Alko kalkulačka
Jaké.auto Informace o autech podle značky a modelu

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

Tomáš Dusil Tomáš Dusil 8. 5. 2018 • 01:42
14
31
Zobrazit náhledy (14)
Abarth Abarth Abarth Abarth Abarth Abarth Abarth Abarth Abarth
Kotoučová brzda má celou řadu výhod, ale i některé slabiny. Které to jsou a čím se liší kotoučová brzda v Porsche 911 a Škodě Octavia?

První zmínka o brzdách, které se velmi podobaly moderním kotoučovým, se datuje už na přelom 19. a 20. století. Patent na tento brzdový systém přihlásil v anglickém Birminghamu jako první Frederick Lanchester v roce 1902. Tento vynálezce je ale spíše než s brzdami spojován s možnostmi vyvážení chodu pístového motoru. Objevil totiž princip vyvažovacích hřídelů rotujících v bloku motoru, tak jak to známe třeba z agregátů EA 888 skupiny VW, v minulosti třeba z velkého čtyřválce firmy Porsche pro modely 924S, 944 a 968. Od zmíněného patentu pana Lanchestera k praktickému masovějšímu využití kotoučové brzdy coby zařízení ke zpomalování rozjetého vozidla ale uběhlo několik desítek let.

Zpočátku se kotoučové brzdy objevovaly na závodních automobilech. U sériových vozidel se s nimi setkáváme až od konce 50. let. Kotoučové brzdy se začaly zpočátku požívat na přední nápravě. V průběhu 60. let se pak objevily první automobily se čtveřicí kotoučových brzd. Příkladem jsou tři slavné sportovní vozy: Jaguar E-Type, Chevrolet Corvette C2 Sting Ray a Porsche 911.

Jak kotoučová brzda funguje?

Kotoučové brzdy patří stejně jako bubnové do skupiny třecích brzd. Ke zpomalení vozidla se u nich využívá tření, při němž vzniká brzdný moment mezi otáčející se a pevnou částí brzdy. Při tření se tak pohybová (kinetická) energie vozidla mění v teplo. Kromě kotoučové a bubnové brzdy se lze u vozidel setkat ještě s převodovou brzdou, která se ale používá jen u některých nákladních vozidel. A dále s pásovou brzdou, kterou ovšem najdete téměř výhradně v samočinné planetové převodovce.

Zpravidla jsou kotoučové brzdy umísťovány do kol. Otáčející se část brzdy (brzdový kotouč) je tak spojena s nábojem kola. Existují ale i vozidla, kde jsou kotoučové brzdy umístěny blíže podélné ose jeho symetrie, hned za výstup z rozvodovky. A tedy mezi ní a hnací hřídele. V tomto případě konstruktéři sledují snížení hmotnosti neodpružených částí vozu. S tímto se lze setkat u starších modelů Alfy Romeo, Astonů Martin, ale také u rumunského vozu Oltcit. Že takové řešení dost komplikuje výměnu brzdového obložení, je nasnadě. U kotoučové brzdy je tedy pohyblivou částí její kotouč, naopak pevnou brzdový třmen (brzdič), v němž se nacházejí brzdové destičky, coby obložení brzdy.

Proč se pojí s posilovačem?

U levnějších, zpravidla menších aut jsou kotoučové brzdy používány pouze na přední nápravě, vzadu postačí bubnové brzdy. Důvodů, proč tomu tak je, lze najít hned několik. Přední náprava se na zpomalení vozidla podílí přibližně 70 procenty. Proto vyžaduje výkonnější brzdy než ta zadní. Proč je ale kotoučová brzda zpravidla účinnější než bubnová, když má menší třecí plochu?

Důvodem je možnost mnohem snáze kotoučovou brzdu chladit. Na rozdíl od bubnové totiž není třecí plocha uzavřena v bubnu. Proto také kotoučová brzda lépe odolává slábnutí brzdného účinku při dlouhodobém nebo opakovaném brzdění.

Kotoučové brzdy mají také vyšší stabilitu brzdného účinku z důvodu malého vnitřního převodu s lineární charakteristikou. Zjednodušeně řečeno, nevyžadují tolik pohyblivých částí od ovládací hydrauliky k částem s obložení. Další výhodou je snazší a rychlejší výměna obložení, tedy za předpokladu, že jsou brzdy umístěny v kole. Poslední výhodou je až o 20 procent menší hmotnost.

Nevýhody kotoučové brzdy

Ačkoliv výhody u kotoučových brzd převládají, lze u nich najít i některé nevýhody. Z důvodu malého vnitřního převodu brzdy je zapotřebí k jejich ovládání obyčejně větší síla než u bubnové brzdy. Proto jsou vhodné ve spojení s brzdovým posilovačem. Pokud má auto kotoučové brzdy a nemá posilovač brzdného účinku (například zmíněný rumunský Oltcit), pak se brzdy obtížně ovládají a pocitově vozidlo moc nebrzdí.

Druhou nevýhodou je obtížnější řešení parkovací brzdy. Proto u některých aut, jsou-li použity kotoučové brzdy i na zadní nápravě, je brzdový systém opatřen pomocnou bubnovou brzdou. Tuto konstrukci mají například vozy Mercedes-Benz. Jinde bylo možné se setkat se dvěma třmeny. Jeden pro hydraulickou a tedy provozní brzdu a druhý pro parkovací. Jde o řešení, které v minulosti používal francouzský Citroën u něhož parkovací brzda působila nikoliv na zadní, ale na přední kola.

U kotoučových brzd se vyskytuje rovněž pískání při brzdění. Vzniká vibrací při dosednutí brzdové destičky na píst brzdového třmenu. K zamezení toho se používají různá opatření od antivibračních plechů připevněných k zadní straně destičky, až třeba po nalepenou protivibrační fólii.

K čemu jsou odvětrávané a keramické kotouče?

Kotoučové brzdy jsou sice obecně lehčí než bubnové, přesto pokud se kotouče a brzdiče zvětšují, roste jejich hmotnost, což je vzhledem k tomu, že se jedná o neodpruženou hmotu, nežádoucí. Proto se zejména u velmi výkonných automobilů lze setkat s odvrtávanými kotouči. Toto neslouží primárně pro odvod tepla, ale důvodem je snaha snížit hmotnost kotouče. I z toho důvodu se u sportovních aut vyrábějí brzdové třmeny (brzdiče) kotoučových brzd z hliníkových slitin. Naopak kotouče jsou běžně vyrobeny z oceli. Mohou být ale také zhotoveny z keramiky, což je technologie používaná u výkonných automobilů.

Výhodou keramiky je velmi malá tepelná vodivost a také hmotnost z ní vyrobeného kotouče. Z toho důvodu nedochází k úbytku brzdného účinku, takzvanému fadingu, při opakovaném nebo dlouhodobě trvajícím použití brzd. Výhodou je také vynikající odolnost proti opotřebení. Nevýhodou je vysoká cena, která se běžně šplhá do stovek tisíc korun. Technologie keramických brzd přišla do osobních aut po patřičných úpravách ze závodních automobilů a také z dopravních letadel. U nich se nepoužívá na každém kole jeden brzdový kotouč, ale hned několik kotoučů v řadě.

Co je plovoucí brzdič?

Kotoučové brzdy se napříč různými aplikacemi neliší pouze průměrem kotoučů, jeho materiálem a provedením, ale také konstrukcí brzdiče (třmenu). Rozlišuje se takzvaný plovoucí brzdový třmen a pevný nebo také monoblokový brzdový třmen. Čím se oba vzájemně odlišují?

Mnohem více rozšířený je plovoucí brzdový třmen. Jeho charakteristickým znakem je použití pístu, případně více pístů, k němuž se přivádí brzdová kapalina pouze z jedné vnitřní (od vozidla) strany brzdiče. To znamená, že přímo stlačuje pouze jednu brzdovou destičku. Ta druhá, vnější je přitlačována posuvnou částí třmenu vzniklou reakční sílou působící na dno válce, v němž se píst pohybuje. Plovoucí brzdové třmeny má naprostá většina aut. Třeba tuzemská novodobá Škoda Octavia bez ohledu na její generaci.

Alternativou jsou pevné třmeny, nebo-li monoblokové. Ty jsou charakteristické tím, že mají písty z obou stran brzdiče. To znamená, že každá z destiček má svůj vlastní. Pístů může být samozřejmě více. U nejvýkonnějších brzd jsou na každé straně až tři písty. Takový brzdič je tedy šestipístový. Kotoučové brzdy s pevným brzdičem běžně používají vozy značek Porsche a Ferrari, v minulosti je měla také naše Škoda 105/120 a její deriváty. U vrcholné stotřicítky a dále 136 a samozřejmě kupé Garde a Rapid byly vpředu použity čtyřpístové pevné brzdiče. To znamená, že na každé straně byly dva písty, místo jednoho u běžných verzí těchto škodovek. Pevné brzdiče jsou dražší a zpravidla také prostorově náročnější, než plovoucí.

Kotoučové brzdy se stále častěji objevují i na zadní nápravě malých aut. Svého času u některých automobilek to dokonce bylo tak, že pokud byl vůz vybaven ABS, měl čtyři kotoučové brzdy, v případě, že nebyl, nabízel výrobce na zadní nápravě obyčejnější bubnové brzdy. Ze značek, které to takto měly vyřešeno zmíníme třeba korejskou Kiu nebo již zaniklou britskou automobilku Rover. Ale to je už historie.

Související články

Témata
Autorizovaný prodej Servis osobních aut Autobazary Pneuservisy Náhradní díly

Diskuse: Přidat názor

Avatar -
Ach jo.
| 10. 5. 2018
Jestli jde brzda zlehka nebo ztěžka není dáno až tak tím, zda je kotoučová nebo bubnová, ale hlavně poměrem průměru válečků versus brzd. válce či válců a délkou jejího/jejich kroku. Ovládací sílu pak podstatně ovlivňuje podtlakový posilovač, ale není pravdou, že u kotoučové brzdy by byl nějakopu nutností. Žigul dvanáctistovka posilovač neměl a brzdil nějak, patnáctistovka posilovač měla a brzdila - prakticky stejně. Rozdíl byl jen v komfortu.
"Naopak kotouče jsou běžně vyrobeny z oceli." No to byste nezabrzdil. Kotouče jsou buď z litiny, nebo z ocelolitiny s nasycenou (temperovanou) třecí plochou. Ocel obsahuje málo uhlíku, takže by povrchově degradovala a vytvářela by trhliny a mikrosváry s destičkou. Výsledkem by místo plynulého brzdění bylo poskakování.
Naopak karbonové kotouče jsou principiálůně ze samého uhlíku, ale právě proto jsou osaditelné jen deskami s vysokým součinitelem tření (klasickou oem destičku běžného vozu by ten kotouč "umazal"), a ty pracují za nějakých provozních teplot, zpravidla vyšších (cca do 150 °C prakticky nedělají nic). Proto se karbonové kotouče používají jen na okruzích, zatímco třeba v rally jsou zakázány - na okruhu je fuk, že řidič šlápne na pedál a půl sekundy se neděje nic (a teprve potom zabere třecí součinitel 0,8), protože prostě pilot s touto skutečností počítá a šlápne na pedál o něco dříve, než potřebuje fakticky zpomalovat. Jenže v rally a v běžném provozu už by byl mrtvý, protože tam potřebujeme, aby brzdný součinitel nastupoval okamžitě, takže součinitele tření bývají nižší (v rally kolem 0,5-0,6 - v běžném vozidle kolem 0,3-0,4), ale nástup brzd "od spoda" i za minimálních teplot (i v zimě) musí být okamžitý. Samozřejmě, takové brzdy pak se pak za vysokých teplot mají snahu přehřívat. Teplo je pak uvolňováno do okolí a krom jiného i do brzdové kapaliny, a proto se jednopístky vždy uvaří, ačkoli za "normálních" podmínek brzdí díky své velikosti třeba i výrazněji, než menší vícepístkové soustavy. proto se ve sportu vždy (pokud je to dovoleno) používají vícepístkové soustavy, i když je to komplikace vzhledem k diskům apod.
No a s uhlíkem a materiály obecně souvisí i ono pískání, skřípání a podobné pazvuky. Příčin je několik - ano, může to být pohyb segmentu (destičky) vůči pístku, proto se ostatně novější destičky vybavují krom měkčených a tvarovaných vnějších dosedacích částí i sponkami, jimiž se do pístků pružně "zaseknou". Ale častěji to bývá dáno třecím materiálem. Segment se stejným základem (ocelový výlisek VWA + jeho uložení) ale s různým třecím materiálem vykazuje nejen různé brzdné, ale i akustické vlastnosti (lze dobře demonstrovat např. na výrobcích italské společnosti E.T.F., která na stejném základě dodává destičky z různých směsí). Příčinou skřípavého vzduchu je jednak vlastní tření, ale zároveň i turbulence prudce ohřátého vzduchu na rozhraní destičky a kotouče. Proto pevné víceprvkové brzd. soustavy skřípou podstatně víc, než plovoucí jednopístkové (ty mají destičky lépe přístupné větrání a vzduch z nich snáze unikne, navíc často jsou ještě vnitřně různě profrézované a mají ofrézované hrany). A i z důvodu úniku přehřátého vzduchu (který se prudce mění na páru a ta následně rezervává desky od kotoučů) se kotouče povrchově tvarují, tedy frézují a vrtají - to není zdaleka jen z důvodu ušetření hmotnosti (kvůli té se spíš nahrazují jednodílné kotouče dvoudílnými s vnitřky z lehkých slitin, což má i pozitivní vliv na rovnoměrnější tepelnou roztažnost třecí pochy kotouče). Dále podle toho, zda u systému segment-kotouč dochází více k adherentnímu tření (materiál destičky se více nanáší na kotouč a potom brzdný moment vzniká mezi homogenním materiálem destičky) nebo více k abrazivnímu tření (destička kotouč obrušuje a tření vzniká mezi částicemi destičky a materiálem kotouče), podle toho je povrch frézován nebo odvtáván (pro očištění od zbytků abrazivního tření - tedy od prachu z destiček, který pak smísený se vzduchem expanduje a tvoří nejen nežádoucí vibrace, ale samozřejmě také patřičný zvukový doprovod). I vnitřní konstrukce nosné části ventilovaného kotouče je u různých dodavatelů různá a určité tvary vnitřního žebrování jsou vhodnější pro intenzivné brzdění, zatímco jiné jsou naopak vhodnější pro běžný silniční režim.
Dále slouží povrchová úprava kotouče k chlazení destiček v případě, že je kolo zablokováno, nebo auto stojí a řidič tlačí na brzd. pedál. Mezi rozpálenou destičkou a kotoučem pak vznikají cementitová místa, vypadající jako otisk destičky - což je vypálený uhlík z povrchu kotouče, který po zchladnutí vytvoří austenitickou strukturu (zakalení) na povrchu kotouče, přs kteréžto místo destička nemá šanci brzdit a odskočí od něj (vibrace brzd, často nesprávně nazývaná "zkroucené kotouče"). Tvarová úprava kotouče dokáže tento krajně nežádoucí jev trochu eliminovat.
Vrtání ale tvoří na povrchu kotouče koncetraci tepla, a proto vrtané kotouče rády praskají a jsou v některých disciplínách mot. sportu zakázány (např. v rally u některých skupin, proto jsou tam frézovány "měsíčky"). Za povšimnutí pak stojí, že skřípavý zvuk vydává vícepístková brzdná sousatava soutěžního vozu nejvíc při jemném brzdění a dobržďování (typicky na příjezdu do ČK nebo po startu do RZ), naopak při velmi ostrém a intenzivním brzdění brzd. soustava intenzivně hučí.
To jen tak ve stručnosti, ony brzdy jsou dost věda.
Opět podivné teorie v článku
| 10. 5. 2018
v té době měla kotoučové brzdy bez posilovače spousta aut. A skutečně to žádný velký problém nebyl.
Ale v článku chybí víc věcí. Například u chválených keramických brzd jejich rozšíření jen u sportovních aut není pouze z důvodů ceny. Každý, kdo někdy sledoval nějaké okruhové závody si jistě u restartů či safetycaru všiml, jak pečlivě si závodníci sledují teplotu brzd. Ony totiž za studena moc nebrzdí. Skoro vůbec, dokud je alespoň trochu nezahřejete. V rukou nezkušeného řidiče by nadělaly víc škody, než užitku.
Opět podivné teorie v článku
| 9. 5. 2018
Akorát že Škoda 1202 STW neměla bolševické kotoučové nýbrž bubnové na všech kolech.
Avatar - O5kar
Opět podivné teorie v článku
| 9. 5. 2018
První verze Renaultu 16, kotoučové brzdy vpředu bez posilovače síla na pedál v pohodě i pro ženu. I novináři si v testech chválili.
Postup "VW" paralýzy je žalostnej... takže jsem to ani nep
| 9. 5. 2018
Chápu a rozumím.

Já sice nežiji v Alpách, kde - jak říkáš - je to samá rovina, jenom v Praze, ale před domem kde bydlím je silnice hodně s kopečka (dům stojí samozřejmě svisle :-) ). Takže každý den. A mám automat. A vím, že v té Praze je taková ulice nejméně ještě jedna. >:D Jednou jsem byl až v Humpolci a .....taky tam mají kopeček.

Použití parkovací brzdy je věcí každého soudruha. ;-) Nezpochybňuji však skutečnost, že existuje mnoho řidičů, možná i většina, kteří na ruční resp. parkovací brzdu nesáhnou jak je rok dlouhej. :-)

Bazar

Kupte nebo prodejte auto za nejlepší ceny
Vložit inzerát Zobrazit nabídku