Rozdielny priemer brzdových kotúčov na prednej a zadnej náprave nie je riešením, ktoré vzniklo kvôli úspore materiálu, ale vďaka presným technickým výpočtom, ktoré zohľadňujú dynamiku jazdy, zaťaženie podvozku a výkonové charakteristiky celého brzdového systému. Tento rozdiel je spoločný pre vozidlá so spaľovacím motorom, ako aj pre hybridné a elektrické systémy, aj keď s mierne odlišnými proporciami kvôli rekuperácii.

Dynamický přenos zatížení – základ pro volbu brzdné síly

Během brzdění dochází k dynamickému přenosu hmotnosti směrem k přední nápravě. V důsledku působení setrvačné síly dochází ke zvýšení přítlaku na přední kola a současně ke snížení zatížení zadních kol. Podle principu rovnováhy sil a vzorce pro brzdnou sílu – Fh = μ × Fz, kde Fh – brzdná síla; μ – součinitel tření; Fz – přítlačná síla kola – může přední náprava účinněji vytvářet brzdnou sílu. Z tohoto důvodu konstruktéři navrhují brzdový systém tak, aby za podmínek maximálního zpomalení bylo přibližně 70-80 % brzdné síly generováno přední nápravou.

Přední brzdové soustavy jsou proto konstruovány tak, aby byly účinnější: mají větší kotouče, vícepístkové třmeny (u sportovních nebo prémiových vozů) a pokročilejší řešení ventilace a odvodu tepla.

Závislost brzdného momentu na průměru kotouče

Brzdný moment generovaný brzdovým systémem je popsán vzorcem: Mh = Fn × r kde Mh – brzdný moment; Fn – síla působící na brzdový kotouč; r – pracovní poloměr brzdového kotouče.

Zvětšování průměru kotouče při konstantní přítlačné síle má za následek úměrné zvětšování brzdného momentu. To znamená, že při stejné brzdné síle vyžaduje větší kotouč menší hydraulickou sílu generovanou třmenem, což vede k menšímu tepelnému a mechanickému namáhání součástí systému.

Větší průměr navíc umožňuje účinnější odvod tepla – což je klíčový jev z hlediska odolnosti proti vadnutí (ztrátě brzdné účinnosti v důsledku přehřátí). Kotouče s větší plochou mají také větší tepelnou setrvačnost, což jim umožňuje udržet si při intenzivním používání déle stabilní teplotu.

Charakteristika zadních brzd – jiné úkoly, jiné požadavky

Vzhledem k relativně nižšímu zatížení zadní nápravy při brzdění může být brzdový systém na zadní části vozidla méně účinný, což v praxi znamená menší průměr kotoučů, tenčí, často plné místo ventilovaných, a jednopístkové třmeny (v plovoucím provedení).

U mnoha vozidel je v zadní brzdě navíc integrována parkovací brzda – realizovaná prostřednictvím pákového mechanismu ve třmenu nebo systému buben v kotouči, tj. bubnu ruční brzdy umístěného uvnitř brzdového kotouče. Z hlediska rozložení neodpružené hmoty a výrobních nákladů je tato konstrukce optimální.

Zadní brzdy hrají také roli při stabilizaci trajektorie vozidla při brzdění – příliš velká brzdná síla na zadní nápravě může vést k předčasnému zablokování kol, což vede ke ztrátě stability a přetáčivosti. Moderní systémy ABS a ESP tyto tendence korigují, konstruktéři však stále navrhují brzdový systém s ohledem na bezpečné rozložení sil.

Výjimky – vozidla s centrálním rozložením hmotnosti nebo elektrickým pohonem

V některých případech, jako jsou sportovní vozy s motorem umístěným uprostřed nebo elektromobily s motory na nápravách, může rozložení hmotnosti a způsob fungování rekuperace vyžadovat větší kotouče na zadní nápravě nebo srovnání průměru na nápravách. To však není pravidlem, ale pouze výjimkou vzhledem k neobvyklé architektuře vozidla.

Souhrnně lze říci, že větší přední brzdové kotouče jsou řešením vyplývajícím ze základních fyzikálních zákonů a principů konstrukce vozidla. Jejich velikost, hmotnost a konstrukce přímo souvisí se silami, které musí absorbovat při brzdění. Zadní brzdy, i když jsou menší, hrají také důležitou roli, ale jejich dimenzování je podřízeno jiným požadavkům, jako je kontrola stability, neodpružená hmotnost a funkce parkovací brzdy.