Dariusz DoboszNa początku w motocyklach zastosowano hamulce cierne. Wytracanie prędkości uzyskiwano dzięki sile, która dociskała element cierny do bieżni związanej z układem napędowym jednośladu. Rozwiązania techniczne były różne. Gdy motocykl wyglądał jak rower z silnikiem, wystarczał układ typu rowerowego – niewielkie gumki albo gumowe klocki dociskane do obręczy kół lub opon.
Na skróty:
Z czasem pojawił się pomysł, by klocki gumowe współpracowały z obręczami służącymi do przenoszenia napędu (w przekładniach pasowych) albo dodatkowymi, przeznaczonymi tylko do hamowania.
Od mechaniki do hydrauliki
Siłę docisku uzyskiwano za pomocą układów mechanicznych – odpowiednio ukształtowanych prętów i cięgien – stosowanych również później, gdy w motocyklach zagościły hamulce taśmowe, a po nich bębnowe. Wciąż można je spotkać w maszynach z bębnowym hamulcem w tylnym kole. Choć już w 1911 r. Francuz Louis Chavrier opatentował system hydrauliczny, to wówczas skończyło się na teorii.
Jeszcze przed II wojną światową pojawiły się próby praktycznego zastosowania układów hydraulicznych sterujących hamulcami bębnowymi, ale nie zyskały one uznania. Co więcej, nawet w pierwszych seryjnych hamulcach tarczowych MV Agusta stosowała mechaniczny docisk elementów ciernych. Hydraulika zadebiutowała na dobre w motocyklach sportowych dopiero w połowie lat sześćdziesiątych, a do produkcji wielkoseryjnej weszła wraz z Hondą CB 750 Four w 1969 r.
Pompy i przewody
Zasadniczym elementem hydrauliki jest pompa, pozwalająca wytworzyć w układzie odpowiednio duże ciśnienie. Przez całe dziesięciolecia w motocyklach stosowano pompy osiowe, w których dźwignia hamulca przenosi siłę stopy lub dłoni kierowcy na tłoczysko i dalej na tłok pompy poprzez prosty układ dźwigni. W ostatnich latach coraz częściej w obwodach przednich hamulców pojawiają się jednak pompy promieniowe.
Jeszcze większe ciśnienie
Tłoczysko połączone jest w nich bezpośrednio z dźwignią hamulca. Pompy promieniowe mają nieco większe przełożenie mechaniczne, wynoszące 1:7, dlatego przy tej samej średnicy tłoka mogą wytworzyć większe ciśnienie niż osiowe o przełożeniu mechanicznym 1:6. Jeśli przeciętna siła, z którą naciskana jest ręczna dźwignia, wynosi 100-120 N, to w układzie hydraulicznym można uzyskać ciśnienie sięgające nawet 30 barów. Zwykle jest to jednak ok. 20 barów.
[dd-parallax img=”https://swiatmotocykli.pl/wp-content/uploads/2019/01/2018-ducati-panigale-v4-first-look-specs-3.jpg” height=”700″ speed=”2″ z-index=”0″ position=”left” offset=”false”][/dd-parallax]
Rzecz okaże się bardziej złożona, gdy zaczniemy oceniać wydajność ciśnieniową pomp. W praktyce te wartości są bardzo podobne. Pompy promieniowe mają bowiem nieco większe tłoczki, przez co przełożenie hydrauliczne (nie mylić z mechanicznym) jest mniejsze niż w osiowych (które dzięki mniejszym tłoczkom mają nieco większe przełożenie hydrauliczne). Skąd zatem moda na te pierwsze? Pozwalają kierowcy precyzyjniej dobierać siłę hamowania, ponieważ ręka prowadzącego bezpośrednio porusza tłok pompy, a na dodatek przy tym samym ruchu dźwigni hamulca tłok w pompie promieniowej pokonuje krótszą drogę. A to wpływa na dokładniejszą regulację ciśnienia w układzie hamulcowym.
Pompy i hamulce łączą gumowe przewody, które początkowo nie sprawiały większych problemów, wystarczyło dbać o ich szczelność. Z czasem, gdy wydajność pomp rosła, zauważono jednak niepokojące zjawisko: przewody odkształcały się, a konkretnie zwiększały średnicę, gdy ciśnienie w obwodzie rosło, a to obniżało efektywność całego układu. Siła wywierana przez kierującego na dźwignię tylko w części zamieniała się na docisk okładzin do bębnów (lub tarcz), w części zaś rozpierała elastyczne przewody. To zjawisko ma też niekorzystny wpływ na precyzję sterowania hamulcami. By temu zaradzić, zaczęto stosować stalowe oploty, zapobiegające „puchnięciu” przewodów. Dzisiaj każdy właściciel motocykla, który ma z tym problem, może sięgnąć po akcesoryjne przewody w stalowym oplocie (oplot jako element seryjny należy bowiem do rzadkości).
Simplex i duplex
Już w epoce hamulców taśmowych wykorzystywano różnego rodzaju bębny, ale wówczas element trący dociskano do zewnętrznej powierzchni. Gdy zasadę odwrócono i bieżnię wraz z elementami ciernymi umieszczono wewnątrz, powstał taki hamulec bębnowy, jaki znamy do dziś. Okładziny cierne umieszczono na szczękach, o kształcie dopasowanym do średnicy bieżni bębna. Rozwieranie szczęk i ich dociskanie do bieżni na początku powierzano specjalnemu rozpierakowi oraz lince albo prętowi.
Hamulec bębnowy pojawił się po raz pierwszy w 1906 r., a na początku lat dwudziestych zyskał dużą popularność za sprawą BMW i Nortona. Od 1928 r. był stosowany powszechnie w motocyklach amerykańskich. Dość szybko pojawiły się lekkie aluminiowe odlewy z wstawioną do wnętrza żeliwną bieżnią, która współpracowała z jedną lub dwiema szczękami.
Podwójne szczęki pracowały na początku w układzie simplex, z pojedynczym rozpierakiem. Był to system niedoskonały, ponieważ nie cała powierzchnia cierna współpracowała z bieżnią bębna. Tuż po II wojnie światowej ten typ hamulców doczekał się układu duplex, w którym dwa rozpieraki pozwalały wykorzystać całą powierzchnię roboczą elementu ciernego.
Bęben wiecznie żywy
W latach sześćdziesiątych motocykle stały się na tyle szybkie, że bębny nie radziły sobie z obciążeniami termicznymi: coraz więcej energii kinetycznej trzeba było rozproszyć w postaci ciepła. By się nie przegrzewały, niektórzy producenci decydowali się na system chłodzenia powietrzem „łapanym” do specjalnych wlotów-kierownic. Niestety, ten typ hamulców zajmował za dużo miejsca i okazał się również zbyt ciężki. By poprawić ich skuteczność, zwiększano średnicę, a to powodowało dalszy wzrost masy motocykla i masy nieresorowanej przedniego zawieszenia. Ze względu na wysokie koszty nie przyjął się pomysł odlewania bębnów z bardzo lekkiego stopu magnezu.
Pogromcą hamulców bębnowych zostały tarczowe (ich historię opowiemy innym razem), ale bęben nie odszedł w zapomnienie. Doskonale sprawdza się w pojazdach niższych klas, gdzie osiągi są niewygórowane, a obciążenia termiczne niewielkie. Wciąż jest też montowany w wielu klasykach, w których pełni funkcję nostalgicznego elementu stylizacyjnego. Hamulec bębnowy przeszedł długą drogę niemal od początku dziejów motocykla do współczesności i prawie się nie zmienił. Prawdziwy wehikuł czasu.