ブレーキシステムの種類とその仕組み

ディスク、ドラム、シューズ、油圧システムの詳細：ブレーキがどのようにあなたを守るか。

ブレーキはどの車のエンジンと同じくらい重要であり、運転中の安全を確保するために不可欠です。 ブレーキの基本原理は単純です： 走行中の車両の運動エネルギーを奪い、摩擦によって熱エネルギーに変換して車を停止させます。すべてのブレーキは同じ原理に従いますが、異なるシステムではこの摩擦を異なる方法で実現します。

車のシステムタイプと使用する部品は多くの要因によって決まります。すべてのシステムはわずかに異なりますが、ここでは車が持つ可能性のあるシステム、その動作方法、および主要な部品について説明します。車のブレーキシステムと車両のブレーキシステムを理解することは非常に重要ですので、読み進めてください！

ブレーキシステムの構成要素

車がブレーキングに使用するシステムのタイプについて説明する前に、特にブレーキシステムの部品を修理または交換することを検討している場合は、主要な部品について言及する価値があります。ブレーキシステムが使用する部品のタイプは、車のメーカーとモデル、到達可能な速度、車の価格と年齢によってしばしば決まります。ブレーキシステムはドラムまたはディスクを使用し、ブレーキパッドを含みます。

ドラムブレーキ

ドラムブレーキは車を止める最も古い方法です。ドラムはホイールの内側に取り付けられ、その内側には2つの耐熱性パッドがあります。ペダルが踏まれると、パッドが外側に押し出され、ドラムを押し付け、ドラムがホイールを停止させます。パッドとドラムの間で生じる摩擦により、運動エネルギーが熱エネルギーに変換されます。

これらのタイプのブレーキは、1980年代まで車で一般的に使用されていました。車がより強力になるにつれて、ドラムブレーキはそれらを止めるという課題に対応できなくなりました。頻繁なブレーキングの過酷な条件下では非常に高温になり、高温すぎると運動エネルギーを熱に変換できず、機能しなくなります。 1980年代以降、多くの車は代わりにディスクブレーキを使用し始めました。

しかし、これはドラムブレーキが全く使用されていないというわけではありません。それらは依然として適切であり、仕事をこなします。車が停止するとき、ほとんどの圧力は前輪ブレーキに加えられるため、後輪ブレーキとしてよく使用されます。ドラムブレーキは製造コストが低く、メンテナンスが簡単なため、エントリーレベルの車や安価なモデルでよく使用されます。

ディスクブレーキ

ディスクブレーキは、ほとんどの車の最も人気のある選択肢としてドラムブレーキに「取って代わった」ものです。ドラムブレーキは押し出すものであり、これはホイールを絞るほど多くの圧力を生み出しません。そのため、専門家は押し付けるのではなく絞るシステムを設計しました。また、より大きな表面積はより多くの摩擦を意味し、高強度でのブレーキングを改善するために不可欠であることも発見しました。何かを絞るものと大きな表面積を求めることの組み合わせが、ディスクブレーキの採用につながりました。

ディスクブレーキは、ホイールの回転をその動きから減速または停止させるメカニズムです。ディスクブレーキは通常鋳鉄製ですが、場合によってはカーボン複合材やセラミック製もあります。これはホイールや車軸に連結されています。ホイールを停止させるために、ブレーキパッドの形をした摩擦材がディスクの両側に強制押し付けられます。ディスクホイールに生じる摩擦により、減速または停止します。

一部のディスクは、より速く冷却され、より効率的であり続けるように修正されています。これはしばしば空気を入れることで実現されるため、中央に穴を開ける、外側周囲に小さな隙間を設ける、フィンを付けるなどの修正により、空気がディスクにアクセスできるようになり、最終的にはより効率的なブレーキシステムを意味します。

ブレーキパッド

車が使用するのがディスクであれドラムであれ、ディスクまたはドラムに含まれる主要部品はブレーキパッド（時には「シュー」と呼ばれる）です。これらが摩擦を生み出します。ブレーキパッドには多くの異なる材料が使用されますが、一般的なパッドには有機物（ガラス、ケブラー、カーボンなどを使用）、セラミック、セミメタリック、または全金属製があります。使用されるすべての材料は、できるだけ多くの熱を吸収するように設計されています。

有機ブレーキパッド は非常に静かでディスクを摩耗させませんが、摩耗しやすいためより頻繁に交換する必要があります。 セラミックパッド も非常に静かで長持ちし、有機パッドよりもはるかに優れた大きな制動力を持っています。 セミメタリックパッド はセラミックパッドの能力さえ上回りますが、合成材料中の金属フレークによりディスクをより摩耗させるため、ブレーキディスクをより頻繁に交換する必要があります。最後に、全金属ブレーキパッドがあります。

これらはレーシングカーが使用するものです。信じられないほどの制動力を持っていますが、騒音が大きく、ディスクを太陽の下で溶ける氷のように摩耗させます。あなたの車にはおそらく合成またはセラミックのブレーキパッドが含まれており、これらは日常の運転には両方とも良い選択です。

機械式ブレーキシステム

機械式ブレーキは、20世紀に自動車が大量生産されたときに自動車に搭載されたブレーキシステムのタイプの中で最初のものでした。これらのシステムは、一連のプーリー、ケーブル、カム、その他の装置を含み、ブレーキドラムに摩擦を加えて車を停止させました。ペダルが踏まれると、ブレーキケーブルが引っ張られ、それが今度はドラムをホイールに押し付けて車を停止させました。

これらのブレーキシステムには多くの問題がありました。一つには、ブレーキが機能するためにはブレーキラインと他のすべての可動部品を完璧な状態に保つ必要があるため、多くのメンテナンスが必要でした。ブレーキケーブルに過度の圧力がかかったり、車両を停止させるのに必要な力が大きすぎたりすると、簡単に切れる可能性もあり、これは非常に危険でした。システムはその精度のためにもメンテナンスを必要としました。レバーがずれたり、ケーブルの張力が完全に正しくなかったりすると、異なるホイールに異なるブレーキ圧力がかかり、車の制御が非常に難しくなりました。

これらすべての問題により、1950年代後半までに、機械式ブレーキは車ではほとんど見られなくなり、油圧ブレーキに置き換えられました。

とはいえ、ほとんどの車にはまだ何らかの形の機械式ブレーキ、すなわちパーキングブレーキがあります。 メインの油圧ブレーキに加えて、車にはしばしば機械式パーキングブレーキがあり、レバーとブレーキドラム内のアームを使用して車の停止を助けます。これらは車内のパーキングブレーキレバーからケーブルで作動します。パーキングブレーキレバーのラチェットは、ブレーキがかかったらそれを維持します。プッシュボタンはラチェットを外し、レバーを解放します。すべての車にはパーキングブレーキシステム（時には電気式で機械式ではない）があり、2つのホイール（通常は後輪）に作用します。この機械式システムは車を停止させるのではなく駐車時に固定するためだけのものであるため、機械式システムで十分です。

油圧ブレーキシステム

現代の車の最も一般的なブレーキシステムは油圧ブレーキシステムであり、あなたの車はほぼ確実に油圧ブレーキを装備しています。車は通常これを四輪すべてに持っており、油圧システムはブレーキディスクまたはブレーキドラムを使用できます。

古い機械式ブレーキシステムとは異なり、油圧システムは流体を使用してブレーキに圧力を加えます。油圧流体はブレーキラインに貯蔵され、ブレーキペダルまたはブレーキレバーからの圧力または力を伝達して車を停止させるために使用されます。ブレーキ流体、または油圧流体は、高温高圧で動作できる非圧縮性の物質です。

このタイプのブレーキシステムでは、機械的な力はドライバーがブレーキペダルを踏むことから生じます。この力はブレーキ流体をラインを通して押し出し、非圧縮性であるため、ブレーキシステムに向かって進みます。マスターシリンダーとして知られる装置で、この力は油圧に変換され、ブレーキキャリパーまたはドラムセグメント（システムのタイプに応じて）に送られます。

各ブレーキキャリパーには一連のピストン（最大6つ）が含まれており、油圧はキャリパーをディスクまたはドラムにロックするように強制します。ブレーキキャリパーに取り付けられたブレーキパッドは、ブレーキディスクまたはドラムに対して擦れるときに摩擦を生み出し、これが最終的に車を停止させます。

油圧ブレーキシステムにはまた、明確な利点があります。

第一に、油圧ブレーキシステムで生成される力は、車で使用されていた古い機械式ブレーキシステムと比較してより高くなります。これらはかなり原始的で、レバー、リンケージ、またはカムに依存しており、油圧ブレーキシステムほど多くの力を伝達しません。機械式システムはまた、可動部品が劣化するにつれて時間とともに効率を失う可能性があります。

油圧ブレーキラインが破損するリスクは非常に低く、メンテナンスもほとんど必要ありません。これも機械式ブレーキとは対照的です。それらはまた信じられないほど速く、ペダルに対して反応が良く、ブレーキに加えられる力はドラムやディスクに圧力を加えるために非常に少なくて済みます。

油圧システムは 機械式システムよりも可動部品がはるかに少ないため、これらの部品の摩耗とそれに関連するまたは結果として生じるメンテナンスも削減されます。これにより、システムは機械式システムよりも安価で信頼性が高くなります。 機械式システムは また、設計と構造が車によって大きく異なる可能性があり、これにより修理がしばしば困難でした。油圧システムは比較的単純な設計で組み立てが容易であり、メンテナンスを容易にします。

サーボブレーキシステム

しばしばパワーブレーキ、またはサーボブレーキまたはブレーキブースターとも呼ばれ、サーボブレーキシステムはブレーキをかけるのに必要な力を減らすための追加のパワーを与えるように設計されており、油圧ブレーキと連携して動作します。

ブレーキサーボは部分真空を作り出すことで動作し