Motocyklowe układy hamulcowe

Znacząca większość konstrukcji motocyklowych dysponuje tarczowymi systemami hamulcowymi obu kół, chociaż w mniejszych i lżejszych maszynach niektórzy producenci stosują jeszcze bębny w tylnych hamulcach.

Co ciekawe, gdy w samochodach już w latach 30 ubiegłego wieku stosowano sterowanie hydrauliczne, w motocyklach ten system się nie przyjął i do dzisiaj szczęki hamulcowe bębnów uruchamiane są za pomocą cięgien Bowdena (linek), lub sztywnych cięgieł.

Jedynymi próbami stosowania hydrauliki w motocyklowych układach hamulcowych z wykorzystaniem bębnów i szczęk były niemieckie motocykle wojskowe z okresu II WŚ ( Zündap KS 750 i BMW R 75). Obecnie jednak zdecydowana większość producentów stosuje tarcze hamulcowe zarówno w przednim, jak i tylnym kole. Z tyłu stosowana jest zawsze tarcza pojedyncza, z przodu jedna lub dwie, w zależności od wymogów konstrukcji pojazdu.

Wbrew obiegowym opiniom układy bębnowe zapewniały dosyć dobrą skuteczność hamowania. Miały jednak przy tym poważne wady. Podczas intensywnego użytkowania szybko osiągały wysokie temperatury, w których współczynnik tarcia metalu i okładzin ciernych drastycznie spadał.

Inną wadą była konieczność częstych regulacji odległości okładzin od powierzchni ciernych bębna. Inspekcje tego zespołu były czasochłonne, bowiem dostęp do jego wnętrza wymagał demontażu bębna.

Z pomocą przyszły układy tarczowe, które większość tych wad wyeliminowały. Układy są konstrukcyjnie proste, nie wymagają regulacji i częstego czyszczenia. Dodatkową zaletą jest nieduża masa, która zmniejsza masę nieresorowaną koła, poprawiając przez to właściwości trakcyjne motocykla.

Najpoważniejszą natomiast wadą jest drastyczny spadek siły tarcia w razie kontaktu z wodą. Zjawisko to ogranicza się przez nawiercanie tarcz, co daje możliwość ucieczki wody, oraz pary wodnej (powstającej na styku powierzchni trących) podczas hamowania. Otwory te mają także inną rolę – zwiększają powierzchnię chłodzenia tarczy, oraz zmniejszają jej masę.

Przez wiele lat tarcze hamulcowe wykonywane były z żeliwa – materiału stosunkowo taniego, łatwego w obróbce, o wysokim współczynniku tarcia, a przy tym dobrze odprowadzającego ciepło. Współcześnie jednak w motocyklach większość tarcz hamulcowych wytwarzanych jest z nierdzewnej stali stopowej.

Są one droższe w produkcji od żeliwnych, jednak zdecydowanie bardziej odporne na pęknięcia i odkształcenia, pod wpływem nagłych zmian temperatury (podczas np. wjechania w kałuże wody). Innym powodem było wprowadzenie zakazu produkcji i stosowania klocków hamulcowych z użyciem azbestu.

Obecnie produkowane klocki ze spieków organicznych znacznie lepiej współpracują ze stalą stopową, niż żeliwem. Produkowane są także tarcze z włókiem węglowych, ale te, ze względu na specyficzne właściwości, praktycznie nie mają zastosowania w użytku drogowym, a jedynie w sporcie wyczynowym.

W większości konstrukcji motocyklowych układów hamulcowych stosuje się tarcze „pływające”, czyli takie, w których współpracujący z klockami stalowy wieniec nie jest mocowany do elementu dokręcanego do piasty na stałe, a poprzez tulejki. Rozwiązanie takie pozwala na niewielki ruch poosiowy wieńca, przez co między tarczą a klockami zawsze jest minimalny luz zapobiegający nadmiernemu nagrzewaniu się układu.

O ile z tarczami hamulcowymi sprawa jest prostsza, bo ilość rodzajów stosowanych materiałów jest ograniczona, to z klockami jest dużo trudniej. Ze względu na przeznaczenie dzielą się na kilkanaście typów, a ich dobór zależy nie tylko od konstrukcji motocykla, ale także preferencji i potrzeb kierowcy.

Ich dobór przekłada się nie tylko na skuteczność hamowania, ale także na żywotność tarcz. Każdy klocek składa się z 2 elementów: okładziny ciernej i stalowej płytki nośnej, które zespolone są ze sobą za pomocą bardzo wytrzymałego kleju. Okładziny klocków hamulcowych dzieli się na 3 podstawowe grupy: organiczne, sinterowe (spieki metali) oraz karbonowe (węglowe).

Istnieją także klocki metaliczno-karbonowe, ale te produkowane są jedynie na potrzeby sportu wyczynowego i nie należą do zakresu zagadnień omawianych w tym materiale.

Klocki organiczne stosowane są w motocyklach najlżejszych, o najmniejszych mocach, ale także polecane są motocyklistom, którzy nie wymagają od maszyny zbyt gwałtownego hamowania i oczekują miękkiej reakcji na użycie dźwigni.

Klocki sinterowe (metaliczne) używane są w motocyklach rozwijających większe prędkości, oferują bardziej skuteczne i precyzyjne hamowanie.

Klocki karbonowe stosowane są tylko na torach wyścigowych , wyłącznie w komplecie z karbonowymi tarczami i nie mają homologacji TÜV.

W motocyklach drogowych (wliczymy w to klasę 125 ccm, maszyny sportowo-turystyczne, turystyczne, cruisery a nawet sportowe, używane jednak do jazdy codziennej) można zastosować cztery typy klocków:

Allround – wykonane są z mieszanki organicznej i wymagają odpowiedniego dotarcia przez pierwsze kilkadziesiąt kilometrów po zainstalowaniu. Charakteryzują się łagodnym liniowym działaniem i współpracują ze wszystkimi rodzajami tarcz (również żeliwnymi). Nie działają bardzo agresywnie, w porównaniu z większością instalowanych fabrycznie na pierwszy montaż starczają na dłużej i zapewniają większą żywotność tarczy.

Performance&Comfort (PC) – produkowane są również z mieszanki organicznej, lecz mają nieco inną charakterystykę działania niż Allround. Siła hamowania przyrasta w nich także liniowo, jednak dysponują większą pojemnością termiczną – są bardziej odporne na przegrzanie. Stosujemy je w maszynach cięższych, o większych pojemnościach.

Sinter SV i SH – to klocki, których okładziny wykonano ze spieków metali. Różnią się nieco składem mieszanki, SV przeznaczone są do koła przedniego, SH tylnego. Wynika to bezpośrednio z innych zastosowań hamulców obu osi – przedni to hamulec zasadniczy, tylny pomocniczy, dlatego też współczynniki tarcia są różne. Klocki w tej specyfikacji są zdecydowanie bardziej „agresywne”, hamują bardziej skutecznie, ale także szybciej się zużywają i „odchudzają” tarczę hamulcową.

Sinter SRT – homologowane okładziny stosowane tylko w przednim kole, przeznaczone zarówno do użytku drogowego, jak i jazdy torowej (ale tylko w amatorskim wydaniu, gdy na tor dojeżdżamy „na kołach”). Klocki te charakteryzują się wzmocnionym połączeniem między płytką nośną, a okładziną (technologia NSR opracowana przez firmę TRW). Dzięki specjalnej mieszance nie tracą swoich właściwości nawet przy bardzo agresywnej jeździe, gdy tarcze i klocki rozgrzewają się nawet do temperatury 600°C.

W motocyklach wyczynowych stosowane są jeszcze inne mieszanki (SRQ, CRQ,SCR) ale nie mają one homologacji drogowych i nie są polecane w codziennym użyciu. Oferują oczywiście najwyższą skuteczność, ale pracują w warunkach bardzo specyficznych, praktycznie niespotykanych na publicznych drogach, a ich żywotność jest minimalna.

Ze względu na konstrukcję motocykli zarówno codzienna inspekcja, jak i wymiana klocków i tarcz hamulcowych jest znacznie prostsza niż w samochodach. Układ hamulcowy (w znakomitej większości przypadków) jest doskonale widoczny i nawet mniej doświadczony użytkownik jest w stanie stwierdzić w jakim stanie znajduje się układ.

Klocki hamulcowe mają specjalne nacięcie, które co prawda służy głównie do odprowadzania wody i pyłu, ale gdy jest niewidoczne z powodu dużego zużycia klocka, znaczy, ze przyszedł czas na jego wymianę. Z tarczami hamulcowymi jest podobnie, są dobrze widoczne, a ich uszkodzenia, czy stopień zużycia łatwy do określenia.

Producenci tarcz zawsze podają wartość graniczną grubości, po przekroczeniu której należy dokonać wymiany. Przeważnie da się ją zmierzyć suwmiarką, ale gdy tarcza po zewnętrznej krawędzi jest mniej zużyta należy zastosować mikrometr.

Praktycznie jedynymi czynnościami podczas inspekcji i okresowych przeglądów tarcz i klocków hamulcowych jest weryfikacja stanu (wżery, ukruszenia), pomiar ich grubości, oczyszczenie sprężonym powietrzem oraz usuniecie ewentualnych zabrudzeń i zatłuszczeń specjalnym preparatem (break-cleanerem).

Wymiana klocków hamulcowych nie powinna nastręczać problemów nawet w warunkach przydomowego garażu. Do tej operacji nie jest bowiem konieczne podnoszenie motocykla ani demontaż koła. Dostęp do zacisków hamulcowych zazwyczaj jest łatwy, a połączenia śrubowe ze względu na specyfikę eksploatacji pojazdu (nie są używane w błotno-śniegowych warunkach pogodowych) raczej nie korodują.

Pamiętajmy jednak, że decydując się na wymianę klocków najpierw musimy przy zakupie zdecydować o ich specyfikacji (wg wskazówek powyżej). Przed samą operacją należy usunąć co najmniej połowę ze zbiorniczka płynu hamulcowego – podczas późniejszego wpychania w zacisk cylinderków mógłby wypłynąć i uszkodzić lakier motocykla. Aby wymienić klocki, należy odkręcić zaciski od zawieszenia koła, zdjąć je.

Demontaż klocków hamulcowych jest teraz dość prosty – utrzymywane są one w prawidłowej pozycji przez dwa bolce montażowe i dociskane przez sprężynę. W niektórych układach zdarzają się też spinki, które trzeba usunąć przed demontażem. Bolce montażowe mogą być albo wciskane, albo wkręcane, przed demontażem należy zwrócić uwagę na sposób ich instalacji, aby nie uszkodzić zacisku.

Po usunięciu bolców można wysunąć klocki. W tym momencie należy upewnić się, że osłony przeciwpyłowe na zaciskach są prawidłowo zamontowane i czy w okolicy tłoczka hamulcowego nie pojawiła się wilgoć. Osłony nie powinny być kruche ani poprzecierane. Gdy w ich wnętrzu zaobserwowane zostaną choćby śladowe ilości płynu hamulcowego, zaciski wymagają co najmniej specjalistycznej naprawy, albo wymiany na nowe.

Gdy wszystko jest w porządku, do montażu klocków przystępujemy w odwrotnej kolejności działań. Do zamontowania zacisku na tarczy klocki muszą zostać maksymalnie cofnięte – tak aby pomiędzy tarczą, a okładziną klocków był wyraźny prześwit. Do rozsunięcia tłoczków w żadnym wypadku nie należy używać śrubokrętów, młotków czy prętów – do tej operacji służą narzędzia specjalistyczne.

Zacisk nakładamy dopychając go równomiernie po obu stronach, w innym przypadku może dojść do ukruszenia krawędzi klocka. Kiedy zacisk jest już na swoim miejscu, należy przykręcić go znajdującymi się w zestawie śrubami montażowymi przy użyciu określonego przez producenta momentu siły. Przed jazdą należy kilkukrotnie wcisnąć dźwignię hamulca tak, aby klocki hamulcowe ułożyły się odpowiednio.

Z wymianą tarcz hamulcowych jest nieco większy problem – niezbędny jest demontaż koła. Już sam ten proces w warunkach garażowych może być kłopotliwy, bo nie wystarczy tu zwykły podnośnik – motocykl ma tylko dwa punkty podparcia, z których jeden właśnie mamy zamiar zdemontować.

Gdy motocykl wyposażony jest w podstawkę centralną, wtedy nie ma problemu, gdy ma jednak tylko boczną stopkę należy go w jakiś sposób unieść i zablokować – służą do tego specjalne podnośniki motocyklowe, jednak nie każdy garaż, a nawet serwis mechaniczny takimi dysponuje. Uniesienie motocykla to największy problem, demontaż ośki, a później całego koła to operacja prosta. Chyba, że mamy do czynienia z wymianą tarczy tylnego koła w maszynie mocno obudowanej (np. Harley Davidsone Electra Glide), wtedy niezbędny będzie także demontaż osłon i kufrów.

Tarcza hamulcowa przykręcona jest do piasty koła śrubami, które wystarczy odkręcić i dokonać operacji wymiany. Często śruby te zabezpieczone są dodatkowo specjalistycznym klejem do połączeń gwintowych, o którym nie należy zapominać przy ponownym ich wkręcaniu. Po zakończeniu operacji tarcze należy wyczyścić specjalistycznym break-cleanerem i osuszyć sprężonym powietrzem, a oś koła dokręcić zalecanym przez producenta momentem siły. Przed jazdą należy kilkukrotnie wcisnąć dźwignie hamulca tak, aby klocki hamulcowe ułożyły się odpowiednio.

Dokonując operacji wymiany zarówno klocków, jak i tarcz hamulcowych warto jest przy okazji sprawdzić stan płynu hamulcowego. Jest on mocno higroskopijny i zbyt długo pracując w układzie potrafi absorbować wodę, co znacznie pogarsza jego właściwości. Równie ważna jest kontrola elastycznych przewodów hamulcowych. Wytwórcy zawsze umieszczają na nich wydrukowaną datę produkcji. Niezależnie od ich stanu wizualnego, dla własnego bezpieczeństwa warto je co jakiś czas wymienić. Producenci przeważnie nie podają okresu, jednak 10 lat wydaje się czasem w żaden sposób nieprzekraczalnym.