Hvernig virka diskabremsur og hvenær komu þær til sögunnar?

Diskabremsur er tegund af bremsum sem notar hemlaklafa til að klemma pör af hemlaklossum að disk eða „snúningsskífu" til að skapa núning. Þessi aðgerð hægir á snúningi öxuls, svo sem öxli í bíl, annað hvort til að draga úr snúningshraða eða til að halda bílnum í kyrrstöðu. Orka hreyfingarinnar verður að hita sem þarf að losna við.

Meira en aldargömul tækni

Þróun á bremsum af diskum hófst í Englandi ekki löngu fyrir aldamótin 1900. Árið 1902 hannaði Lanchester Motor Company bremsur sem litu út og virkuðu á svipaðan hátt og nútíma diskabremsukerfi þrátt fyrir að diskurinn væri þunnur og barki virkjaði bremsuklossann.

Á fimmta áratug síðustu aldar komu fram bremsur sem sýndu yfirburði svona bremsukerfis í 24 tíma Le Mans kappakstrinum, sem krafðist þess að bremsað væri á miklum hraða nokkrum sinnum á hring. Jaguar kappaksturshópurinn sigraði með því að nota bíla með diskabremsum og öruggt er að þessi árangur náðist með betri afköstum við bremsun yfir keppinautum með skálabremsum. Fjöldaframleiðsla hófst með Crosley 1949 og viðvarandi fjöldaframleiðsla hófst árið í 1955 Citroën DS.

Bremsa betur

Samanborið við skálabremsur bjóða diskabremsur upp á betri stöðvun vegna þess að auðveldara er að kæla diskinn. Þar af leiðandi eru diskar síður viðkvæmir fyrir „bremsfalli“ sem stafar af því að íhlutir í bremsunum ofhitna. Diskabremsur jafna sig einnig hraðar eftir að hafa blotnað (blautar bremsur eru minna árangursríkar en þurrar).

Skoðum nú bremsur betur

Þegar kemur að öryggi í akstri er ekkert mikilvægara en dekk og bremsur. Hér á eftir er farið aðeins betur yfir bremsur, við reynum að útskýra hvernig þær virka, og eins hvers vegna þú gætir haft báðar gerðirnar í sama farartækinu, hvers konar slits er að vænta og hvaða íhlutir þarfnast viðhalds.

Grunnatriði bremsukerfis

Diska- og skálabremsur eru báðar byggðar á vökvaþrýstikerfi. Hemlun byrjar með vélrænum krafti – fótur ökumanns ýtir á bremsufótstigið.

Grunnatriði diskabremsu

Diskabremsur eru á flestum bílum í dag. Þær eru festar á framöxul og oft að aftan líka. Til að stöðva hjól (og bílinn þinn) notar diskabremsa bremsuklafa með stimpli/stimplum og bremsuklossum til að þrýsta á snúningsdisk.

Bremsuklafinn er klofamyndaður búnaður sem er festur við bílinn/ökutækið með festingu þannig að klafinn fellur utan um diskinn. Það lítur út og virkar eins og c-laga klemma. Klafinn inniheldur:

• Bremsuklossa: málmplötur með áfestu efni sem veitir stöðvun merð núningi og þolir að hitna.
• Einn eða tvo stimpla til að ýta á bremsuklossana að diskinum þegar þú hemlar.
• Lofttæmingarskrúfu sem gerir kleift að þjónusta bremsurnar og skipta um vökva.
• Gúmmíþéttingu á stimplinum sem kemur í veg fyrir leka á bremsuvökva og dregur stimpilinn til baka þegar ekki er lengur ýtt á fótstigið.
• Rykhlíf til að halda mengunarefnum frá stimplinum.
• Klemmur með hristivörn sem halda bremsuklossunum stöðugum.

Bremsudiskurinn er úr steypujárni eða stáli/steypujárni. Hann er festur við hjólnafið og snýst með hjólinu. Hann er yfirborðið sem bremsuklossarnir virka á. Þegar stigið er á bremsurnar, þrýstir bremsuvökvi undir þrýstingi á stimplana inni í bremsuklafanum og þvingar bremsuklossana að diskinum. Þegar bremsuklossarnir þrýsta á báðar hliðar disksins stöðvar núningurinn snúnings hjólsins.

Tvær gerðir af diskabremsum

Það eru tvær tegundir af diskabremsum, nefndar eftir gerð bremsubúnaðarins: fljótandi og fastar.

Íhlutir sem þarfnast viðhalds

Í meginatriðum eru það bremsuklossarnir sem slitna hraðast og þarf að skipta þeim reglulega út. Diskarnir sjálfir slitna líka, en á lengri tíma. Stundum slitna diskarnir þannig að það verður ójafnt álag þegar stigið er á fótstigið og það kemur fram „skjálfti“. Þetta er oftast vegna þess að diskurinn/diskarnir hafa misslitnað og bremsuklossarnir grípa ekki jafnt, eða þá að diskurinn hefur ofhitnað og er ekki lengur sléttur.

Er betra að hafa fleiri stimpla í bremsuklafanum?

Sportbílar eru oft með bremsur með fjórum eða jafnvel sex stimplum í bremsuklafanum, en hverjir eru kostirnir - og er þetta  þess virði?

Algengasta tegund bremsu notar aðeins einn stimpil í því sem kallað er „fljótandi“ uppsetning. Bremsufótstigið ýtir vökva um annaðhvort gúmmí eða fléttaðar bremsulagnir og í strokka inni í klafanum, þar sem það ýtir bremsustimplinum út og á diskinn.

Svona uppsetning virkar bara ágætlega fyrir „venjulega“ bíla, að því tilskildu að búnaðurinn sé smurður og viðhaldið rétt. Fyrir daglegan akstur er engin raunveruleg ástæða til að uppfæra, nema bara „af því bara“.

Auk tveggja stimpla fljótandi klafa sem vinna á sama hátt og að ofan, eru til staðar fastir tvöfaldir stimplar sem eru með stimpla beggja vegna disksins, kreista jafnt og - kenningin segir - bjóða meiri afl þegar verið er að bremsa.

Sportbílar þurfa almennt séð bremsur með stærri bremsudiskum sem og fleiri stimpla í klafanum. Aðalástæðan er betri stýring á hitamyndun. Allur þessi aukni hraði og þyngd skapar miklu meiri hita við bremsuklossana og aukinn hiti getur verið vandi bremsukerfisins.

Ástæða númer tvö er sú að hægt er að stilla fjögurra stimpla bremsuklafa, með tveimur settum af andstæðum stimplum, til að láta fremri tvo stimplana grípa örlítið fyrr en fyrir aftara parið, sem gefur meiri mótum og tilfinningu hjá góðum ökumanni; gagnlegt á blautum vegi. Hægara kraftinntak við átakspunktinn getur líka verið minna óstöðugt ef þú þarft að bremsa í miðri beygju, þó að mikið af því byggist á sérstakri uppsetningu.

Birtist fyrst í júlí 2021