Ταμπούρα (φρένα με ταμπούρο)

Τα ταμπούρα είναι σχεδίαση πέδησης τριβής στην οποία καμπύλες σιαγόνες με υλικό τριβής πιέζονται προς τα έξω στην εσωτερική επιφάνεια ενός τυμπάνου που περιστρέφεται μαζί με τον τροχό. Προηγήθηκαν χρονικά των δισκόφρενων και κάποτε τοποθετούνταν και στους τέσσερις τροχούς των περισσότερων αυτοκινήτων, αλλά έχουν πλέον εκτοπιστεί σε μεγάλο βαθμό από τους δίσκους στον εμπρός άξονα και επιβιώνουν κυρίως στον πίσω άξονα φθηνότερων οχημάτων. Η συνεχιζόμενη χρήση τους αντανακλά έναν συνδυασμό χαμηλού κόστους, μηχανικής απλότητας και ιδιαίτερης καταλληλότητας για τη λειτουργία του χειρόφρενου, και όχι κάποιο πλεονέκτημα σε καθαρή απόδοση.

Μέσα στο ταμπούρο βρίσκονται δύο σιαγόνες επενδυμένες με υλικό τριβής, συγκρατημένες από ελατήρια επαναφοράς. Όταν ο οδηγός πατήσει το πεντάλ, η υδραυλική πίεση ενεργεί σε ένα κυλινδράκι τροχού που ανοίγει τις σιαγόνες ώστε να πιεστούν στην εσωτερική επιφάνεια του περιστρεφόμενου τυμπάνου. Η τριβή ανάμεσα στην επένδυση και στο ταμπούρο επιβραδύνει τον τροχό. Πολλές σχεδιάσεις είναι αυτοενισχυόμενες: η περιστροφή του τυμπάνου τείνει να παρασύρει την προπορευόμενη σιαγόνα σε ακόμη σφιχτότερη επαφή, πολλαπλασιάζοντας τη δύναμη που ασκείται. Το φαινόμενο αυτό επιτρέπει σε ένα ταμπούρο να παράγει σημαντική δύναμη πέδησης με σχετικά μικρή προσπάθεια στο πεντάλ, χαρακτηριστικό πολύτιμο στην εποχή πριν γενικευτεί το σερβόφρενο.

Η διάταξη προσφέρει ουσιαστικά οικονομικά και κατασκευαστικά οφέλη. Τα ταμπούρα κοστίζουν λιγότερο στην παραγωγή, ενώ η κλειστή κατασκευή τους προστατεύει τις επιφάνειες τριβής από λάσπες και νερό, κάτι που τα κάνει κατάλληλα για τον πίσω άξονα. Το ίδιο κλειστό περίβλημα διευκολύνει την ενσωμάτωση μηχανικού χειρόφρενου, αφού μια απλή ντίζα με μοχλό μπορεί να ανοίξει απευθείας τις σιαγόνες· γι' αυτό τα ταμπούρα, ή μια μικρή διάταξη «drum-in-hat» μέσα στην καμπάνα του δίσκου, επιμένουν συχνά ακόμη και εκεί όπου υπάρχουν πίσω δισκόφρενα.

Η καθοριστική αδυναμία είναι η θερμότητα. Επειδή η τριβή συμβαίνει μέσα σε κλειστό τύμπανο με ελάχιστη ροή αέρα, η θερμότητα που παράγεται σε δυνατό φρενάρισμα δεν έχει διέξοδο. Τα εξαρτήματα τη συσσωρεύουν μέχρι το υλικό τριβής να χάσει την πρόσφυσή του, προκαλώντας εξασθένηση της πέδησης (brake fade), μια επικίνδυνη μείωση της ισχύος φρεναρίσματος σε παρατεταμένα ή επανειλημμένα δυνατά φρεναρίσματα, όπως σε μια μεγάλη κατάβαση στο βουνό. Η εγκλωβισμένη θερμότητα μπορεί επίσης να διαστείλει το ταμπούρο μακριά από τις σιαγόνες, αυξάνοντας τη διαδρομή του πεντάλ. Νερό και σκόνη φρένων που μαζεύονται στο εσωτερικό επιβαρύνουν περαιτέρω την απόδοση, ενώ ο μηχανισμός επιθεωρείται και ρυθμίζεται δυσκολότερα από έναν εκτεθειμένο δίσκο.

Για τους λόγους αυτούς τα ταμπούρα έχουν παραχωρήσει τη θέση τους στα δισκόφρενα όπου τα φορτία πέδησης είναι υψηλά, ιδίως στον εμπρός άξονα, εκεί όπου μεταφέρεται το μεγαλύτερο μέρος του βάρους κατά την επιβράδυνση. Στον πίσω άξονα μικρών, ελαφριών και οικονομικών αυτοκινήτων, όμως, όπου οι απαιτήσεις πέδησης είναι χαμηλότερες και το κόστος μετρά, παραμένουν πρακτική και ανθεκτική λύση. Κατανοούνται καλύτερα σε αντιπαραβολή με τα δισκόφρενα και μέσα από το φαινόμενο της εξασθένησης της πέδησης, που αναδεικνύει τον βασικό τους περιορισμό.