisiejszych samochodów ma hamulce tarczowe, przynajmniej na przednie koła. Ale wiele samochodów i ciężarówek używa teraz hamulców tarczowych również z tyłu. W układzie hamulców tarczowych koła samochodu są przymocowane do metalowych tarcz lub wirników, które obracają się wraz z kołami. Zadaniem zacisku jest spowolnienie kół samochodu poprzez tarcie o wirniki.

Zacisk hamulca jest osadzony na tarczy jak zacisk. Wewnątrz każdego zacisku jest

para metalowych płyt połączonych materiałem ciernym - tak się nazywa klocki hamulcowe. Zewnętrzne klocki hamulcowe znajdują się po zewnętrznej stronie wirników (w kierunku krawężnika), a wewnętrzne klocki hamulcowe po wewnętrznej stronie (w kierunku pojazdu). Kiedy naciskasz na hamulec, płyn hamulcowy z pompy hamulcowej wytwarza ciśnienie hydrauliczne na jednym lub kilku tłokach zacisku hamulcowego, dociskając klocki do tarczy. Okładziny hamulcowe mają powierzchnie o wysokim współczynniku tarcia i służą do spowolnienia lub nawet całkowitego zatrzymania wirnika. Kiedy wirnik zwalnia lub zatrzymuje się, tak samo dzieje się z kołem, ponieważ są one ze sobą połączone.

-Starsze samochody i ciężarówki stosowały hamulce bębnowe, w których ruch kół jest spowalniany przez tarcie między obracającym się bębnem a szczękami hamulcowymi zamontowanymi wewnątrz bębna. To tarcie powodowało gromadzenie się ciepła i gazów wewnątrz bębna, co często powodowało utratę siły hamowania zwaną zanik hamulca. Ponieważ klocki hamulcowe w układach hamulców tarczowych znajdują się na zewnątrz tarczy, a nie w bębnie, są one łatwiej wentylowane, a ciepło nie ma tendencji do tak szybkiego gromadzenia się. Z tego powodu w nowoczesnych pojazdach hamulce bębnowe zostały w dużej mierze zastąpione hamulcami tarczowymi; jednak niektóre tańsze samochody nadal używają hamulców bębnowych tylnych kół, gdzie wymagana jest mniejsza siła hamowania.

Istnieją dwa główne typy zacisków: zaciski pływające (lub przesuwne) i zaciski stałe. Pływające zaciski wsuwać się i wysuwać względem wirnika i mieć jeden lub dwa tłoki tylko po wewnętrznej stronie wirnika. Ten tłok popycha cały zacisk, gdy są używane hamulce, powodując tarcie klocków hamulcowych po obu stronach tarczy. Naprawiono zaciski, jak sama nazwa wskazuje, nie ruszaj się, ale raczej miej tłoki umieszczone po przeciwnych stronach wirnika. Ze względu na osiągi preferowane są zaciski o stałej szerokości, ale są one droższe niż zaciski pływające. Niektóre wysokowydajne stałe zaciski mają dwie lub więcej par tłoków (lub „zbiorników”) rozmieszczonych po każdej stronie wirnika - niektóre mają łącznie aż sześć par.

Specjalne narzędzia przydają się podczas pracy z zaciskami hamulcowymi, zwłaszcza przy wymianie klocków hamulcowych. Porozmawiamy o tym w następnej sekcji, a następnie omówimy różne typy zacisków hamulcowych dostępne dla różnych typów pojazdów.

Zawartość

1. Narzędzie do zacisków hamulca
2. Zaciski hamulca motocyklowego
3. Zaciski hamulca do ciężarówek
4. Wydajne zaciski hamulcowe

Do cofnięcia tłoka zacisku może być potrzebne narzędzie do zacisku hamulca. Zapewni to prześwit potrzebny do zamontowania nowych klocków hamulcowych. Lisa F. Young / iStockphoto

Klocki hamulcowe nie trwają wiecznie. Za każdym razem, gdy klocki w układzie hamulca tarczowego stykają się z obracającym się wirnikiem, lekko się zużywają. Stopniowo te części hamulca (klocki) stają się coraz cieńsze. Aby to skompensować, tłok w zacisku wysuwa się z wydrążonego cylindra, w którym znajduje się wewnątrz zacisku. Robiąc to, popycha zużyte klocki hamulcowe coraz bardziej do wewnątrz w kierunku wirnika. Ostatecznie klocki hamulcowe będą musiały zostać wymienione na świeże, nienoszone. Niestety tłok zacisku (obecnie prawie całkowicie wysunięty) utrudnia demontaż i wymianę klocków. Tłok należy wepchnąć z powrotem do zacisku.

Tu właśnie pojawiają się specjalne narzędzia do klocków hamulcowych zacisk hamulca polega na wycofaniu tłoka lub tłoczków z powrotem do zacisku, tak aby klocki hamulcowe można było łatwo wyjąć i wymienić. Tłoka nie można po prostu wepchnąć z powrotem do zacisku, ponieważ jest gwintowany, jak śruba, i trzeba go z powrotem wkręcić. Chociaż można do tego użyć, powiedzmy, szczypiec, nie jest to zalecane . Możesz także uszkodzić tłok, zacisk i dłonie. Narzędzie do zacisku hamulca zwykle pasuje do tłoka na jednym końcu i ma uchwyt na przeciwległym końcu, który umożliwia jego obracanie. Gdy się obraca, tłok jest z powrotem nawijany na zacisk.

Pływające zaciski należy również serwisować, jeśli sworznie, po których się ślizgają, zaczynają się sklejać. Zwykle jest to spowodowane brudem lub rdzą. W takim przypadku zacisk nie może całkowicie wycofać klocka hamulcowego z tarczy, a tarcie trwa, nawet jeśli pedał hamulca nie jest wciskany. Może to spowodować nadmierne zużycie okładziny, nieefektywność w zużyciu paliwa, a nawet wypaczenie wirnika, jeśli nagromadzi się wystarczająca ilość ciepła.

Do tej pory opis zacisku hamulcowego, który podaliśmy, nie opisuje w pełni wszystkich modeli. Na kolejnych stronach przyjrzymy się bardziej wyspecjalizowanym typom zacisków i zobaczymy, czym różnią się od bardziej popularnych typów.

Zaciski hamulcowe do motocykli mogą być mniejsze niż zaciski hamulcowe w innych pojazdach, ale zapewniają dużą siłę hamowania w przypadku stosunkowo lekkich rowerów. Peter Finnie / iStockphoto

Motocykle są mniejsze niż samochody i dlatego potrzebują mniej siły hamowania. Niemniej jednak możliwość zwolnienia lub zatrzymania jest pod pewnymi względami nawet ważniejsza na motocyklu niż w innych pojazdach. Jak to możliwe, możesz zapytać? Cóż, ponieważ kierowca jest w dużej mierze niezabezpieczony, nawet mały zginacz błotnika może być potencjalnie śmiertelny. Unikanie wypadków ma kluczowe znaczenie podczas jazdy motocyklem. Ale jakiego rodzaju zacisków hamulcowych potrzebuje motocykl?

-Odpowiedź jest stosunkowo prosta - mała i lekka. W przeciwieństwie do większych zacisków stosowanych w niektórych samochodach osobowych i ciężarowych, zaciski hamulcowe do motocykli muszą być małe, aby nie obciążać roweru i nie przeszkadzać kierowcy. Zaciski hamulcowe do motocykli są zwykle wykonane z lekkich materiałów, takich jak aluminium, które również ma

Dodatkową zaletą jest odporność na rdzę. Niektóre motocykle są większe i mocniejsze niż inne; oczywiście te motocykle wymagają większej siły hamowania. Wiele mniejszych,

słabsze motocykle nadal używają hamulców bębnowych, ale większość większych motocykli ma teraz hamulce tarczowe - zwłaszcza na przednim kole. Aby zwiększyć siłę hamowania, zaciski w mocniejszych motocyklach mają zwykle wiele tłoków. Niektóre mają dwa lub nawet cztery tłoki, podczas gdy inne mogą mieć nawet dwanaście tłoków w jednym zacisku. Przy stosunkowo niewielkiej masie większość motocykli ma w rzeczywistości większą siłę hamowania niż jest to absolutnie konieczne - ale jak wspomnieliśmy wcześniej, nie jest to zły pomysł, gdy jedziesz szybkim, niezabezpieczonym pojazdem.

W motocyklu przedni zacisk mocuje się do widelec -- metalowy zespół, który utrzymuje przednie koła i zawieszenie na miejscu oraz podpiera kierownicę. Do niedawna zaciski mocowane były do ​​widelców za pomocą śrub, które biegną pod kątem prostym do wirnika. W ostatnich latach wraz ze wzrostem popularności radialne hamulce tarczowe (technologia zapoczątkowana w rowerach wyścigowych) zaciski zostały zamocowane dalej od widelca za pomocą śrub, które biegną równolegle do powierzchni wirnika. Te radialnie zamontowane zaciski zmniejszają ilość drgań widelca powodowanych przez tradycyjnie montowane zaciski.

Ponieważ są one bardziej odsłonięte niż zaciski samochodowe - i ponieważ zacisk jest prawdopodobnie najbardziej rzucającym się w oczy ze wszystkich części hamulców motocyklowych - wygląd zacisku motocyklowego może być ważny dla wielu kierowców. W rzeczywistości lakiery do zacisków hamulcowych są dostępne w sklepach samochodowych i mogą być używane do dostosowywania zacisków motocyklowych. Oczywiście tę samą farbę można również zastosować do zacisków samochodowych. Eksperci odradzają jednak nakładanie chromu na zaciski. Choć może być atrakcyjny, chrom może spowodować zatrzymanie ciepła przez zacisk, co spowoduje niepożądany zanik hamulca.

Następnie dowiedzmy się, jakie cechy decydują o dobrym zacisku hamulca do samochodów ciężarowych.

Duże ciężarówki również potrzebują dużych zacisków hamulcowych. Richard Scherzinger / iStockphoto

Nie można temu zaprzeczyć: ciężarówki i SUV-y są duże - w niektórych przypadkach zbyt duże. Wraz z tym zwiększonym rozmiarem następuje zwiększenie rozpędu. Oznacza to, że ciężarówki i SUV-y potrzebują więcej siły hamowania niż samochód. Skąd więc mogą uzyskać siłę hamowania, której potrzebują? Zaciski hamulcowe do ciężarówek. Siła hamowania zacisku zależy od jego siła mocowania -- ilość siły, jaką może przyłożyć do powierzchni wirnika. Jest to przede wszystkim funkcja liczby tłoczków i powierzchni klocka hamulcowego (gdzie faktycznie styka się z tarczą). Oczywiście zacisk o większej sile zacisku jest w stanie spowolnić lub zatrzymać pojazd łatwiej i szybciej niż zacisk, który ma mniejszą siłę zacisku.

-Wiele ciężarówek pochodzi z fabryki z podstawowymi pływającymi zaciskami, które zapewniają wystarczającą siłę zacisku pojazdu, gdy jest on dostarczany do dealera. Jednakże, gdy ciężarówka jest dostosowana do potrzeb klienta z większymi oponami i ciężkimi akcesoriami, a na pokład zabiera się znaczny ładunek, te fabrycznie zamontowane zaciski mogą nie być wystarczająco mocne, aby zapewnić siłę hamowania potrzebną ciężarówce. Na szczęście istnieje znaczny rynek części zamiennych dla zacisków do samochodów ciężarowych. Od producenta ciężarówka może mieć zaciski, które zapewniają około 5000 milimetrów kwadratowych (7,8 cala kwadratowego) powierzchni między tłokami a wirnikiem. Suwmiarka z rynku wtórnego może ponad dwukrotnie zwiększyć tę powierzchnię, zapewniając siłę zacisku wymaganą przez w pełni dostosowany pojazd.

Zaciski hamulcowe do samochodów ciężarowych bardziej niż większość części hamulcowych muszą radzić sobie z dużą ilością ciepła. Ciepło jest niekorzystne dla hamulców, ponieważ może prowadzić do zaniku siły hamowania i skrócenia drogi hamowania. Dobra wentylacja zacisku ma zasadnicze znaczenie dla ciągłej, stałej skuteczności hamowania. Ponadto większa powierzchnia tarczy hamulcowej (lub tarczy hamulcowej) może również pomóc w rozprowadzeniu ciepła na większej powierzchni.

Ciężarówki i SUV-y to nie jedyne pojazdy, które wymagają specjalnego wyposażenia hamulcowego; jednak zaciski w tych ciężkich pojazdach mają trudne zadanie do wykonania. Niektórzy mogą nawet powiedzieć, że zaciski hamulcowe do samochodów ciężarowych należy uznać za zaciski hamulcowe o wysokiej wydajności. W następnej sekcji przyjrzymy się niektórym funkcjom, które wysokowydajne zaciski hamulcowe mogą oferować innym pojazdom.

Samochody o wysokich osiągach potrzebują dużych, mocnych zacisków hamulcowych, które mogą spowolnić lub zatrzymać pojazd przy dużych prędkościach. Christoph Ermel / iStockphoto

Hamulce tarczowe zostały pierwotnie opracowane dla samochodów wyścigowych. Wszyscy wiedzą, że samochody wyścigowe poruszają się z dużą prędkością, ale muszą też szybko zwalniać. We wczesnych dniach wyścigów, kiedy większość samochodów była wyposażona w hamulce bębnowe, zanik hamulców prowadził do wielu wypadków na torze. Układy hamulców tarczowych były lepiej wentylowane, co w rezultacie zmniejszyło stres związany z wyścigami i nadmierną temperaturą

nagromadzenie może spowodować - z kolei zmniejszenie (ale nie wyeliminowanie) zaniku hamulca. Z czasem te potężne hamulce spływały do ​​pojazdów mniej zorientowanych na osiągi. Teraz można je nawet znaleźć w większości samochodów ekonomicznych. Niemniej jednak samochody o wysokich osiągach są nadal głównym rynkiem dla lepszych i mocniejszych hamulców, a różnice w konstrukcji podstawowego zacisku hamulcowego pomagają tym hamulcom zapewnić doskonałą siłę hamowania.

Istnieją pewne ograniczenia co do tego, ile hamulce pojazdu i jego zaciski mogą zrobić, aby zatrzymać pojazd; chociaż mogą być w stanie zatrzymać koła, resztę zależy od siły przyczepności opon, a ulepszone części hamulca nie pomogą poza pewnym punktem. Istnieje jednak kilka sposobów, w jakie można (i były) ulepszane zaciski hamulcowe. Niektóre wspólne cechy zacisków hamulcowych o wysokich osiągach obejmują: 

• Większe tłoki -- Im większe są tłoki i im większy obszar stykają się z okładzinami hamulcowymi, tym większa jest siła zaciskająca, jaką mają na tarczy.  
• Więcej tłoków -- Najniższe pływające zaciski hamulcowe mają pojedynczy tłok po wewnętrznej stronie. Niskie zaciski stałe mają pojedynczą parę tłoków otaczających tarczę wirnika. Zaciski o wysokiej wydajności mogą mieć wiele kołków lub par kołków zamontowanych po przeciwnych stronach wirnika. Coraz powszechniejsze są modele sześciotłokowe, a nawet modele 12-tłokowe nie są niespotykane. Zwiększenie liczby tłoków służy również zwiększeniu siły zacisku zacisku.  
• Mniejsze zatrzymywanie ciepła -- W pewnym sensie o twoich hamulcach można myśleć jako o urządzeniu do zamiany ruchu w ciepło. Gdy pojazd zwalnia, cała ta energia kinetyczna musi gdzieś iść i większość z niej zamienia się w ciepło. Jeśli chcesz spojrzeć na to z innej strony, całe to tarcie między klockami hamulcowymi a tarczą generuje ciepło w taki sam sposób, jak uderzenie zapałki generuje ciepło. Jeśli nagromadzi się za dużo ciepła, hamulce zaczynają słabnąć lub stają się mniej skuteczne. Zatem im lepiej wentylowane są zaciski hamulcowe, tym lepiej działają. Ponadto im większa powierzchnia tarczy hamulcowej, tym bardziej ciepło jest rozprowadzane. 
• Zaciski różnicowe -- Ponieważ powierzchnia wirnika nagrzewa się, należy zwiększyć siłę zaciskania tłoków, aby uniknąć zaniku hamulca. Jeśli zacisk ma wiele tłoków (lub kilka par tłoków), powierzchnia tarczy hamulcowej jest wstępnie podgrzewana przez tłoki dociskające klocek hamulcowy na przedniej krawędzi zacisku, powodując, że powierzchnia tarczy jest cieplejsza, gdy obraca się z powrotem do tłoków bliżej do tylnej krawędzi zacisku. Dlatego pomaga, jeśli tłoki bliżej tylnej krawędzi zacisku są większe. Zaciski różnicowe wykorzystują mniejsze tłoki z przodu, większe tłoki z tyłu.

Wszystkie te technologie mogą zwiększyć siłę hamowania zapewnianą przez zacisk. W przypadku mniejszych samochodów, które zazwyczaj nie jeżdżą z dużymi prędkościami, ta dodatkowa siła hamowania nie jest naprawdę konieczna. Jednak im szybszy i mocniejszy jest pojazd, tym bardziej skorzysta na zaciskach o wysokich osiągach.

Nie ma potrzeby się teraz zatrzymywać. Następna strona zawiera dużo więcej informacji na temat hamowania, zacisków hamulcowych i innych powiązanych tematów - wystarczy skorzystać z linków.

Powiązane artykuły

• Jak działają klocki hamulcowe
• Jak działają tarcze hamulcowe
• Jak ładunek wpływa na hamowanie?
• Jak malować zaciski hamulcowe

Więcej świetnych linków

Więcej świetnych linków

• Continental Corporation
• Hamulce R Us
• Biblia hamulca

Źródła:

• CadillacFAQ.com. „Jak zmienić własne klocki hamulcowe?” (12 listopada 2008) http://www.cadillacfaq.com/faq/answers/bpadchange/index.html
• Carley, Larry. „Zaciski hamulca z ładunkiem”. AA1Car.com. 2004. (12 listopada 2008) http://www.aa1car.com/library/2004/bf20426.htm
• Continental Corporation. „Podwójnie przesuwne zaciski z kompozytową tarczą hamulcową zapewniają optymalną skuteczność hamowania i fascynujący komfort”. 08.06.2006. (12 listopada 2008) http://www.conti-online.com/generator/www/com/en/continental/portal/themes/ press_services / press_releases / products / automotive_systems / pr_2006_06_08_ twin_sliding_calipers_en.html
• Tyagi, Parshant. „Analiza metodą elementów skończonych innowacyjnego projektu zacisków hamulca wyścigowego”. Grudzień 2006. (12 listopada 2008) http://soar.wichita.edu/dspace/bitstream/10057/1181/1/t07057.pdf