Trumuļu bremzes
Kāpēc tās joprojām izmanto

Pateicoties augstākai efektivitātei, disku bremzes izkonkurē trumuļu bremzes ne tikai vieglo auto, bet arī komerctransporta segmentā. Tomēr dažiem modeļiem joprojām tiek uzstādītas trumuļu bremzes. Kādi ir to mīnusi, vai tām ir plusi, un kāpēc tās joprojām izmanto?

Prakse rāda – ja pārējie nosacījumi ir nemainīgi, automašīnai ar disku bremzēm bremzēšanas ceļš būs aptuveni par 20...30% mazāks nekā tās pašas automašīnas bremzēšanas ceļš ar trumuļu bremzēm. Trumuļu bremžu zemāka efektivitāte ir saistīta ar vairākām īpašībām, kuras var uzskatīt gan par mīnusiem, gan arī plusiem – atkarībā no tā, no kuras puses paskatās

Spēks, saskare un resurss

Trumuļu bremžu mazāks bremzēšanas spēks saistīts ar to, ka bremžu kluči spiež uz ārpusi. Nebūtu problēma izdarīt tā, lai bremžu cilindri attīstītu lielāku spiedienu, stiprāk piespiežot klučus, taču pārāk liels spēks var vienkārši paraut trumuli. Izgatavot biezākus un stiprākus trumuļus? Tas nozīmē svara palielinājumu, proti, neatsperotu masu, kā arī pašizmaksas pieaugumu. Vienīgais, ko var izdarīt, – palielināt platumu, taču šādu palielinājumu ierobežo ārējo gabarītu prasības.

Vēl viena trumuļu bremžu īpašība – neoptimāla berzes virsmu saskare. Bremžu kluča lielā laukuma dēļ pat divi virzuļi nevar to vienmērīgi piespiest trumulim. Nestabila saskares laukuma sekas ir nestabils palēninājums.

Minētie faktori ir mīnusi? No bremzēšanas efektivitātes viedokļa – jā, bet ir arī pozitīvs moments. Bremžu kluču sliktākas saķeres dēļ tie lēnāk nolietojas. Tiek uzskatīts, ka trumuļu bremžu mehānismu resurss ir pat divas un pat vairāk reizes lielāks nekā disku bremžu resurss. Ja tā, tad arī trumuļu bremžu apkope ir lētāka, jo tā nepieciešama retāk? Te nu kā paveiksies.

Vienam aizmugurējās trumuļu bremzes diezgan ilgu laiku var neradīt problēmas, savukārt citam mitruma iekļūšanas, oksidēšanās, iestrēgšanas utt. dēļ tās var prasīt tikpat regulāru apkopi kā disku bremzes. Starp citu, ideālos apstākļos lielāks aizmugurējo trumuļu bremžu resurss saistīts arī ar to, ka lielāku slodzi tomēr uzņemas priekšējie disku bremžu mehānismi.

Slēgtā konstrukcija

Tiek uzskatīts, ka trumuļu bremzes ir labāk aizsargātas no ārējiem faktoriem, jo īpaši − no netīrumu iekļūšanas. Zināms vēsturisks fakts: FIAT-124 bija aizmugurējās disku bremzes, bet no tā klonētajam žigulim – trumuļu bremzes. Izskaidrojams ir vienkāršs. Izmēģinājumu laikā padomju realitātē FIAT-124 disku bremžu diski un kluči, kas paredzēti Itālijas apstākļiem, no braukšanas pa putekļainiem, dubļainiem un bieži vien arī grunts ceļiem pārāk ātri sabojājās. Procesu paātrināja tas, ka priekšējo riteņu saceltie putekļi un netīrumi vienmēr krīt uz aizmugurējiem riteņiem. Tad izlēma, ka ilgizturība ir svarīgāka nekā bremzēšanas efektivitāte.

Mūsdienās disku bremžu zemā izturība pret netīrumiem jau ir pagātne. Ražotāji jau sen ir iemācījušies izgatavot nodilumizturīgākus diskus un klučus, un pat apvidus auto, kuriem izturība pret netīrumiem šķiet aktuāla, arvien retāk tiek izmantotas trumuļu bremzes. Tādi modeļi kā Toyota Land Cruiser vai Mitsubishi Pajero jau XX gadsimta astoņdesmitajos gados pārgāja uz disku bremzēm.

Aizsardzībai pret netīrumu iekļūšanu no ārpuses ir arī otra puse: visi nodiluma produkti paliek trumuļa iekšpusē, tie nonāk uz frikcijas virsmām, samazinot darbības efektivitāti. Vēl viens slēgtās konstrukcijas trūkums – iekļuvušais mitrums ilgāk paliek iekšpusē. Pašas disku bremzes diezgan ātri izžūs, bet trumuļus, piemēram, pēc izbraukšanas caur dziļu peļķi ir ieteicams nožāvēt, vairākas reizes nospiežot pedāli, lai atjaunotu darbības efektivitāti. Turklāt mitruma iekļūšana izraisa koroziju, bet ziemā kluči var piesalt pie trumuļiem.

Atšķirībā no disku bremzēm trumuļu bremzēm berzes virsmas neatdzesē gaisa plūsma, un tāpēc tendence pārkarst tām ir lielāka. Avārijas bremzēšanas laikā trumuļu bremzes var sakarst līdz 500...600°C. Pēc pārkaršanas trumuļi var deformēties un pēc tam ir gandrīz neiespējami atjaunot to sākotnējās īpašības. Tātad mūsdienās slēgtā konstrukcija ir strīdīgs pluss.

Lietošana

Disku un trumuļu bremzes tika izstrādātas apmēram vienā un tajā pašā laikā (sk. iespraudumu), un tad trumuļu bremzes izrādījās efektīvākas nekā disku bremzes. Taču mūsdienās tām ir vairāk mīnusu nekā plusu. Kāpēc tās joprojām izmanto? Pastāv viedoklis, ka trumuļu bremzes ir lētākas ražošanas pašizmaksas ziņā, taču tā ne vienmēr ir taisnība. Katra konkrēta autoražotāja gadījumā viss ir atkarīgs no tehnoloģisko procesu ķēdes un komponenšu piegādātājiem.

Iemesls ir nedaudz cits. Diezgan daudzu jauno modeļu pamatā nebūt nav jaunas platformas. Tas attiecas uz dažiem pikapiem, nedārgiem mazlitrāžas modeļiem vai tādām automašīnām kā, piemēram, Dacia, kas sākotnēji tika pozicionēta kā budžeta klases automašīna. Lielākajai daļai veco platformu aizmugurē ir diezgan vienkārša piekare un trumuļu bremzes. Tālāk jau ir ekonomiskās lietderības aspekts.

Ja automašīnai sākotnēji nepiemīt izcila dinamika un tai nav vajadzīgas superefektīvas bremzes, tad kāpēc gan neizmantot esošos risinājumus? Tas ir lētāk nekā izstrādāt jaunu konstrukciju, mainīt konveijeru procesus, komponenšu piegādātājus utt. Turklāt prasības trumuļu bremzēm ir zemākas, un tāpēc tās ir vieglāk sertificēt.

Protams, stabilizācijas sistēmas, automātiskās vadības elementus vai elektronisko stāvbremzi ir daudz vienkāršāk "sadraudzēt” ar disku bremzēm. Tomēr budžeta klases automašīnas ir bijušas un būs, un, kamēr vien drošības prasības ļaus izmantot trumuļu bremzes, tikmēr šī konstrukcija tiks izmantota.

Pašpievades mehānisms

Jebkura veida bremzēšanas mehānismu efektivitātes svarīgs nosacījums ir minimāla brīvgaita. Berzes virsmām jābūt pēc iespējas tuvāk vienai pie otras, jau pirms autovadītājs pieskaras pedāļiem. Disku bremžu konstrukcija sākotnēji to nodrošina, bet trumuļu bremžu gadījumā nākas veikt papildu pasākumus, konkrēti – kluču pievadi.

Kādreiz tika izmantota mehāniskā pievade, piemēram, izmantojot ekscentriķus, kurus atkarībā no kluču nodiluma vajadzēja noregulēt manuāli. Šādas sistēmas aizstāja automātiska kluču pievade. Ir vairākas patentētas konstrukcijas, kuras var iedalīt divās grupās: kluču automātiskas izvēršanas iekšējā un ārējā sistēma.

Iepriekš tika izmantota mehāniskā pievade, piemēram, izmantojot ekscentriķus, kurus atkarībā no kluču nodiluma vajadzēja noregulēt. Šāds risinājums neatbilst pašreizējām drošības prasībām.

Iekšējās pievades elementi atrodas tieši bremžu cilindros. Sistēma ir relatīvi droša, bet ne pārāk precīza, un tāpēc mūsdienās parasti izmanto ārējās automātiskās pievades sistēmu. Ir vairākas modifikācijas, bet būtība ir viena. Ierīce ir maināma garuma spraišļplāksne ar regulējošu zobainu sakabes uzgriezni, kuru pievelk ar īpašu mehānismu katru reizi, kad tiek nospiests bremžu pedālis. Sistēma patstāvīgi apstājas optimālā maksimālas kluču izvēršanas pozīcijā un nespēj tos pārspiest, izraisot pastāvīgu piebremzēšanu.

Mūsdienās trumuļu bremzēs parasti tiek izmantota ārējās automātiskās kluču pievades sistēma, kas nodrošina minimālu brīvgaitu.

Konstrukcija ir vienkārša, taču tā ļauj tuvināt klučus cilindram gandrīz tikpat tuvu kā disku bremzēs. Principā tieši automātiska pievade ļauj trumuļu bremzēm demonstrēt nepieciešamo ātrdarbību un atbilst mūsdienu drošības prasībām.

No bremžu vēstures

Bremzes parādījās daudz agrāk nekā automašīnas: bija nepieciešams apturēt ratus, vagonus, piedziņas sistēmas utt. Viss sākās ar kluču bremzēm: klucis tiek piespiests riteņa skrejvirsmai un aptur tā griešanos. Riteņiem, kas izgatavoti no cieta materiāla, kā dzelzceļa transportam vai ratiem, šis veids derēja, bet riteņiem ar pneimatiskajām riepām – ne.

Kluču bremzes.

Alternatīva bija lentes bremzes, taču arī tām bija pietiekami daudz mīnusu: resurss tikai daži simti kilometru, zema efektivitāte, braucot atpakaļgaitā, un mehānisma piesārņojamība. Lielākā daļa autoražotāju pārtrauca izmantot lentes bremzes vēl pirms Pirmā pasaules kara sākuma.

Lentes bremzes shēma.

1902. gadā Luijs Reno izstrādāja konstrukciju, kas ir pašreizējo trumuļu bremžu pamatā. Gadu iepriekš – 1901. gadā – Vilhelms Maibahs piedāvāja shēmu, kurā klucis diska formā tika piespiests pie bremžu cilindra sāna. Nedaudz vēlāk tika patentēta disku konstrukcija, kas atgādina mūsdienās esošo.

Trumuļu bremžu darbības princips kopš to izgudrošanas gandrīz nav mainījies.

Tomēr sākumā disku bremzes nedarbojās visai labi. Ūdens un – vēl jo sliktāk – eļļas iekļūšana būtiski mazināja bremzēšanas efektivitāti, savukārt krītošie netīrumi izraisīja strauju kluču un disku, kas tika izgatavoti no vēl nepilnīgiem materiāliem, nodilšanu. Tādējādi no ārējās iedarbības labāk aizsargātā trumuļu konstrukcija diezgan ilgu laiku automobiļu rūpniecībā bija pieprasītāka.