Układ hamulcowy - kierunki rozwoju i serwisowanie

• Ochrona środowiska to jeden z czynników, który ma obecnie znaczący wpływ na produkcję elementów układu hamulcowego.
• Także rozwój elektromobilności wymusza zmiany w obszarze klocków i tarcz hamulcowych.
• O tym jakie zmiany nas czekają rozmawiamy z przedstawicielami firm produkujących elementy układu hamulcowego.
• Więcej informacji w polskiej (i nie tylko) branży aftermarketowej i motoryzacyjnej znajdziesz na stronie głównej Motofaktora. Jeśli chcesz być na bieżąco z najważniejszymi wiadomościami z branży – zapisz się na nasz newsletter.

Układ hamulcowy jest najważniejszym układem bezpieczeństwa w każdym pojeździe. Wraz z rozwojem samochodów, także on staje się coraz bardziej zaawansowany konstrukcyjnie. Samo zadanie układu hamulcowego także mocno się zmieniło i nie jest on już tylko układem bezpieczeństwa, ale także układem podnoszącym komfort jazdy.

Dlatego tak ważna jest systematyczna i dokładna kontrola każdego komponentu hamulcowego, a w razie potrzeby jego wymiana. Do najbardziej znanych elementów układu hamulcowego można zaliczyć klocki hamulcowe i tarcze hamulcowe – mówi Marcin Kiełczewski, specjalista ds. układów hamulcowych Bosch. Podczas obsługi tych elementów i ich wymiany, należy pamiętać, aby postępować zgodnie z procedurami, które są opisane w dokumentacji producenta pojazdu i można je znaleźć w programie ESI[tronic]. W skrócie wskażę tylko na zagadnienia dotyczące czyszczenia, kontroli oraz smarowania.

Jeśli chodzi o czyszczenie, to należy wyczyścić jarzmo (miejsca styku z zaciskiem oraz ze zwrotnicą), w zacisku hamulcowym miejsce, gdzie pracuje klocek hamulcowy,  a także sworznie zacisku oraz jego osłony. 

Bardzo ważne jest także oczyszczenie piasty, która ma bezpośredni kontakt z tarczą hamulcową. Jeśli chodzi o smarowanie, to warto pamiętać o odpowiednim posmarowaniu miejsc współpracy klocka hamulcowego z jarzmem i zaciskiem. Procedurę smarowania sworzni zacisku należy sprawdzić w dokumentacji producenta. Należy także pamiętać o wymianie wszystkich dodatkowych akcesoriów takich jak, blaszki czy sprężynki stabilizujące klocek w jarzmie.

Podczas hamowania zarówno klocki, jak i tarcze hamulcowe ulegają zużyciu. Powstający pył najczęściej można dostrzec na felgach. Dlatego trwają prace nad wprowadzeniem także norm emisji takich zanieczyszczeń. Jednym z rozwiązań jest wprowadzenie na rynek tarcz hamulcowych iDiscs pokrytych cienką warstwą węglika wolframu. Jest to ten sam bardzo twardy materiał, którym pokryte są wiertła widiowe przeznaczone do wiercenia w twardych betonach. Warstwa ta wynosi jedynie 100µm i sprawia, że takie tarcze prawie się nie zużywają, a więc nie wytwarzają  pyłu. Trwają także badania  nad zmianą składu mieszanki ciernej klocków hamulcowych, aby zmniejszyć powstawanie pyłów. Innym rozwiązaniem przedstawionym przez jednego z producentów filtrów  jest montowanie takowych przy zaciskach hamulcowych, aby wyłapywały pył generowany w czasie hamowania.

Na drogach pojawia się coraz więcej pojazdów hybrydowych i elektrycznych. W takich pojazdach zużycie komponentów hamulcowych jest mniejsze ze względu na możliwość „hamowania” odzyskującego energię kinetyczną. Możliwość rekuperacji zmniejsza wykorzystanie komponentów hamulcowych, a co za tym idzie wydłuża przebiegi. W większości aut hybrydowych i elektrycznych obecnie komponenty takie jak klocki czy tarcze hamulcowe są podobne lub identyczne do tych stosowanych w pojazdach z konwencjonalnymi silnikami. Podobnie jest z innymi elementami. Także one są zbliżone lub takie same, a co za tym idzie sam serwis układu hamulcowego przeprowadza się analogicznie co w pojazdach z silnikiem spalinowym. Ale to co jest najważniejsze to systematyczny i dokładny przegląd każdego elementu układu hamulcowego, bo układ hamulcowy jest na tyle sprawny i skuteczny, na ile skuteczny jest jego każdy komponent.

Także eksperci firmy Brembo podkreślają, że po ponad stuletniej dominacji silników spalinowych, obecnie przemysł motoryzacyjny przechodzi bezprecedensowe przezmiany. Proces elektryfikacji układów napędowych stawia przed producentami nowe wyzwania i zmusza do poszukiwania innowacyjnych rozwiązań. Dotyczy to również układów hamulcowych, ponieważ dążenie do ich wysokiej wydajności i bezpieczeństwa musi iść w parze z wymogami dotyczącymi ochrony środowiska.

W pojazdach elektrycznych, oprócz tradycyjnego hamowania hydraulicznego, występuje również hamowanie rekuperacyjne. Pozwala ono na wykorzystanie silnika do odzyskania znacznej części uwalnianej energii kinetycznej. To istotny krok w zakresie zrównoważonego rozwoju, ale również dodatkowe wyzwanie dla projektantów. W związku z tym, że tarcze i klocki są rzadziej używane, konieczne będzie stosowanie nowych materiałów ciernych, lżejszych, trwalszych i odpornych na utlenianie. W samochodach elektrycznych istotny będzie również czynnik NVH, czyli hałas, wibracje i uciążliwość pracy, który musi zostać znacznie obniżony w celu zwiększenia bezpieczeństwa i komfortu jazdy.

 

Wychodzą naprzeciw tym wyzwaniom, firma Brembo uruchomiła serię innowacyjnych produktów, która mają przynosić znaczne korzyści w zakresie wydajności i zrównoważonego rozwoju. Zestaw Brembo Beyond EV Kit obejmuje tarcze EV i klocki hamulcowe EV, stworzone do najpopularniejszych modeli samochodów elektrycznych. Produkty te działają ciszej i są bardziej odporne na utlenianie, co przyczynia się do ich dłuższej żywotności i większej trwałości. Podwójna warstwa ochronna tarcz zapobiega korozji, nadając im połysk i estetyczny wygląd. Natomiast materiał cierny klocka niezawierający miedzi i galwanizowana płytka nośna zmniejszają powstawanie pyłu i hałasu podczas hamowania.

 

Z kolei nowa gama produktów Greenance Kit Concept, zaprezentowana na targach Automechanika Frankfurt 2022, obejmuje tarcze ze specjalnego stopu i przeznaczone do nich klocki hamulcowe. Zgodnie z nazwą, łączącą słowa „GREEN” (zielony) i „PERFORMANCE” (osiągi), zestaw wyprzedza przyszłe wymagania w zakresie niskiego wpływu na środowisko.

 

Gwarantuje on najwyższe standardy techniczne i jakościowe typowe dla Brembo, a jednocześnie pozwala zredukować emisję o 83% w przypadku PM102 i o 80% w przypadku PM2,5. Produkt przeszedł testy homologacyjne ECE-R90 i drogowe przeprowadzone przez techników firmy, zgodnie z jej rygorystycznymi wymogami – wyjaśniają eksperci firmy Brembo.

Biorąc pod uwagę rosnącą ilość czujników i silniczków elektrycznych w samochodach, zapewne i układ hamulcowy również czeka zwiększona elektryfikacja – prognozują eksperci firmy Denckermann.

Jeszcze niedawno elektryczny silniczek ręcznego był zarezerwowany dla aut grupy premium. Obecnie można go spotkać w coraz popularniejszych autach. Z drugiej strony, w pogoni za zmniejszeniem wagi, a co za tym idzie również spalaniem paliwa, w tarczach hamulcowych coraz częściej producenci patrzą w kierunku tarcz hybrydowych. Takich gdzie dzwon tarczy oraz część cierna jest z dwóch różnych materiałów połączonych za pomocą tulei mocujących. Zastosowanie lekkich materiałów umożliwia obniżenie masy tarczy nawet o 30%, co może znacząco wpłynąć na spalanie, ale również komfort podróży. Również klocki hamulcowe przeszły sporo zmian materiałowych od swoich początków. Możliwe, że ze względu na swoje właściwości nastąpi rozpowszechnienie klocków ceramicznych – przewiduje Piotr Gorczyca, Product Manager z firmy  Denckermann.

Jeśli chodzi o pojazdy autonomiczne, trudno zdaniem Denckermanna przewidywać przyszłość w tym kontekście.

 

Niezależnie czy za prowadzenie samochodu odpowiedzialny będzie człowiek czy komputer, w sytuacjach nieprzewidywalnych, póki co przynajmniej, najlepiej poradzi sobie zestaw tarcza i klocek hamulcowy. Owszem w autach elektrycznych jest montowany system odzyskiwania energii, ale póki co nie jest wystarczająco efektywny by być głównym elementem odpowiadającym za zatrzymanie pojazdu – dodaje Piotr Gorczyca.

Brembo podkreśla, że spośród elementów układu hamulcowego, tarcze i klocki ulegają najczęstszemu zużyciu, dlatego trzeba regularnie przeprowadzać ich kontrolę. Jeśli zostaną one wymienione nie później niż wynosi granica zużycia lub wcześniej, w przypadku pojawienia się niepokojących symptomów, to uniknie się problemów z funkcjonowaniem całego układu.

Wymiany powinien dokonać wykwalifikowany mechanik, który dokładnie przestrzega wskazówek z instrukcji. Przy wyborze części, istotne jest sprawdzenie, czy numery referencyjne są przeznaczone do danego do pojazdu. Montaż tarczy musi być zawsze połączone z montażem klocków, a wymiany części należy dokonywać parami na danej osi. Następnie podczas krótkiej jazdy próbnej trzeba sprawdzić, czy układ działa poprawnie. Okres docierania układu odbywa się na dystansie ok. 300 km – wtedy nie wolno gwałtownie hamować, aby powierzchnie klocków i tarcz ułożyły się prawidłowo względem siebie.

Eksperci firmy Brembo wymieniają czynności, o których nie można zapomnieć serwisując układ  hamulcowy:

1. W przypadku wymiany klocków hamulcowych należy sprawdź zużycie tarcz.
2. W przypadku wymiany tarcz hamulcowych należy wymienić również klocki.
3. Powierzchnie styku tarczy i piasty powinny zostać oczyszczone z rdzy i zanieczyszczeń. Jeśli na tarczach znajduje się osad, należy oczyścić również powierzchnię roboczą.
4. Należy sprawdzić bicie tarczy zamontowanej na piaście koła. Zwykle nie powinna ona przekraczać 0,1 mm. Jeśli pojawia się problem, należy również sprawdzić oscylację samej piasty, która nie powinna być większa niż 0,02 mm.
5. Jeśli nowe klocki posiadają podkładki antypiskowe, to powinny one zostać prawidłowo nałożone. Nie wolno używać ponownie starych podkładek.
6. Należy sprawdzić tłoczki, uszczelki, osłony przeciwpyłowe i elementy ślizgowe zacisku, czy nie są uszkodzone lub skorodowane, i czy pracują poprawnie. Dla każdego elementu należy zastosować odpowiedni smar, a uszkodzone części wymienić.
7. Powierzchnia styku pomiędzy wspornikiem zacisku a klockami powinna zostać oczyszczona, aby można było nałożyć smar do hamulców.
8. Jeśli sprężyny zaciskowe są stare lub zużyte, należy je skontrolować, wyczyścić lub wymienić.
9. Trzeba również sprawdzić, czy sprężyny są prawidłowo ustawione.
10. Kontroli wymaga również poziom płynu hamulcowego – powinien znajdować się on pomiędzy podziałkami minimalną i maksymalną. Płyn hamulcowy należy wymieniać co dwa lata lub w terminie określonym przez producenta.
11. Śruby powinny być dokręcane we właściwej kolejności za pomocą klucza dynamometrycznego z odpowiednio ustawionym momentem.
12. Na koniec należy przeprowadzić krótką jazdę próbną w celu sprawdzenia, czy układ hamulcowy działa prawidłowo i czy nie występują drgania lub piski.

Zdaniem ekspertów firmy Denckermann, jeden z częstszych błędów to nieoczyszczenie prowadnic klocków i powierzchni piasty, z którą styka się tarcza hamulcowa.

Jedno może powodować nierównomierne zużywanie klocków, a w drugim przypadku bicie tarczy podczas hamowania. W niektórych nowych autach montowane są klocki, które są asymetryczne i kierunkowe – jeśli mechanik zignoruje oznaczenia informujące, w którym miejscu i w którą stronę dany klocek ma być zamontowany, to hamulce nie będą działały poprawnie. Podobna sytuacja jest z tarczami. Tutaj również występują tarcze kierunkowe, a ich nieprawidłowy montaż może spowodować zmniejszenie skuteczności hamowania lub ich uszkodzenie – przestrzega firma Denckermann.

Układ hamulcowy jest kluczowy dla bezpieczeństwa użytkowników pojazdów, dlatego nie należy oszczędzać na materiałach. Warto sięgać po części sprawdzonych producentów – radzą z kolei eksperci firmy Steinhof.

 Tarcze i klocki hamulcowe wymieniamy zawsze parami, aby na danej osi osiągnąć takie same parametry. Wymiana jednej tarczy bądź klocków tylko z jednej strony jest niedopuszczalna. Aby klocki i tarcze dobrze współpracowały, najbezpieczniej zamontować części jednej marki. Pozwoli to uniknąć piszczenia lub szybkiego zużycia elementów. Jeśli planujemy wymienić tylko klocki hamulcowe, to nie można oceniać tarcz „na oko”, lecz należy zmierzyć ich grubość i sprawdzić czy są proste. Producent podaje wymiar minimalny tarcz i po jego osiągnięciu elementy powinny być wymienione. Niedopuszczalne jest zakładanie częściowo zużytych klocków na nowe tarcze hamulcowe. Wymiana tarcz i klocków nie może ograniczyć się wyłącznie do wymiany zużytych części. Przed montażem należy dokładnie oczyścić elementy współpracujące począwszy od piasty koła a w szczególności zacisk hamulcowy. Bardzo często zapieczone są prowadnice zacisku hamulcowego. Pozostawione w takim stanie doprowadzą do bardzo szybkiego zużycia nowych elementów. Koniecznie należy je oczyścić i rozruszać a najlepiej wymienić na nowe, ponieważ są stosunkowe niedrogie – podkreśla Dawid Tarchała, kierownik działu badań i rozwoju w Grupie Steinhof.