Bubnová brzda je druh brzdícího systému, který nám pomáhá zastavit náš vůz. Brzdová soustava funguje na principu tření: „prasátko“ tlačí pakny na vnitřní stranu rotujícího bubnu, čímž vzniká brzdný účinek a teplo. Pístky prasátka jsou utěsněny gumovými prachovkami a při poškození hrozí únik brzdové kapaliny. Bubnové brzdy jsou uzavřené a chráněné proti korozi, což jejich spolehlivost zvyšuje, ale jejich chlazení je obtížnější než u kotoučových brzd.
Základní součásti bubnové brzdy
Bubnová brzda se skládá z brzdových čelistí ve tvaru půlměsíce s obložením, brzdového bubnu spojeného s nábojem kola, prasátka (hydraulického válečku), které ovládá horní část čelistí, a rozpěrného zařízení (váleček nebo čep). Dolní část čelistí využívá klíče a pružin pro navrácení po uvolnění brzd. Při brzdění je brzdová síla vytvářena třením mezi vnitřní plochou bubnu a čelistmi.
Bubny bývají vyrobeny z šedé litiny, ocelolitiny či speciálních kovových slitin, aby odolaly opotřebení a vysokým teplotám. Čelisti se vyrábějí z kovu s profilem půlměsíce a s brzdovým obložením nalepeným či připinovaným podle dané konstrukce. Rozpěrné zařízení může být jednopístkové nebo vícepístkové a určuje sílu brzdného momentu.
Jak bubnová brzda brzdí a proč vzniká teplo
Princip činnosti je založen na tření mezi brzdovými čelistmi a vnitřní plochou bubnu. Při brzdění se kinetická energie mění na energii tepelnou a vzniká brzdný moment. Bubnové brzdy mají větší třecí plochu než kotoučové, ale kvůli uzavřenému uspořádání bubnu hůře odvádí teplo, což vede k vyšším teplotám a k fadeingu (pokles brzdného účinku).
Pro zlepšení odvodu tepla se některé bubnové brzdy vyrábí ze dvou materiálů (lehké slitiny s litinovým třecím kroužkem). Rozdílná měrná tepla těchto materiálů pomáhá lépe zvládat teplo a zároveň snižuje hmotnost neodpružených dílů.
Výhody a nevýhody bubnových brzd
Výhodou bubnových brzd je nižší ovládací síla na pedál (v kombinaci se systémem bez posilovače), velká odolnost a spolehlivost na zadní nápravě, a jednoduchá konstrukce. Nevýhodou je výrazné vznikání tepla a nižší účinnost při dlouhodobém brzdění z kopce, kde mohou brzdy selhat nebo ztratit odezvu.
Většinu moderních vozidel dnes představují kotoučové brzdy, ale bubnové brzdy zůstávají výhodné na zadní nápravě díky lepšímu chodu parkovací brzdy a vyšší odolnosti vůči znečištění. Zadní náprava se na celkovém brzdném účinku podílí zhruba 30 procent, a proto není nutné je vyřazovat z provozu úplně.
Typy bubnových brzd a jejich použití
Bubnové brzdy se dělí podle způsobu uložení a ovládání čelistí na simplex, duplex a servo.
- Simplex: jedna náběžná a jedna úběžná čelist s jediným společným ovládacím zařízením.
- Duplex: dvě náběžné čelisti, každá s vlastním ovládacím mechanizmem.
- Servo: obě čelisti náběžné, sekundární čelist využívá rozpěrný čep a reakci uložení primární čelisti.
Doplňkové varianty zahrnují duo duplex a duo servo, které umožňují brzdný účinek i při jízdě vzad. Některé vozy používají kombinaci obou systémů na různých nápravách, například Ford Focus první generace s motorizací 1.6 16V.
Parkovací a nouzová brzda
V bubnových brzdách hraje klíčovou roli samostav (rozpěrné zařízení), které umožňuje pevné působení brzdového účinku a současně omezuje vratnost. Ruční brzda bývá mechanicky ovládána vnímaným způsobem, často prostřednictvím páky na palubní desce či tlačítka, a bývá spojena s bubnovým mechanismem pro zajištění parkovací brzdy.
Historie a vývoj bubnové brzdy
Bubnová brzda byla ve světě automobilů používána od počátku 20. století. Maybach uvedl bubnovou brzdu v roce 1901, Louis Renault pak o rok později zdokonalil verzi. První montáž bubnových brzd na všechna kola proběhla u Mercedes-Benz v roce 1903 na přání, standardem se stala od 20. let minulého století. Vrchol bubnových bran zaznamenaly závodní vozy Auto Union a Mercedes-Benz „stříbrné šípy“ ve třicátých letech.
Důvodem postupného nahrazování bubnových brzd kotoučovými byly tepelné ztráty a fade. Kotoučové brzdy jsou otevřené a lépe chlazené, zatímco bubnové brzdy ukládají teplo uvnitř bubnu. Moderní konstrukce často používají dvojí materiály, což zlepšuje tepelnou vodivost a snižuje hmotnost.
Specifikace a provozní rady
Při výměně bubnové brzdy je potřeba povolit samostav, aby šel sundat brzdový buben. Kontrola stavu čelistí a bubnu vyžaduje demontáž bubnu. Bubnové brzdy bývají velmi odolné a jejich životnost bývá vyšší než kotoučových brzd, zejména na vozidlech s běžnými jízdními výkony. Ruční brzda a její spojení s bubnovým mechanismem vyžadují pravidelné kontroly, aby byla zajištěna spolehlivá funkce parkovací brzdy.
V moderní praxi se u bubnových brzd často používají kombinace dvou typů brzd na různých nápravách nebo dokonce na každém kole. Z hlediska úspor a jednoduchosti konstrukce se bubnové brzdy stále využívají zejména na zadních nápravách a pro brzděné nápravy u přívěsů.
Shrnutí technických údajů
- Bubnová brzda: třecí brzda půlměsíčních čelistí, vnitřně uložený buben spojený s nábojem kola.
- Prasátko: hydraulické ovládání čelistí, pístky tlačí horní část čelistí na bubnovou plochu.
- Teplota a fade: uzavřené obložení bubnu zhoršuje chlazení; materiály se volí pro lepší tepelnou kapacitu.
- Typy čelistí: simplex, duplex, servo, duo duplex, duo servo.
- Funkce ruční brzdy: zapojení parkovací brzdy s bubnovým mechanismem.
Jsou kotoučové brzdy opravdu bezpečnější než bubnové brzdy? | Zjednodušeně
Bubnové brzdy se dodnes objevují na zadních nápravách vozidel, kde jejich odolnost a jednodušší údržba zůstávají výhodou. Přes postupný trend kotoučových brzd na všech kol však bubnové brzdy zůstávají cenově dostupnou a spolehlivou volbou pro některé typy vozidel a náprav.