ホイール ブレーキは、レバーで作動する機械的または油圧現象であり、摩擦を利用して車輪の動きに抵抗することで車両を減速させます。
子供の頃の私の最悪の悪夢は、高速で下り坂を自転車で走っていて、どうしようもなくハンドルバーを引っ張ってしまい、それに応じて速度を落とさないことでした。頭に包帯を巻き、地元のメカニックにピットストップをしてもらったことで、ブレーキはどんな車にとっても重要な部品であり、それに応じて注意を払う必要があることを思い出すのに大いに役立ちました。
ブレーキとは?
減速または停止するためにブレーキをかける必要があると言うのは、ブレーキの機能を部分的にしか理解していない.
ブレーキの実際の機能は、ステアリングやアクセルの機能と同様に、何らかの方法で車両を制御することです。減速とは別に、ブレーキは、オートバイで急カーブを曲がったり、車でドリフトやパワースライドを行う場合など、車両の進路を変更するのにも役立ちます。
エンジン ブレーキとホイール ブレーキ
車両の動きを遅らせるプロセスは、内部的に、つまり動力源で、またはブレーキを使用して外部的に達成できます。
これを説明するために、まっすぐな道を走っているサイクリストを想像してみてください。一定のペースで走行し続ける、または加速するために、サイクリストはペダルをこぎ続けなければなりません。ただし、ペダリングをやめると、サイクルは徐々に自然に停止します。これは、さまざまな摩擦力と連動して車両を停止させる力が働かないためです。同じ現象が自動車のエンジンに拡張されると、エンジン ブレーキとして知られ、車両に入力を提供しないことによって達成されます。
ブレーキが効かない、またはブレーキがないことは、ドライバーにとって最悪の悪夢です (写真提供:Milkovasa/Shutterstock)
しかし、自転車に乗る人が突然の障害物に遭遇した場合、自転車が動き続けるのに十分な運動量がペダリングによって生成されたとしても、ブレーキをかけて減速します。ブレーキは動力源ではなくホイールで発生するため、この場合はホイールブレーキと呼ばれます。車両では、これはブレーキ ペダルまたはレバーを押すことで実現され、ブレーキ メカニズムが作動します。
以下では、車輪ブレーキについて詳しく説明します。
ブレーキの仕組み
ブレーキ アーキテクチャは、アプリケーションの性質に基づいて、通常、本質的に機械式または油圧式です。ブレーキのアーキテクチャは車両ごとに異なりますが、ブレーキの原理は同じです。
ブレーキ レバーを押すと、一連のリンケージが動き、摩擦材で構成される「噛み付き」機構が作動します。摩擦材は動いている車輪をこすり、その動きに対抗し、減速をもたらします。
ブレーキ システムのコンポーネント
1.レバー
ブレーキは手動または足で操作できます (写真提供者:Nor Gal/Shutterstock)
車両のブレーキ機構を作動させるには、ドライバーがレバーを押す必要があります。レバーは、ドライバーのブレーキ入力を噛むメカニズムに伝えるリンケージに接続されています。達成されるブレーキの量は、ブレーキ レバーに加えられた圧力に正比例します。
レバーは、自転車や車のパーキング ハンドブレーキなどで手動で操作することも、ドライバーなら誰でも慣れ親しんでいる足で操作することもできます。
2.ブレーキブースター
ブレーキ ブースターは、従来のマスター シリンダーを改良したもので、制動力を軽減し、その影響を増幅します (写真提供者 :jeffy11390/Shutterstock)
ブレーキ ブースターは、加えられた力を増幅することにより、ブレーキをかける際の人間の労力を軽減するのに役立ちます。これは通常、油圧原理を使用してブレーキ時の人間の労力を軽減する真空によって実現されます。
3.リンケージ
ブレーキリンケージは、機械式または油圧式のいずれかです (写真提供:Tatchaphol &optimarc/Shutterstock)
リンケージはレバーを噛むメカニズムに接続し、本質的に機械式または油圧式のいずれかです。機械的リンケージは、噛むメカニズムを作動させるために引っ張るケーブルで構成されています。一方、油圧リンケージは、固定配管またはフレキシブル配管を介して噛み込み機構にオイルを押し込むマスター シリンダーで構成されています。
4.噛むメカニズム
噛むメカニズムは、実際のブレーキングが行われる場所です。噛むメカニズムには、ドラム ブレーキとディスク ブレーキの 2 種類があります。
i.ドラムブレーキ
このシステムは、ホイールの内側に取り付けられたドラムで構成されています。ドラム ブレーキは、機械式または油圧式のリンケージによって作動させることができます。
ブレーキングは、摩擦材で裏打ちされた固定ブレーキ「シュー」によってもたらされ、拡張してブレーキ ドラムをこすります。ブレーキ レバーを離すと、これらのシューはスプリングの作用によって所定の位置に戻ります。
ドラム ブレーキは、ブレーキ シューがドラム ライナー内に収められて外側に押し出されるため、内部動作です。ドラム ブレーキは古い車両に広く使用されていましたが、最新のシステムでは後輪のみに採用されています。
ドラムブレーキの働き (写真提供:Milkovasa/Shutterstock)
ii.ディスクブレーキ
このシステムは、キャリパーと呼ばれる包括的なユニットを備えたローターで構成されています。このキャリパーには、ブレーキ パッドを押すピストンが収容されており、そのピストンがブレーキ ローターを押してブレーキをかけます。
ドラム ブレーキとは異なり、ディスク ブレーキは油圧のみで作動します。クローズド ユニットであるドラム ブレーキと比較して、ブレーキ ディスクが露出しているため、熱放散が向上し、その結果、制動が向上します。
一般にハンドブレーキと呼ばれるパーキング ブレーキは、機械的に作動するドラム ブレーキで、後輪をロックします。リア ディスク ブレーキを備えた車両では、パーキング ブレーキに対応するためにドラム ユニットを収容するようにブレーキ ローターが変更されます。
ディスクブレーキの働き (写真提供:Milkovasa/Shutterstock)
ブレーキ素材
ブレーキ材料の選択は、摩耗、熱放散、および摩擦を念頭に置いて行う必要があります。過度の摩耗により、ブレーキを頻繁に交換するのは経済的ではありませんが、熱放散と摩擦が不十分な結果、ブレーキ フェード (一時的または永久的なブレーキ機能の喪失) が発生する可能性があります。
メルセデス AMG カーボンセラミック ディスク ブレーキ (写真提供:Abdul Razak Latif/Shutterstock)
古いブレーキはアスベストを使用していましたが、その危険性により、より優れた代替品が開発されました。現在、コミューターカーのブレーキパッドは、アラミドなどの合成繊維素材や、金属の削りくずを樹脂でくっつけたものなどの半金属代替素材で作られています。これらは通常、鉄または鋼のローターにこすれます。
高性能車両は、従来の素材よりも優れたカーボン セラミック ローターを採用していますが、交換には非常にコストがかかります。
ブレーキ システムの進歩
アンチロック ブレーキ システムやトラクション コントロール システムなどの安全システムの開発では、ブレーキよりもコンピューター制御が優先されます。これにより、適切なブレーキ力の配分が可能になり、ハードブレーキを強いられたときのホイールのフリースピン、横滑り、ブレーキロックによるコントロールの喪失を防ぐことができます。
エンジンブレーキや電磁ブレーキなど、他の形式のブレーキがありますが、現時点では、摩擦ブレーキの有効性に迫る技術はありません。ブレーキはすべての車両の不可欠なコンポーネントであり、電気自動車の時代が始まっても、そうあり続けるでしょう!
