skivbromsar erbjuder bättre stoppprestanda än jämförbara trummor, inklusive motstånd mot ’fade’ orsakad av överhettning. Vi spårar utvecklingen av denna viktiga bilinnovation tillbaka till det tjugonde århundradets öppningsår.
även om Fredrick William Lanchester allmänt erkänns som den första brittiska motortillverkaren som patenterade en mekanisk version av skivbromsen 1902, kan den Birmingham-baserade fordonsingenjören bara krediteras för att förbättra en befintlig teknik. Detta beror på att ett mycket grundläggande bromssystem av skiva och bromsok hade monterats på framhjulet på ett elektriskt drivet fordon byggt i USA av Elmer Ambrose Cleveland tillbaka 1898.
prestandan hos det skivbaserade bromssystemet monterat på Lanchesters bilar var kraftigt begränsad eftersom bromsmediet som verkade på skivan var tillverkat av koppar. Inte bara var dessa koppar ’kuddar’ bullriga i drift, de också bar ut snabbt på grund av de dammiga förhållanden som rådde på vägarna vid tidpunkten. Trots senare versioner med effektivare asbestfodrade dynor visade sig trumbaserade bromssystem vara enklare och billigare att göra och blev det föredragna valet med fordonstillverkare fram till mitten av femtiotalet.
eftersom amerikanska bilar före kriget var notoriskt bromsade, ägde flera experiment med komplexa interna och expanderande skivbaserade system rum i USA under ledningen fram till andra världskriget. Krigsutbrottet resulterade i att denna forskning bytte till utveckling av pålitliga och effektiva hydrauliskt drivna bromsok-typ skivbromsar för flygplanstillämpningar.
efter kriget blev Dunlop i Storbritannien en stor producent av flygskivbromsar, en faktor som ledde till att företaget anpassade tekniken för användning på prestandafordon. 1953 orsakade en Jaguar C-type racer en känsla när den var utrustad med ett par blekbeständiga Dunlop-tillverkade skivbromsar för det årets Mille Milgia time trail i Italien. Citro askorbn följde upp detta med ett par drivna inombords främre skivor på sin 1955 DS och 1956 blev Triumph TR3 den första Brittiskbyggda produktionsbilen som utrustades med främre skivbromsar som standard.
skivbromsar består av en gjutjärnskiva som roterar med samma hastighet som bilens väghjul. Varje skiva är delvis täckt av en tjocklek som innehåller ett par cylindriska hydrauliskt drivna kolvar. Aktivering av bilens bromspedal gör att cylindrarna trycker på en uppsättning stålbackade friktionskuddar och trycker dem mot skivan för att sakta eller stoppa bilen. En uppsättning gummitätningar runt varje kolv förhindrar att hydraulvätska släpper ut från bromsok när tryck appliceras, medan gummitätningsringar håller damm och smuts ur husen.
skivans inre yta som inte täcks av bromsok är skyddad från vägavfall och vatten med en pressad stålstänksköld. Varje kolv är gjuten i en ’ U ’ – form så att vätskan trycker på en plan yta och den minsta mängden material kommer i kontakt med ståldelen av dynan. Eftersom bromsoket endast täcker en del av skivan kyls hela enheten lättare i glidströmmen än foder i en sluten trumbroms.
värmeöverföring från friktionsytan till bromsok hålls till ett minimum på en skivbroms, vilket förhindrar broms ’fade’, ett vanligt problem som allvarligt kan påverka prestandan hos överhettade trumbaserade system. Bromsfade är när en mycket het trumma rör sig bort från skoenheten något, vilket minskar fordonets bromseffektivitet. På en skivbromsutrustad bil händer motsatsen när skivan expanderar något när den blir överhettad. När en expanderad skiva rör sig närmare dynorna bibehålls bromseffektiviteten så länge vätskan inte når kokpunkten.
Pads är relativt lätta att byta och hålls vanligtvis på plats av två fäststift som passerar genom tjockleken. Varje hållstift hålls på plats med ett speciellt fjäderklämma. En shim-platta är vanligtvis monterad mellan kolven och dynan för att eliminera bromsskrik, medan vissa dynor innehåller slitindikatorer. Kuddar är vanligtvis segmentformade men vissa kan vara rektangulära, ovala eller till och med fyrkantiga. Vid byte av dynor är det alltid lämpligt att sätta ett smet av speciellt bromsfett på vardera sidan av shim som en extra försiktighetsåtgärd mot squeal.
förutom fasta bromsok finns det flera olika typer av montering: svängningstypen, näven och glidbromsen. En svängande bromsok innehåller en enda direktverkande hydraulisk kolv som arbetar på en friktionsplatta. Vätsketryck på cylindern eller kolven gör att bromsok för att driva den andra dynan i en svängande eller glidande rörelse. Fist-typkaliper är konstruerade för kompaktitet och har speciella V-slitsar i ett fast hus för att förhindra störning. Anbringa bromsen flytta den cylindriska delen av ’näven’ och motsvarande pad på skivan.
glidbromsen fungerar på principen om två kolvar som arbetar i en enda cylinder. När tryckvätska verkar mellan dem tvingar den varje kolv isär. En kolv tvingar en friktionsplatta på skivan genom direkt åtgärd, medan den andra kolven tvingar bromsok i motsatt riktning och därigenom bringar kompanionsplattan i direkt kontakt med skivan
vissa bromsok monterade på högpresterande bilar innehåller fyra kolvar, två i varje bromsok. För extra prestanda kan skivor borras eller ha vinklade spår frästa över sina ansikten. Moderna ersättningsdynor innehåller inte någon farlig asbest, men är gjorda av olika hårda föreningar som ibland kan innehålla metallpartiklar. Kombinationen av dessa olika material kan orsaka att skivan slits ut och som sådan förväntas nya skivor monteras på varje sekund eller tredje padbyte.