Oko okvira

Općenito o kočnicama

Bicikl kao cestovno vozilo s dva kotača koje se pogoni snagom mišića vozača, tehničko je postignuće razmjerno nedavne prošlosti. Njegova jednostavna konstrukcija (vozilo s dva kotača, montirana jedan iza drugoga) i praktična svojstva (u suvremenoj izvedbi) – mala težina, lako održavanje i rukovanje – osigurali su mu najširu upotrebu u svakodnevnom životu i sportu. Iz samog opisa bicikla jasno je da i komponete koje se na njemu primjenjuju moraju biti relativno jednostavne, pouzdane, lagane i da im je pri tome cijena prihvatljiva.

Kočnice obično nikad ne dobivaju pažnju koju zavrijeđuju. Možda je razlog tome što kad govorimo o biciklu kao vozilu pokretanom ljudskom snagom mi općenito razmišljamo u terminima gibanja, a ne zaustavljanja, kočenja. Čak i na slikama bicikli se uobičajeno prikazuju sa strane lančanika i mjenjača, a ne s druge strane gdje su obično postavljene kočnice.Kočenje je namjerno (umjetno) povećanje tangencijalnih sila između kotača i podloge, kojem je svrha usporenje ili zaustavljanje dvokolice. U toku procesa kočenja kinetička se energija bicikla i vozača pretvara u toplinu koja se radi osigutavanja funkcioniranja kočnica odvodi u okolinu. O uspješnosti kočenja sudi se na osnovu usporenja i puta kočenja.

Kako bi se ostvarila potrebna sila za usporavanje bicikla razvijene su kroz povijest brojne vrste kočnica, no u današnjoj primjeni zadržane su svega četiri osnovna tipa: torpedo (coaster), caliper, bubanj (roller) i disk kočnica. Prema načinu aktiviranja kočnice se mogu podijeliti na one koje se aktiviraju nogom (vrtnjom pedala unatrag) – torpedo, te one koje se aktiviraju rukom preko ručica kočnica koje se nalaze na upravljaču.

Torpedo (coaster) kočnica. Ovaj tip kočnica većina od nas prvu upoznaje u svom biciklističkom razvoju. Takve kočnice standardna su oprema dječjih bicikala, te različitih vrsta cruisera, te bicikala za svakodnevnu upotrebu (npr. Rog Turist). Aktivacija torpedo kočnice ostvaruje se vrtnjom pedala unatrag pri čemu se unutar stražnje glavčine (pesta) aktivira ekspandirajući bubanj koji pritiskom o tijelo glavčine (pesta) ostvaruje silu kočenja.
Osnovne prednosti torpedo kočnice su njena jednostavnost i pouzdanost po svim vremenskim uvijetima (kako se svi dijelovi kočnice nalaze unutar glavčine oni nisu izloženi vlazi, kiši…), te jednostavno održavanje koje se sastoji samo u podmazivanju unutrašnjosti glavčine s mašću masti visoke temperaturne otpornost. Kako se torpedo kočnica nalazi na samo na stražnjem kotaču i aktivira se preko lanca dio njenih nedostataka proizlazi iz tih činjenica. Naime, kao i kod drugih vozila od ukupne sile kočenja prednjim kotačem ostvaruje se 70 i više posto sile kočenja, što direktno dovodi do toga da stražnjom kočnicom ne možemo vršiti nagla zaustavljanja (veoma brzo dostižemo granicu proklizavanja i zbog toga gubitka stabilnosti i smjera). Drugi problem predstavlja pucanje ili pad lanca (verige) s lančanika (verižnika) – u oba ta slučaja ostajemo bez mogućnosti aktiviranja torpedo kočnice.

Poznato je također da se pri kočenju veliki dio kinetičke energije pretvara u toplinu. Kako je cijeli mehanizam torpedo kočnice smješten u stražnju glavčinu pri dugotrajnom kočenju dolazi do snažnog zagrijavanja, pa i pregrijavanja glavčine što uzrokuje topljenje masti unutar glavčine. Uslijed toga nije rijetka pojava da kompletna mast iz glavčine iscuri te da dođe i do oštećivanja kuglica i ležajeva unutar glavčine. Na osnovu navedenog jasno je da torpedo kočnica nice pogodna za primjenu kod jakih i dugotrajnih kočenja i da ne smije biti jedina kočnica na biciklu (u krajnjoj liniji zakonodavac propisuje da bicikl mora imati dvije nezavisne kočnice). Iako prilično zastarjela i s ograničenim opsegom upotrebe torpedo kočnica je još uvijek na svjetskoj razini najčešće primjenjivana vrsta kočnice.

Caliper
Caliper ili obručna kočnica najčešći je i najpopularniji tip lagane i pouzdane kočnice. Ovaj tip kočnice dolazi u različitim varijantama poznatim po komercijalnim nazivima: cantilever, V-kočnica, U-kočnica, side-pull, center-pull, roller cam…. Dolaze u mehaničkoj i hidrauličkoj verziji. Svima im je zajedničko da se aktiviraju preko ručica kočnica na upravljaču. Da se sila s ručica preko sajle (žice) ili fluida prenosi na čeljust kočnica, gdje gumice kočnica svojim oslanjanjem na rub obruča ostvaruju silu kočenja koja usporava bicikl. Prve caliper kočnice patentirao je 1897. godine James Starley. Side-pull i center-pull verzije kočnica verzije su caliper kočnica namijenje cestovnim biciklima. U 50-tim godinama 20 stoljeća poznati proizvođači ovih kočnica bile su tvrtke Universal i Weinmann, od 60-tih do 80-tih dominirao je Campagnolo, a od 1990. dominaciju u proizvodnji i kvaliteti preuzeo je Shimano.

Cantilever
Cantilever kočnice koje su poznate iz ranijih faza mountain-bikinga pojavile su se isto krajem 19. stoljeća da bi vrhunac doživjele 1996. godine. U ovom trenutku najpopularnije su V-kočnice. Karakterizira pouzdanost, jednostavnost, lakoća i velika sila kočenja. Za sve caliper kočnice zajedničko je da silu kočenja ostvaruju pritiskom gumica kočenja na obruč, pri čemu možemo reći da je princip rada identičan onom kod disk kočnica – bočnim pritiskom na obruč (rotor) ostvaruje se pretvaranje kinetičke energije u toplinu i usporavanje bicikla.

Dobre i loše strane caliper kočnica proizlaze iz elemenata koji sudjeluju u kočenju. Da bi ovaj tip kočnica ostvarivao kvalitetno kočenje osnovno je da sam obruč bude kvalitetan (isključivo načinjen od aluminijske legure) s kvalitetnim kočionim površinama. Ako kotač nije dobro centriran kočenje će biti neravnomjerno i na trzaje. Pri kočenju, pogotovo pri vlažnim i blatnim uvijetima, kočenje je 40% do 60% slabije i popraćeno pojačanim trošenjem obruča i kočionih pakni. Pri dugotrajnim kočenjima dolazi do jakog zagrijavanja obruča i gumica kočenja, te kočenje postaje slabije. Velika prednost svih caliper kočnica je velika sila kočenja (za neke namjene, npr. trekking i city bicikle prevelika), uz malu masu kočnica i visoku pouzdanost.

Bubanj (roller) kočnice
U potrazi za kvalitetnim rješenjem kočionog sistema na biciklima bubanj (roller) kočnice imaju svoje posebno mjesto. Na biciklima se primjenjuju od 1930. godine, a najpoznatiji proizvođači ovog tipa kočnica su Sturmey-Archer, Sram i Shimano. Sve do prije nekoliko godina pratile su ih slijedeće teškoće: prevelika težina, pregrijavanje i blokiranje kod dugotrajnog kočenja i nedovoljna sila kočenja za primjenu kod brdskih bicikala. Zbog toga je njihova primjena bila ogranićena na gradske bicikle u ravničarskim krajevima. Brojne prednosti koje bubanj kočnice imaju, a koje su vezane na njihovu trajnost i ujednaćenu silu kočenja bez obzira na vremenske uvijete dovele su do naglog razvoja ovog tipa kočnica u zadnje dvije godine. Shimano je uspio na roller kočnicama zadnje generacije silu kočenja pojačati tako da ona odgovara sili kočenja koje ostvaruju mehaničke disk kočnice, ugradnjom rotirajućeg hladnjaka riješen je problem pregrijavanja, a širokom upotrebom aluminija težina kočnice zadržana je u prihvatljivim granicama. Trajnost kočnica je takva da će bez ikakve zamjene dijelova, samo uz redovno podmazivanje prijeći ~25000 km. Zbog ovih promjena u budućnosti se očekuje široka primjena roller kočnica na svim tipovima bicikala.

Disk kočnice na biciklima primjenjuju se u zadnjih 6-7 godina, međutim u širu upotrebu ušle su tek u zadnje dvije godine. Ideja za primjenu disk kočnica na biciklima relativno je stara. Shimano je prvu, za bickle primjenjivu disk kočnicu proizveo 1970. godine. Razvijanjem brdskog biciklizma, pogotovo downhill natjecanja, pojavila se je potreba za efikasnim, snažnim kočnicama koje će pouzdano raditi u svim uvijetima i pod svim opterećenjima. Disk kočnica je bila logično riješenje, ali da bi se s downhill natjecanja proširila u svakodnevnu upotrebu bilo je potrebno riješiti nekoliko problema: disk kočnicu je trebalo značajno olakšati i cijenom načiniti pristupačom običnom kupcu.

Danas se na tržištu nude mehaničke i hidrauličke verzije disk kočnica. Mehaničke disk kočnice značajno su jeftinije od hidrauličke verzije, ostvaruju slabiju silu kočenja i slabiju modulaciju, ali pri ugradnji se mogu koristiti postojeće ručice za V-kočnice.

Hidrauličke disk kočnice predstavljaju integrirani sistem gdje je potrebna kompatibilnost između ručice kočnice, uljne cijevi, čeljusti diska i samog rotora kočnice. Pri kočenju disk kočnicama oslobađa se velika količina topline koje se akumulira u rotoru i čeljusti kočnice. Kako bi se osiguralalo da sve promjene koje nastaju zbog zagrijavanja ulja za kočenje i trošenja pakni razvijena su dva sistema hidrauličkih kočnica – otvoreni i zatvoreni sistem. Kod otvorenog sistema sve promene se automatski kompenziraju tako da je hod ručice kočnice uvijek jednak, dok kod zatvorenog sustava treba kompenzaciju vršiti ručno.

Osnovne karakteristike kvalitetnih disk kočnica su slijedeće: velika sila kočenja koju je moguće precizno modulirati i koja ne ovisi o uvijetima vožnje, te visoka temperatirna izdržljivost. Kako je rotor poseban dio kotača, sila kočenja ne ovisi o stanju kotača (da li je kotač centriran ili nije, u kojem je stanju obruč). Nedostatak predstavlja visoka cijena hidrauličkog modela i postojanje dva standarda – internacionalnog (kojeg primjenjuju RST, Rock Shox, Marzzochi) i post-mount (kojeg jedino primjenjuje Manitou).

Što se tiče budućeg razvoja kočica neka od predviđanja govore da će biti zamjetan rast primjene disk i roller kočnica zbog kvalitete njihovog kočenja i pouzdanost. S druge strane očekuje se ponovna veća upotreba cantilever kočnica na trekking biciklima. Budućnost V-kočnica ogranićena je njihovom prevelikom silom kočenja za primjenu na biciklima za svakodnevnu upotrebu i trenda da se brdski bicikli sve više opremaju disk kočnicama. Danji razvoj kočnica u svakom slučaju bitno utjeće na vozna svojstva i sigurnost bicikla i taj ćemo razvoj pomno pratiti.

Napisao Gordan Krpanec, dipl. ing.

Facebook Comments

IMG_6803
Previous post

Bicikliranje po New York Cityju

Next post

Fat video s Fat bike testa: Maxx Jagamoasta

Gordan Krpanec

Gordan Krpanec