Nem látjuk, miért, de jobb!

A kerékfékszerkezet hűtése – főleg a nagy teljesítményű fékeknél – kiemelten fontos feladat. Köztudott, hogy az autó fékezési munkája, illetve a fékteljesítmény mindig meghaladja a motorteljesítményt, így a hűtés szükségességét nem kell indokolnunk. A tárcsafék féktárcsája olyan nagy hőfokot is elérhet, jóval 500 °C felett (a Formula 1-ben elérheti az 1200 °C-ot is), mely az anyagban ébredő feszültségek miatt a tárcsában repedéseket okoz. A nagy hőmérséklet a fékbetétek megégését, rohamos kopását eredményezi, és ami még ennél is kedvezőtlenebb, a súrlódási együttható is csökkenhet. A fék (fading) szó szerint életveszélyes jelensége is a nagy hőmérsékleteknél lép fel. A tárcsa élettartama is nő, ha csökkenthető a hőmérséklet. A sugárzó hő a fékfolyadékra is hat, és mint az ismert, annak felforrását okozhatja, még akkor is, ha a folyadék víztartalma még nem kritikus, tehát a kisebb hőhatás a biztonságot szolgálja.

A fékszerkezet fejlesztői, a fékszerkezetet beépítő autókonstruktőrök a kritikus termikus viszonyokat ismerik, és próbálják a kritikus érték alatt tartani a fékszerkezet hőmérsékletét. Ennek egyik módja a féktárcsa belső hűtése. A súrlódó tárcsát, ha szétválasztjuk, és közötte levegőt vezetünk át, a tárcsahűtés megsokszorozható.

A belső hűtésű féktárcsa (Innenbelüftete Scheibenbremse) nem új fejlesztés, mind a személygépjárművek, mind a haszongépjárművek világában – az igényelt fékteljesítménytől függően – régóta általánosan használt.

➊

A levegő a tárcsa belső köre mentén lép be a tárcsafalak közé és a centrifugális erő hatására, felgyorsulva lép ki a kerület mentén ➊. Kezdetben úgy gondolták a konstruktőrök, hogy a tárcsák közötti összekötő bordák legyenek ventilátorlapát alakúak, ívelt geometriájúak, ezzel is növelve az átáramló levegő tömegét ➋ ➌. Ez viszont azt eredményezte, hogy a féktárcsa forgásiránya kötött lett. Mások radiális lapátozással kötötték össze a két tárcsafelet.

➋

A féktárcsa tervezettnél nagyobb hőterhelése és gyors hőmérséklet-változása a tárcsafelületen repedéseket és réteges leválást okoz.

Az új korszak az 1980-as évek közepén kezdődött. Mindent lehet még jobbá tenni: az áramlástani és hőátadást szimuláló mérnöki programok más megoldást hoztak ki jobbnak. Az összekötő bordák célszerű elrendezésével a hűtést tovább lehet fokozni.

dA Brembo PVT (Pillar Venting Technology) összekötő borda kialakítása ugrásszerűen csökkentette a hőterhelést. Például a Lancia Thema volt, mely először kapott ilyen féktárcsát, de ezt számos más autótípus is követte.

➌

Talán, ahogy a programok továbbfejlődtek, a kísérleti tapasztalatok gazdagodtak, újabbnál újabb összekötő borda elrendezéssel és alakokkal egyre jobb eredményt értek el. A Brembo cég számol be erről a fejlesztési folyamatról ➍. A szabadalmaztatott „T Pillar” kialakítás 2004-ben jelent meg, ezt követte 2010-ben az ugyancsak szabadalmaztatott „Star-Pillar”. Ez utóbbi két kialakítás főleg haszongépjármű-fékeknél alkalmazott, így például elsőként az IVECO Stralis kapta meg. 2014-ben és 2015-ben kiállításokon mutatta be a még újabb hűtött féktárcsáit, melyek a PVT Plus nevet kapták ➎. Radiális irányban megnyújtott összekötő bordák, 30–40 háromszög alakú terelő- elemek alkotják a belső levegőcsatornákat. Ezek belső örvényt keltenek, így javul a hőátadás. Csökkenteni tudták a tárcsatömeget (–10%), a hő okozta felületi repedések 30%-kal ritkábbak, az élettartam 30%-kal nőtt.

➍

➎

Még egy eredményről számolnak be: a tárcsakerület mentén a háromszögelemek miatt kisebbek a rések, így a felvert kavicsok – nem csak bányaüzemben – nem tudnak beékelődni, majd nem fognak forgás közben golyóként kilőni.

Itt tartunk ma. A PVT Plus féktárcsákat a nagy teljesítményű, felső kategóriába tartozó gépkocsikhoz fejlesztették, így például az Audi A6, a BMW 5-ös sorozat, a Mercedes E-Klasse kapja meg. Az Audi S3 tárcsáját a Brembo a Frankfurti Automechanika kiállításon mutatta be, „COMET Noppenbelüftung” névvel illetve. Érdekesség, hogy a gyártók közül még nem mindegyik szereli ezzel a tárcsatípussal (pedig – mint mondják – jobb), de a pótalkatrészpiacon már ezt is kínálják.

A Brembo fejlesztőmérnökei szerint egyféle féktárcsa belső ventiláció nem is elegendő, a különböző gépkocsi-kategóriák (személy, kisteher, haszongépjármű, autóbusz, munkagép) mást és mást kívánnak. A szerelőknek a tárcsák belvilágát természetesen nem kell ismerniük, hiszen a vonatkozó cikkszám mögött a megfelelő alkatrésznek kell lennie.