Hamulce szczękowo-bębno- we. W hamulcach takich moment ha- mowania powstaje wskutek tarcia wew­nętrznej powierzchni obracającego się wraz z kołem bębna hamulcowego o umieszczone wewnątrz bębna nie obracające się szczęki. Szczęki są dociskane do bębna rozpieraczem, sterowanym przez kierowcę za pomocą mechanizmu uruchamiającego. Z chwilą gdy kierowca przestaje wywierać nacisk na pe­dał mechanizmu uruchamiającego, rozpieracz przestaje naciskać na szczęki i sprężyna odciągająca powoduje ściągnięcie szczęk w takie położenie, że przestają one trzeć o bęben. Szczęki hamulcowe mają okładziny cierne, odz­naczające się dużym współczynnikiem tarcia oraz znaczną odpornością na ścieranie. Na rys. 20.1 przedstawiono schemat działania hamulców szczę-kowo-bębnowych oraz rozkład sił działających podczas hamowania. W przy­padku przedstawionym na rys. 20.1 a kierowca nie wywiera nacisku na pe­dał mechanizmu uruchamiającego i sprężyna odciągająca utrzymuje szczęki w pewnej odległości od bębna. Na rys. 20.1 b przedstawiono przypadek hamowania. Siła Fp przyłożona przez kierowcę do pedału sprawia, że rozpie­racz oddziałuje na szczęki z siłami FA i FB. Powoduje to dociśnięcie szczęk do bębna, przy czym siły NA i NB, stanowiące wypadkowe nacisków szczęk na powierzchnię bębna, wywołują sity tarcia TA i TB, których moment prze­ciwstawia się ruchowi obrotowemu koła. Moment hamowania jednego koła MH = (TA + TB) rb = (NA +NB)iL- rb gdzie: i u. — współczynnik tarcia okładziny o bęben, r$ — promień powierzchni ciernej bębna. Naciski NA i NB działające na poszczególne szczęki nie zawsze są równe. Zależy to od sposobu zamocowania szczęk oraz systemu ich roz­pierania. Na rys. 20.2 przedstawiono typowy przykład konstrukcji hamulca niejednakowych naciskach NA i NB obydwu szczęk. Jest to hamulec samo­chodu ciężarowego z mechanicznym rozpieraczem i szczękami ułożyskowa-nymi na dwóch sworzniach osadzonych nieruchomo w tarczy hamulcowej. Tarcza hamulcowa jest tu elementem przenoszącym moment hamowania ze szczęk na elementy nośne pojazdu. Naciśnięcie pedału hamulca powoduje obrócenie rozpieracza, a co za tym idzie, rozsunięcie górnych końców szczęk ich obrót wokół sworzni. Szczęka oznaczona na rysunku literą A obraca się przy tym w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotu bębna. Nazywamy ją szczęką współbieżną. Szczęka oznaczona literą B obraca się w kierunku prze­ciwnym niż bęben. Tę szczękę nazywamy szczęką przeciwbieżną. Siły działające na obydwie szczęki są przenoszone przez sworznie na tarczę hamulcową (a dalej na elementy nośne i ramę). Siły tarcia działa­jące na obydwie szczęki możemy rozłożyć na dwie składowe: F" — skierowaną ku osi sworznia oraz F' — prostopadłą do kierunku siły F" (rys. 20.3). Siły F" są równoważone przez reakcje w sworzniach, natomiast siły F' powodują do­ciskanie szczęki współbieżnej {A) do bębna oraz zmniejszanie nacisku szczęki przeciwbieżnej (B). Tak więc w opisanym przypadku siły nacisku szczęk na bęben nie są jednakowe. Na rys. 20.4 przedstawiono trzy przykłady zamocowania szczęk z rozpieraczami hydraulicznymi: Układ simplex, w którym dwie szczęki — współbieżna i prze­ciwbieżna — są rozpierane tłoczkami umieszczonymi we wspólnym cylinder-ku. Naciski jednostkowe obu szczęk są niejednakowe. Układ duplex, w którym obydwie szczęki są rozpierane od­dzielnymi rozpieraczami i pracują jako współbieżne. Naciski jednostkowe obydwu szczęk są takie same. Układ samowzmacniajacy, w którym dolne końce obydwu szczęk są połączone łącznikiem nie związanym z tarczą hamulcową (tzw. szczęki pływające), co sprawia, że mimo iż rozpieracz działa podobnie jak w ukła­dzie simplex, podczas hamowania szczęka współbieżna jest pociągana przez obracający się bęben i za pośrednictwem łącznika dociska dodatkowo szczękę przeciwbieżną. Dzięki temu naciski jednostkowe obydwu szczęk są niemal jednakowe, pod względem wartości zbliżone do nacisków jednostkowych szczęki współbieżnej w układzie simplex. Ponieważ wskazane jest, aby średnie naciski jednostkowe obu szczęk były takie same (ze względu na równomierne zużywanie się okładzin), w hamulcach o różnych siłach nacisku NA i A7B stosuje się szczęki z okła­dzinami o jednakowych polach powierzchni współpracy z bębnem. Średni nacisk jednostkowy na powierzchni szczęk gdzie: N — siła nacisku szczęki na bęben, rb — promień powierzchni ciernej bębna, 3 — kąt przylegania okładziny do bębna, wyrażony w radianach, b — szerokość okładziny. Warunek równości nacisków jednostkowych na obu szczękach ma więc postać N, Ponieważ szerokość b okładzin obu szczęk przyjmuje się taką samą, więc równość nacisków uzyskuje się przez odpowiedni dobór kątów przylegania p Siły A7 i NB określa się roz­patrując warunki równowagi sił działających na szczęki. Przyjmując oznaczenia przy­jęte na rys. 20.5 układamy równania równowagi momen- tów względem punktów obrotu szczęk. Dla szczęki współbieżnej (A) FA - (a+c)-NA-c+TA-k = 0 ponieważ TA = y. • NA, więc podstawiając otrzymamy stąd Pa' {a+c)-NA{c-v.-k) _ FA{a -{- c) iA _ —- c—[X • k Dla szczęki przeciwbieżnej (B) PB' (a+c)-NB-c-TB-k = 0 postępując analogicznie jak w przypadku szczęki A wyznaczamy siłę docisku FB-(a + c) Wzory 20.4 i 20.5 potwierdzają udowodniony już poprzednio graficznie fakt, że większy nacisk na bęben wywiera szczęka współbieżna niż przeciwbieżna. Zakładając, że siły, jakimi rozpierane są obydwie szczęki są równe FA = FB = F, otrzymamy NB c — y. - k lub podstawiając tę równość do wzoru S± . c + ll'k Pb c—[i-k Korzystając ze wzoru 20.1 można też określić wartość siły rozpie­rającej Fi która przyłożona do szczęk wywołałaby żądany moment hamowa­nia MH (sposób określania momentów hamowania poszczególnych osi sa­mochodu omówiono w rozdz. 8) Wartość siły rozpierającej F jest potrzebna do określenia przeło­żenia mechanizmu uruchamiającego hamulce. Podstawowe wymiary geometryczne hamulca, jak: promień bę­bna hamulcowego, rozstaw sworzni i ich odległość od osi koła, odległość roz-pieraczy od osi koła itp., zależą przede wszystkim od wymiarów tarczy koła oraz od przyjętego sposobu mocowania i rozpierania szczęk. Ponieważ moment tarcia hamulca jest proporcjonalny do promie­nia bębna hamulcowego (wzór 20.1) stosuje się możliwie największe wy­miary bębnów, pozostawiając między bębnem a obręczą koła jedynie od­stęp niezbędny dla umożliwienia przepływu chłodzącego powietrza. Bębny odlewa się najczęściej z żeliwa, dzięki czemu cechuje je duża sztywność i duży współczynnik tarcia. Odlewanym bębnom łatwo jest nadać kształt najkorzystniejszy ze względów wytrzymałościowych i cieplnych. Wadą żeliwnych bębnów jest ich duży ciężar. Dlatego w niektórych samocho­dach osobowych stosuje się bębny wytłaczane z blachy lub bębny składa­jące się z żeliwnego pierścienia z zalaną w nim tarczą z t'oczonej blachy, stanowiącą ściankę czołową bębna. Szczęki hamulcowe (rys. 20.6) spawa się z części tłoczonych z blachy lub — w większych samochodach — odlewa się. Konstrukcja szczęk powinna zapewniać dużą sztywność oraz odpowiednie ułożyskowanie na sworzniach, zapewniające długotrwałą pracę bez możliwości skośnego ustawia- nia się szczęk w stosunku do bębna. Sze­rokość szczęk określa się na podstawie dopuszczalnych wartości nacisków jedno­stkowych działających na okładzinę (wzór 20.2). Szerokość szczęk dobiera się tak, żeby naciski jednostkowe p nie przekra­czały 1,6 MN/m2 w samochodach oso­bowych oraz 2,4 MN/m2 w samochodach ciężarowych. Okładziny cierne mocuje się do szczęk za pomocą nitów miedzianych lub mosiężnych. Stosuje się także połą­czenia klejowe (głównie w hamulcach samochodów osobowych). Okładziny wy­konuje się z podobnych materiałów jak okładziny tarcz sprzęgłowych. W celu skompensowania błędów wykonawczych i montażowych oraz skutków zużywania się okładzin szczęki mocuje się w taki sposób, aby umożliwić regulację ich ustawienia względem bębna. W tym celu stosuje się specjalne krzywki regulacyjne (rys. 20.7), mimośrodowe sworznie, które w miarę obracania powodują przemieszczanie się szczęki, a w układach samowzmacniających — łączniki szczęk o regulowanej długości. W hamul­cach z hydraulicznymi rozpieraczami stosuje się nakrętki regulujące roz­staw szczęk przy rozpieraczu. W nowoczesnych hamulcach coraz częściej stosuje się urządzenia do samoczynnej regulacji luzów między szczękami a bębnem. Na rysunkach 20.8 i 20.9 przedstawiono dwa przykłady hamulców: pierwszy — sterowany hydraulicznie, ze szczękami w układzie duplex, sto­sowany w samochodach osobowych, oraz drugi — przeznaczony do samo­chodów ciężarowych, sterowany rozpieraczem mechanicznym, o szczękach w układzie simplex. W tym drugim układzie zwraca uwagę zastosowanie rolek w celu zmniejszenia tarcia rozpieracza o szczęki.