Kotúčové brzdy

Kotúčové brzdy sú dominantným trecím brzdovým systémom moderných osobných automobilov a spomaľujú koleso stláčaním dvojice trecích doštičiek na plochý kovový kotúč, ktorý sa otáča spolu s kolesom. Stali sa štandardom, pretože premieňajú kinetickú energiu vozidla na teplo účinnejšie a rovnomernejšie než staršia bubnová konštrukcia, a pretože toto teplo ochotne odvádzajú do prúdiaceho vzduchu. Spoľahlivý a predvídateľný brzdný účinok, dokonca aj po opakovanom intenzívnom použití, je dôvodom, prečo sa kotúče montujú na prednú nápravu prakticky každého dnes vyrábaného auta a čoraz častejšie na všetky štyri kolesá.

Mechanizmus je priamočiary a robustný. Kotúč je priskrutkovaný k náboju kolesa tak, aby sa otáčal spolu s kolesom. Cez jeho vonkajší okraj sa rozkročuje strmeň, ktorý ukrýva jeden alebo viac hydraulických piestov a dvojicu brzdových doštičiek. Keď vodič stlačí pedál, hlavný brzdový valec natlakuje brzdovú kvapalinu, tento tlak pôsobí na piesty strmeňa a piesty pevne pritlačia doštičky na obe strany otáčajúceho sa kotúča. Trenie medzi doštičkou a kotúčom spomaľuje otáčanie a vzniknuté teplo sa vyžaruje a odvádza prúdením z veľkého, voľne odkrytého povrchu kotúča.

Toto hospodárenie s teplom je definujúcou výhodou systému. Keďže je kotúč vystavený prúdeniu vzduchu, rýchlo chladne, čo robí kotúčové brzdy oveľa odolnejšími voči vyblednutiu bŕzd, teda strate brzdného účinku, ku ktorému dochádza pri prehriatí trecích prvkov. Kotúče tiež účinnejšie odvádzajú vodu, po jazde v mokre sa rýchlejšie zotavia a sú jednoduchšie na kontrolu a údržbu, keďže po demontáži kolesa sú doštičky aj plocha kotúča viditeľné. Opotrebenie doštičiek sa dá ľahko skontrolovať a ich výmena je pomerne rýchla.

Niekoľko zdokonalení posúva konštrukciu ešte ďalej. Vetrané kotúče sú odliate s vnútornými rebrami medzi dvoma trecími plochami, ktoré ženú vzduch cez kotúč a odvádzajú teplo počas intenzívneho alebo dlhotrvajúceho brzdenia. Krížom vŕtané a drážkované kotúče pomáhajú odvádzať plyny a odstraňovať nečistoty z povrchu doštičiek a sú bežné na športových autách. Na vrchole výkonnostného spektra využívajú karbón-keramické kotúče matricu z karbidu kremíka vystuženú uhlíkovými vláknami, ktorá znáša extrémne teploty, váži oveľa menej a vydrží oveľa dlhšie, hoci za značnú cenu.

Kotúčové brzdy nie sú bez nevýhod. Sú vo všeobecnosti drahšie než bubnové brzdy, odkrytý kotúč a doštičky môžu korodovať alebo zachytávať nečistoty a zabudovať plne účinnú parkovaciu brzdu do kotúčového systému je zložitejšie než pri bubne. Z týchto dôvodov niektorí výrobcovia stále montujú bubnové brzdy na zadnú nápravu lacnejších áut, kde sú brzdné zaťaženia nižšie. Brzdový strmeň je kľúčovým ovládacím prvkom systému a stav doštičiek a kotúča je ústredný pre každú dôkladnú kontrolu bŕzd.