Frână cu tambur - o frână cu frecare care frânează din cauza forțelor de frecare dintre suprafața interioară a unui cilindru rotativ (tambur) și saboții de frână staționari aflați în interiorul cilindrului. [1] [2] În general, se compune dintr-un tambur de frână, plăcuțe de frână, un platou cu suporturi pentru plăcuțe, un expandator și un dispozitiv de reglare a spațiului. [3]
Frâna cu tambur modern a fost inventată în 1902 de Louis Renault , deși Maybach a folosit modele mai puțin sofisticate cu un an mai devreme. La primele frâne, plăcuțele erau apăsate mecanic folosind pârghii și cabluri. De la mijlocul anilor 1930, au început să fie instalați cilindri mici de frână cu pistoane, deși unele vehicule au continuat să folosească sisteme de frânare mecanice de-a lungul deceniilor următoare. Uneori erau instalați doi cilindri de frână.
Plăcuțele din tambur sunt supuse unei uzuri extinse și frânele timpurii au trebuit să fie reglate în mod regulat până la inventarea frânei cu tambur cu auto-reglare în anii 1950. În anii 1960-[-1970, toate mașinile moderne instalau frâne cu disc pe roțile din față, iar frâne cu tambur încă erau instalate în spate, deși unii producători instalau frâne cu disc pe toate cele patru roți. Frânele cu tambur sunt, de asemenea, utilizate împreună cu o frână de mână, deoarece s-a dovedit foarte dificilă dezvoltarea unei frâne de mână pentru un sistem cu discuri.
Primele plăcuțe de frână aveau căptușeli din azbest , așa că trebuie avut grijă atunci când conduceți vehicule mai vechi pentru a evita inhalarea prafului. Guvernul SUA a început să reglementeze producția de azbest, iar producătorii de frâne au fost nevoiți să treacă la căptușeli fără azbest. La început, mulți șoferi s-au plâns de deteriorarea frânării, dar în viitor aceasta a fost compensată de dezvoltarea și îmbunătățirea tehnologiei, ceea ce a făcut posibilă abandonarea completă a garniturilor de azbest. Alte țări au restricționat, de asemenea, utilizarea azbestului în frâne.
În cea mai simplă frână cu tambur, cu două plăcuțe și un împingător comun, plăcuțele funcționează asimetric, deoarece forța de frecare îl înclină pe unul dintre tambur și împingător, iar al doilea între tambur și opritorul dur. Dacă pe prima plăcuță forța de frânare crește proporțional cu presiunea împingătorului, atunci pe a doua crește mult mai repede, deși nu liniar. Cu locația superioară a împingătorului și deplasându-se înainte cu întărire, acționează sabotul din față, care se numește sabotul de frână de intrare , spre deosebire de sabotul de frână din spate, respectiv, secundar. Este suficient ca șoferul să apese ușor, astfel încât blocul de rulare să atingă tamburul, după care efectul de „tragere” începe să funcționeze ca un fel de „amplificator”. Pentru a îmbunătăți eficiența, frânele cu tambur pot fi echipate cu o pereche simetrică de tije de împingere conectate printr-o tijă rigidă sau hidraulic: eficiența unei astfel de frâne este mărită prin „strângerea” ambelor plăcuțe după tambur. Devine mai dificil de controlat frânarea, dar decelerația crește semnificativ, iar efortul necesar asupra pedalei sau manetei de frână este redus. Acest moment a fost un plus foarte serios înainte de introducerea amplificatoarelor de frână, deoarece nu există un astfel de efect asupra mecanismelor de frână cu disc (discul de frână se rotește într-o direcție perpendiculară pe direcția forței de frânare). Odată cu apariția amplificatoarelor de frânare cu vid și hidraulice, proporționalitatea decelerației cu forța asupra pedalelor a devenit mai importantă, ceea ce permite un control mai precis al frânării - acum frânele cu tambur, dacă sunt folosite, sunt din alte motive, iar proiectarea cu o pereche de împingătoare de fapt nu sunt folosite.
Elementele principale ale unui mecanism de frână cu tambur (cu acţionare hidraulică) sunt plăcuţele de frână care realizează direct frânarea şi în acest scop au garnituri de frecare (având un coeficient de frecare ridicat) din material; tambur de frana ; roată sau cilindri de frână de lucru , sub presiunea fluidului în sistemul hidraulic, creat de cilindrul principal de frână antrenat de pedala de frână, apăsând plăcuțele pe suprafața interioară a tamburului de frână - pot fi unul sau doi, în al doilea în cazul în care se vorbește despre un mecanism de frână duplex sau un mecanism de frână cu două plăcuțe de conducere. Toate aceste piese sunt montate pe o bază ștanțată - scut de frână .
Reprezentare schematică a unei frâne cu tambur (tambur scos)
scut de frana
Cilindru de frână de roată (de lucru).
plăcuțe de frână
Tambur de frână (demontat)
De asemenea, frâna cu tambur include axe (degetele) plăcuțelor de frână, arcuri care țin plăcuțele în locurile lor și le unesc după ce șoferul eliberează pedala de frână, mecanisme care servesc la reglarea distanței dintre plăcuțe și tambur (uneori - mecanisme separate de reglare a frânelor la schimbarea plăcuțelor și în timpul funcționării) și tot felul de elemente de fixare.
Frânele cu tambur sunt folosite pe multe camioane , mai rar pe mașini și ATV -uri .
Principalul avantaj al unui mecanism de frână cu tambur este că puterea acestuia (determinată de zona zonei de contact a plăcuțelor cu suprafața tamburului) poate fi crescută foarte ușor prin creșterea atât a diametrului tamburului, cât și a acestuia. lățimea (în timp ce o frână cu disc poate fi mărită doar prin creșterea diametrului discului, care în cele mai multe cazuri este limitat de dimensiunea jantei roții în care este montat discul de frână). Acest lucru permite chiar și cu o eficiență specifică nu prea mare (forța de frânare pe unitatea de suprafață a plăcuțelor) să se obțină valori absolute foarte mari ale forței de frânare necesare pentru încetinirea și oprirea vehiculelor grele, cum ar fi camioanele sau autobuzele. .
Mecanismul tamburului este relativ bine protejat de pătrunderea apei și a prafului, plăcuțele sale se uzează mult mai puțin pe drumurile prăfuite sau murdare decât plăcuțele de frână cu disc deschise, făcându-l mai durabil și, în general, mai potrivit pentru condiții proaste de drum. Frânele cu tambur nu emit multă căldură, ceea ce face posibilă utilizarea lichidelor de frână pe bază de ulei-alcool (ESK, BSK și altele asemenea) relativ ieftine, sigure de manevrat și nehigroscopice, cu un punct de fierbere scăzut. Utilizarea frânelor cu tambur facilitează echiparea vehiculului cu frâna de parcare .
În același timp, frânele cu tambur funcționează mai puțin uniform și în general mai lent decât frânele cu disc, au caracteristici mai puțin stabile (ceea ce se datorează în primul rând variabilității zonei de contact dintre plăcuță și suprafața interioară a tamburului de frână) și mai puțină reglare, forța asupra plăcuțelor lor este limitată de rezistența la rupere a tamburului (în timp ce într-o frână cu disc, discul este încărcat în compresie, ceea ce poate crește semnificativ forța cu care plăcuțele sunt apăsate împotriva acestuia). Prin urmare, mașinile de mare viteză folosesc de obicei cel puțin frâne pe disc față.