Nezabúdate po umytí auta vysušiť brzdy? Viete, ako funguje parkovacia brzda a že auto s elektronickou parkovacou brzdou má aj núdzovú brzdu? Že nie? Tak čítajte ďalej. Nasledujúce info vám možno niekedy zachránia život.
Brzdy sú najdôležitejším bezpečnostným prvkom automobilu. Michal Klofec, koordinátor vývoja brzdových systémov a ovládania bŕzd v oddelení technického vývoja ŠKODA AUTO nám priblíži detaily ich vývoja aj fungovania.
Šliapnite na brzdu a auto začne spomaľovať. V závislosti od intenzity zošliapnutia brzdového pedálu auto spomaľuje viac alebo menej, prípadne až do úplného zastavenia. Zdá sa to byť jednoduché a po celé desaťročia je to vlastne stále rovnaké. Napriek tomu, že do väčšiny systémov vozidiel čoraz výraznejšie vstupuje elektronika, ostáva mechanická časť brzdového systému v zásade rovnaká. Klasické kotúčové alebo bubnové brzdy dnes nájdeme v každom aute a vždy fungujú v podstate rovnako.
Lenže to, čo vyzerá byť samozrejmé, skrýva veľa zložitých detailov. Brzdy musia vozidlo na určitej vzdialenosti definovanej zákonnými predpismi bezpečne zastaviť, a to aj v prípade čiastočných výpadkov systému. Súčasná Škoda Octavia napríklad pri brzdení zo 100 km/h na nulu zastaví na 33 až 34 metroch. Takáto krátka brzdná dráha, ktorá bola pred niekoľkými rokmi výsadou iba športových vozidiel, je zásluhou aj moderných pneumatík, ktoré na vozovku dokážu oveľa lepšie preniesť brzdný účinok. Netreba zabúdať ani na reakčný čas vodiča a vždy si treba uvedomiť, že napríklad pri rýchlosti 90 km/h automobil prejde za jednu sekundu vzdialenosť až 27 metrov.
Ako sa k brzde správať a ako ju servisovať?
Aj keď fungujú brzdy v princípe desiatky rokov rovnako, postupom času sa stávajú čoraz zložitejšími. To tiež znamená, že na šoférov kladú určité nároky z hľadiska starostlivosti. Ak opomenieme fakt, že každý vodič brzdy opotrebováva o niečo inak (ten, kto viac brzdí motorom, ich šetrí), radí Klofec napríklad ochranu bŕzd pred koróziou. „Podmienky sú rôzne a nie vždy môžeme brzdu pri jazde vysušiť, no existujú aj situácie, keď to ide: typicky napríklad po umytí automobilu. Vtedy je dobré krátkou jazdou s rôznymi príležitosťami na spomalenie brzdy zahriať a vysušiť.“
Každé vyrobené auto prejde testom bŕzd
Brzdy nesmú svojim správaním šoféra prekvapiť v žiadnej situácii a za všetkých okolností by mali fungovať rovnako. Napríklad pri jazde na hrboľatom povrchu nemôže prísť k tomu, že by sa od seba brzdné prvky vzdialili a šofér tak pri zošliapnutí pedála šliapol takpovediac do prázdna. Okrem týchto požiadaviek správania a bezpečnostných požiadaviek (kam patrí aj absolvovanie testu vädnutia bŕzd opakovaným brzdením, horský zjazd alebo test funkčnosti stabilizačného systému ESP) dnes konštruktérov legislatíva obmedzuje napríklad vo využívaní určitých materiálov. Tabu sú azbest, čpavok, olovo, kadmium a najnovšie aj meď.
Ako funguje parkovacia brzda?
Takzvaná „ručná brzda“ je vlastne doplnkom bežnej brzdovej sústavy a dnes v podstate funguje dvoma možnými spôsobmi. Tým klasickým je ovládanie pákou, ktorá prostredníctvom tiahla zatiahne brzdové lano. To (pri kotúčových brzdách) cez špeciálny prevod slimačím mechanizmom vysunie piest brzdového strmeňa a doštičky pritlačí ku kotúču. Po uvoľnení lanka sa doštičky vrátia do pôvodnej polohy. Pri bubnovej brzde to funguje podobne. Moderným trendom je elektronické ovládanie parkovacej brzdy. Tu príde stlačením tlačidla (alebo iným impulzom) k tomu, že sila elektromotora vysunie piest cez špeciálnu malú prevodovku, ktorá okrem iného obsahuje aj slimačí prevod.
Keď brzdy pískajú
V návrhu brzdy zohrávajú svoju rolu rôzne parametre vozidla. Jeho hmotnosť, veľkosť kolies alebo výkon motora. Brzdu je vždy potrebné skonštruovať tak, aby bola nielen funkčná, ale aj ekonomická. A dôležitý je aj akustický komfort. Pískajúce brzdy sú pre posádku jedným z najnepríjemnejších rušivých prvkov. „Nikdy sa tomu nedokážeme úplne vyhnúť. Prevádzkových podmienok a situácií, ktorým môže byť brzda vystavená, je aj vzhľadom k stavu brzdy a aktuálnej fázy životnosti v podstate nekonečné množstvo. Ale snaha eliminovať nežiaduce zvuky je dôležitou súčasťou našej práce,“ približuje Michal Klofec.
Práve na boji proti pískaniu sa dá ukázať, akou komplexnou záležitosťou je vývoj bŕzd. Brzda navrhnutá podľa parametrov pre dané vozidlo vznikne najskôr ako prototyp. Následne sa testuje na skúšobných stavoch, ktoré môžu odhaliť určitú náchylnosť k pískaniu. Potom sa všetko overuje v praxi. Napriek zažitej predstave totiž pískanie brzdy nemusí spôsobovať len dvojica doštička – kotúč, prípadne bubon – čeľusť.
„Pískanie je jednoducho výsledok rozvibrovania niektorého prvku na frekvenciu, ktorá umožní tomuto počuteľnému zvuku vzniknúť. Takto sa od brzdy môže rozvibrovať napríklad aj niektorý z prvkov zavesenia,“ vysvetľuje Klofec. Inžinieri potom vymýšľajú konštrukčné úpravy, ktoré majú tieto frekvencie čo najviac potlačiť. Niekedy podľa nich zafunguje napríklad zmena doštičiek, kde stačí pridať pliešok, ktorý zmení tuhosť doštičky a určité frekvencie utlmí. Inokedy je potrebné zmeniť tvar odliatku držiaka brzdy. Vždy ide o to, aby sa daná frekvencia utlmila ideálne tam, kde vzniká.
Boj s paragrafmi
Na brzdách je stále čo vylepšovať. Legislatíva napríklad okrem materiálov kladie dôraz aj na znižovanie emisií prachu z bŕzd, teda v podstate na zníženie ich opotrebenia. Vďaka pokroku vo vývoji materiálov možno neustále zvyšovať napríklad odolnosť bŕzd proti korózii, ktorá je veľkým nepriateľom ich správneho a komfortného fungovania. „Absolútnym riešením sú v tomto smere keramické kotúče, avšak to je pre sériovo vyrábané vozidlá cenovo nedostupná technológia. A nemyslím si, že sa z nej niekedy v budúcnosti bude môcť stať bežná záležitosť,“ vysvetľuje Klofec, prečo niektorá špičková technika nemá šancu časom „zľudovieť“.
Prečo má Enyaq na zadnej náprave bubnové brzdy?
K hľadaniu nových riešení inžinierov motivuje aj nástup elektromobility. „Elektromobily v bežných situáciách brzdia v drvivej väčšine len rekuperáciou. Lenže v krízových situáciách musí fungovať aj klasická brzda, pričom auto s batériami je ťažšie ako bežné vozidlo rovnakej triedy. Požiadavky na brzdy sú tak pri elektromobiloch celkom iné,“ hovorí špecialista na vývoj bŕzd.
Táto rôznorodosť požiadaviek na brzdy viedla u elektromobilov koncernu Volkswagen k netradičnému riešeniu: aj pomerne ťažké autá majú na zadnej náprave bubnové brzdy. Elektromobily majú totiž poháňanú zadnú nápravu, a tu sa odohráva aj rekuperácia. Kotúčové brzdy, ktoré sú u všetkých áut na zadnej náprave vždy menej namáhané a sú aj zodpovedajúco dimenzované, sa tak pri elektromobile (s rekuperáciou na zadnej náprave) vzadu dostávajú k slovu skutočne málokedy. Hrozí teda, že zadné kotúčové brzdy by pri elektromobiloch častejšie podliehali povrchovej korózii – a preto sa pri nich využívajú bubnové brzdy.
Bubnové brzdy sú kompletne dielom mladoboleslavských inžinierov. Zodpovednosť za vývoj všetkých bubnových bŕzd pre celý koncern Volkswagen má ŠKODA AUTO už od roku 2004. Ešte jedna technológia, ktorú využíva celý koncern Volkswagen, má pôvod v Mladej Boleslavi. Je to systém aktívneho chladenia brzdy. V tomto prípade ide o chladenie predných kotúčových bŕzd, ku ktorým doposiaľ vzduch obvykle privádzali špeciálne kanály nachádzajúce sa v nárazníku. Tie však zvyšujú odpor vzduchu a majú teda negatívny dopad na spotrebu paliva. Vývojári ŠKODA AUTO však prišli s riešením využívajúcim ventilátor chladiča motora. „V prípade, že elektronika vyhodnotí napríklad potrebu intenzívnejšieho chladenia bŕzd pri dlhom zjazde z kopca, zapne ventilátor a špeciálnymi cielene umiestnenými mriežkami v podbehoch vozidla, ktoré nenarúšajú aerodynamiku, vedie vzduch k brzdám. Teplý vzduch z chladiča je stále dosť chladný na to, aby brzdy bez problémov ochladil,“ vysvetľuje Klofec inteligentné riešenie.
Núdzová brzda nie je len vo vlakoch
Elektronická „ručná brzda“ má aj jednu špeciálnu funkciu, o ktorej mnoho šoférov nevie. Jej zatiahnutím (tlačidlo je potrebné držať niekoľko sekúnd) sa aktivuje režim núdzového brzdenia, ktorý možno použiť napríklad pri poruche brzdového systému alebo pri náhlej zdravotnej indispozícii šoféra. V krízovej situácii teda môže tento režim aktivovať napríklad aj spolujazdec. Pridržaním tlačidla príde k aktivácii špeciálneho režimu systému ESP, ktorý v brzdovom okruhu vytvorí tlak a vozidlo tak postupne zabrzdí a zastaví. Tlačidlo v taký moment neovláda parkovaciu brzdu, ale slúži ako prostriedok, ktorý elektronike auta oznámi, že sa deje niečo neštandardné a je potrebné zastaviť.