Jak działają szczęki hamulcowe oraz cały układ hamulców bębnowych?

Hamulec bębnowy to dość prosta, lecz nadal skuteczna konstrukcja, znacząco wpływająca na bezpieczeństwo podczas jazdy. Mimo mało skomplikowanej konstrukcji są one o wiele bardziej trwalsze od hamulców tarczowych. Na czym więc polega specyfika ich działania?

Mówiąc w skrócie

Hamulec bębnowy, jak sama nazwa wskazuje, jest zbudowany z bębna obracającego się wraz z kołem, w środku którego znajdują się dwie szczeki hamulcowe przytwierdzone do nieobrotowej tarczy koła. Powierzchnia cierna szczęk hamulcowych, znajdująca się przy samej powierzchni roboczej bębna, poprzez rozpieranie ich tłoczkiem hamulcowym, trze o bęben, powodując moment hamowania. Za powrót szczęk hamulcowych do pozycji wyjściowej odpowiedzialny jest układ sprężyn, który je łączy.

Budowa i sposób działania

Bęben hamulcowy zamocowany na stałe do koła obraca się wraz z nim. Do nieruchomej tarczy hamulcowej przytwierdzony jest sworzeń, będący osią obrotu szczęk i jednocześnie zapobiegający obrotowi szczęk podczas hamowania. Za uruchomienie układu hamulcowego odpowiedzialny jest pedał hamulca połączony za pomocą cięgna z dźwignią obracającą rozpieraczem. Szczęki połączone są śrubową sprężyną, której zadaniem jest odciągnięcie szczęk od powierzchni bębna w momencie zakończenia procesu hamowania.

Powierzchnia szczęk hamulcowych pokryta jest materiałem ciernym, charakteryzującym się wysokim współczynnikiem tarcia. Szczęki zamontowane są obrotowo na sworzniach i wykonują niewielki ruch obrotowy o mały kąt w wyniku działania rozpieracza. Rozpoczęcie procesu hamowania powoduje obrót rozpieracza, rozsunięcie się górnych powierzchni szczęk hamulcowych oraz ich obrót wokół sworzni. Podczas hamowania szczeki wykonują ruch obrotowy, ale tylko w bardzo niewielkim stopniu. Tutaj mamy do czynienia ze zmianą określenia nazw szczęk.

Szczęka współbieżna i przeciwbieżna

Szczęka, która podczas procesu hamowania ma kierunek obrotu zgodny z ruchem wirowym bębna, nazywa się szczęką współbieżną. Z kolei szczęka mająca przeciwny kierunek obrotu, nazywana jest szczęką przeciwbieżną. W momencie, gdy zmienia się kierunek obrotu koła, czyli na przykład, gdy samochód porusza się na biegu wstecznym, szczęka współbieżna staje się szczęką przeciwbieżną. Moment hamowania przy tej samej sile nacisku rozpieraka jest większy na szczęce współbieżnej niż w przypadku szczęki przeciwbieżnej. Wynika to z tzw. efektu samowzmacniania.

FAQ

Czym jest hamulec bębnowy i jak działa w skrócie?

Hamulec bębnowy to bęben obracający się z kołem, wewnątrz którego są dwie szczęki z materiałem ciernym. Naciśnięcie hamulca rozsuwa szczęki tłoczkiem, ich powierzchnie trą o bęben i wytwarzają moment hamowania. Po zwolnieniu sprężyny cofają szczęki.

Z czego składają się szczęki hamulcowe i rolę poszczególnych elementów?

Szczeki mają materiał cierny przymocowany do metalowej ramy, są osadzone na sworzniu obrotowym, łączone sprężyną powrotną i napędzane rozpieraczem. Sworzeń zapobiega ich obracaniu, sprężyna odciąga szczęki po hamowaniu.

Co to jest szczęka współbieżna i przeciwbieżna oraz jaki ma to wpływ na hamowanie?

Szczęka współbieżna podczas hamowania obraca się zgodnie z ruchem bębna i ma większy moment hamowania dzięki efektowi samowzmacniania. Przeciwbieżna działa przeciwnie i jest mniej skuteczna przy tej samej sile rozpieracza.

Dlaczego hamulce bębnowe są nadal stosowane i jakie mają zalety?

Są proste, trwałe i tańsze w produkcji niż tarczowe. Dobra odporność na zabrudzenia i dłuższa żywotność szczęk sprawiają, że w niektórych zastosowaniach (np. tylne hamulce) są opłacalne ekonomicznie.

Co odpowiada za cofanie szczęk po zakończeniu hamowania?

Za powrót szczęk do pozycji wyjściowej odpowiada układ sprężyn łączących szczęki, które ściągają je od powierzchni bębna po zwolnieniu pedału hamulca.