Fékekről őszintén

2016.01.26. 09:23
Mitől jó, ha radiális? Lyuggatott vagy csipkés szélű tárcsa? Nagy varázslat a fém fékcső?

A motor megállításához szükséges fékerő előállítása régóta nem probléma – a mérnököket sokkal jobban foglalkoztatja, hogy olyan rendszereket tervezzenek, amik a legjobb visszajelzést adják, a legjobban adagolhatóak, illetve az egész harmóniában legyen a valódi fékezést végző alkatrésszel, a gumival. A másik kihívás, hogy a bármilyen motort bármilyen tempóról megállító fékerő egymás után sokszor, ugyanúgy előhívható legyen, még átlagos pilótával is.

A tárcsafékek először a repülőgépeken jelentek meg, az első tárcsafékes szériamotor pedig az 1969-es Honda CB750-en volt. Azóta sokat fejlődtek a fékek, de az alapelv változatlan (képen a Yamaha SR400 történelminek számító első tárcsaféke)
A tárcsafékek először a repülőgépeken jelentek meg, az első tárcsafékes szériamotor pedig az 1969-es Honda CB750-en volt. Azóta sokat fejlődtek a fékek, de az alapelv változatlan (képen a Yamaha SR400 történelminek számító első tárcsaféke)

Függetlenül attól, hogy dobfékről vagy tárcsafékről beszélünk, az elv mindegyiknél azonos: valamit odaszorítanak egy, a forgó kerékhez rögzített részhez, ami a mozgási energiát hővé alakítja. A fő különbség, hogy mit kezdenek a felszabaduló hővel. Dobfékkel egyre ritkábban találkozni, egy-két kiviteltől eltekintve már csak kismotoroknál és robogóknál használják, pedig nem egy elveszett dolog – legfőbb hátrányuk, hogy zárt térben történik a fékezés, és rossz a hőleadásuk. Ha kilyuggatjuk, a csapadék bekerül, és az rontja a fékhatást. A megoldást a környezet felé nyitott fékrendszer hozta el, vagyis a tárcsafék, ami közvetlenül érintkezik a hűs levegővel.

Kismotorokon és robogókon kívül már csak kevés helyen látni dobféket. Mivel fékezéskor a motor 75% az első tengelyre terhel, ezért felesleges a hátsó féket túlméretezni
Kismotorokon és robogókon kívül már csak kevés helyen látni dobféket. Mivel fékezéskor a motor 75% az első tengelyre terhel, ezért felesleges a hátsó féket túlméretezni

Legegyszerűbb tuning, ha jó helyen húzod

A fékerőt az erőkarok mérete határozza meg, ami nagyon szoros összefüggésben van a kézzel kifejtett erővel. Ezért ugyanakkora kézerővel nagyobb hatásfokot érhetünk el, ha a fékkar végét húzzuk. Minél nagyobb az erőkar, annál nagyobb a működtető erő, vagyis a fékhatás.

A másik fékerőnövelő trükk az áttételezés – bovdenes fékeknél ilyen minden olyan hely, ahol az erőkar egy csapon vagy tengelyen elfordul. Hidraulikus fékeknél a főfékhenger (a fékkar pumpája) és a munkahenger (féknyereg) belső átmérőjének arányaival módosíthatjuk ezt – ott is vannak határok, ha fent módosítjuk az áttételt, azonos fékhatáshoz kevesebb kézerő kell, de nagyobb utat kell bejárnia a fékkarnak, és előbb utóbb a markolatban meg fog ütközni.

Anyagismeret: tárcsák és betétek

A fentiekből kiderül, hogy az egész fékezésnek, lassulásnak a súrlódás az alapja. És éppen emiatt kulcsfontosságú, hogy az érintkező anyagok – a féktárcsa és a betét – legjobbak legyenek. Olyanoknak kell megfelelniük, hogy kellő ellenállásuk legyen egymáson, ellenálljanak a fellépő hőnek, ne kopjanak gyorsan, ne torzuljanak, ne égjenek össze. És ha lehet, se túl drága, se túl nehéz ne legyen.

A fékbetétek anyagát tekintve sokféle összetétel létezik – különböző célra, területre más és más variációkat kísérleteztek ki, amik gyártónként változnak. A leggyakoribb hozzávalók a sárgaréz, vörösréz, ólom, grafit, szén, kevlár, műgyanta és néhány titkos adalék, de kerül belel kevlár és aramid is. Ezeket aztán nagy hőmérsékleten és nyomáson préselik össze, és azokból a lapokból vágják ki a felhasználóhoz eljutó darabokat.

Dobfék fékpofái: egy zsír új és egy használt
Dobfék fékpofái: egy zsír új és egy használt

A féktárcsák – a fékdobokhoz hasonlóan – jellemzően öntött vasból vagy korrózióálló acélból készülnek. Az anyagválasztás terén olyan szempontokat vesznek figyelembe, mint a hőmegtartás és hőleadás, a deformálódási hajlam, az előállítási költség vagy a tömeg – jelenleg az acél áll nyerésre, az öntöttvas csupán árban, hőelvezetésben és nedves fékhatásban tud jobb eredményeket felmutatni. És egy érdekesség: a fékbetét egyébként hőszigetelő feladatot is ellát a tárcsa és a nyereg között, emiatt érdemes még az előtt cserélni, hogy teljesen elkopna.

A gyilkos fékfolyadék

A hidraulikus fékrendszereket a tárcsafékek hívták életre, ugyanis ezekkel érhető el legjobban a féknyereg működtetéséhez szükséges kis elmozdulás és nagy nyomóerő. Egy időben voltak mechanikus tárcsafékek, de azok mind nehézkes, rosszul adagolható, mai szemmel nézve borzalmas szerkezetek – a Honda például próbálkozott vele, nem vált be.

Nem radiális, de az égvilágon semmi gond nem volt a Yamaha MT-07 fékével
Nem radiális, de az égvilágon semmi gond nem volt a Yamaha MT-07 fékével

A fékerőt a főfékhenger állítja elő – az a kis henger alakú valami, amit benyom a fékkar – és ezt az erőt továbbítja a fékfolyadék a féknyereghez, ami maga a munkahenger. Négyféle fékfolyadék kapható: DOT3, DOT4, DOT5 és DOT5.1 – ez az amerikai osztályozási rendszerből fakad. A DOT3 és 4 és 5.1 ásványiolaj alapú, az utóbbit kimondottan ABS-es fékrendszerekhez fejlesztették. A DOT5 szilikon alapú, és tilos keverni őket. A DOT3-4-5.1 fékfolyadékok megkötik a levegő páratartalmát, így felvizesednek, ezzel csökken a forráspontjuk. Az sem véletlen, hogy külön vizsgálják a száraz és nedves forráspontjukat, a nedves forráspontot 3,5% víztartalomnál mérik. Emiatt szükséges legalább kétévente cserélni, függetlenül a tényleges használat mértékétől.

A DOT5 fékfolyadék nem keveredik vízzel, az egyből a rendszer aljára, a forró részekhez keveredik, és gyorsan felforr, az így keletkező légbuborékok pedig összenyomhatók, ezért nagy fékezéseknél hamar puha, rugalmas érzetet fog adni a fék.

A fék hatékonyságának növelése

Fent már volt róla szó, mindenhol az erőkarok számítanak. A legalapabb fékhatásnövelő tényező a féktárcsa átmérőjének növelése. Minél messzebb van a tengelytől, annál jobb, gondoljunk csak a Buellek peremtárcsáira. Tehát minél nagyobb íven fog a nyereg, annál kevesebb erő kell a kerék megállításhoz. Plusz előnye, hogy a nagyobb féktárcsa jobban leadja a hőt.

Ilyen peremtárcsából egy is elég
Ilyen peremtárcsából egy is elég

Esőben kellemetlen, hogy a tárcsa is vizes, és azon elcsúszik a betét, először ki kell szorítani a vizet. Ilyen esetben az öntöttvas tárcsa a legjobb, annak porózus szerkezete ilyenkor ideális, de azonnal rozsdásodni kezd, szóval a mérsékelt a győzelem.

Tévhit, hogy a lyuggatott féktárcsa jobb esőben, sőt, pont ellenkezőleg hat: a furatok peremén megül a víz, ahelyett, hogy a fékbetét lesodorná. A lyukak lényege, hogy csökkentik a tömeget, a giroszkópikus hatást és a rugózatlan tömeget, vagyis jobb lesz a motor viselkedése. Nedves időben a legjobb a szinterbetét, amikben a fém részecskéknek köszönhetően nem teljesen sima a felülete, jobban kiszorítja a vizet, mint a hagyományos betétek - gondoljunk csak a slick gumikra, amik könnyen felúsznak.

Nem mindenki esküszik a lyuggatott féktárcsára, például a francia Beringer sem
Nem mindenki esküszik a lyuggatott féktárcsára, például a francia Beringer sem

Nagy tuning a fém fékcső?

A főfékhengert és a munkahengert összekötő fékcső fontos eleme a rendszernek. Ha a műanyag csövek elöregednek, nyomásra tágulnak, ami felemészti a fékerő egy részét, emiatt szokta a szervizkönyv előírni a cseréjüket, amit viszont itthon többnyire mindenki figyelmen kívül hagy, pedig sok típus esetében 4 évente kéne új.

Sokszor csodát várnak a teflonos belsejű fémhálós csövektől - pedig ezek mindössze annyit csinálnak, hogy a külső fémháló merev, nem tágul. Mivel a tágulás általában minimális, ezek ritkán hoznak nagy változást. Ahogyan sok őrületet, ezt is a versenysport hívta életre, ahol a fékerő adagolásán túl a biztonsági szempont sem elhanyagolható: egy esésnél nem szakadnak ki, és nem kenik végig a pályát a maró és csúszós fékfolyadékkal. Akkor okoz meglepő változást a fémhálós fékcső, ha a műanyag cső már nagyon elöregedett, és a fékfolyadékot is ezer éve nem cserélték - olyankor a friss folyadékkal együtt már keltheti a felhasználóban az illúziót, hogy csoda történt.

Radiális vagy nem radiális

Nem új keletű mánia a radiális fék, viszont kevesek tudják, hogy ez pontosan mit is jelent. A radiális fékberendezés esetén két egységről beszélhetünk, amiből egyik a főfékhenger és a munkahenger. A radiális főfékhenger abban különbözik a hagyományostól, hogy a főfékhenger dugattyúja nem a kormánnyal párhuzamosan helyezkedik el, hanem a kormányra merőlegesen. Azért jó, mert a fékkar, mint erőkar ilyenkor úgy áll, hogy nagyobb erőt tudunk kifejteni vele, illetve így finomabban, pontosabban tudjuk adagolni a fékerőt. Ez hatalmas előny mindenhol. Ha módosítani akarjuk a gyári receptet, ez az a tuning, amit érdemes meglépni.

Radiális főfékhenger a Triumph Street Triple RX-en. A henger merőleges a kormányra
Radiális főfékhenger a Triumph Street Triple RX-en. A henger merőleges a kormányra

A radiálisan rögzített féknyereg utcai üzemben annyira nem fontos - a versenysportból indult, és igazából ott van létjogosultsága, utcai motoron szép, modern megoldás, de nem észrevehető a haszna.

Működési elvében nincs különbség a hagyományoshoz képest, ez egy felfogatási mód. Lényege, hogy a nyereg két felfogatási pontja egy olyan körön helyezkedik el, melynek középpontja az első kerék tengelye. Ez a felfogatás elsősorban azért vált szükségessé a versenymotoroknál, mert pályáktól függően kénytelenek voltak módosítani a féktárcsa átmérőjét, és ennél a megoldásnál elegendő beépíteni egy 2,5 mm-es távtartót a munkahenger és a teleszkópszár közé, így felszerelhető az 5 mm-rel nagyobb átmérőjű féktárcsa. Az utca motorosa viszont nem cserélgeti a különböző átmérőjű tárcsákat attól függően, hogy munkába megy, vagy a Mátrába.

Radiálisan rögzített féknyereg a BMW R 1200 R-en
Radiálisan rögzített féknyereg a BMW R 1200 R-en

A radiálisan rögzített nyereg másik haszna, hogy mind a két végére került rögzítési pont, így nem mozdul el a helyzetéből. Ráadásul emiatt a merevség miatt a fékbetétek egyenletesebben fekszenek a tárcsára, jobb a vezető kapcsolata, tisztább visszajelzést ad – amit a világ legjobb versenyzői biztosan nagyon értékelnek.

Másik modern okosítás a monoblok féknyereg, amiben szintén nincs nagy varázslat, a lényeg, hogy a nyerget egyetlen nagy szilárdságú alumínium- vagy magnéziumötvözet tömbből marják ki, így nagyon merev, az elmozdulásnak jobban ellenálló szerkezet lesz.

Jelenleg ez éppen a csúcs. Karbon-kerámia tárcsa, monoblok nyereg radiálisan rögzítve - látszanak a távtartók is, amiket az extra méretű tárcsa igényel. Ez viszont nem jár mindenkinek, ezt Andrea Iannone MotoGP Ducatiján fotóztam
Jelenleg ez éppen a csúcs. Karbon-kerámia tárcsa, monoblok nyereg radiálisan rögzítve - látszanak a távtartók is, amiket az extra méretű tárcsa igényel. Ez viszont nem jár mindenkinek, ezt Andrea Iannone MotoGP Ducatiján fotóztam

Ezek ugyanúgy úri huncutságok, mint a fordított teleszkópvilla: egy jól megtervezett, karbantartott és beállított hagyományos rendszer akár jobb is lehet, mint egy optika kedvéért legyártott, de belül silány elemekből álló modern darab. A vevő viszont igényli a modern, látványos megoldásokat, hát megkapják, még ha valós előnyük nem is származik belőle. Valós előnyt inkább az ABS jelent.