Credo che molti lettori abbiano familiarità con i due termini freno a tamburo e freno a disco, ma risalendo alle origini, quali sono le differenze tra loro e quali sono i rispettivi vantaggi? Oggi l'editor ti aiuterà ad analizzarlo.
Freni a disco e freni a tamburo, il dibattito sui vantaggi e svantaggi degli effetti frenanti va avanti da molto tempo. Molte persone dicono che le prestazioni principali dei freni a disco sono migliori rispetto ai tradizionali freni a tamburo. In realtà, questo non è assoluto e deve essere considerato razionalmente.
Freno a tamburo
Animazione del principio di funzionamento
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Storia dello sviluppo
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Nel 1916, gli americani inventarono i freni a tamburo, che si basano sulle ganasce dei freni installate sull'asse per cooperare con il tamburo del freno della ruota per completare l'effetto frenante. Questo freno ha una forza frenante maggiore rispetto ai primi freni per bicicletta (incluso il tipo di pneumatico, il tipo di cerchio, il tipo di puleggia, il tipo di morsetto, ecc.) e la frenata è più fluida e affidabile. A quel tempo, quasi tutte le motociclette americane utilizzavano questo freno. Su questa base è stato sviluppato il freno a tamburo utilizzato nelle motociclette moderne.
Principio di frenatura
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Quando viene applicato il freno a tamburo, la forza esterna esercita una forza sulle due ganasce del freno a forma di mezzaluna, premendo la parete interna della camera del tamburo, e la forza di attrito impedisce al tamburo del freno di ruotare per ottenere l'effetto frenante.
Il principio di funzionamento può essere vividamente descritto da una tazza. Il tamburo del freno è come una tazza. Quando metti cinque dita nella tazza rotante, le dita sono le pastiglie dei freni. Finché allarghi le cinque dita verso l'esterno e strofini la parete interna della tazza, la tazza smetterà di ruotare.
Freno a disco
Animazione del principio di funzionamento
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Storia dello sviluppo
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Sebbene i freni a tamburo siano stati promossi e utilizzati prima, i freni a disco sono apparsi 3 anni prima dei freni a tamburo.
Nel 1913, una motocicletta "Douglas" di fabbricazione britannica che partecipava al Gran Premio di Francia era dotata di un set di freni a disco ad azionamento meccanico. Questa è la prima moto al mondo a utilizzare i freni a disco.
Nel 1969, la Honda del Giappone prese l'iniziativa di utilizzare freni a disco ad azionamento idraulico sulle motociclette Honda 750. Da allora, tutti i produttori di motociclette da strada di tutto il mondo hanno utilizzato questo freno a disco idraulico avanzato.
Principio di frenatura
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Freno a disco, il disco del freno è realizzato in ghisa o acciaio legato e fissato sulla ruota, ruotando con la ruota. La pinza è fissata sull'ammortizzatore anteriore o sul forcellone posteriore e le due piastre di attrito sulla pinza freno sono installate su entrambi i lati del disco freno. La pressione idraulica spinge la piastra di attrito a sfregare contro il disco del freno, proprio come se si bloccasse la piastra rotante con una pinza, ottenendo l'effetto di decelerazione e frenata.
Principio di funzionamento del freno a disco dell'automobile
Parte I: pinza e disco freno
Parte II: pompa freno e servofreno
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Confronto pro e contro
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Forza frenante
In termini di forza frenante, la forza frenante del freno a tamburo è molto maggiore di quella del freno a disco, non perché la tecnologia del freno a tamburo sia più avanzata, ma per le sue caratteristiche strutturali intrinseche.
Nell'impianto frenante a tamburo è presente un oggetto metallico che assomiglia a un tamburo. Questo è il componente principale del freno a tamburo e il freno a tamburo prende il nome da esso.
Nel tamburo del freno sono montati due set di ganasce. Quando premiamo il pedale del freno, la forza del conducente verrà trasmessa alle ganasce del freno, spingendo le ganasce del freno a forma di U semicircolare su entrambi i lati, facendole espandere e comprimere verso l'esterno e premendo saldamente le ganasce del freno contro il tamburo del freno . In questo momento, ci sarà un forte attrito tra il tamburo del freno e le ganasce del freno, ottenendo così un effetto frenante.
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I freni a disco sono diversi dai freni a tamburo, che sono avvolti all'interno. Possiamo vedere intuitivamente le parti dei freni a disco dall'aspetto. Si sposteranno con il movimento delle ruote e manterranno la sincronizzazione con le ruote, che equivale al tamburo del freno nel freno a tamburo.
Quando premiamo il freno, il dispositivo idraulico trasmette questa forza alla pinza del freno e fa sì che la pinza del freno blocchi saldamente il disco del freno e la forza di attrito generata dall'attrito tra il disco del freno e la pinza del freno viene utilizzata per raggiungere lo scopo di frenata.
Questo dispositivo frenante non è in grado di generare da solo la forza di amplificazione, quindi fare affidamento solo sulla forza umana non è sufficiente per ottenere una forza frenante efficace. Deve essere assistito da dispositivi idraulici per generare una forza frenante sufficiente.
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Prestazioni di dissipazione del calore
Tuttavia, i freni a disco sono superiori ai freni a tamburo sotto molti aspetti, altrimenti non verrebbero attualmente utilizzati in un gran numero di nuovi modelli, ma questi vantaggi non si riflettono nella forza frenante, ma in altri aspetti.
I freni a tamburo si trovano in uno spazio chiuso, quindi la loro dissipazione del calore non è molto buona e durante la frenata si accumulerà molto calore.
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Le ganasce dei freni e i tamburi delle ruote hanno maggiori probabilità di subire deformazioni estremamente complesse sotto l'influenza dell'alta temperatura, che è soggetta al deterioramento e al tremore dei freni, causando una diminuzione dell'efficienza della frenata.
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Prestazioni di drenaggio
Il drenaggio è un'altra caratteristica che rende i freni a disco superiori ai freni a tamburo. Quando l'acqua entra nell'impianto frenante, l'impatto sulle prestazioni di frenata è evidente. Se l'acqua non può essere scaricata in tempo, le prestazioni di frenata saranno notevolmente ridotte.
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Dalla struttura si può vedere che il design chiuso dei freni a tamburo ovviamente non favorisce il drenaggio come i freni a disco.
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Costo economico
I freni a tamburo sono stati utilizzati per la prima volta nei sistemi frenanti e la tecnologia di produzione è relativamente più matura, quindi il costo è dovuto ai freni a disco.
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La qualità del disco del freno a disco deve essere migliorata. Il costo della pinza freno, del pistone, della pastiglia freno e di altri componenti non può essere paragonato a quello del freno a tamburo.
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Altri
Nelle zone rurali con molte strade fangose, la guida ad alta velocità non è comune. La forza frenante del freno a tamburo è più adatta. Allo stesso tempo, si riflette il vantaggio del freno a tamburo, un sistema frenante con una migliore tenuta, nell'affrontare ambienti difficili e le strade fangose sono estremamente letali per le pastiglie dei freni a disco.
La velocità di risposta in frenata del freno a tamburo non è sufficientemente lineare e precisa, quindi è difficile equipaggiare il sistema ABS basato sul freno a tamburo. Il freno a disco può essere dotato di ABS per ottenere una frenata ABS uniforme, rapida ed efficace.
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Confronto tra freno a tamburo e freno a disco
Freno a tamburo
Freno a disco
Vantaggi:
1. Quando si ottiene la stessa coppia frenante, il diametro del tamburo del freno a tamburo può essere molto più piccolo di quello del disco del freno a disco
2. Basso costo di produzione
Vantaggi: 1. Il freno a disco ha una migliore dissipazione del calore rispetto al freno a tamburo ed è meno probabile che causi guasti al freno dovuti al deterioramento del freno quando il freno viene azionato continuamente.
2. La modifica delle dimensioni del disco freno dopo il riscaldamento non aumenta la corsa del pedale del freno.
3. Il sistema frenante a disco risponde rapidamente e può eseguire azioni frenanti ad alta frequenza, quindi è più in linea con le esigenze del sistema ABS.
4. I freni a disco non hanno la funzione di frenata automatica dei freni a tamburo, quindi la forza frenante delle ruote sinistra e destra è relativamente uniforme.
5. Poiché il disco del freno ha un migliore drenaggio, può ridurre la situazione di scarsa frenata causata da acqua o fango.
6. Rispetto ai freni a tamburo, i freni a disco hanno una struttura semplice e sono facili da riparare.
Svantaggi:
1. Il diametro del tamburo del freno aumenterà dopo il riscaldamento, provocando un aumento della corsa del pedale del freno, il che può portare alla situazione in cui la risposta del freno non è quella prevista. Pertanto, quando si guida un veicolo con freni a tamburo, cercare di evitare frenate continue per causare il decadimento termico delle pastiglie dei freni a causa dell'elevata temperatura.
2. Il sistema frenante risponde lentamente e la forza frenante è difficile da controllare, il che non favorisce le azioni frenanti ad alta frequenza.
Svantaggi: 1. Poiché non esiste un effetto frenante automatico dei freni a tamburo, la forza frenante dei freni a disco è inferiore a quella dei freni a tamburo.
2. L'area di attrito tra le pastiglie e i dischi dei freni a disco è inferiore a quella dei freni a tamburo, quindi anche la forza frenante è relativamente piccola.
3. Per migliorare gli svantaggi sopra menzionati dei freni a disco, è necessaria una maggiore forza sul pedale o una maggiore pressione dell'olio. Pertanto è necessario utilizzare un disco freno di diametro maggiore oppure aumentare la pressione dell'olio dell'impianto frenante per aumentare la forza frenante.
4. Il dispositivo del freno a mano non è facile da installare. Alcuni modelli con freni a disco sulle ruote posteriori sono dotati di una serie di meccanismi per il freno a mano con freno a tamburo.
5. Le pastiglie dei freni sono più usurate e la frequenza di sostituzione potrebbe essere più elevata
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Conclusione
I veicoli sul mercato utilizzano generalmente freni a disco sulle ruote anteriori e freni a tamburo su quelle posteriori, che è la cosiddetta configurazione "disco anteriore e tamburo posteriore". Il motivo per cui i freni a disco non vengono utilizzati sulle ruote posteriori è dovuto a problemi di costo. Molte motociclette di grossa cilindrata sono dotate di freni a disco anteriori e posteriori.
In generale, durante la frenata, il baricentro si sposterà in avanti e il peso sulle ruote posteriori diminuirà sempre di più. La forza frenante del veicolo proviene maggiormente dalle ruote anteriori. Anche se si tratta di un freno a disco anteriore e posteriore, il freno a disco della ruota anteriore è ovviamente più spesso della ruota posteriore perché deve sopportare una forza frenante maggiore.
Quindi su un'auto di massa ridotta non c'è niente di sbagliato nel freno a tamburo della ruota posteriore, purché si presti attenzione alla tecnica di frenata, si controlli la velocità e si usi eccessivamente i freni.
I freni a disco anteriori e posteriori non sono onnipotenti e i freni a tamburo non sono inutili. Non importa quanto potenti siano i freni, non sono sicuri quanto una guida attenta.
