Co warto wiedzieć o hamulcach?

Hamowanie polega po prostu na zamianie energii kinetycznej pojazdu na

energię cieplną, która następnie rozpraszana jest w powietrzu. Dzieje się to na skutek tarcia pomiędzy okładziną cierną a powierzchnią tarczy hamulcowej (w starszych rozwiązaniach, dziś spotykanych jedynie w hamulcach tylnej osi w małych samochodach, między okładziną szczęki i bieżnią bębna hamulcowego).

Proste działanie
Naciskając na pedał hamulca wytwarzamy ciśnienie w układzie hydraulicznym, następnie w przypadku hamulców tarczowych ciśnienie to uruchamia tłoczek lub tłoczki hamulcowe w tzw. zacisku czyli w oprawie, która mieści w sobie elementy cierne na metalowych podstawach - tzw. klocki hamulcowe. Te dociskane są do tarczy hamulcowej. Uzupełnieniem układu jest zazwyczaj urządzenie wspomagające (zwiększające siłę hamowania), aby kierowca nie musiał naciskać pedału bardzo mocno. Potrzebny jest też korektor sił hamowania rozdzielający je prawidłowo między osie, a także - we współczesnych autach - system ABS zapobiegający blokowaniu hamulców, współpracujący z dodatkowymi rozwiązaniami w rodzaju ESP (stabilizacja toru jazdy) i innymi, pokrewnymi.

Działanie hamulców samochodowych skutkuje tym, że w sposób naturalny się one grzeją. Pamiętajmy - to nie jest wada, one mają taką funkcję! Ilość owego ciepła wynika z masy samochodu, oraz z różnicy jego prędkości na początku i na końcu hamowania. Współczesne układy hamulcowe radzą sobie z tą funkcją doskonale. Nie ma trudności w tym, by przy pojedynczym hamowaniu zablokować koła, czyli nawet nadmiernie wykorzystać dostępną przyczepność opon. Właśnie dlatego typowym dodatkiem do najprostszego układu hamulcowego jest ABS, który powoduje, że podczas najostrzejszego hamowania koła jednak się toczą i samochód nie traci sterowności.
Gorzej jest z powtarzającymi się hamowaniami z dużej szybkości, np. podczas zjazdu ze stromej góry, lub gdy kierowca na krętej drodze przez dłuższy czas wykorzystuje pełną dynamikę auta. Sporym obciążeniem dla hamulców mogą być także nowoczesne systemy stabilizacji toru jazdy, których działanie polega przecież na przyhamowywaniu niektórych kół auta, szczególnie gdy kierowca jedzie bardzo agresywnie. W takich sytuacjach hamulce słabną i "miękną", a w skrajnych przypadkach może dojść do przegrzania i zagotowania płynu hamulcowego. Układ hydrauliczny wypełniony płynem ze ściśliwymi bąblami pary, przestaje prawidłowo przekazywać siłę nacisku na klocki hamulcowe i efektywna siła hamowania spada prawie do zera.

**CZYTAJ TAKŻE

**

Jak rozproszyć ciepło z hamowania?
W przeciętnym aucie już jednokrotne ostre hamowanie z dużej prędkości zazwyczaj wyczerpuje "pojemność cieplną" hamulca. Kolejne hamowania wymagają, by owo niechciane ciepło intensywnie oddawać na zewnątrz. Narastająca temperatura powyżej pewnej granicy (dla tarcz stalowych lub żeliwnych wynosi ona ok. 600 st.C, a jest to temperatura czerwonego żaru) może zmniejszyć współczynnik tarcia między okładzinami a tarczą, doprowadzić do zmiany struktury okładziny ciernej (to już powoduje wspomniany wyżej efekt "mięknięcia" hamulców), a wreszcie spowodować niebezpieczne przegrzanie i przejście w stan gazowy płynu hamulcowego w cylinderku hamulcowym. Odporność na zagotowanie zwykłego, nie wyczynowego płynu hamulcowego kończy się przy ok. 150 - 200 st. C. i jest tym mniejsza, nim płyn jest starszy.

To właśnie potrzeba intensywnego chłodzenia zmusiła konstruktorów do budowy hamulców tarczowych, odporniejszych na przegrzanie niż bębnowe. W hamulcu tarczowym nieuniknione rozszerzanie się tarczy na skutek nagrzewania jest względnie niegroźne, gdyż mimo wszystko utrzymuje ona (lub przynajmniej powinna) płaski i kołowy kształt. Ale zwykłe hamulce dość szybko dochodzą do wspomnianych wyżej temperatur granicznych, więc następnym krokiem było stworzenie tarcz wentylowanych, z wewnętrznymi kanałami poprawiającymi chłodzenie. To rozwiązanie znajdziemy dziś w prawie każdym średniej wielkości współczesnym aucie, przynajmniej w hamulcach przednich, które zawsze hamują mocniej niż tylne.

Kolejnym ulepszeniem, stosowanym raczej tylko w hamulcach wykorzystywanych sportowo, są tarcze perforowane lub/i rowkowane. Służy to wbrew pozorom nie polepszeniu chłodzenia, a przede wszystkim odprowadzaniu wytwarzających się w czasie intensywnego hamowania gazów spomiędzy okładziny ciernej i tarczy. Tego typu tarcze poprawiają także oczyszczanie okładzin ze szkliwa mogącego powstać przy intensywnym hamowaniu. W tym przypadku rezygnuje się więc z dużej trwałości okładzin, na rzecz lepszej sprawności intensywnych hamowań. Tarcze perforowane najlepiej współpracują z okładzinami o dużej powierzchni, a te z kolei, dla uzyskania równomiernego docisku, są zazwyczaj osadzane w wielotłoczkowych jarzmach (zaciskach) hamulcowych.
Chyba już ostatnim krokiem na drodze do uzyskania hamulców o optymalnej efektywności i odporności na przegrzanie, jest wykonanie tarcz z materiału węglowego lub węglowo - ceramicznego. Są one trwałe i odporne na temperatury do 1000 st. C, i współpracują z odpowiednimi równie trwałymi okładzinami ciernymi. Są jednak niezwykle drogie, a więc stosowane są jedynie w kosztownych samochodach sportowych i luksusowych.

Dbajmy o hamulce
Co możemy zrobić, by utrzymywać hamulce swojego auta w pełnej sprawności? Nie powinniśmy unikać wymiany zużytych części i stosunkowo częstych kontroli układu hamulcowego. Zwróćmy uwagę, że mocno zużyte ale "jeszcze dobre" okładziny hamulcowe, przez to, że są cienkie, ułatwiają przepływ ciepła od tarcz do cylinderków i do płynu hamulcowego. A przecież po stronie tarczy możemy mieć po solidnym hamowaniu ok. 500 st C., natomiast płynu hamulcowego nie wolno zagrzać powyżej stu kilkudziesięciu stopni.

Także tarcze hamulcowe warto kontrolować, a gdy okaże się, że wyraźnie spadła ich grubość, są porowkowane, odkształcają się i "biją" w czasie hamowania - należy wymienić je na nowe. Koszt tarcz i okładzin do typowego samochodu nie jest dziś bardzo duży, a bezpieczeństwo nie ma ceny. Wymiany tarcz i okładzin nie dokonujemy w zależności od przebiegu, tylko biorąc pod uwagę faktyczne zużycie.

Warto zwrócić uwagę także na okresowe kontrole ewentualnego "zapieczenia" cylinderków hamulcowych. Cylinderek, który przestaje się swobodnie poruszać, bardzo zmniejsza wydajność hamowania, a co gorsza drastycznie przyspiesza zużycie okładzin i tarcz, nie mówiąc o zwiększeniu zużycia paliwa. Co ok. 2 - 3 lata konieczna jest także wymiana płynu hamulcowego. Nawet gdy hamulce działają bez zarzutu, płyn traci swe własności i pochłania wodę z powietrza. Z czasem staje się mniej odporny na przegrzanie i zagotowanie, a to jest właśnie zjawisko, którego musimy uniknąć. Stary, nawodniony płyn sprzyja także korozji wewnętrznej cylinderków hamulcowych.

Jakie są natomiast zalecenia eksploatacyjne dotyczące hamulców? W tej sprawie należy przede wszystkim zachować umiar. Jeżeli przydarzy się awaryjne hamowanie, należy korzystać z hamulców bez litości i gdy mamy ABS, wciskać pedał jak najmocniej. ABS sobie poradzi, nie wpadniemy w poślizg, a każde koło z osobna wykorzysta jak najwięcej przyczepności.

Na co dzień natomiast należy hamować... średnio. Nie ma potrzeby nadużywać hamulca, bo to niekomfortowe i kosztowne. Ale nie należy się także silić na super delikatne hamowanie, lub na to, by nie używać hamulca w ogóle. Przy takiej eksploatacji często tarcze wręcz rdzewieją (najpierw tylne, bo tam hamulec działa słabiej), do tego stopnia, że potem owej rdzy nie można już usunąć nawet mocnym hamowaniem. A zardzewiałe tarcze niszczą okładziny oraz... słabo hamują! Dla hamulców najlepiej jest np. raz dziennie średnio mocno je zagrzać (ale nie przegrzać!). Najlepiej działają takie hamulce tarczowe, w których widać z zewnątrz, że powierzchnia cierna tarczy jest czysta i w kolorze metalu, a nie rdzy. Także hamulca ręcznego (postojowego), by sprawnie działał, należy po prostu - używać.