Τι παίζει λοιπόν με τα φρένα;
Ποια είναι τα πρώτα στοιχεία στα οποία δίνετε έμφαση κατά την έρευνα αγοράς; Ίσως η ισχύς του κινητήρα, το επίπεδο εξοπλισμού και το κόστος συντήρησης. Αναμφισβήτητα θα γνωρίζετε τα δευτερόλεπτα που απαιτούνται για να επιταχύνει το αυτοκίνητο σας από στάση μέχρι τα 100 χλμ./ώρα, αλλά όχι το αντίστροφο! Όπως ήδη θα έχετε καταλάβει, σε αυτό το κείμενο θα μιλήσουμε για τα φρένα, μιας και έχουν τον πρώτο ρόλο στην ενεργητική ασφάλεια ενός αυτοκινήτου και μπορούν να μας σώσουν από μία πολύ δυσάρεστη κατάσταση. Θα αναφερθούμε στον τρόπο λειτουργίας τους, στα εξαρτήματα από τα οποία αποτελούνται, στην πρόοδο που έχει γίνει στον συγκεκριμένο τομέα αλλά και στα περιθώρια «aftermarket» βελτίωσης.
Από τι αποτελείται ένα σύστημα φρένων;
Προκειμένου να κατανοήσετε τη λειτουργία του συστήματος πέδησης ενός αυτοκινήτου, θα πρέπει να ξεκαθαρίσουμε τα βασικότερα συστήματα από τα οποία αποτελείται. Ξεκινώντας με το υδραυλικό κύκλωμα, τα βασικά του μέρη είναι η αντλία μονής ενέργειας, οι σωληνώσεις και ασφαλώς τα υγρά. Η αντλία μετακινεί ένα έμβολο και ουσιαστικά πολλαπλασιάζει τη δύναμη που ασκεί ο οδηγός στο πεντάλ του φρένου. Το υγρό φρένων αποτελεί το μέσο που θα μεταφέρει τη δύναμη που ασκείται στο κύκλωμα, ενώ στα περισσότερα αυτοκίνητα αναλαμβάνει και τη μεταφορά της δύναμης στον συμπλέκτη. Παράλληλα, ο δευτερεύοντας ρόλος τους είναι να λιπαίνουν τα κινούμενα μέρη, αλλά και να προστατεύουν το κύκλωμα από τη διάβρωση. Τέλος, υδραυλικό κύκλωμα χωρίς σωληνώσεις δεν υφίσταται, μιας και μέσα σε αυτές ρέει το υγρό των φρένων.
Πέρα από το υδραυλικό κύκλωμα, οι πραγματικοί «εργάτες» του συστήματος πέδησης βρίσκονται κοντά στους τροχούς και είναι τα γνωστά σε όλους μας δισκόφρενα ή ταμπούρα. Τα δισκόφρενα, που σήμερα τοποθετούνται στην πλειονότητα των αυτοκινήτων απαρτίζονται κυρίως από τις δαγκάνες με τα έμβολά τους, τα τακάκια και τις δισκόπλακες. Αφού το υδραυλικό κύκλωμα έχει αυξήσει την πίεση στις σωληνώσεις, τα έμβολα πιέζονται και με τη σειρά τους κινούν τα τακάκια, τα οποία αποτελούν το βασικό υλικό τριβής. Η επιβράδυνση του αυτοκινήτου πραγματοποιείται όταν τα τακάκια έρθουν σε επαφή με τον δίσκο, ο οποίος κατασκευάζεται κυρίως από χάλυβα υψηλής αντοχής και περιστρέφεται μαζί με τους τροχούς. Παρομοίως λειτουργούν και τα ταμπούρα, τα οποία συναντάμε πλέον αποκλειστικά στον πίσω άξονα αυτοκινήτων που ανήκουν σε μικρότερες κατηγορίες. Πρόκειται για έναν κυκλικό μηχανισμό, ο οποίος στο εσωτερικό του φέρει τις σιαγώνες, οι οποίες επιτελούν ακριβώς το ίδιο έργο με τα τακάκια. Όταν ασκείται πίεση στο υδραυλικό κύκλωμα, οι σιαγώνες ανοίγουν και έρχονται σε επαφή με την εσωτερική περιφέρεια του ταμπούρου και εν τέλει ο τροχός επιβραδύνει.
Πατάς φρένο κι ένα «ταξίδι» ξεκινά
Από τη στιγμή που ο οδηγός πατάει το πεντάλ του φρένου, πραγματοποιείται μια σειρά από διεργασίες μέχρι τελικά να αισθανθεί την επιβράδυνση του οχήματος. Η ασκούμενη πίεση στο πεντάλ κινεί το έμβολο της αντλίας πολλαπλασιάζοντας ουσιαστικά την πίεση στο υγρό, το οποίο συμπιέζεται μέσα στις σωληνώσεις. Το υγρό φρένων με τη σειρά του, ασκεί υψηλή πίεση στα έμβολα που βρίσκονται στις δαγκάνες των φρένων. Από εκεί και πέρα, τα έμβολα μετακινούν τα τακάκια, τα οποία έρχονται σε επαφή με τους δίσκους. Η τριβή ολίσθησης που δημιουργείται επιβραδύνει τους δίσκους και κατΆ επέκταση τους τροχούς. Μόλις ο οδηγός αφήσει το πεντάλ του φρένου, πραγματοποιείται η αντίστροφη διαδικασία. Η υποπίεση που δημιουργείται στο υδραυλικό κύκλωμα επαναφέρει τα έμβολα στην αρχική τους θέση και τα τακάκια «χάνουν» την επαφή τους με τους δίσκους.
Η εξέλιξη των συστημάτων πέδησης
Όπως ήδη αναφέραμε, όσο καλύτερα είναι τα φρένα τόσο πιο υψηλά είναι τα επίπεδα ενεργητικής ασφάλειας ενός οχήματος, με αποτέλεσμα οι αυτοκινητοβιομηχανίες να έχουν δαπανήσει μεγάλα ποσά στην έρευνα και την εξέλιξη των συστημάτων πέδησης. Τα αυτοκίνητα του παρελθόντος εξοπλίζονταν αποκλειστικά με ταμπούρα και στους τέσσερις τροχούς, αλλά οι υψηλές θερμοκρασίες που αναπτύσσονταν ταν τα έκαναν να μην μπορούν να ανταπεξέλθουν κάτω από πίεση. Έτσι, τα δισκόφρενα πλέον είναι η μόνη λύση για τα σύγχρονα αυτοκίνητα, ενώ στον εμπρός άξονα οι δίσκοι είναι αεριζόμενοι ώστε να μην αντιμετωπίζουν πρόβλημα υπερθέρμανσης. Η εξέλιξη βέβαια δεν πρόκειται να σταματήσει και αυτό φαίνεται από τα supercars, τα οποία εξοπλίζονται πλέον με δίσκους κατασκευασμένους από κεραμικά υλικά. Με αυτόν τον τρόπο ακόμα και σε συνθήκες αγωνιστικής οδήγησης, όπου η θερμοκρασία αυξάνεται κατακόρυφα, τα φρένα δεν καταπονούνται και η απόδοση τους παραμένει σταθερή.
Σε επίπεδα ασφαλείας, το ABS (σύστημα αντιμπλοκαρίσματος των τροχών) αποτέλεσε επανάσταση στον χώρο της αυτοκίνησης, αφού ακόμα και σε φρενάρισμα πανικού διατηρείται η πρόσφυση και ο οδηγός είναι σε θέση να ελέγξει την πορεία του οχήματος . Επίσης, το σύστημα EBD (ηλεκτρονικός κατανεμητής πέδησης) είναι ικανό να ασκήσει μεγαλύτερη πίεση σε συγκεκριμένους τροχούς ώστε να βελτιωθεί η δυναμική συμπεριφορά του οχήματος και να μειωθούν φαινόμενα υποστροφής ή υπερστροφής.
Tip Ασφαλείας
Η βελτίωση του κινητήρα θα πρέπει πάντα να συνοδεύεται από αναβάθμιση του συστήματος πέδησης, γεγονός που πολλοί αμελούν με αποτέλεσμα το αυτοκίνητο να χάνει την «εργοστασιακή» του ασφάλεια. Τα περισσότερα μοντέλα της αγοράς έχουν φρένα που είναι συμβατά με αυτά των μεγαλύτερων εκδόσεων, με αποτέλεσμα η αντικατάσταση τους με αυτά πριν τη μηχανική βελτίωση να αποτελεί μία πολύ καλή λύση. Επιπρόσθετα, η αντικατάσταση των δίσκων με νέους αεριζόμενους-διάτρητους μεγαλύτερης διαμέτρου επιλέγεται συχνά, ενώ αρκετά διαδεδομένη είναι και η αναβάθμιση με κιτ φρένων που προσφέρουν μεγαλύτερους δίσκους, πολυπίστονες δαγκάνες που φέρουν τακάκια αυξημένης επιφάνειας, αλλά και σωληνάκια υψηλής τα οποία είναι ανθεκτικά στις υψηλές πιέσεις που δέχεται το υδραυλικό κύκλωμα.
