Wymiana tarcz i klocków hamulcowych – o czym trzeba pamiętać!

Jakie są „słabe” punkty wymiany klocków i tarcz hamulcowych – jakie czynności najczęściej bagatelizują mechanicy samochodowi i jakie mogą być tego skutki?

Oglądając niektóre programy telewizyjne przeznaczone dla miłośników motoryzacji, śledząc strony internetowe, oglądając filmiki umieszczane na platformie YouTube można ulec złudzeniu, że wymiana klocków hamulcowych czy kompletu tarcz i klocków hamulcowych to czynność bardzo prosta, niewymagająca wiedzy technicznej i specjalistycznych narzędzi. Tak poinformowany potencjalny klient warsztatu mechanicznego zlecając usługę wymiany klocków, tarcz hamulcowych liczy na szybką i tanią usługę. Niestety warsztat chcąc wykonać usługę zgodnie z procedurami i uwzględniając dodatkowo usterki eksploatacyjne w układzie hamulcowym musi poświęcić dużo więcej czasu i zabezpieczyć dodatkowe czynności i części. W efekcie cena takiej usługi niestety znacznie odbiega od spodziewanej i sugerowanej w mediach lub w niektórych warsztatach.

Pracujący układ hamulcowy podczas codziennej eksploatacji jest poddawany bardzo dużym obciążeniom mechanicznym, termicznym, warunkom atmosferycznym oraz środkom chemicznym których używa się do mycia auta. Sama wymiana klocków hamulcowych nie polega tylko na czynności zamiany starych na nowe, ale na wykonaniu czynności dodatkowych wraz z dokładnymi oględzinami części współpracujących. Kontroli powinny być poddane min: przewody hamulcowe elastyczne pod kątem spękania, spuchnięcia, weryfikacji czasu eksploatacji w pojeździe.

Rysunek 1.

Rysunek 2.

Z informacji podawanych przez producentów pojazdów wynika, że przewody elastyczne powinny być wymienione: gdy dojdzie do uszkodzenia lub ze względu na czas eksploatacji (w zależności od generacji przewodu 6-9 lat). Oględzinom powinny być poddane również przewody sztywne pod kątem uszkodzeń mechanicznych, korozji oraz ich połączeń. Podczas wymiany klocków hamulcowych mechanik powinien odkręcić odpowietrznik i naciskając na tłok hamulcowy wyprowadzić płyn hamulcowy do butli zbierającej. Taka czynność ma na celu ochronę agregatu ABS/ESP przed uszkodzeniem oraz daje możliwość kontroli jakości płynu hamulcowego w miejscu, gdzie jego parametry nas najbardziej interesują. Różnica między temperaturą wrzenia płynu hamulcowego w zbiorniczku wyrównawczym a przy samym zacisku dochodzi często od 10 do 20 stopni C. Jeśli temperatura płynu hamulcowego odbiega od dopuszczonej przez producenta, warsztat powinien zasygnalizować taki stan i rozszerzyć usługę o czynność wymiany płynu hamulcowego. Brak wymiany skutkuje uszkodzeniami elementów hydrauliki hamulcowej oraz opóźnionym czasem reakcji układów. Ponadto podczas mocnych obciążeń układu hamulcowego istnieje możliwość doprowadzenia do wrzenia płynu hamulcowego i wydłużenie drogi zatrzymania pojazdu (stosować odpowiednie płyny). Należy pamiętać, że płyn hamulcowy jest jedynym łącznikiem pomiędzy dźwignią pedału hamulca a zaciskiem.

Sama wymiana klocków powinna obejmować weryfikację zacisku hamulcowego pod kątem uszkodzeń eksploatacyjnych: kontrola osłon przeciw kurzowych tłoka hamulcowego, korozji tłoka (czasami wystarczy uchylić gumkę przeciw kurzową). Weryfikacja elementów układu takich jak prowadnice zacisku z tulejami, prowadnice klocków hamulcowych i ich przylgnie. Producenci np. ATE wymagają wymiany tulei prowadzących zacisk co 80 tysięcy kilometrów lub najpóźniej co 2 komplet klocków hamulcowych a przy dużych przebiegach nawet podczas każdego nowego kompletu klocków hamulcowych. Należy jednocześnie pamiętać o sprężynach ustalających zacisk i wymaganych interwałach wymiany. Oczywiście montaż klocków powinien nastąpić po dokładnym wyczyszczeniu zacisku oraz wszystkich przylgni i prowadnic klocków hamulcowych. Producenci często wymagają wymiany wraz nowym kompletem klocków dodatkowych blaszek prowadzących, nakładek antywibracyjnych.

Rysunek 3.

Rysunek 4.

Powinny być zastosowane odpowiednie środki smarne stosowane w odpowiednich miejscach. Obowiązkowo powinna być przeprowadzona jazda kontrolna i przekazane informacje do kierowcy i sposobie docierania i wydłużonej początkowo drodze zatrzymania.

Brak profesjonalnej obsługi podczas samej wymiany klocków hamulcowych doprowadza do ponadnormatywnego zużywania się nie tylko klocków, ale doprowadza do uszkodzeń zacisków hamulcowych, powstawania wysokich temperatur pracy i doprowadza do tzw.” bicia tarcz” podczas hamowania. Poprawny serwis wydłuża czas eksploatacji, powoduje bardzo dobre działanie hamulca i redukuje koszty późniejszych skumulowanych napraw w pojeździe klienta.

Kodeks prawidłowej wymiany tarcz hamulcowych – kilka kluczowych czynności, o których nie można zapomnieć.

Wymiana tarcz hamulcowych jest również opisywana i przedstawiana przez media jako czynność niewymagająca od mechanika szczególnych zdolności, posiadania narzędzi specjalistycznych - niemalże „zrób to sam”. Nic bardziej mylnego.

Współczesne auta potrafią się rozpędzać do dużych prędkości w krótkim czasie, są wyposażone w systemy hamulcowe których zadaniem jest wywołać odpowiednie opóźnienie jak i utrzymać zadany tor jazdy (ESP), odległość od poprzedzającego pojazdu (ACC) czy zahamować w nagłych wypadkach. Od prac serwisu, osoby wymieniającej tarcze hamulcowe i klocki hamulcowe oraz jakości zamontowanych elementów zależy czy wyżej wymienione układy zadziałają zgodnie z zamierzeniem konstruktora i czy spełnią oczekiwania użytkownika.
W poprzednim punkcie wskazane były kluczowe czynności przy wymianie klocków hamulcowych, czas na tarcze hamulcowe. Producenci w podręcznikach serwisowych wskazują na procedury, których należy przestrzegać i czynności, które należy wykonać, aby nowo zamontowany zestaw pary trącej (tarcze, klocki) działał poprawnie, np. „ATE wskazówki montażowe tarcz hamulcowych”

Rysunek 5. Kod QR - przejdź do "Wykaz czynności kontrolnych. Prawidłowy montaż tarcz hamulcowych”

Przed zamontowaniem nowych tarcz należy starannie przygotować piastę koła, wyczyścić odpowiednimi narzędziami np. 03.9314-1330.4. Następnie należy powierzchnię piasty sprawdzić liniałem krawędziowym, szczególnie w miejscach, gdzie znajduje się gwint służący do przykręcania kół. Nagminne stosowanie momentu dokręcania kół przekraczającego dopuszczalną wartość powoduje trwałe uszkodzenie piasty a w konsekwencji „bicie” podczas hamowania. Jeśli przylgnia jest płaska zapewnia ograniczenie korozji pomiędzy nowo montowaną tarczą i piastą oraz maksymalne tarcie. Następną czynnością jest sprawdzenie odchyłki poosiowej piasty z zastosowaniem uchwytu magnetycznego i wskaźnika zegarowego np. ATE 03.9304-0034.2. Tutaj pomiar blisko krawędzi zewnętrznej powinien mieścić się w zakresie do 0,02mm. Niektóre podręczniki podają 0,04mm, ale jest to wartość za duża szczególnie dla dużych średnic tarcz hamulcowych. Na tak przygotowaną i sprawdzoną piastę koła zakładamy nową tarczę hamulcową. Połączenie tych dwóch powierzchni można bardzo delikatnie posmarować olejem silnikowym, następnie wytrzeć. Powstanie delikatny film olejowy, który przy dokręceniu koła nie zaburzy wymaganego tarcia pomiędzy powierzchniami tarczy i piasty. Nie stosować żadnych smarów stałych!! Teraz przykręcamy tarczę wszystkimi śrubami mocującymi koło z identycznym momentem - około 60Nm i przy użyciu wskaźnika zegarowego 1cm od krawędzi zewnętrznej tarczy dokonujemy pomiaru odchyłki poosiowej zespołu tarczy i piasty. Pomiar powinien mieścić się w zakresie max 0,05mm. Wielu producentów podaje wartość do 0,03mm odchyłki poosiowej.

Rysunek 6.

Niestety brak starannego montażu i weryfikacji montażowej doprowadza do uszkodzeń po przebiegach 1500- 5000km nazywanych” biciem” podczas hamowania. Niestety objawy wystąpią po takich przebiegach, rzadko od razu po montażu.

Należy pamiętać o piaście felgi i jej przygotowaniu jako przylgni równoległej do tarczy i piasty. Jej złogi korozyjne i eksploatacyjne po dokręceniu koła przez brak równoległości doprowadzają do uszkodzeń tarczy hamulcowej identycznej jak brak przygotowania piasty do montażu tarczy hamulcowej.

Rysunek 7.

Ważnym punktem jest docieranie nowego kompletu tarcz i klocków oraz przekazanie informacji na ten temat klientowi.

W jakim kierunku rozwija się rynek produkcji elementów układu hamulcowego – jakie są trendy, innowacje technologiczne, materiały do produkcji m.in. w kontekście ochrony środowiska i rozwoju pojazdów elektrycznych. Jak to wygląda w przypadku tarcz, a jak w przypadku klocków hamulcowych?

W samochodach elektrycznych, hybrydowych dalej są stosowane hamulce hydrauliczne cierne, masa tych samochodów oraz ich osiągi może sugerować stosowanie lepszych, wytrzymalszych elementów trących. Niestety (albo na szczęście) około 80% hamowania w takich pojazdach jest realizowane przez rekuperację co ogranicza tarcie i obniża temperaturę pracy układu hamulcowego w porównaniu do klasycznych rozwiązań. Ograniczenie tarcia powoduje powstawanie korozji na elementach trących, powodując konieczność ich częstej wymiany.

ATE opracowało hamulec na nowo tzw. Green Caliper współpracujący z układem hamulca rekuperacyjnego hydraulicznego. Zmniejszona została masa zacisku, zwiększona średnica tarczy hamulcowej i jej skład. Zastosowano również cieńsze klocki hamulcowe. Zmiana ta spowodowała zwiększenie momentu hamującego, zmniejszenie masy nieresorowanej, a także ograniczyła korozje oraz dopasowała grubość klocka hamulcowego do poziomu zużycia eksploatacyjnego. Układ sterowania hydrauliką jest wyposażony w kontrolę szczeliny roboczej pomiędzy klockiem a tarczą, co powoduje zminimalizowanie tarcia szczątkowego, czyli mniejsze zużycie energii do napędu i emisję pyłów do atmosfery.

Rysunek 8.

Same mieszanki klocków hamulcowych ze względu na emitowane pyły podczas ścierania już od dłuższego czasu są zmieniane. Klocki OE posiadają już nowe mieszanki, praktycznie bez miedziowe a klocki AM powoli są zastępowane również nowymi bardziej ekologicznymi mieszankami. Oznaczenia A, B, N na samych klockach hamulcowych oraz oznaczenia w postaci listka informują nas o zastosowanych nowych mieszankach na budowę klocka. Nie tylko klocki hamulcowe, ale i opony poddawane są takim zmianom. Opracowane i gotowe do wdrożenia produkcyjnego są hamulce sterowane elektrycznie. Moment, kiedy zostaną zastosowane w pojazdach to już tylko kwestia czasu. Warsztaty powinny śledzić informacje techniczne i uczestniczyć w szkoleniach, aby nadążyć za zmianami wprowadzanymi przez producentów. Firma ATE prowadzi szkolenia z zakresu obsługi i sposobu działania nowoczesnych systemów hamulcowych w tym MKC1, MKC2, iBooster, eBooster jako rozwiązanie hamulca rekuperacyjnego.

Rysu

Rysunek 9.

Serwisowanie klocków i tarcz hamulcowych w samochodach spalinowych oraz hybrydach i elektrykach – czy są różnice?

Jedynymi różnicami pomiędzy samochodami spalinowymi a elektrycznymi czy hybrydowymi są: czas wymian eksploatacyjnych oraz układy sterowania załączenia hamulca. Chociaż coraz częściej stosuje się je równolegle ze względu na szybkość reakcji układów, zmniejszenie zużycia energii, skrócenie drogi zatrzymania. W samochodach spalinowych również. Serwisowanie opiera się na korzystaniu z testerów diagnostycznych posiadających oprogramowanie wymagane do komunikacji ze sterownikami zarządzającymi pracą takich układów i odpowiednie procedury serwisowe.

Tarcze i klocki hamulcowe w pojazdach autonomicznych – czy należy spodziewać się zmian, lub rewolucji?

Na tą chwilę brak informacji o innowacyjnych rozwiązaniach innych niż hamowanie rekuperacyjne i hamowanie poprzez tarcie. Jedyne zmiany dotyczą mieszanek na budowę elementów pary trącej i układów sterowania jak wskazane powyżej gotowe rozwiązania hamulca bez płynu hamulcowego. Docisk następuje poprzez zmiany wartości płynącego prądu w elementach wykonawczych, czyli hamulec sterowany elektrycznie.