Zaciski hamulca - pływające i stałe. Budowa, wydajność, problemy oraz serwisowanie.
25 maja 2016
Jednym z ważnych, jednocześnie funkcjonalnych komponentów układu hamulcowego, jest zacisk. Istnieją oczywiście hamulce bębnowe, których budowa nie przewiduje tego elementu, ale na dzień dzisiejszy większość modeli samochodów jest wyposażona w układy typu tarczowego.
Zacisk hamulca to prosty mechanizm, który przyciska klocki do powierzchni tarczy hamulcowej. Klocki są dociskane pod wpływem ciśnienia, generowanego przez pompę hamulcową samochodu i przenoszonego przez tłoczki. Obecnie w pojazdach osobowych stosuje się dwa rodzaje zacisków:
- pływający zacisk
- stały (sztywny) zacisk
Pływający typ zacisku hamulca
Pływający typ zacisku hamulca składa się z dwóch części: jarzma i właśnie samego zacisku (zaciskiem często nazywany jest cały mechanizm, składający się z dwóch części jarzmo+zacisk). Jarzmo jest sztywno przymocowane do zwrotnicy, a zacisk jest połączony za pomocą tulei prowadzących. Tłok dociska najpierw jeden klocek do tarczy, a następnie obudowa zacisku porusza się w przeciwną stronę, dociskając drugi klocek. W momencie naciśnięcia pedału hamulca tłoczek (lub tłoczki) wysuwa się i dociska najpierw wewnętrzny klocek do tarczy. Następnie obudowa przesuwa się wzdłuż prowadnic i przyciska zewnętrzną okładzinę.
Ten typ mechanizmu ma tłoki tylko po jednej stronie tarczy (zazwyczaj to jeden lub dwa tłoczki). Uważa się, że konstrukcja pływająca jest dość prosta i niedroga w obsłudze. Ten typ mechanizmu jest stosowany w większości aut osobowych.
Stały typ zacisku hamulca 
Bardziej zaawansowana technologia, która w przeciwieństwie do wersji pływającej składa się z jednej części, bez połączeń pływających. Jednostka jest trwale przymocowana do zwrotnicy i wykonuje pracę bez zmiany pozycji. Kluczową różnicą w stosunku do pierwszego typu jest lustrzane (przeciwstawne) umieszczenie tłoczków po obu stronach tarczy hamulcowej, co oznacza, że zasada działania jest nieco inna: gdy ciśnienie w przewodzie wzrasta, tłoczki jednocześnie ściskają zewnętrzne i wewnętrzne klocki. Rozwiązanie to jest droższe zarówno w utrzymaniu, jak i pod względem kosztu materiałów eksploatacyjnych. Stałe mechanizmy możesz spotkać w sportowych wersjach samochodów, a także w mocniejszych SUV-ach. Ten typ dzieli się na dwa podtypy:
- Dwuczęściowy, składający z 2 połówek, skręcanych między sobą.
- Tzw. Monoblokowy (Monoblock) z odlewu aluminiowego (wykonany z jednego kawałka metalu)
Ta charakterystyka porównawcza pomoże Ci zrozumieć ogólne różnice i właściwości obu typów zacisków. Dla jasności do porównania dodano typ systemu bębna.
| Zacisk pływający | Zacisk stały | Hamulce bębnowe | ||
| Koszt obslugi | $ | $$ | $$$ | |
| Koszt części eksploatacyjnych | $ | $$$ | $$ | |
| Wydajność | 4/5 | 5/5 | 2/5 | |
| Przewagi | - prosty w obsłudze i naprawie - lepszy stosunek jakość/cena - lepsza wentylacja | bardziej równomierny ucisk klocków - lepsza modulacja hamowania - mniejsze zużywanie się | - lepsza ochrona przed wilgocią - dłuższa żywotność | |
| Wady | - wrażliwość na niedbałą obsługę - przyspieszone zużycie klocków | - większy koszt części eksploatacyjnych - wyższa cena | - wysoki koszt obsługi - słaba wentylacjaе - niższa wydajność |
Awarie zacisków hamulcowych
Głównym i zazwyczaj spotykanym problemem, który dotyczy każdego typu zacisku, jest klinowanie (zakleszczony zacisk). Oczywiście, z różną intensywnością - od mniejszej, prawie niewidocznego podczas inspekcji wizualnej, aż do całkowitego zablokowania hamulca. Istnieją dwie główne przyczyny takiego stanu rzeczy:
- Sytuacja, gdy zacisk nie odbija, z powodu zaklinowania prowadnic.
Najpopularniejsza usterka, która jest właściwa tylko dla typu pływającego. Powodem jest zablokowany ruch zacisku wzdłuż tulei prowadzących. Oznacza to, że jedna strona mechanizmu zaczyna zwalniać w stosunku do drugiej. Należy pamiętać, że nawet niewielkie przekrzywienie zacisku może spowodować nierównomierne zużycie klocka i tarczy.
Najczęściej usterkę powoduje korzystanie z niewłaściwego smaru lub całkowity jego brak. Oznaką obecności tej awarii może być to, że samochód ściąga w bok przy hamowaniu.
Idealnie, gdy jest dostęp do podnośnika i możliwość skontrolowania stanu wizualnego smaru. Spuchnięte uszczelki oraz nierównomiernie zużyte klocki - pierwsze objawy problemu.
- Sytuacja, gdy zacisk nie odbija, z powodu zablokowania tłoczka.
Usterka zakleszczonego zacisku może objawiać się zarówno na pływających, jak i stałych typach zacisków. Ponadto, biorąc pod uwagę, że typ stały ma 2-3 razy więcej tłoków, prawdopodobieństwo wystąpienia awarii jest większe. Charakter usterki jest prosty: tłok pokryty warstwą rdzy blokuje się w zacisku, co powoduje nierównomierne dociskanie klocka do powierzchni tarczy.
Konsekwencje są takie same, jak w usterce powyżej. Co prawda, konsekwencje są nieco poważniejsze: jeśli problem nie zostanie usunięty na wczesnym etapie, korozja tłoka może uniemożliwić naprawę całego zacisku.
Inne uszkodzenia zacisków hamulcowych
- Zerwanie gwintu odpowietrzenia układu hamulcowego
Powszechny problem występujący w mechanizmach aluminiowych. Ponieważ odpowietrzanie hamulców jest popularną procedurą podczas wymiany płynu, często z powodu nadmiernej siły deformują się otwory, służące do odpowietrzania. Aby tego uniknąć - zaleca się korzystanie ze specyfikacji sił dynamometrycznych dla danego samochodu oraz nie dokręcać „zbyt mocno” odpowietrzników.
- Skrzypienie i piszczenia podczas hamowania.
Jednym z powodów tego zjawiska może być również zacisk hamulcowy. Okładzina hamulca nie jest montowana bezpośrednio do jarzma, natomiast poprzez płytki montażowe. To jest zestaw metalowych elementów wygiętych w kształcie sprężyn, które trzymają klocek, minimalizując jego drgania i korygując ruch.
Zgodnie z regulacjami praktycznie każdego producenta aut, ten zestaw montażowy należy wymienić wraz z nowym kompletem klocków. W praktyce, niestety, mechanicy, nie myśląc o konsekwencjach, ponownie zakładają stare płytki. W efekcie zużyte i „zmęczone” sprężyny nie są w stanie utrzymać prawidłowej pracy klocka - okładzina opada, a w stosunku do tarczy występuje odchylenie. Konsekwencją są wibracje, słyszalne przez ucho kierowcy jako skrzypienie i piszczenie podczas hamowania.
Skuteczność zacisku hamulcowego
W zdecydowanej większości sytuacji, w trakcie omawiania skuteczności układu hamulcowego w samochodzie, największą wagę przykładamy do tarcz i klocków hamulcowych. Porównujemy skład materiałów z jakich zostały wykonane, zastosowaną technologię podczas produkcji, weryfikujemy ich zachowanie w rozmaitych warunkach drogowych oraz wiele innych. Jedynie bardzo sporadycznie dyskusja toczy się wokół zacisków – w gruncie rzeczy odpowiedzialnych za siłę hamowania i precyzję dozowania.
Najpierw jednak kilka słów o typach występujących zacisków. Mnóstwo osób posiadających wiedzę motoryzacyjną potrafi wymienić dwa najważniejsze rodzaje zacisków, montowanych w samochodach – pływające oraz stałe: z jednostronnym rozmieszczeniem tłoków i z dwustronne (z przeciwsobnym ich ustawieniem).
W tym miejscu pojawia się pytanie u większości kierowców: które z nich są skuteczniejsze? Czy jest jakikolwiek sens przy pierwszej nadarzającej się okazji zmieniać seryjne pływające zaciski na monoblock renomowanego producenta? Nie spieszcie się z wydawaniem pieniędzy na marne.
Sprawdzając efektywność z jaką pracują zaciski nie możemy brać pod uwagę ilości tłoków w nim pracujących. Nie ma to żadnego znaczenia i przełożenia na siłę hamowania. W tej kwestii kluczowa jest sumaryczna powierzchnia tłoków. Upraszczając – im większa jest powierzchnia tłoczków zacisku, tym z większą siłą dociskana jest powierzchnia robocza tłoczków hamulcowych. W wyjaśnieniu wspomnianej zależności nieoceniona okazuje się szkolna geometria. Powierzchnia okręgu - S=πr². Znając średnicę tłoka z łatwością obliczymy ogólną skuteczność (w przypadku obliczania sumarycznej powierzchni dla zacisku pływającego – końcowy wynik musimy pomnożyć przez 2 na rachunek jarzma). Dla przykładu, legendarne BMW 7 serii E38 oferowane było z pływającymi, jedno tłoczkowymi zaciskami ATE, jak i stały typ autorstwa Brembo. Obliczmy efektywność jednych i drugich.- Pływający zacisk ATE (Średnica 60 mm). S=5652 mm²
Jak obliczyć wydajność układu hamulcowego
Zaciski przód i tył.
Z technicznego punktu widzenia konstrukcja przednich i tylnych zacisków jest identyczna. Biorąc pod uwagę fizykę hamowania, mechanizmy przedniej osi są bardziej wydajne niż tylnej: ten rozkład jest podyktowany dynamiczną zmianą rozkładu wagi na osiach podczas jazdy. Różnica może polegać na konstrukcji tylnych zacisków, jeśli funkcja hamulca ręcznego jest realizowana za pomocą standardowych klocków (w przeciwieństwie do hamulca postojowego typu bębnowego). Tego typu mechanizm wyposażony jest w silnik z przekładnią, który przesuwa tłoczek zacisku. W rezultacie tego nastąpi zaciśnięcie klocków na tarczy i jej zablokowanie na postoju pojazdu.
Jeśli chodzi o naprawy, tylne hamulce zawsze wymagały większej uwagi i bardziej rzetelnej obsługi. Po pierwsze obciążenie tylnej osi (w większości samochodów tylne klocki wymieniane są znacznie rzadziej (1 wymiana tylnej = 2-3 wymiany przednich okładzin). Z tego powodu tylne zaciski zbierają więcej korozji i dlatego są bardziej podatne na uszkodzenia. Po drugie, jeśli hamulec ręczny w samochodzie jest bębnowego typu, inspekcja i serwisowanie hamulca postojowego wymaga od mechanika więcej pracy. Natomiast pod względem technicznym, sposoby naprawy są identyczne - z przodu i z tyłu: wymiana uszczelek i osłon jako zestawu naprawczego zacisku.
