Frână cu tambur

Frâna cu tambur a unei mașini

Frâna cu tambur este constituită dintr-un cilindru rotativ (numit tambur) solid cu sistemul care urmează să fie frânat și de unul sau mai mulți pantofi din material de frecare capabili să exercite o forță asupra cilindrului și care se numesc pantofi .

Jurnalul poate fi atât interior, cât și extern, cu role. Un exemplu de tip intern este cel al mașinilor, un exemplu de tip extern este cel al vagoanelor.

Istorie

Invenția frânei cu tambur poate fi urmărită până la Louis Renault în 1902 .

Controlul și acționarea frânelor

Frână de tambur a unei motociclete demontate, cu o ușoară aripă pe tambur și o admisie de aer, cu acționare prin cablu

Același subiect în detaliu: Frână § Comanda și acționarea frânei .

Comanda frânei poate fi:

Pârghie
Pedala

Frânele pot fi acționate prin diferite sisteme:

Instalator
Obosi
Mecanic

Diferite modele de funcționare a frânei cu tambur

Cilindri hidraulici pentru tamburi simplex

Sistemul de acționare a frânei poate fi ^[1] :

Simplex , saboții de frână sunt pivotați pe o parte și acționați de un singur sistem pe partea opusă.
Duplex , blocurile de frână au un punct de sprijin independent și camă sau cilindru.
Uni-Servo , saboții de frână sunt conectați între ei, unul dintre cei doi saboți este pivotat, în timp ce al doilea este acționat de comanda de acționare
Duo Servo , saboții de frână sunt conectați între ei și sunt ambii activați de comanda de acționare.
Duo-Duplex , saboții de frână sunt acționați din ambele părți de către comanda de acționare.

Tambur și platou

Frână cu tambur fixă a unei biciclete

Frâna cu tambur poate fi atașată la cadru în diferite moduri:

Fix ; acesta este cel mai comun sistem, caracterizat printr-o blocare a frânei cu elementul care o susține
Oscilant ; caracterizată prin utilizarea unui braț, care împreună cu suspensia creează o structură articulată, care modifică acțiunea frânei în timpul transferurilor de sarcină.

Tamburul poate fi caracterizat de câteva soluții pentru îmbunătățirea răcirii sale:

Nervurile dispuse de-a lungul perimetrului tamburului paralel cu rotația acestuia sau înclinate, ca în cazul Alfa Romeo Giulietta 750, permit un control al temperaturilor externe ale tamburului
Presele de aer dispuse pe placa tamburului, permit un control mai bun al temperaturilor interne ale tamburului și ale saboților de frână, permite, de asemenea, o mai bună curățare internă favorizând expulzarea prafului creat în timpul acțiunii de frânare, o soluție utilizată în principal pe motociclete, unele exemple sunt Triumph T25SS și Triumph Daytona T100T din anii 1970.

Tulpini

Pantofii pivotați în interiorul unui singur tambur cu pini, în acest caz materialul de frânare este crestat

Jurnalele pot fi aranjate:

Aranjament intern mai comun
În exterior , buștenii în loc să fie așezați în interiorul tamburului sunt așezați la exterior

În plus, tulpina poate fi:

Pivotat, blocul este fixat pe o parte pe un pivot care acționează ca un punct de sprijin și pe cealaltă parte este acționat împotriva tamburului
- monofulcro blocurile sunt articulate pe un singur ac
- multi-pivot fiecare jurnal are propriul pin de rotație
Blocarea plutitoare este conectată prin centrul său la centrul unei pârghii, care pe o parte se rotește pe un punct de sprijin și este acționată din partea opusă

Materialul de frecare poate fi:

Chiar și suprafața materialului de frecare este omogenă și cu o soluție de continuitate
Crestătura suprafeței materialului de frecare este caracterizată de crestături sau caneluri înclinate ^[2]

Calculul puterii lor de frânare

Frâna cu tambur a unui tren, cu pantofi externi

Acțiunea de frânare poate fi calculată prin forța de presiune exercitată perpendicular pe suprafața rolei de către sabot.
În special, apelând F _n forța normală exercitată asupra cilindrului avem:

F_{n}=(hS)/(b+fa)

{\ displaystyle F_ {n} = (hS) / (b + fa)}

{\ displaystyle F_ {n} = (hS) / (b + fa)}

unde: h reprezintă distanța dintre centrul de rotație al jurnalului și capătul său S reprezintă forța aplicată la sfârșitul jurnalului b reprezintă distanța dintre centrul de rotație al jurnalului și punctul în care se aplică Fn f reprezintă coeficientul de frecare și depinde de materialele de construcție ale blocului și cilindrului a reprezintă distanța dintre punctul de rotație al blocului și punctul de aplicare al Fn, proiectat pe plan perpendicular pe „b”

Acum este banal să se obțină momentul rezistent (M _r )

M_{r}=(fhrS)/(b+fa)

{\ displaystyle M_ {r} = (fhrS) / (b + fa)}

{\ displaystyle M_ {r} = (fhrS) / (b + fa)}

Caracteristici dinamice

Contrar credinței populare, frânele cu tambur ating niveluri de decelerare mult mai mari decât cele realizate de un sistem de etriere și discuri .

În special, eficacitatea frânării unei frâne cu tambur, cu aceeași forță de închidere, diametrul discului și coeficientul de frecare disc-disc, este de trei până la patru ori mai mare decât cea a unei frâne cu disc, în funcție de dacă pantofii „învelesc” sau „desfac” .

Mai mult, aceste sisteme de frânare, odată dezactivate, nu generează frecare, ceea ce apare în sistemele de disc, unde în primele momente de decuplare tampoanele rămân ușor apăsate pe disc, deoarece pompele de frână nu au capacitatea de a aminti pistoanele etrierul de frână la locul lor, de aceea rămâne o presiune minimă pe plăcuțele care rămân apăsate pe disc, chiar dacă pentru o perioadă scurtă de timp.

Utilizare

saboti de frână care integrează maneta frânei de mână

Utilizarea acestui sistem dispare treptat din cauza temperaturilor enorme la care ajunge complexul de frânare, ducând cu ușurință la un fenomen de estompare sau așa cum este mai frecvent numit în engleză fade sau fading . Acest fenomen duce la scăderea forței de frânare și poate chiar deforma sistemul de frânare. Deoarece nu există un sistem de răcire adecvat pentru tambur, sistemele de discuri sunt mult mai eficiente în condiții de stres. Acesta este motivul pentru care frânele cu tambur sunt în general montate numai pe roțile din spate, adică cele care funcționează mai puțin la frânare, precum și care permit integrarea mai ușoară a frânei de mână.