Technológia a fungovanie brzdových strmeňov

Brzdové strmene sú základnými súčasťami brzdového systému vozidla. Ich hlavnou úlohou je premena hydraulickej energie kvapaliny na energiu mechanickú. K tomu dochádza tak, že hydraulický tlak z hlavného valca pôsobí na piesty v strmeni a vytvára silu potrebnú na pritlačenie doštičiek k brzdovému kotúču, čím sa zníži rýchlosť vozidla alebo sa vozidlo úplne zastaví.

Typy brzdových strmeňov: plávajúce a pevné

Plávajúce strmene

Plávajúce strmene sa vyznačujú piestmi (obvykle jedným alebo dvoma), ktoré sú umiestnené na jednej strane strmeňa.

Piesty pritláčajú jednu doštičku priamo k brzdovému kotúču, zatiaľ čo druhá doštička je pritláčaná pohybom tela plávajúceho strmeňa, ktoré sa posúva po špeciálnych vedeniach.

Plávajúce strmene sa bežne používajú vo vozidlách nižšej a strednej triedy a v ľahkých úžitkových vozidlách (LCV). Obvykle sa vyrábajú z tvárnej liatiny.

Pevné strmene

Pevné strmene sa vyznačujú jedným telom, ktoré je pevne spojené so systémom zavesenia vozidla.

Obsahujú dva alebo viac piestov, ktoré proti sebe tlačia brzdové doštičky. V niektorých prípadoch sa používajú tzv. diferenciované piesty, ktoré majú v rámci jednej polovice tela rôzne rozmery.

Pevné strmene sa používajú vo vozidlách strednej a vyššej triedy a v športových vozidlách a sú obvykle vyrobené z hliníkových zliatin.

Možno teda konštatovať, že plávajúce strmene sú lacnejšie a zaberajú menej miesta. Sú robustné a dajú sa ovládať rôznymi systémami. Pevné strmene sú naproti tomu ľahšie, rovnomernejšie sa opotrebovávajú, majú menší zvyškový moment a sú lepšie prispôsobiteľné konštrukcii daného vozidla.

Jednodielne a dvojdielne strmene

Pevné strmene môžu mať podobu jedného bloku (tzv. monobloku) alebo môžu byť dodávané ako dva samostatné diely. Monoblokové strmene, ktoré sú vyrobené z jediného odliatku, majú lepší pomer hmotnosti a objemu kvapaliny a vďaka absencii skrutiek alebo matíc majú lepšiu tvarovú pružnosť. Zaberajú tiež menej miesta v radiálnom smere, pretože nemajú kónický tvar.

Dvojdielne strmene sa naproti tomu ľahšie vyrábajú a montujú, pretože na ich obrábanie nie sú potrebné žiadne špeciálne nástroje.

Správna funkcia brzdových strmeňov závisí od mnohých faktorov, vrátane kvality spracovania jednotlivých súčastí, ich správnej montáže a výberu materiálov. Ďalšími rozhodujúcimi faktormi pre rýchlu a presnú odozvu brzdového systému sú hladkosť piestov, kvalita obloženia a objemová absorpcia (t. j. objem brzdovej kvapaliny, ktorý je absorbovaný počas brzdenia v dôsledku deformácie strmeňa).

Hlavné súčasti brzdových strmeňov

Brzdové strmene sa skladajú z niekoľkých súčastí:

Tela strmeňa: musí byť schopné odolať namáhaniu, zaručiť správne usadenie doštičiek na kotúči a prispôsobiť sa uloženiu piestov.
Valcov: obsahujú piest a zabezpečujú hydraulické tesnenie, ktoré umožňuje plynulý pohyb piestu pri brzdení.
Piestov: premieňajú hydraulický tlak kvapaliny na mechanickú silu a pôsobia priamo na doštičky. Sú vyrobené z tepelne izolačných materiálov, aby sa obmedzil prenos tepla z doštičiek do brzdovej kvapaliny. Ich konštrukcia zabraňuje ich deformácii pri vysokých teplotách a zaručuje ich kompatibilitu s brzdovou kvapalinou.
Klzných vedení: umožňujú relatívny pohyb medzi telom strmeňa a pevným držiakom a zabezpečujú rovnomerné rozloženie brzdných síl.
Tesnení: zaručujú tesnosť okruhu brzdovej kvapaliny a umožňujú piestu vrátiť sa po brzdení do pôvodnej polohy (funkcia roll-back), hoci je vystavený tlaku až 350 barov a teplotám od -40 ° do +200 °C. Podobným spôsobom, ale v opačnom smere, tieto špeciálne tesnenia vracajú piest do správnej prevádzkovej polohy, pokiaľ je piest prestavaný v dôsledku bočnej deformácie kotúča (funkcia „knock-back“). Tým sa zabezpečí, že zdvih brzdy neprekročí menovitú hodnotu. Tesnenie piestu musí byť tiež kompatibilné s kvapalinou, s ktorou príde do styku počas prevádzky (EPDM pre brzdové kvapaliny DOT, HNBR pre minerálne oleje).

Krytov proti nečistote: chráni piestový valec pred nečistotami a vlhkosťou, čím zabraňujú poškodeniu a korózii.
Pružín brzdových doštičiek: vracajú doštičky po brzdení do ich pokojovej polohy. Tento typ pružiny tiež udržiava priľnavosť doštičiek k jednotlivým piestom. Vyrába sa z nerezovej alebo pružinovej ocele s antikoróznym povlakom.
Odvzdušňovacej skrutky: umožňuje odvzdušnenie systému vypustením vzduchu z brzdového strmeňa.
Montážnych ôk: sú to súčasti, ktoré pripevňujú brzdový strmeň k príslušnému čapu. V závislosti od konštrukčných požiadaviek môžu byť radiálneho alebo axiálneho typu.
Radiálnych otvorov: umožňujú použitie kotúčov s väčším priemerom, znižujú deformáciu vplyvom krútiaceho momentu a podporujú rovnomernejšie opotrebovanie brzdových doštičiek.
Axiálnych otvorov: ľahšie sa vŕtajú, pretože sú rovnobežné, a umožňujú aj montáž plávajúcich strmeňov.

Potrubia

Ďalšou kľúčovou súčasťou je potrubie vedúce k brzdovým strmeňom. Potrubie môže byť pružné, vyrobené z gumy a kovového opletu, a/alebo pevné, v podobe kovových rúrok.

Najvhodnejšie potrubie sa vyberá podľa konštrukčných a výkonnostných požiadaviek. Napríklad brzdové potrubie vo výkonných vozidlách sa môže skladať z tuhej časti v blízkosti strmeňa, za ktorou je použitá ohybná hadica. Toto riešenie sa používa preto, že tuhé potrubie poskytuje dostatočnú tepelnú izoláciu, ktorá chráni ohybnú časť pred vysokými teplotami vznikajúcimi na strmeni.