Bubnová brzda stále žije. A má i své výhody!

Dnes převládají u vozidel kotoučové brzdy, které jako první představil světu Jaguar v roce 1953 v rámci závodu Le Mans na stroji C-Type.

První byl Maybach

Bubnovou brzdu uvedl jako první Maybach v roce 1901. O pouhý rok později představil Louis Renault zdokonalenou verzi. Ta je vlastně prapředkem řešení, které používáme dodnes. Koncepce využívala dvou zakřivených čelistí, z nichž každou usadili konstruktéři na jednom konci prostřednictvím čepu. Druhý konec byl opatřen excentrem, který se při sešlápnutí pedálu brzdy pootočil, čímž přitlačil čelist s obložením k vnitřní ploše bubnu.

Zpočátku se bubnové brzdy montovaly pouze na zadní nápravu. Tedy stejně jako u moderních aut. V tomto případě to však bylo z bezpečnostních důvodů. Tehdejší konstruktéři se totiž báli, že by brzdy na přední nápravě způsobovaly při svém zablokování smyk a tedy ztrátu řiditelnosti vozidla.

Jako první se odvážil namontovat bubnové brzdy na všechna kola Mercedes-Benz v roce 1903. Ovšem pouze na přání. Toto se stalo standardem od 20. let minulého století. Vrcholnou formu pak bubnové brzdy zažily na závodních automobilech z třicátých let, konkrétně Auto Union a „stříbrných šípů“, tedy vozů Mercedes-Benz.

Největší problém – teplota

Jakým způsobem vlastně vozidlo brzdí? Podstatou třecích brzd, mezi něž patří bubnové i kotoučové brzdy, je vytváření brzdného momentu třením. Ten vzniká mezi otáčející se částí (v tomto případě bubnu) a pevnou částí, kterou u bubnových brzd představují čelisti. Při brzdění se pohybová energie vozidla mění v teplo.

Kotoučové brzdy: Mají i nevýhody. A čím se liší brzda u Porsche 911 a Škody Octavia?

Bubnové brzdy mají výrazně větší třecí plochu než kotoučové. Přesto jsou v praxi daleko méně účinné. Hlavní příčinou je vysoká teplota. Bubnové brzdy se tak zahřívají mnohem více než kotoučové - důvodem je problematický odvod tepla. Kotoučová brzda je otevřená a tedy přímo vystavena proudícímu vzduchu. Naproti tomu obložení bubnové brzdy je uzavřeno v bubnu, což chlazení brzdy výrazně znesnadňuje.

Vysoká teplota způsobuje pokles brzdného účinku, takzvaný fading. Příčinou je snížení součinitele tření mezi obložením a bubnem při vysoké teplotě. V extrému může docházet dokonce k deformaci čelistí a bubnu.

K zamezení deformace bubnu a také z důvodu snížení ohřívání brzd se u moderních konstrukcí používají bubnové brzdy vyrobené ze dvou různých materiálů. Většinou jsou jimi lehké slitiny v kombinaci s litinovým třecím kroužkem. Lehké slitiny mají totiž větší takzvané měrné teplo, což v praxi přináší lepší schopnost jej pohlcovat. Druhou výhodu dvou materiálových bubnů představuje snížení hmotnosti neodpružených částí vozidla.

Ale zpět do vrcholné éry bubnových brzd v třicátých letech. Už v dobách zmíněných „stříbrných šípů“ a závodních vozů Auto Union se konstruktéři pokoušeli bubnové brzdy chladit. Třeba Mercedes-Benz za tímto účelem brzdy opatřil větranými žebrovanými bubny. Teplota brzd se tímto opatřením sice snížila, přesto však bylo jasné, že u výkonných automobilů je tento typ brzd slepou vývojovou uličkou.

Ve třech verzích

U běžných silničních automobilů však bubnové brzdy přežívají na zadní nápravě do dnešních dnů. Vpředu se pak naposledy používaly u aut, konstrukčně spadajících do 60. let. Za desetiletí se bubnová brzda samozřejmě vyvíjela, ve snaze zvýšit její účinnost.

Rozlišujeme tři základní typy bubnových brzd podle způsobu uložení a ovládání čelistí. Nejjednodušší a tedy i nejméně účinná je „jednoduchá brzda“ neboli simplex. Skládá se z jedné náběžné a jedné úběžné čelisti, přičemž k jejich ovládání (přitlačování k vnitřní ploše bubnu) slouží jedno společné ovládací zařízení.

Vyspělejší řešení představuje dvojnáběžná brzda (duplex). V tomto případě jsou obě brzdové čelisti náběžné. To znamená, že každá z nich má vlastní ovládací mechanismus.

Třetí způsob představuje brzda se spřaženými čelistmi, neboli servo. Obě čelisti jsou náběžné, přičemž k ovládání sekundární čelisti přes rozpěrný čep se využívá reakce uložení primární čelisti. Sekundární čelist má v tomto případě dokonce vyšší brzdný účinek než primární.

Parkovací brzda: K čemu slouží? A kolik je druhů?

Kromě těchto tří základních verzí existují ještě dvě modifikace. A sice duo duplex, respektive duo servo. Jedná se o takzvanou dvojnáběžnou obousměrnou brzdu, jejíž předností je účinek také při jízdě vzad (zpětný chod). Při použití klasické dvojnáběžné brzdy totiž její čelisti pracují při jízdě na zpátečku obě jako úběžné, čímž jejich brzdný moment klesne zhruba třikrát v porovnání s jízdou vpřed.

Běžně nezatuhnou a i „ručka“ brzdí

U běžných konstrukcí bubnových brzd slouží k jejich ovládání hydraulický brzdový váleček, automechaniky přezdívaný „prasátko“. Jeho dva písty, roztahované tlakem brzdové kapaliny, přímo ovládají horní část brzdových čelistí, jimž automechanici neřeknou jinak než pakny.

V dolní části brzdových čelistí jsou použity takzvané klíče. Zpět při poklesu tlaku brzdové kapaliny jsou čelisti vraceny soustavou pružin.

Výhodou bubnových brzd je v porovnání s kotoučovými brzdami jejich vhodně zvolený ovládací převod, který vyžaduje od řidiče menší ovládací síly na pedál brzdy v porovnání s brzdovým systémem s kotoučovými brzdami. Bubnové brzdy tak byly mnohem výhodnější ve spojení s brzdami bez posilovače. Dne však mají posilovač brzd všechna auta.

Z dnešního pohledu je největší výhodou bubnových brzd používaných na zadní nápravě větší odolnost a spolehlivost. Zatímco o bubnových brzdách majitelé moderních aut skoro nevědí, ty kotoučové občas vyžadují nějakou tu péči. Největším problém starších aut, řekněme z 90. let, které používaly kotoučové brzdy na zadní nápravě, bylo jejich zatuhávání. Ve většině případů se rovněž pojily s parkovací mechanickou brzdou (s výjimkou mercedesů, které mají pomocný buben). Velmi často se u popsaného řešení stávalo, že parkovací brzda prostě nebrzdila. Kdo někdy provozoval někdejší vozy Peugeot, Volkswagen, BMW či Mazda z „devadesátek“, jistě se s problémy zadních kotoučových brzd na těchto autech potýkal.

Zejména na levnějších automobilech mají proto bubnové brzdy i dnes své místo. I vzhledem k tomu, že zadní náprava se na celkovém brzdném účinku vozidla podílí přibližně 30 procenty, není u aut s běžnými jízdními výkony nezbytně nutné nahrazovat na zadní nápravě osvědčené „bubny“ kotouči.