Klocki hamulcowe. Co musisz wiedzieć

W nowoczesnych pojazdach stosuje się dwa rodzaje mechanizmów hamulcowych - tarczowy i bębnowy. W obu przypadkach stosowana jest cierna metoda hamowania, w której na skutek współdziałania par ciernych następuje wyhamowanie obrotów kół. W takiej parze jeden z elementów jest ruchomy i obraca się wraz z kołem, drugi jest nieruchomy. Elementem ruchomym jest tarcza lub bęben hamulcowy. Elementem stałym jest klocek hamulcowy, który zostanie omówiony w tym artykule.

Podczas hamowania w układzie hydraulicznym wytwarzane jest ciśnienie płynu lub sprężone powietrze, jeśli jako napęd wykorzystywana jest pneumatyka. Ciśnienie jest przenoszone na cylindry robocze (koła), a ich tłoki, poruszając się do przodu, działają na klocki hamulcowe. Gdy klocki są dociskane do dysku lub bębna obracającego się wraz z kołem, powstaje siła tarcia. Nagrzewają się klocki i tarcza (bęben). W ten sposób energia kinetyczna ruchu samochodu zamieniana jest na energię cieplną, prędkość obrotowa kół maleje, a pojazd zwalnia.

Klocki do hamulców tarczowych różnią się kształtem. W hamulcach tarczowych są one płaskie, w hamulcach bębnowych wykonane są w formie łuku. O kształcie decyduje powierzchnia, z którą stykają się podkładki - płaska powierzchnia boczna tarczy lub wewnętrzna cylindryczna powierzchnia robocza bębna. W przeciwnym razie nie ma zasadniczych różnic w ich konstrukcji.

Podstawę stanowi metalowa płyta nośna. Po stronie niepracującej posiada podkład tłumiący drgania i hałas. W niektórych konstrukcjach klapa może być wykonana w postaci zdejmowanej metalowej płyty.

Okładzina cierna współpracuje bezpośrednio z tarczą lub bębnem, który jest przymocowany do podłoża za pomocą specjalnego kleju lub nitów. Zdarza się, że podszewkę można zdejmować, ale w większości przypadków klocek zmienia się całkowicie.

Okładzina to najciekawsza część klocka hamulcowego. Skuteczność hamowania, a także żywotność i cena samego klocka w dużej mierze zależą od jego parametrów i wykonania.

Pomiędzy warstwą cierną a płytą nośną znajduje się warstwa termoizolacyjna. Chroni przed nadmiernym nagrzaniem i zagotowaniem. 

Często po stronie roboczej nakładki wykonuje się fazki oraz jedną lub kilka szczelin. Fazowania redukują wibracje i hałas, a szczeliny służą do usuwania kurzu, a także poprawiają odprowadzanie ciepła.

Na wierzchu warstwy ciernej często nakładana jest powłoka docierająca w celu szybszego dostosowania do nierówności tarczy.

Aby pomóc kierowcy zrozumieć, że blok osiągnął krytyczny stopień zużycia, wielu producentów dostarcza mu mechaniczne urządzenie sygnalizacyjne, które jest metalową płytką przymocowaną do końca. Gdy warstwa cierna zostanie mocno zużyta, krawędź płytki zacznie dotykać tarczy hamulcowej i wydawać charakterystyczny głośny pisk.

Ostatnio, aby kontrolować stopień zużycia klocków, stosuje się czujniki elektroniczne, po uruchomieniu zapala się odpowiednia lampka na desce rozdzielczej. Mogą być zewnętrzne lub wbudowane. W drugim przypadku, aby zmienić, należy zakupić nakładki ze zintegrowanymi czujnikami.

Głównym wymaganiem stawianym okładzinom jest zapewnienie wystarczającej skuteczności hamowania w każdych warunkach drogowych, w tym w błocie i wysokiej wilgotności. To właśnie wilgoć stanowi największy problem dla normalnej pracy pary hamulcowej, pełniąc rolę środka smarnego i zmniejszającego współczynnik tarcia.

Klocki muszą zachowywać swoje właściwości robocze w silnym mrozie, wytrzymywać nagłe zmiany temperatury oraz znaczne nagrzewanie, które podczas tarcia może osiągnąć 200...300 °C i więcej.

Duże znaczenie ma również charakterystyka hałasu. Około sto lat temu, kiedy wynaleziono hamulce tarczowe, klocki nie miały klocków, a tarciu metalu o metal podczas hamowania towarzyszyło straszliwe grzechotanie. W nowoczesnych hamulcach ten problem praktycznie nie występuje, chociaż nowe klocki mogą przez chwilę piszczeć, dopóki się nie zużyją.

Kolejnym ważnym wymogiem dla klocków jest delikatne podejście do tarczy hamulcowej (bębna). Zbyt miękka okładzina cierna zmniejszy siłę hamowania wytwarzaną przez tarcie, a zbyt twarda mieszanka cierna szybko „zje” tarczę, co kosztuje znacznie więcej niż klocki.

Ponadto zbyt twarda powłoka cierna może przedwcześnie całkowicie zablokować obrót kół, gdy pojazd nie zwolnił jeszcze wystarczająco. W takiej sytuacji samochód może wpaść w poślizg i stać się niekontrolowany.

Okładziny cierne do samochodów z reguły mają współczynnik tarcia w zakresie 0,35 ... 0,5. Jest to optymalna wartość, która pozwala na prawidłowe hamowanie na ulicach miast i drogach wiejskich, a jednocześnie pomaga zachować zasoby tarcz hamulcowych. Istnieją klocki o wyższym współczynniku tarcia, ale są one przeznaczone głównie do samochodów sportowych, które muszą często i bardzo gwałtownie zwalniać.

W dawnych czasach azbest był szeroko stosowany do produkcji okładzin ciernych. Okazało się jednak, że pył azbestowy ma właściwości rakotwórcze, dlatego materiał ten został całkowicie zakazany w Unii Europejskiej w 2005 roku. Inne kraje stopniowo idą za ich przykładem. Z tego powodu klocki hamulcowe zawierające azbest stają się coraz rzadsze i oczywiście należy unikać montażu takich produktów.

Azbest został zastąpiony mieszaninami zawierającymi czasem 15-20 składników. Poważni producenci sami opracowują materiały cierne, dążąc do osiągnięcia najlepszych właściwości użytkowych.

Do chwili obecnej istnieją trzy główne rodzaje okładzin do klocków hamulcowych - organiczne, zawierające metal i ceramiczne.

Organiczne wykonuje się najczęściej na bazie grafitu z dodatkiem spoiw i składników zwiększających tarcie – polimerów, włókna szklanego, wiórów miedzianych, brązu i innych materiałów. Ponieważ kompozycja zawiera niewielką ilość metalu (do 30%), materiał ten jest również nazywany niskometalicznym (niskometalicznym).

Klocki tego typu znajdują szerokie zastosowanie na motoryzacyjnym rynku wtórnym, dobrze znoszą mróz i mają atrakcyjną cenę. Z drugiej strony, gumy organiczne są stosunkowo miękkie, nie mają wysokiej odporności na zużycie i nie są zbyt dobre przy dużych obciążeniach.

Włączenie znacznej ilości miedzi, stali lub innych metali w składzie materiału ciernego poprawia przenoszenie ciepła, dzięki czemu klocki te dobrze znoszą znaczne ciepło np. w przypadku agresywnej jazdy. Okładziny zawierające metal są mniej podatne na zużycie, ale zestaw bardziej ściera tarczę hamulcową i jest trochę głośny. Wielu uważa tę opcję za optymalną do zastosowania w większości samochodów osobowych.

Okładziny na bazie ceramiki są bardzo odporne na zużycie i dobrze sprawdzają się przy bardzo silnym nagrzewaniu, dlatego ich stosowanie jest uzasadnione w samochodach wyścigowych, gdzie gwałtowne hamowanie może spowodować nagrzewanie się do 900-1000 °C. Nie nadają się jednak do normalnej jazdy po mieście czy na wsi, gdyż wymagają podgrzania do ok. 200°C. A nieogrzewana ceramika nie będzie w stanie pokazać swoich najlepszych właściwości, ale może przyspieszyć zużycie tarczy hamulcowej. Ponadto koszt podkładek ceramicznych jest zbyt wysoki.

Jeśli droga hamowania wzrosła, słychać pisk wskaźnika zużycia, działający cylinder hamulcowy jest zakleszczony, zacisk jest zablokowany, to czas na wymianę klocków. Lepiej jednak okresowo monitorować stan mechanizmów hamulcowych i klocków, nie czekając na takie sygnały. Możesz oszacować stopień zużycia klocków, patrząc przez okienko w zacisku. Jeśli z warstwy ciernej pozostało 1,5 ... 2 mm, należy wymienić podkładki. I oczywiście nie można doprowadzić sprawy do całkowitego wymazania okładziny, ponieważ w tym przypadku metalowa podstawa klocka szybko zniszczy tarczę hamulcową.

przy wymianie należy wziąć pod uwagę rodzaj samochodu, jego masę, moc silnika, warunki pracy, styl jazdy.

Wybierz klocki, które są dokładnie tego samego rozmiaru, co klocki, które wymieniasz. Przyspieszy to i poprawi ich mielenie, zwłaszcza jeśli tarcza (bęben) ma wybrzuszenia (ramiona).

Aby zapewnić maksymalną kompatybilność, zaleca się, aby klocki i tarcza pochodziły od tego samego producenta.

Pamiętaj, aby wymienić wszystkie klocki na obu kołach tej samej osi. W przeciwnym razie zachowanie maszyny podczas hamowania może być nieprzewidywalne.

Części dostępne na rynku można podzielić na trzy kategorie:

1. Oryginalne, czyli takie, które są instalowane na maszynach opuszczających linię montażową. Mogą być drogie, ale z drugiej strony masz gwarancję otrzymania części, której jakość jest kontrolowana nie tylko przez bezpośredniego producenta, ale także przez producenta samochodów, pod którego marką jest produkowana. Dzięki temu masz pewność, że przedmiot w pełni odpowiada deklarowanym właściwościom.

2. Analogi (tzw. aftermarket) to części, które są produkowane przez tę samą firmę co oryginały, ale sprzedawane są pod własną marką. Mogą mieć pewne odchylenia od deklarowanych parametrów. W 1999 roku Europejska Komisja Gospodarcza wymagała od producentów nieoryginalnych części układu hamulcowego spełnienia wymagań producenta samochodu o co najmniej 85%. W przeciwnym razie produkty nie są dozwolone na rynku europejskim. Ta zgodność jest oznaczona znakiem ECE R90.

Pod względem ceny analogi mogą zbliżyć się do oryginalnych części, ale często są tańsze o 20 ... 30%.

Współczynnik tarcia dla padów analogowych jest niższy niż dla oryginalnych i wynosi zwykle 0,25...0,4. To oczywiście wpłynie na prędkość hamulców i długość drogi hamowania.

3. Produkty przeznaczone dla krajów rozwijających się. W tej kategorii można znaleźć niedrogie ochraniacze, ale ich jakość jest tak samo szczęśliwa jak każdy. Tanie klocki raczej nie wytrzymają długo, ale mogą zniszczyć tarczę hamulcową. Tak więc takie oszczędności mogą być bardzo wątpliwe, zwłaszcza jeśli pamiętasz, że mówimy o bezpieczeństwie.

Lepiej się zwrócić, w tym przypadku nie wpadniesz na podróbkę, której jest dużo, ale są one dystrybuowane przede wszystkim na targowiskach i małych sklepach.