Δισκόφρενο

Τα δισκόφρενα είναι ένας τύπος συστήματος πέδησης.

Η ιστορία

Η ιστορία τους ξεκινά το 1890 όπου ξεκινούν τα πρώτα πειράματα στην Αγγλία.

Το 1902 ο Frederick William Lanchester, πατεντάρισε το πρώτο σύστημα δισκόφρενου με δάγκάνα, και το χρησιμοποιούσε στα Lanchester cars που παράγονταν στο Μπέρμιγχαμ. Το σύστημα δούλευε καλά αλλά τα μέταλλα και τα κράματα που ήταν διαθέσιμα εκείνη την εποχή δεν ήταν κατάλληλα για δισκόφρενα, έτσι χρησιμοποίησε τον χαλκό, όμως η κακή κατάσταση των δρόμων έφθειρε γρήγορα τον δίσκο κάνοντας το δισκόφρενο αναξιόπιστο.http://www.hemmings.com/hsx/stories/2011/04/01/hmn_opinion3.html

Η αμερικάνικη Crosley Hot Shot προσέφερε ένα αυτοκίνητο με δισκόφρενα το 1950 για έξι μήνες, μετά επανήλθε στα ταμπούρα λόγω ανεπαρκούς έρευνας που προκαλούσε τεράστια προβλήματα αξιοπιστίας, ειδικά σε περιοχές όπου τον χειμώνα χρησιμοποιούνταν αλάτι στους δρόμους, το οποίο προκαλούσε σκουριές και κολλήματα στα φρένα.https://en.wikipedia.org/wiki/Disc_brake#cite_note-Langworth_1996-2

Η Chrysler ανέπτυξε και προσέφερε από το 1949 μέχρι το 1953 ένα μοναδικό σύστημα φρένου που αντί για δίσκο με δάγκανα είχε δυο δίσκους οι οποίοι όταν το σύστημα ενεργοποιουνταν άγγιζαν σε δυο εσωτερικές επιφάνειες ενός τυμπάνου που έπαιζε και το ρόλο της θήκης. https://en.wikipedia.org/wiki/Disc_brake#cite_note-Langworth_1996-2

Το 1953 εμφανίζονται επιτέλους αξιόπιστα δισκόφρενα! Αναπτύχθηκαν από την Dunlop στο Η.Β. , είχαν τοποθετηθεί στην Jaguar C-Type, ένα αγωνιστικό αμάξι που επέτρεψε στην μικρή εταιρία να κερδίσει τις 24 ώρες του Λε Μαν το 1953.https://en.wikipedia.org/wiki/Disc_brake#cite_note-4 Εκείνη τη χρονιά η αλουμινένια Austin-Healey 100S που παρειχθη σε πενήντα αντίτυπα, ήταν το πρώτο αμάξι με δισκόφρενα (είχε και στους τέσσερις τροχούς) που διατέθηκε στο κοινό.

Το 1955 η Citroën έβγαλε στην παράγωγη το DS το οποίο είχε μπροστά, κοντά στη μετάδοση, δισκόφρενα με δάγκανες και πίσω ταμπούρα,https://en.wikipedia.org/wiki/Disc_brake#cite_note-6 αυτός ο συνδυασμός έμεινε απαράλλακτος καθ' όλη την οικοσαετη διάρκεια παραγωγής του μοντέλου που πούλησε πάνω από ενάμιση εκατομμύριο μονάδες, σηματοδοτώντας την μαζική παραγωγή του συστήματος, έκτοτε τα δισκόφρενα βρίσκουν εφαρμογή σε σχεδόν κάθε όχημα.

Μηχανικά μέρη

Το όλο σύστημα του δισκόφρενου περιλαμβάνει:

1. Τη δαγκάνα, που φέρει τα πιστόνια που πιέζουν…
2. τα τακάκια επάνω στο…
3. δίσκο.

Η δαγκάνα στερεώνεται πάνω στην ανάρτηση με προσαρμογέα που πιάνει σε μια βάση, εννοείται ότι ο προσαρμογέας και οι βίδες λόγω των ισχυρών φορτίων που δέχονται είναι κατασκευασμένα από υψηλής ποιότητας υλικά. Τα δισκόφρενα όπως και τα ταμπούρα δουλεύουν με πεπιεσμένο ρευστό, οπότε εύκαμπτα σωληνάκια τα συνδέουν με το κύκλωμα πέδησης.

Λειτουργία

Το ρευστό φτάνει μέσω των σωληνώσεων φτάνει στην δαγκάνα, η οποία έχει τα προαναφερθέντα πιστόνια των οποίων ο αριθμός ποικίλει από το ένα πιστόνι, μέχρι τα δώδεκα (όσο πιο πολλά τόσο πιο καλά), αυτά πιέζουν τα τακάκια τα οποία είναι πλάκες με επίστρωση υλικών πέδησης, που ανάλογα με την θερμοκρασία αρίστης λειτουργίας χωρίζονται σε:

1. Κοινά τακάκια (πιάνουν καλά κρύα αλλά υπερθερμαίνονται γρήγορα).
2. Αγωνιστικά τακάκια (δεν πιάνουν καλά κρύα αλλά αργούν να υπερθερμανθούν).
3. Ημιαγωνιστικά τακάκια (συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα των δύο κατηγοριών).

Τα τακάκια γραπώνουν τον δίσκο ο οποίος έχει διάφορες μορφές, ανάλογα με το όχημα που εξοπλίζει, δηλαδή μπορεί να είναι συμπαγής ή να έχει κανάλια αερισμού, η επιφάνεια του δίσκου μπορεί να είναι "λεία" μπορεί να έχει τρύπες ή αυλάκια ή και τα δύο.

Από την φυσική προκύπτει ότι το κάθε κινούμενο σώμα έχει κινητική ενέργεια, αν αυτό το σώμα πέσει σε ένα τοίχο όλη αυτή η ενέργεια θα απελευθερωθεί ακαριαία υπό την μορφή της θερμικής ενέργειας προκαλώντας ζημιές. Τα φρένα μειώνουν την κινητική ενέργεια με ελεγχόμενο τρόπο, αλλά και πάλι παράγεται θερμότητα, και εδώ είναι που υπερέχουν τα δισκόφρενα έναντι των ταμπούρων. Στην ταχύτερη απαγωγή της θερμότητας καθώς και στην θερμοκρασία λειτουργίας (τα ταμπούρα σταματάνε να δουλεύουν στους 450 C°, ενώ τα δισκόφρενα πάνε μέχρι τους 1200 C°)

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των δισκοφρένων

Τίποτα δεν είναι τέλειο, αυτό είναι παγκοσμίως άγραφος νόμος, έτσι γίνεται και με τα δισκόφρενα.

Στα πλεονεκτήματα είναι:

1. Καλύτερη απαγωγή θερμότητας.
2. Μεγαλύτερο εύρος θερμοκρασιών λειτουργίας.
3. Λιγότερες πιθανότητες για "brake fade".
4. Εύκολη και γρήγορη αντικατάσταση των επιφανειών πέδησης.

Από την άλλη τα μειονεκτήματα είναι:

1. Παραγωγή της λεγόμενης "σκόνης των φρένων". Παλιά που τα δισκόφρενα είχαν αμίαντο, η σκόνη αυτή ήταν καρκινογόνος, τα σύγχρονα δισκόφρενα αν και δεν περιέχουν αμίαντο, η σκόνη αυτή πρέπει να αποφεύγεται η εισπνοή της.
2. Οι υψηλές θερμοκρασίες που πιάνουν τα δισκόφρενα κάνουν επιτακτική την ανάγκη για υλικά ανθεκτικά στις υψηλές θερμοκρασίες, αυτό ανεβάζει το...
3. κόστος κάνοντας τα δισκόφρενα λίγο πιο ακριβά (δεν αναφερόμαστε σε δισκόπλακες από ανθρακονήματα).