Układy hamulcowe

bg‑orange

Hamulce bębnowe

Hamulce bębnowe, dominujące w poprzednim stuleciu we wszystkich rodzajach pojazdów mechanicznych, zostały niemal całkowicie wyparte przez hamulce tarczowe. Hamulec bębnowy składa się z bębna, tarczy kotwicznej ze szczękami hamulcowymi wyposażonymi w okładziny cierne i jednego lub dwóch rozpieraczy. Sterowanie motocyklowym hamulcem bębnowym odbywa się przeważnie za pomocą cięgna linkowego lub prętowego współpracującego z dźwignią.

Wadami hamulców bębnowych są: mała efektywność hamowania, mała możliwość wydajnego chłodzenia, niska zdolność do samooczyszczania oraz trudna do wykrycia możliwość wycieku smaru z piasty koła na wewnętrzną powierzchnię bębna hamulcowego.

Hamulce bębnowe stosowane są obecnie sporadycznie przy tylnym kole w niektórych motorowerach, skuterach i motocyklach, które nie osiągają znacznych prędkości.

Hamulce bębnowe dzielimy na hamulce typu SIMPLEX – wyposażone w jeden rozpieracz wspólny dla obu szczęk hamulcowych i hamulce typu DUPLEX – wyposażone w dwa rozpieracze, po jednym dla każdej szczęki hamulcowej. Największą wadą systemu SIMPLEX jest nierówny rozkład sił hamowania na obu szczękach hamulcowych. Szczęka dociskana ruchem obrotowym bębna generuje $80 %$ całkowitej siły hamowania, a szczęka odpychana ruchem obrotowym bębna generuje zaledwie $20 %$ całkowitej siły hamowania. Hamulce bębnowe typu DUPLEX nie maja tej wady i dlatego są skuteczniejsze przy tych samych wymiarach szczęk.

Hamulce tarczowe

Hamulce tarczowe składają się z tarczy przymocowanej do piasty koła motocyklowego oraz zacisku z klockami hamulcowymi zamontowanego przeważnie do goleni zawieszenia przedniego lub do ramienia wahacza w zawieszeniu tylnym. Sterowanie hamulca tarczowego odbywa się za pomocą dźwigni współpracującej z pompą hamulcową i układem hydraulicznym. Największymi zaletami hamulców tarczowych są: wysoka skuteczność hamowania, wysoka zdolność do samooczyszczania, odporność na przegrzanie i łatwe odprowadzanie ciepła oraz niska masa. Zaciski motocyklowych hamulców tarczowych dzielimy na symetryczne i niesymetryczne (nazywane też pływającymi).

Największą wadą zacisków niesymetrycznych jest marnowanie części siły nacisku na dźwignię pompy hamulcowej na przesuwanie zacisku względem jarzma mocującego. Jest to konieczne dla równomiernego hamowania obydwoma klockami hamulcowymi. Opory przesuwu zacisku po sworzniach prowadzących wzrastają wraz ze wzrostem siły hamowania, a w przypadku zatarcia tulejek zacisku efektywność działania hamulca znacznie spada, gdyż hamowanie odbywa się tylko jednym klockiem, a tarcza hamulcowa ugina się pod naciskiem klocka (w ramach swojej elastyczności). Jest to spowodowane specyficzną konstrukcją zacisku niesymetrycznego, w którym tłoczek lub tłoczki hamulcowe działają tylko po jednej stronie tarczy hamulcowej.

Zaciski hamulcowe symetryczne charakteryzują się tym, że cała siła przenoszona na tłoczki przez rozprężający się płyn hamulcowy wewnątrz zacisku wykorzystywana jest na efektywne dociskanie klocków do tarczy, czyli hamowanie.

Rosnące wymagania stawiane układom hamulcowym współczesnych motocykli dużej pojemności spowodowały niemal całkowitą rezygnację z zacisków pływających. Zaciski niesymetryczne występują czasem przy tylnym kole, rzadziej przy kole przednim. Zdarza się to w motocyklach turystycznych małej i średniej pojemności, wyposażonych w koła szprychowe z szerokim rozstawem szprych w okolicy piasty w zawieszeniu o niezbyt szerokim rozstawie kolumn zawieszenia. Konstruktorzy decydują się na takie rozwiązanie głównie ze względu na brak miejsca na zamontowanie szerszego zacisku symetrycznego. Tarcze hamulcowe przedniego koła przeważnie współpracują z wielotłoczkowymi zaciskami symetrycznymi. Zwiększanie liczby tłoczków w zacisku spowodowane jest dążeniem do zwiększenia powierzchni trącej klocków hamulcowych. Można to osiągnąć przez zwiększenie średnicy tarczy hamulcowej, ale jest to ograniczone średnicą koła. Tarcza nie może obracać się nad płaszczyzną drogi i dlatego lepiej jest zwiększyć powierzchnię trącą przez wydłużenie kształtu klocków. Oczywiście możemy wyobrazić sobie sytuację, w której klocek hamulcowy o dużej powierzchni jest dociskany jednym tłoczkiem, jednak im dalej od tłoczka, tym gorsze będzie dociskanie powierzchni trącej do powierzchni tarczy, gdyż każdy, nawet masywny klocek ma ograniczoną sztywność i będzie się odkształcał pod naciskiem tłoczka.

Tradycyjny motocyklowy układ hamulcowy składa się ze sterowanego ręcznie hamulca przedniego i niezależnego hamulca tylnego sterowanego nożnie. Motocyklista podczas hamowania tradycyjnym układem hamulcowym zmuszony jest do wykonania skomplikowanej operacji, tak dozując nacisk na obie dźwignie, aby nie dopuścić do zablokowania żadnego z kół. Dlatego już w latach trzydziestych zaprojektowano i zastosowano w produkcji seryjnej zintegrowane układy hamulcowe mechaniczne współpracujące z hamulcami bębnowymi. Zasada ich działania była prosta: hamulce obu kół uruchamiane były cięgnami sterowanymi wspólną dźwignią (zazwyczaj pedałem nożnym), a druga dźwignia obsługiwała dodatkowo hamulec jednego z kół. Problemem nie było wykonanie takiego układu, lecz jego poprawne wyregulowanie.

Do zintegrowanych układów hamulcowych powrócono w latach osiemdziesiątych XX wieku, projektując sterowane hydraulicznie lub elektronicznie, zintegrowane lub częściowo zintegrowane układy hamulcowe dla motocykli turystycznych.

Nowe motocykle wyposażane są w elektronicznie sterowane układy ABS. System ABS nie analizuje czynników wpływających na przebieg hamowania, lecz kontroluje zachowanie się koła, przeciwdziałając jego blokowaniu. System taki może współpracować zarówno z jednym, jak i z wieloma kołami danego pojazdu, dobierając dla nich optymalne siły hamowania. Informacje pobierane od czujników znajdujących się przy kołach przekazywane są do jednostki centralnej, która wysyła impulsy do sterownika odpowiedzialnego za rozkład ciśnień w układzie hamulcowym. Zablokowanie lub nagły spadek prędkości obrotowej któregokolwiek z kół powoduje wysłanie informacji do jednostki centralnej, której impuls wędruje do sterownika, uruchamiając zawór obniżający ciśnienie w tym segmencie układu do chwili ustania objawu blokowania.