Układ hamulcowy, rodzaje i typowe usterki.

Z wszystkich układów naszego samochodu najważniejsze miejsce obok układu kierowniczego zajmuje układ hamulcowy. Od niego zależy bezpieczeństwo zarówno nasze, jak i innych uczestników ruchu. Jego zadaniem jest bezpieczne zmniejszanie prędkości jazdy, zatrzymanie pojazdu oraz unieruchomienie pojazdu w trakcie postoju.

Rodzaje układów hamulcowych

Hamulce używane w pojazdach samochodowych możemy podzielić na:

tarczowe,
bębnowe,
taśmowe,

ze względu na budowę i zasadę działania, oraz:

hydrauliczne,
pneumatyczne,
mechaniczne,
mieszane np.: pnumatyczno-hydrauliczne,

ze względu na sposób uruchamiania.

W osobowych stosowane są hamulce tarczowe i bębnowe uruchamiane hydraulicznie. Często znajdziemy jeszcze hamulce tarczowe na przedniej osi i bębnowe na tylnej. Ze względu na zastosowanie rozróżniamy dwa rodzaje układów hamulcowych:

podstawowy – zwany roboczym, jest to najczęściej układ hydrauliczny,
dodatkowy – zwany potocznie hamulcem ręcznym, postojowym lub awaryjnym, jest to najczęściej układ dźwigni i cięgien wypierany obecnie przez systemy elektryczno-cisnieniowe..

Działanie

Powołując się na fizykę, możemy powiedzieć, że rolą układu hamulcowego jest wywołanie siły działającej na samochód znajdujący się w ruchu, o zwrocie przeciwnym do kierunku jego ruchu, w celu zmniejszenia prędkości samochodu bądź też zatrzymania go. Tłumacząc to na przystępniejszy język można stwierdzić że współczesne układy hamulcowe działają w oparciu o prawo Pascala. Dzięki stałemu ciśnieniu w zamkniętym układzie hydraulicznym możemy zwielokrotnić siłę nacisku na elementy robocze (cylinderki, klocki, szczęki, tarcze, bębny). Nacisk na pedał hamulca skutkuje wzrostem ciśnienia cieczy (płynu hamulcowego), równomiernie działającego na wszystkie elementy układu hamulcowego. W efekcie zwielokrotniona siła powoduje dociśnięcie elementów ciernych do tarczy hamulcowej bądź bębna wywołując tarcie powodujące zmniejszenie prędkości lub zatrzymania auta. Podczas hamowania energia kinetyczna hamowanego pojazdu zamienia się w ciepło, co skutkuje koniecznością odprowadzania powstałego ciepła z elementów układu hamulcowego. W hamulcach tarczowych siła tarcia powstaje w wyniku dociskania płaskich wkładek ciernych do płaskich powierzchni tarczy hamulcowej wirującej wraz z piastą koła. Tarcze hamulcowe są wykonywane jako odlewy żeliwne. W hamulcach szczękowo-bębnowych moment hamowania powstaje wskutek tarcia między wewnętrzną powierzchnią obracającego się wraz z kołem bębna hamulcowego a umieszczonymi wewnątrz bębna i zabezpieczonymi przed obrotem szczękami hamulcowymi.

Budowa

Na układ hamulcowy składa się następujące podzespoły:

pedał hamulca,
pompa hamulcowa (z wspomaganiem),
przewód ciśnieniowy stalowy,
przewód elastyczny,
korektor siły hamowania,
zaciski lub szczęki hamulcowe wraz z tarczami bądź bębnami.

Praktycznie we wszystkich produkowanych obecnie pojazdach stosowane są urządzenia wspomagające, zazwyczaj podciśnieniowe, które ułatwiają hamowanie zmniejszając siłę wymaganą do przyłożenia na pedał. Podciśnienie zasilające urządzenie wspomagające pobierane jest z układu dolotowego (silniki benzynowe) lub z odpowiedniej pompy (silniki diesla). Stosowane są jedno-, dwu-, cztero-, a nawet sześciotłoczkowe zaciski. Ich liczba jest wynika z przeznaczenia pojazdu. W popularnych samochodach obecnie przeważnie spotyka się hamulce jednotłoczkowe na tylnej osi oraz dwutłoczkowe na przedniej. Od wielu lat stosuje się w autach dwuobwodowy układ hamulcowy mający na celu zwiększenie bezpieczeństwa użytkowników, w momencie uszkodzenia jednego obwodu drugi nadal działa, choć siła hamowania jest dużo mniejsza. Trwałość montowanych klocków/szczęk hamulcowych wynosi z reguły kilkadziesiąt tys. km. Jednak często musimy wymieniać je częściej, wynika to z reguły z stylu jazdy i środowiska, w którym się poruszamy. Częste hamowanie, agresywny styl jazdy, błoto i piasek skutecznie obniżają długość żywota elementów ciernych, z reguły tarcza hamulcowa i bęben wytrzymują minimum dwukrotnie większy przebieg. Korektor siły hamowania jest elementem zapewniającym stabilność ruchu podczas hamowania i eliminuje blokowanie kół tylnej osi. Dodatkowo reaguje na zmianę obciążenia poszczególnych osi korygując dopływ płynu do elementów układu hamulcowego tylnej osi. Przewody stalowe (miedziane) odpowiedzialne są za rozprowadzenie cieczy roboczej z pompy w pobliże poszczególnych kół, ze względu na pracę zawieszenia ostatnim ogniwem łączącym pompę z zaciskiem/cylinderkiem jest przewód elastyczny. Przykładową lokalizację w/w podzespołów przedstawia rysunek. Ostatnim elementem układu hamulcowego jest płyn hamulcowy, którego cechą jest higroskopijność , z biegiem lat zaczyna on wchłaniać wodę z otoczenia. Woda dostaje się do teoretycznie szczelnego układu przez niewidoczne gołym okiem mikropory usytuowane w miękkich przewodach hamulcowych. Wraz z wzrostem ilości wody płyn traci swoje właściwości, ponieważ spada jego temperatura wrzenia, w efekcie przy ostrym hamowaniu może dojść do zagotowania się płynu i spowodować wpadnięcie pedału hamulca w podłogę bez możliwości zatrzymania pojazdu. Z tego powodu zalecane jest, by wymieniać go co 2-3 lata, przy czym należy pamiętać o stosowaniu odpowiedniego rodzaju płynu o charakterystyce odpowiadającej zaleceniom producenta danego auta.

Typowe awarie

Nierównomierne działanie hamulców, samochód „ściąga” w którąś stronę w trakcie hamowania:

zużyte lub uszkodzone okładziny cierne jednej strony pojazdu na przedniej lub tylnej osi,
zatarty lub częściowo zatarty zacisk (tłoczek) hamulca tarczowego lub tłoczek w cylinderkach,
wycieki płynu hamulcowego z cylinderka lub zacisku,
różne materiały okładzin ciernych hamulców po obu stronach auta,
zabrudzone olejom okładziny cierne szczęk lub klocków,
niedostateczny dopływ płynu hamulcowego do cylinderków (przewody hamulcowe niedrożne – załamane, ściśnięte),
luźne śruby prowadnic zacisków,
skorodowane przewody hamulcowe (perforacja).

Hałas towarzyszący używaniu hamulców (zgrzyt lub przerywany pisk):

starty materiał cierny, (obciera metalowa płytka lub tzw. dystans),
niskiej jakości okładziny cierne (przegrzane – zapieczone),
korozja tarczy hamulcowej lub bębna – po długim postoju pojazdu lub użytkowaniu w błotnistym terenie,
owalny bęben hamulcowy lub krzywa tarcza.

Pedał hamulca nie działa podczas naciskania na niego nogą (trudności z wciskaniem go).

zatarta tuleja wspornika pedałów,
zatarty tłok pompy hamulcowej,
uszkodzone (spęczniałe) uszczelki tłoków pompy hamulcowej (użycie niewłaściwego płynu hamulcowego).

„Miękki” pedał hamulca (nie stawia oporu):

uszkodzona uszczelka tłoczka pompy hamulcowej,
zapowietrzony układ hamulcowy,
ubytek płynu hamulcowego z układu,
za duży jałowy skok pedału hamulca.

Drgania pedału hamulca lub koła kierownicy w trakcie hamowania:

zużyte klocki lub szczęki,
odkształcenie tarczy lub bębna hamulca,
poluzowane śruby prowadnic zacisków hamulca.

Ocieranie okładzin ciernych o tarcze lub bębny:

uszkodzenie pompy hamulcowej,
zatarty zacisk lub tłoczek w cylinderku,
za mały jałowy skok pedału hamulca lub pompy,
niewłaściwie wyregulowany hamulec pomocniczy.

Blokowanie kół tylnych podczas normalnego hamowania:

uszkodzony korektor siły hamowania,
zatarty tłoczek w cylinderku albo zacisk hamulca tylnego,
zamarznięcie linki hamulca postojowego w pancerzu lub przymarznięcie szczęk do bębna.

Mało skuteczny hamulec pomocniczy:

zużycie okładzin ciernych,
za duży jałowy skok dźwigni uruchamiającej hamulec,
linka hamulca zatarta w pancerzu,
zanieczyszczone olejem/ płynem hamulcowym okładziny cierne szczęk hamulcowych,
nadmiernie wyciągnięta linka (brak możliwości regulacji).

Niedostateczne działanie hamulca mimo silnego nacisku na pedał:

źle wyregulowane tylne szczęki,
zaolejone, niewłaściwe okładziny cierne,
uszkodzony układ wspomagania (pęknięta membrana lub porowaty przewód podciśnienia),
zamontowane nieprawidłowe klocki (zbyt mała powierzchnia).

Hamulce grzeją się podczas jazdy:

niedrożny otwór kompensacyjny w pompie hamulcowej.
zatarte tłoczki zacisków lub cylinderków,
zbyt mały luz między popychaczem i tłokiem pompy hamulcowej.
zapieczone prowadnice zacisków,
osłabione sprężyny odwodzące szczęki hamulca bębnowego.

Najczęstsze usterki tarcz hamulcowych:

pęknięcie tarczy – efekt przegrzania lub zablokowania się zacisku pływającego,
wibracje wynikające z odchylania się tarczy w czasie hamowania, zazwyczaj wynika to z uszkodzenia lub zużycia łożyska koła,
przegrzanie – w momencie przekroczenia pojemności cieplnej tarczy może ona ulec wykrzywieniu.

Sprawdzanie hamulców

Oprócz stwierdzenia w/w usterek warto raz na jakiś czas sprawdzić siłę hamowania w stacji diagnostycznej, przy dużych rocznych przebiegach warto robić to częściej, niż tylko podczas okresowego przeglądu technicznego. O niskim poziomie płynu z reguły informują nas stosowne kontrolki, wiele aut wyposażonych jest w czujniki zużycia klocków. W dzisiejszym materiale celowo nie wspominam o „dodatkach” typu ABS czy ASR, które stały się już standardem, na ich działanie nie mamy zbyt wiele wpływu, ponadto w/w niesprawności równie skutecznie eliminują prawidłową pracę tych układów. Trwałość klocków hamulcowych i szczęk jest w dużym stopniu od ich jakości oraz stanu tarcz i bębnów hamulcowych.

Podsumowanie

Tylko sprawny układ hamulcowy gwarantuje bezpieczeństwo zarówno nam, jak i innym uczestnikom ruch drogowego. Należy jednak pamiętać, że sprawne w 100% hamulce nie zagwarantują krótkiej drogi hamowania bez opon z dobrym bieżnikiem i odpowiednim ciśnieniem powietrza, spranego zawieszenia i oczywiście zdrowego rozsądku kierowcy. Warto więc czasami wykonać ponadstandardowy przegląd, by móc bezpiecznie wracać z podróży. Ważnym też jest używanie markowych części, tanie zamienniki z reguły zużywają się znacznie szybciej wpływając negatywnie na współpracujące z nimi elementy.