Frâne cu tambur

Frânele cu tambur sunt o construcție de frânare prin fricțiune în care niște saboți curbați sunt împinși spre exterior pe suprafața interioară a unui tambur rotativ ce se rotește solidar cu roata. Au precedat frâna cu disc și au fost cândva montate la toate cele patru colțuri ale majorității mașinilor, dar de atunci au fost în mare parte înlocuite cu discuri în față și supraviețuiesc mai ales pe punțile spate ale vehiculelor mai ieftine. Folosirea lor în continuare reflectă un echilibru între cost, simplitate mecanică și o potrivire aparte pentru funcția de frână de parcare, mai degrabă decât vreun avantaj de performanță pură.

În interiorul tamburului se află doi saboți de frână căptușiți cu material de fricțiune, ținuți de arcuri de readucere. Când șoferul apasă pedala, presiunea hidraulică acționează un cilindru receptor care depărtează saboții, astfel încât aceștia să apese pe interiorul tamburului aflat în rotație. Fricțiunea dintre garnitură și tambur încetinește roata. Multe construcții sunt autoamplificatoare: rotația tamburului tinde să tragă mai puternic în contact sabotul de atac, multiplicând forța aplicată. Acest efect permite unei frâne cu tambur să genereze o forță de oprire considerabilă dintr-un efort relativ modest la pedală, ceea ce era valoros în epoca de dinaintea generalizării servofrânelor.

Arhitectura aduce beneficii economice și de spațiu reale. Frânele cu tambur sunt mai ieftine de fabricat, iar construcția lor închisă protejează suprafețele de fricțiune de mizeria și apa de pe carosabil, ceea ce le face potrivite pentru puntea spate a unui vehicul. Aceeași carcasă închisă le face convenabile pentru integrarea unei frâne de parcare mecanice, întrucât un simplu cablu și o pârghie pot depărta direct saboții; de aceea tamburele, ori un mic ansamblu de tip drum-in-hat, persistă adesea chiar și acolo unde sunt montate discuri pe spate.

Slăbiciunea definitorie este căldura. Fiindcă fricțiunea are loc în interiorul unui tambur închis, cu puțin curent de aer, căldura generată la frânări dure nu are pe unde să iasă. Componentele o absorb până când materialul de fricțiune își pierde aderența, producând fading, o reducere periculoasă a puterii de frânare în timpul frânărilor prelungite sau repetate, cum ar fi o coborâre lungă de munte. Căldura captivă poate, de asemenea, dilata tamburul departe de saboți, mărind cursa pedalei. Apa și praful de frână care se adună în interiorul tamburului pot afecta și mai mult performanța, iar mecanismul este mai greu de inspectat și reglat decât un disc expus.

Din aceste motive, frânele cu tambur au cedat locul frânelor cu disc oriunde solicitările de frânare sunt mari, în special în față, unde se transferă cea mai mare parte a greutății mașinii la decelerare. Pe puntea spate a mașinilor mici, ușoare și economice, însă, unde cerința de frânare este mai redusă, iar costul contează, tamburele rămân o alegere practică și durabilă. Se înțeleg cel mai bine prin contrast cu frânele cu disc și prin fenomenul de fading, care le expune limitarea principală.