Τι είναι ένα φρένο τριβής;

Ο όρος φρένο τριβής ισχύει για οτιδήποτε χρησιμοποιεί σύστημα πέδησης που περιλαμβάνει τριβή. Η τριβή, η ενέργεια δύο αντικειμένων που τρίβονται μεταξύ τους, μειώνει την κίνηση και είναι ένας από τους παράγοντες που εμπλέκονται στο να λειτουργούν τα φρένα. Τα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν κάποια μορφή φρένου τριβής, σε συνδυασμό με άλλες μεθόδους, για να τα βοηθήσουν να σταματήσουν όταν ο οδηγός πατάει το πεντάλ του φρένου. Μέρος του φρένου πιέζει τους τροχούς και η τριβή των δύο επιφανειών που τρίβονται μεταξύ τους τελικά προκαλεί επιβράδυνση και διακοπή της στροφής των τροχών. Ένα φρένο τριβής εμπίπτει σε μία από τις δύο κατηγορίες: τύμπανο ή δίσκος.

Σε ένα αυτοκίνητο με δισκόφρενα, ασκείται δύναμη στο εξωτερικό ενός δίσκου που βρίσκεται στη μέση του τροχού. Αυτή η δύναμη επιβραδύνει τον τροχό μέχρι να σταματήσει. Πιέζοντας περισσότερο το πεντάλ του φρένου δημιουργεί περισσότερη τριβή και πίεση στον τροχό, σταματώντας τον έτσι γρηγορότερα. Τα σημερινά αυτοκίνητα διαθέτουν σύστημα πέδησης ισχύος που χρησιμοποιεί τόσο υδραυλικό σύστημα, γνωστό ως φρενάρισμα ισχύος, όσο και τριβή για να σταματήσει το αυτοκίνητο. Τα παλαιότερα αυτοκίνητα δεν είχαν δυνατό φρενάρισμα και ήταν και τα δύο πιο δύσκολο να σταματήσουν και είχαν πιο αργούς χρόνους απόκρισης.

Όταν ο οδηγός πατάει το πεντάλ φρένου ενός αυτοκινήτου, στέλνει υδραυλική πίεση σε ένα σύνολο εμβόλων που ωθούνται προς τα έξω από τη δύναμη. Η υδραυλική πίεση αναφέρεται απλώς στη χρήση υγρού υπό πίεση για τη μετακίνηση τμημάτων του αυτοκινήτου. Η υδραυλική πίεση στα έμβολα τα σπρώχνει σε ένα σετ τακάκια φρένων και τα τακάκια με τη σειρά τους σπρώχνουν τον ρότορα για να σταματήσει την κίνησή του. Τα δισκόφρενα είναι κοινά στους μπροστινούς τροχούς των αυτοκινήτων και πολλά αυτοκίνητα χρησιμοποιούν δισκόφρενα και για τους τέσσερις τροχούς.

Τα φρένα τυμπάνου είναι ο δεύτερος τύπος φρένου τριβής και χρησιμοποιούν μια ελαφρώς διαφορετική προσέγγιση για να σταματήσουν το αυτοκίνητο. Η υδραυλική πίεση ενεργοποιείται από το πεντάλ φρένου και ωθείται σε έναν κύλινδρο που βρίσκεται στους τροχούς. Οι προεξοχές από τον κύλινδρο εξαναγκάζονται προς τα έξω και πιέζουν ένα σετ παπουτσιών φρένων. Τα παπούτσια φρένων σπρώχνονται πάνω σε ένα μεταλλικό τύμπανο μέσα στον τροχό που επιβραδύνει την κίνησή του. Ενώ τα δισκόφρενα ασκούν δύναμη στο εξωτερικό ενός ρότορα, τα φρένα τυμπάνου ασκούν δύναμη στο εσωτερικό ενός τυμπάνου.

Αυτά τα συστήματα συνδυάζουν τη χρήση πέδησης με τριβή με υδραυλικά και μπορούν ακόμη και να ενσωματώσουν άλλα συστήματα επίσης. Ο στόχος κατά τον σχεδιασμό ενός αποτελεσματικού συστήματος πέδησης είναι να δημιουργηθεί ένα που να ανταποκρίνεται γρήγορα, να μην κλειδώνει και να παράγει τη μικρότερη ποσότητα θερμότητας όταν χρησιμοποιείται. Η θερμότητα που απελευθερώνεται από την τριβή πρέπει σταδιακά να απελευθερώνεται μακριά από το αυτοκίνητο. Η υπερβολική θερμότητα μπορεί να προκαλέσει προβλήματα και επιπλοκές όταν το σύστημα δεν μπορεί πλέον να αντιμετωπίσει την υπερβολική θερμοκρασία.

Ενώ τα σημερινά αυτοκίνητα μπορούν να χρησιμοποιούν και τους δύο τύπους συστημάτων πέδησης τριβής, τα δισκόφρενα θεωρούνται οι καλύτερες επιδόσεις όσον αφορά τον τρόπο χειρισμού της θερμότητας. Η θερμότητα απελευθερώνεται πιο εύκολα, βοηθώντας στην αποφυγή υπερθέρμανσης. Η υπερθέρμανση μπορεί να κάνει τα φρένα να μην ανταποκρίνονται τόσο γρήγορα όσο θα έπρεπε. Τα νεότερα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν είτε όλα τα συστήματα δισκόφρενων, είτε δισκόφρενα στους εμπρός τροχούς και φρένα τυμπάνου στον πίσω.