Układ hamulcowy. Jak o niego dbać?

W dzisiejszym artykule postaramy się przedstawić typowe problemy, usterki i podstawowe zasady właściwej eksploatacji układu hamulcowego. W szczególności skupimy się na klockach i tarczach hamulcowych.

Na początek trochę teorii - do wyhamowania pojazdu niezbędna jest siła hamująca. Do jej powstania konieczne jest wytworzenie momentu hamującego na kole. Moment hamujący to składowa przyłożonej siły i ramienia na które ta siła działa. Za przyłożenie siły odpowiada hydrauliczny układ hamulcowy, przekładający ją za pośrednictwem klocków hamulcowych na tarcze. Tarcza stanowi ramię, więc czym większa średnica tarczy, tym większy wytworzony moment hamujący.

Sam proces hamowania to przełożenie energii kinetycznej poruszającego się pojazdu na energię cieplną wytworzoną podczas tarcia klocków hamulcowych o tarcze. Ilość energii cieplnej jest niebagatelna. W cywilnym samochodzie można z łatwością rozgrzać układ zacisk-klocek-tarcza do 350 stopni Celsjusza! Z tego właśnie powodu tarcze wykonane są w większości z szarego żeliwa. Materiał ten charakteryzuje się bardzo dobrym przewodnictwem cieplnym i łatwością tworzenia skomplikowanych odlewów. Czym większa średnica tarczy, tym więcej ciepła może przyjąć i tym skuteczniejszy może być proces hamowania. Zwiększenie średnicy tarczy powoduje jednak wzrost jej masy, a jest to tzw. “masa nieresorowana”, czyli ta, której nie obejmuje praca zawieszenia. Ma to bezpośredni wpływ na komfort podróżowania i trwałość samych elementów resorująco-tłumiących.

Dlatego producenci starają się wyszukać kompromis pomiędzy siłą z jaką tłoczek naciska na klocek hamulcowy a wielkością samego klocka i tarczy hamulcowej. Dodatkowo producenci próbują na różne sposoby pozbyć się ciepła kumulującego się na tarczy. Stosuje się nawiercanie powierzchni ciernej (na wylot) lub użebrowanie pomiędzy powierzchniami roboczymi tarcz (tzw. tarcze wentylowane). Wszystko w imię sprawniejszego odprowadzania ciepła.

W przypadku tarcz przeznaczonych do sportu lub bardzo intensywnego użytkowania, producenci często nawiercają lub nacinają powierzchnię roboczą na daną głębokość, w celu łatwiejszego odprowadzania gazów, powstających podczas tarcia elementów układu. Nacięcia oczyszczają też gromadzące się na klockach zanieczyszczenia, jak i przycinają jego powierzchnię styczną, przez co klocek jest zawsze czysty i dobrze przylega do tarczy. Wadą tego rozwiązania jest szybsze zużywanie się klocków hamulcowych.

Jeśli chodzi o klocki hamulcowe wyróżniamy cztery podstawowe ich rodzaje w zależności od materiału, z którego wykonana jest ich część cierna:

półmetaliczne – najtańsze, dość głośne. Dobrze radzą sobie z wymianą ciepła, co wpływa na zwiększenie skuteczności hamowania. Okładziny produkowane są z wełny stalowej, drutu, miedzi, grafitu itp.

azbestowe (NAO) – ze szkła, gumy, węgla, łączonego żywicą. Są ciche, ale też mniej trwałe niż półmetaliczne odpowiedniki. Mocno zapylają felgi.

nisko metaliczne (NAO) – okładzina wyprodukowana ze związków organicznych z małą domieszką metali (miedź lub stal). Sąbardzo skuteczne, ale głośne.

ceramiczne – są znacznie droższe w porównaniu do wymienionych wyżej rodzajów klocków. Stworzone są z włókien ceramicznych, materiałów wypełniających oraz środków wiążących. W niektórych przypadkach mogą zawierać także małą domieszkę metali. Charakteryzują się cichszą i czystą pracą, a ich dodatkowym atutem jest fakt, że nie niszczą tarcz hamulcowych.
 

Jakie problemy możemy napotkać podczas eksploatacji układu hamulcowego?

Zacznijmy od wspomnianej energii cieplnej. Jeśli rozgrzejemy tarcze do wspomnianych 300-350 stopni Celsjusza (wystarczy kilka dynamicznych hamowań od 60km/h do zatrzymania), po czym wjedziemy w głęboką kałużę, z dużym prawdopodobieństwem zaobserwujemy pulsację na pedale hamulca podczas następnego, każdego kolejnego hamowania. Woda zalewająca tarcze powoduje ich gwałtowne, nierównomierne stygnięcie, co skutkuje ich skrzywieniem. Bijąca tarcza napiera na klocek hamulcowy, powodując nieprzyjemne odczucia na pedale hamulca i drgania kierownicy. Może też wystąpić “ściąganie” samochodu podczas hamowania.
Unikajmy więc przejazdu przez głębokie kałuże - nasze tarcze hamulcowe i inne podzespoły z pewnością odwdzięczą się dłuższą eksploatacją.

Skrzywioną tarczę hamulcową możemy próbować ratować, dokonując przetoczenia. Koszt takiej usługi to około 150 złotych za oś. Taki zabieg ma sens w przypadku skrzywienia względnie nowych tarcz. Po przetoczeniu tarcza musi mieścić się w minimalnej, wskazanej przez producenta grubości roboczej. W innym przypadku pozostaje zakup kompletu nowych tracz na oś.

Zobacz także: Testujemy Mazdę 6

Dlaczego należy bezwzględnie pilnować wspomnianej, minimalnej grubości roboczej?
Zbyt cienka, zużyta tarcza nie ma już odpowiedniej pojemności cieplnej. Układ szybko się przegrzewa i w razie awaryjnego hamowania może dojść do nagłej utraty siły hamującej.
Zbyt cienka tarcza jest też podatna na pęknięcia.

Pęknięcie promieniowe tarczy będzie skutkowało hałasem, którego częstotliwość będzie narastała wraz ze wzrostem prędkości obrotowej. Dodatkowo może wystąpić pulsacja pedału hamulca podczas jednostajnego hamowania.
W wyniku użytkowania zużytej tarczy może też dojść do pęknięcia obwodowego. Ten rodzaj pęknięcia jest szczególnie niebezpieczny. W jego wyniku może dojść do odpadnięcia powierzchni roboczej tarczy od piasty koła!

Kolejnym problemem, który może dotknąć tarcze hamulcowe to korozja powierzchniowa. Nie jest ona niczym niezwykłym, zwłaszcza gdy w powietrzu panuje duża wilgoć lub jeździmy drogami posypanymi solą drogową. Rdzawy nalot schodzi po pierwszych kilku hamowaniach, ale musimy mieć na uwadzę, że do czasu zejścia rdzy nasz układ hamulcowy charakteryzuje się zauważalnie mniejszą skutecznością. Korozję na tarczach można rozpoznać po charakterystycznym dźwięku jaki wydaje samochód podczas pierwszego hamowania po dłuższym postoju. Charakterystyczny, dość głośny dźwięk tarcia sugeruje, że klocki zdzierają rdzę z tarcz.

Następna przypadłość układu hamulcowego, to uciążliwe piszczenie. Zazwyczaj świadczy to o nadmiernym wyeksploatowaniu elementów ciernych układu. Metalowe elementy klocka hamulcowego zaczynają trzeć o tarczę, wpadają w rezonans, co powoduje, głośny, nieprzyjemny pisk lub chrobotanie. W tym wypadku nie ma innego wyjścia jak wymiana zużytych elemetów. Wymianę należy przeprowadzić możliwie szybko, gdyż wspomniane tarcie metalowych elementów o tarczę może nieodwracalnie ją uszkodzić. W razie szybkiej reakcji, naprawa może zakończyć się wymianą samych klocków. Piszczenie układu hamulcowego może też być spowodowane brudną powierzchnią tarcz i samych klocków. W tym wypadku powinno pomóc oczyszczenie układu tak zwanym Brake Cleaner’em, który odtłuści i oczyści tarcze oraz klocki hamulcowe.

Jakie usterki mogą trapić klocki hamulcowe?
Klocki mogą zostać przede wszystkim przegrzane. Czym cieńszy, bardziej zużyty klocek, tym mniejsza jego odporność na wysoką temperaturę. W przypadku przegrzania, z klocka wypala się substancja wiążąca materiał cierny. Klocek wywiera mniejsze tarcie w styczności z tarczą, przez co zmniejsza się siła hamowania, zmniejsza się też jego trwałość. Dodatkowo może powodować uciążliwe piski.

Na koniec należy wspomnieć o najczęstszych błędach popełnianych przez kierowców, które powodują znaczne zmniejszenie trwałości układu hamulcowego. Najczęstszym powodem jest niewłaściwa technika jazdy. Długotrwałe hamowanie podczas stromych, długich zjazdów i ciągłe trzymanie stopy opartej na pedale hamulca prowadzi do nieuchronnego przegrzania układu. W przypadku jazdy w terenie górskim pamiętajmy o hamowaniu silnikiem i w miarę możliwości stosowaniu techniki polegającej na krótszym, mocniejszym przyhamowywaniu i chwilowym odpuszczaniu pedału hamulca, co pozwoli schłodzić układ.

Jak zwykle warto też wspomnieć o profilaktyce. Na każdym możliwym przeglądzie wymagajmy od mechanika oględzin układu hamulcowego! Ta prosta, regularnie stosowana serwisowa czynność wpłynie pozytywnie na nasze bezpieczeństwo, komfort jazdy i stan naszego portfela.