Kotoučové brzdy: Motor vás nezastaví

Nejstarší automobily brzdily zpravidla špalíky na kolech převzatými z kočárů či pásovými brzdami na hnacím řetězci. Pokrokem byla dodnes používaná bubnová brzda od Louise Renaulta (1902), ta však brzy přestala stačit raketově rostoucím výkonům.

Kotoučová brzda vznikla ve stejné době, zpočátku však hodně zaostávala. Byla poháněna mechanicky jako u dnešních bicyklů. Osobní auta si však brzy řekla o výkonnější médium, to přinesl tlak oleje, ať už vyvinutý brzdovým válcem nebo distribuovaný z centrálního zdroje (strojní brzdy Citroën). Kotouče však dnes zpomalují i nákladní auta a vlaky, tam převládá tlakový vzduch. Naopak letadla používají elektromechanické aktuátory, které v budoucnu zřejmě ovládnou i osobní vozidla. Umožňují totiž zkrátit reakční dobu brzd.

Kotoučová brzda je výkonnější a umožňuje citlivější dávkování proti bubnové, lépe se také chladí a odolává vadnutí. Na druhou stranu je dražší a náchylnější ke korozi, poškození, znečištění či zvlhčení pracovní plochy. Obtížněji se také seřizuje. Zatímco do 80. let 20. století se kotouče kvůli snížení neodpružených hmot a zahřívání pneumatik běžně montovaly k diferenciálu (Alfa Romeo 75 či Citroën Visa), dnes převládá montáž na náboj,

zmenšující namáhání poloos a zjednodušující servis. Nejrozšířenější je levná jednopístková konstrukce s tzv. plovoucím třmenem. Výkonnější brzdy s pevnými třmeny však mohou mít pístků až osm (plovoucí mohou být i dvoupístkové), špičkové stroje (Maybach) mívají více brzdičů na jediném kotouči či zapojení více brzdových okruhů do jediného třmenu (Rolls-Royce). Jednostopá vozidla používají radiální, axiálně posuvné kotouče, výkonnější moderní

automobily zase vícehmotové (vícedílné). Vnitřek bývá pro úsporu hmotnosti z lehkých slitin, ocelová je pouze letmo uložená pracovní plocha. U závodních strojů jsou běžné kompozitové, zpravidla ocelo-keramické či karbon-keramické kotouče, některé automobilky (Porsche, Audi) je za tučný příplatek nabízejí i do sériových vozů.

Moderní brzdy už umějí do třmenu integrovat jak provozní, tak parkovací či nouzovou brzdu, lhostejno zda mechanicky či elektromechanicky poháněnou. Výkonné vozy mívají hliníkové třmeny a chlazené či samočisticí kotouče (vnitřní žebrování, děrování, frézování).

Jak to všechno začalo

Oblíbené tvrzení, že vše podstatné kolem aut bylo vynalezeno již v 19. století, je samozřejmě nadsazené, nicméně v případě kotoučových brzd pravdivé. Anglický génius Frederick William Lanchester je totiž vymyslel v 90. letech předminulého věku a těsně po přelomu století si také nechal patentovat (1902) a nasadil je do sériových automobilů. První krůčky byly těžké, třecím materiálem byla měď a ta se rychle a draze opotřebovávala. Jenže technologie si všimli výrobci letadel a stejně jako řadu jiných (například ABS) ji zdokonalili natolik, až se do ní před druhou světovou válkou pět pustili automobiloví konstruktéři.

Základní princip už byl znám, nicméně ještě v roce 1939 experimentovala firma Ausco-Lambert z Michiganu se dvěma koaxiálními kotouči, mezi nimiž se rozpínal třecí člen. Vůbec prvním sériově vyráběným pozemním vozidlem s moderními kotoučovými brzdami byl německý tank Tiger z roku 1942. Dodnes není 100% jasné, který automobil je dostal jako první, nejspíše Tucker Torpedo z roku 1948. Evropa se dočkala v roce 1953 (závodní Jaguar C-Type), prvním sériovým autem s kotouči na všech kolech byl typ Austin- Healey z roku 1954, následoval legendární Citroën DS19 (1955) se strojními diskovými brzdami. Němci si museli počkat až do roku 1961, kdy Mercedes-Benz 220 SE dostal na přední nápravu kotouče Girling. Motocykly se dočkaly ještě později – kotouče byly dlouho výsadou závodních tratí, prvním sériově vyráběným silničním strojem byla Honda CB 750 (1969).

Trendy

Stále dokonalejší materiály umožňují na jedné straně radikální odlehčování brzd (hliníkový pevný třmen, vícehmotový kotouč), na druhé produkci levných repasovaných třmenů. Dohledná budoucnost ale přinese rozšiřování „brzd po drátě“ (Brake by Wire), které již uvedl například Nissan. První fází jsou elektrohydraulické brzdy s lokálními hydraulickými aktuátory, další pak ryze elektromechanické brzdiče s bleskovou odezvou, výrobně levné a lehké. Největší překážkou jejich rozšíření je momentálně legislativa. Cesta dál vede přes snižování neodpružených hmot, například integrací kotouče do disku kola, jak to už dnes mají například lokomotivy.

Kde se ještě používají

Osobní automobily v tom nejsou zdaleka samy, kotouč s brzdičem najdeme též v jednostopých vozidlech s motorem i bez, nákladních autech všech velikostí, pozemních pracovních strojích, letadlech, vojenské technice a vlacích. Hlavně poslední jmenované přinášely řadu zajímavých řešení dříve než automobily. Kromě elektricky ovládaných brzdových ventilů pro okamžitý náběh účinku například kotouče integrované do kol s nižšími neodpruženými hmotami. Poháněcím médiem je na železnici nejčastěji stlačený vzduch, tzv. samočinné brzdy jsou regulovány řízeným upouštěním tlaku z potrubí, stovky metrů dlouhou vlakovou soupravou, čítající i několik desítek vagonů, se vzduchový ráz šíří dlouho, rozjetý vlak brzdí ze stodvacetikilometrové rychlosti tisíc metrů, nejmodernější typy proto mají až sedm vzájemně na sobě nezávislých brzdových systémů!