Technologie a výkon brzdových třmenů

Brzdové třmeny jsou základními součástmi brzdového systému vozidla. Jejich hlavním úkolem je přeměna hydraulické energie kapaliny na energii mechanickou. K tomu dochází tak, že hydraulický tlak z hlavního válce působí na pístky ve třmenu a vytváří sílu potřebnou k přitlačení destiček k brzdovému kotouči, čímž se sníží rychlost vozidla nebo se vozidlo zcela zastaví.

Typy brzdových třmenů: plovoucí a pevné

Plovoucí třmeny

Plovoucí třmeny se vyznačují pístky (obvykle jedním nebo dvěma), které jsou umístěny na jedné straně třmenu.

Pístky přitlačují jednu destičku přímo k brzdovému kotouči, zatímco druhá destička je přitlačována pohybem těla plovoucího třmenu, které se posouvá po speciálních vodítkách.

Plovoucí třmeny se běžně používají u vozů nižší a střední třídy a u lehkých užitkových vozidel (LCV). Obvykle se vyrábějí z tvárné litiny.

Pevné třmeny

Pevné třmeny se vyznačují jedním tělem, které je pevně spojeno se systémem zavěšení vozidla.

Obsahují dva nebo více pístků, které proti sobě tlačí brzdové destičky. V některých případech se používají vícerozměrové pístky, které mají v rámci jedné poloviny těla různé rozměry.

Pevné třmeny se používají u vozidel střední a vyšší třídy a u sportovních vozů a jsou obvykle vyrobeny z hliníkových slitin.

Lze tedy konstatovat, že plovoucí třmeny jsou levnější a zabírají méně místa. Jsou robustní a lze je ovládat různými systémy. Pevné třmeny jsou naproti tomu lehčí, rovnoměrněji se opotřebovávají, mají menší zbytkový moment a jsou lépe přizpůsobitelné konstrukci daného vozidla.

Jednodílné a dvoudílné třmeny

Pevné třmeny mohou mít podobu jednoho bloku (tzv. monobloku) nebo mohou být dodávány jako dva samostatné díly. Monoblokové třmeny, které jsou vyrobeny z jediného odlitku, mají lepší poměr hmotnosti a objemu kapaliny a díky absenci šroubů nebo matic mají lepší tvarovou pružnost. Zabírají také méně místa v radiálním směru, protože nemají kónický tvar.

Dvoudílné třmeny se naproti tomu snadněji vyrábějí a montují, protože k jejich obrábění není zapotřebí žádných speciálních nástrojů.

Správná funkce brzdových třmenů závisí na řadě faktorů, včetně kvality zpracování jednotlivých součástí, jejich správné montáže a výběru materiálů. Dalšími rozhodujícími faktory pro rychlou a přesnou odezvu brzdového systému jsou hladkost pístků, kvalita obložení a objemová absorpce (tj. objem brzdové kapaliny, který je absorbován během brzdění v důsledku deformace třmenu).

Hlavní součásti brzdových třmenů

Brzdové třmeny se skládají z několika součástí:

Těla třmenu: musí být schopno odolat namáhání, zajistit správné usazení destiček na kotouči a přizpůsobit se uložení pístků.
Válce: obsahují píst a zajišťují hydraulické těsnění, které umožňuje plynulý pohyb pístu při brzdění.
Pístky: přeměňují hydraulický tlak kapaliny na mechanickou sílu a působí přímo na destičky. Jsou vyrobeny z tepelně izolačních materiálů, aby se omezil přenos tepla z destiček do brzdové kapaliny. Jejich konstrukce zabraňuje jejich deformaci při vysokých teplotách a zajišťuje jejich kompatibilitu s brzdovou kapalinou.
Kluzná vodítka: umožňují relativní pohyb mezi tělem třmenu a pevným držákem a zajišťují rovnoměrné rozložení brzdných sil.
Těsnění: zaručují těsnost okruhu brzdové kapaliny a umožňují pístku vrátit se po brzdění do původní polohy (funkce roll-back), přestože je vystaven tlaku až 350 barů a teplotám od -40° do +200 °C. Podobným způsobem, ale v opačném směru, tato speciální těsnění vracejí pístek do správné provozní polohy, pokud je pístek přestaven v důsledku boční deformace kotouče (funkce „knock-back“). Tím je zajištěno, že zdvih brzdy nepřekročí jmenovitou hodnotu. Těsnění pístku musí být rovněž kompatibilní s kapalinou, se kterou přijde do styku během provozu (EPDM pro brzdové kapaliny DOT, HNBR pro minerální oleje).

Kryty proti nečistotě: chrání pístový válec před nečistotami a vlhkostí, čímž zabraňují poškození a korozi.
Pružiny brzdových destiček: vracejí destičky po brzdění do klidové polohy. Tento typ pružiny také udržuje přilnavost destiček k jednotlivým pístkům. Vyrábí se z nerezové nebo pružinové oceli s antikorozním povlakem.
Odvzdušňovací šroub: umožňuje odvzdušnění systému vypuštěním vzduchu z brzdového třmenu.
Montážní oka: jedná se o součásti, které připevňují brzdový třmen k příslušnému čepu. V závislosti na konstrukčních požadavcích mohou být radiálního nebo axiálního typu.
Radiální otvory: umožňují použití kotoučů s větším průměrem, snižují deformaci vlivem točivého momentu a podporují rovnoměrnější opotřebení brzdových destiček.
Axiální otvory: snadněji se vrtají, protože jsou rovnoběžné, a umožňují také montáž plovoucích třmenů.

Potrubí

Další klíčovou součástí je potrubí vedoucí k brzdovým třmenům. Potrubí může být pružné, vyrobené z pryže a kovového opletu, a/nebo pevné, v podobě kovových trubek.

Nejvhodnější potrubí se vybírá podle konstrukčních a výkonnostních požadavků. Například brzdové potrubí u výkonných vozidel se může skládat z tuhé části v blízkosti třmenu, za níž je použita pružná hadice. Toto řešení se používá proto, že tuhé potrubí poskytuje dostatečnou tepelnou izolaci, která chrání pružnou část před vysokými teplotami vznikajícími na třmenu.