Kako so ljudje zavirali pred tisoč leti? Razvoj zavornega sistema
Rečeno je, da so se pred tisoč leti, ko so starodavni ljudje vozili s konjsko vprego, za vse zanašali na ročno delo: črpali so, da so natočili gorivo, vlekli, da so zavili, trobili z usti in zavirali z nogami - no, konjske noge. Sčasoma, po neštetih lekcijah, pridobljenih s krvjo in solzami, so ljudje spoznali, da zanašanje le na konjeve noge pri spuščanju navzdol ne le izčrpava konja, ampak ogroža tudi voznika.
Tako se je rodil najzgodnejši zavorni sistem. Ljudje so uporabili kos lesa kot zavorno ploščico, da bi ustvarili trenje s kolesom in tako zagotovili zavorno silo. Čeprav se je les ob zaviranju včasih kadil, je bilo to dovolj za počasne vozove. Pravzaprav je zavorne sisteme s podobnimi strukturami mogoče videti še danes. Zavore na obroču kolesa so se na primer razvile iz brušenja površine pnevmatike v brušenje platišča, vendar je princip ostal podoben.
Odkar se je v 18. stoletju pojavil parni stroj, se je moč vozila preusmerila s človeka in živali na stroj, hitrosti so se povečale, vendar se zavorni sistemi le malo spremenijo. Do začetka 20. stoletja, ne glede na to, ali je šlo za konjsko vprego, vlak ali zgodnji avtomobil, je zavorni sistem deloval podobno kot tisti, ki so se uporabljali pri prejšnjih vagonih. rezultat? Tudi na ravnem so se nesreče še vedno dogajale. Na srečo je leta 1900 genij Wilhelm Maybach zasnoval prvo avtomobilsko bobnasto zavoro. Se to sliši znano? Tudi danes nekateri tovornjaki in osebni avtomobili nižjega razreda še vedno uporabljajo bobnaste zavore.
Po naključju je samo dve leti pozneje leta 1902 drug genij, Frederick William Lanchester, oblikoval prvo kolutno zavoro, ki je zavorni sistem, ki se uporablja v več kot 80 % današnjih avtomobilov, vključno s Xiaomi SU7. Morda mislite, da so kolutne zavore nastale veliko pozneje kot bobnaste zavore, vendar ni tako. Disk zavore imajo višje zahteve glede materialov zavornih ploščic. Prve plošče so bile izdelane iz železa, ploščice pa iz bakra, ki so se hitro obrabljale. Predstavljajte si, da se odpravite na družinsko potovanje s prigrizki, pivom, igralnimi kartami in tremi kompleti zavornih ploščic – razočaranje, kajne? Tako zaradi omejitev v materialni tehnologiji kolutne zavore niso postale priljubljene.
Vendar pa imajo tudi bobnaste zavore svoje težave. Njihova zasnova sama po sebi omejuje odvajanje toplote, zaradi česar so nagnjeni k toplotnemu razpadu. To velja tudi za sodobne bobnaste zavore. Ko pa se je tehnologija materialov izboljšala, so kolutne zavore spet začele pridobivati pozornost. Prve zavorne ploščice so bile narejene iz azbesta, vendar je imel azbest usodno napako: ni bil okolju prijazen. Azbestna vlakna zaradi obrabe bi lahko vdihnila in povzročila nepopravljivo poškodbo pljuč, zato se azbestni strešniki, ki so bili nekoč pogosti v mojem otroštvu, ne uporabljajo več. Poleg tega je azbest slab prevodnik toplote, zato se je po trenju zaradi zaviranja težko ohladil.
Kasneje so razvili polkovinske zavorne ploščice, ki so za povečanje trdote nadomestile azbest z jekleno volno. Zdaj pa je bila toplotna prevodnost preveč dobra. Temperatura se je hitro dvignila, zavorni sistem pa je ostal vroč, zaradi česar so se gumijasti deli, kot so tesnila in cevi, hitreje starali. Visoke temperature so tudi uparile vodo v zavorni tekočini, zaradi česar so zavore mehke. Poleg tega je trenje kovine na kovino povzročalo hrup pri nizkih hitrostih, zavore pa so zlahka zarjavele, ko je deževalo.
Zaradi teh pomanjkljivosti je bila razvita nova generacija zavornih ploščic: materiali z nizko vsebnostjo kovin. Kot že ime pove, so imele te blazinice manj kovine. Čeprav niso bile tako trpežne, je bila njihova zavorna zmogljivost boljša od polkovinskih ploščic, poleg tega so bile tišje in so se pogosto uporabljale v avtomobilih, ki dajejo prednost udobju. Sčasoma so se pojavile zavorne ploščice na keramični osnovi, ki so za ojačitev uporabljala keramična vlakna. Te blazine višjega cenovnega razreda so odporne na vročino, nudijo stabilno trenje in zmanjšan hrup. Poleg tega, ker nimajo kovine, na kolesih ne puščajo zavornega prahu, ki ga je težko očistiti. Slaba stran? Drage so.
A keramične zavore niti niso najdražje. Obstaja možnost še višje stopnje: zavore na osnovi karbona. Ti so na voljo v dveh različicah: ogljik-keramični in ogljik-ogljik. Ena je sestavljena iz karbonskih in keramičnih vlaken, druga pa je v celoti izdelana iz karbona. Oba nudita odlično toplotno prevodnost, odpornost na visoke temperature, močno zavorno silo in majhno težo, zaradi česar sta bolj vzdržljiva. Zato se karbonske zavore običajno nahajajo na dirkalnih avtomobilih, vrhunskih športnih avtomobilih in letalih. Za vsakdanje voznike pa zaradi stroškov niso zares pomembni.
Po vsej tej razpravi o kolutnih zavorah se boste morda vprašali, ali imajo bobnaste zavore še vedno možnost vrnitve. Odgovor je ne - preprosto so nadstandardni. Bobnaste zavore so težke, slabo odvajajo toploto in so manj učinkovite pri zagotavljanju hitrega neprekinjenega zaviranja. Prav tako niso združljivi s sodobno tehnologijo, kot je ABS. Kljub temu imajo bobnaste zavore svoje prednosti. Ena od prednosti je njihova močna zavorna sila. Od dveh zavornih čeljusti ena sledi vrtenju zavornega bobna, druga pa nasproti. Pri zaviranju čevelj, ki se premika proti vrtenju, ustvari učinek samozaviranja in zategne zavoro, ko pritisnete močneje. To je strukturna prednost. Bobnaste zavore so tudi stroškovno učinkovite, saj njihova zasnova v zadnjih letih ni zahtevala bistvenih sprememb. Razen posodobitev tornih materialov je njihova proizvodnja ostala razmeroma poceni.
