Jak zamocować szczęki w hamulcach bębnowych?

Z punktu widzenia fizyki proces hamowania polega na zmianie energii kinetycznej poruszającego się pojazdu na energię cieplną wytwarzaną w miejscu styku okładzin hamulcowych z wewnętrzną powierzchnią  bębna hamulcowego. Pod względem konstrukcyjnym hamulce bębnowe można podzielić na kilka rodzajów. Przy różnych parametrach obu szczęk hamulcowych można uzyskać ich odmienną skuteczność działania w zależności od przyjętego układu zamocowania szczęk oraz cylinderków hamulcowych.

Układ simplex

Układ zamocowania szczęk simplex to najprostszy z systemów, składający się z jednego cylinderka hamulcowego oraz dwóch tłoczków. W tym układzie szczęki współbieżna i przeciwbieżna są rozpierane tłoczkami znajdującymi się w jednym cylinderku. Tłoczki napierają na jeden koniec szczęk hamulcowych, natomiast drugi koniec jest zamontowany na stałych sworzniach. W ten sposób szczęki są dociskane do bębna, wytwarzając przy tym moment hamujący.

W układzie simplex szczęki hamują najpierw górna częścią, a następnie dolną, czego efektem jest nierównomierne zużywanie się szczęk hamulcowych. Szczęka współbieżna zużywa się szybciej niż przeciwbieżna. Moment hamowania w tym przypadku otrzymywany jest poprzez sumę momentów hamowania obu szczęk, gdzie wartość tego momentu nie jest uzależniona od kierunku, w jakim obraca się bęben. Niewątpliwą zaletą układu simplex jest niższa cena oraz prostsza konstrukcja.

Układ duplex

Układ zamocowania szczęk duplex to system z dwoma cylinderkami hamulcowymi, ale z pojedynczymi tłoczkami, gdzie jeden znajduje się na górze, a drugi na dole. W tym układzie obie szczęki hamulcowe są rozpierane oddzielnymi rozpieraczami. Szczęki w układzie duplex są współbieżne, dzięki czemu naciski jednostkowe obu szczęk są identyczne. Każda szczęka hamulcowa posiada własny rozpieracz oraz sworzeń oporowy, które znajdują się po przeciwnych stronach nieobrotowej tarczy hamulcowej. Moment hamowania w układzie duplex jest większy od momentu rozwijanego przez hamulce o tych samych wymiarach pracujące w systemie simplex. Wadą układu duplex jest wyższy koszt oraz większy stopień skomplikowania całego systemu.

Układ samowzmacniający (servo)

Układ samowzmacniający z dwoma szczękami współbieżnymi to najpopularniejsze i najskuteczniejsze rozwiązanie hamulca bębnowego. System ten składa się z jednego cylinderka hamulcowego wyposażonego w dwa tłoczki, który działa podobnie jak w układzie simplex, z tym że szczęki na drugim końcu nie są zamontowane na stałe, lecz są połączone specjalnym łącznikiem nie związanym z tarczą hamulcową (tzw. szczęki pływające). Podczas hamowania szczęka współbieżna jest ciągnięta przez obracający się bęben, a dzięki łącznikowi dociska również szczękę przeciwbieżną. W układzie samowzmacniającym, w przeciwieństwie do układu simplex, obie szczęki oddziałują na powierzchnię bębna z bardzo podobną siłą, a szczęki zużywają się równomiernie.

Drugim rodzajem układu samowzmacniającego jest rozwiązanie zamocowania szczęk nazywane duo-servo. W tym systemie zastosowany jest rozpieracz znajdujący się pomiędzy szczękami, który nie jest w jakikolwiek sposób powiązany z obudową hamulca. Dolne części szczęk są połączone pływającym rozpieraczem. Bez względu na kierunek wirowania bębna moment hamujący obu szczęk pracujących jako współbieżne jest taki sam.

FAQ

Jakie są podstawowe rodzaje mocowania szczęk w hamulcach bębnowych?

Główne układy to simplex (jeden cylinder, dwa tłoczki), duplex (dwa cylindry, pojedyncze tłoczki) oraz układy samowzmacniające/servo (pływające szczęki, duo‑servo). Różnią się rozmieszczeniem tłoczków, sposobem rozpierania szczęk i stopniem skomplikowania.

Czym różni się układ simplex od duplex?

Simplex ma jeden cylinder i powoduje nierównomierne zużycie (szczęka współbieżna szybciej). Duplex ma dwa cylindry i zapewnia równe naciski obu szczęk, większy moment hamowania, ale wyższy koszt i złożoność.

Jak działa układ samowzmacniający (servo/duo‑servo)?

W układzie samowzmacniającym jedna szczęka jest ciągnięta przez obracający bęben i poprzez łącznik dociska drugą, zwiększając siłę hamowania. Duo‑servo stosuje pływający rozpieracz między szczękami; oba typy równomiernie zużywają szczęki i zwiększają skuteczność.

Jak montaż szczęk wpływa na zużycie i moment hamujący?

Układy współbieżne i serwowe równomiernie przenoszą naciski, zmniejszając nierównomierne zużycie i zwiększając moment hamujący. Simplex powoduje szybsze zużycie szczęki współbieżnej i niższy moment hamujący przy tej samej geometrii.

Który układ warto wybrać przy wymianie szczęk?

Jeśli zależy ci na skuteczności i równomiernym zużyciu, najlepsze są układy samowzmacniające/duo‑servo. Jeśli liczy się prostota i niższy koszt, simplex. Duplex to kompromis: lepszy moment i równomierne naciski, ale droższy i bardziej skomplikowany.