Warto przy tym zaznaczyć, że kluczową rolę podczas zatrzymywania pojazdu pełnią tarcze oraz klocki hamulcowe. System ten pojawił się w samochodach w drugiej połowie XX wieku za sprawą wyścigu w La Mans, podczas którego auta wyposażone w tarcze pozostawiły daleko w tyle konkurentów ze stosowanymi wówczas na szeroką skalę hamulcami bębnowymi. Na przestrzeni lat tarcze hamulcowe ulegały oczywiście modyfikacjom, dzięki czemu dziś do dyspozycji kierowców oddaje się rozwiązania zapewniające maksymalne bezpieczeństwo i komfort jazdy.
Zasada działania tarcz hamulcowych
Kluczowym momentem podczas hamowania jest chwila, gdy kierujący pojazdem naciska pedał hamulca. To właśnie wtedy energia kinetyczna auta ulega zamianie na energię termiczną. Ta druga zostaje zmagazynowana we wszystkich elementach jezdnych pojazdu, zaś jej wartość zależy przede wszystkim od masy samochodu oraz prędkości, przy jakiej rozpoczęto hamowanie. Należy przy tym podkreślić, że najwięcej ciepła zostaje zgromadzone w tarczach hamulcowych. Po przekroczeniu pojemności cieplnej tarcz zdecydowanie spada ich skuteczność hamowania, co w najlepszym przypadku będzie skutkować wizytą w warsztacie. Zniszczeniu mogą ulec elementy cierne. Zdarzają się pęknięcia oraz wygięcia tarczy, które uniemożliwiają dalszą jazdę. Z tego względu prawdziwym wyzwaniem dla konstruktorów jest wybór odpowiedniego materiału. Obecnie większość produkowanych tarcz hamulcowych wykonana jest ze stali lub żeliwa. Surowce te charakteryzują się bowiem wysoką pojemnością cieplną i sprawdzają się nawet wówczas, gdy temperatura w układzie hamulcowym przekracza 1000 stopni Celsjusza. W samochodach sportowych oraz pojazdach narażonych na ekstremalne warunki jazdy tarcze wykonane są z ceramiki lub kompozytów węglowych, które są jeszcze bardziej odporne na działanie wysokich temperatur i dzięki temu wyróżniają się wyjątkową trwałością. Nie bez znaczenia pozostaje system chłodzenia. Najczęściej na tarczach hamulcowych wykonuje się odpowiednie nacięcia, żłobienia oraz otwory, które zapewniają odpowiedni obieg powietrza i w momencie hamowania powodują obniżenie ich temperatury.
Rodzaje tarcz hamulcowych
Jeszcze do niedawna większość samochodów była wyposażona w monolityczne tarcze hamulcowe, czyli takie, które zostały w całości odlane z metalu. Gładka powierzchnia sprawia jednak, że elementy te bardzo szybko się nagrzewają, zaś ciepło nie jest skutecznie odprowadzane. Przegrzewanie się części wzmaga eksploatację, przez co rozwiązanie to jest stosunkowo nietrwałe. Alternatywę stanowią więc tarcze wentylowane, które są wyposażone w liczne kanały i lepiej stygną w przypadku ostrego hamowania, co zapobiega ich odkształceniom. Co ważne, nie poddają się zjawisku fadingu, czyli gromadzeniu się gazów między tarczą a klockiem hamulcowym. Ze względu na dobre efekty hamowania są powszechnie stosowane w samochodach usportowionych. Chłodzeniu tarczy mogą służyć także otwory nawiercone w jej powierzchni. Dzięki temu chłodzenie odbywa się nie tylko na obwodzie tarczy, ale też w miejscu perforacji. Warto jednak pamiętać o tym, że otwory mogą osłabiać powierzchnię tarczy, ponieważ tworzą się wokół nich naprężenia. Dobrym rozwiązaniem są tarcze nacinane. Ich atutem jest nie tylko to, że niwelują ryzyko fadingu, ale skutecznie oczyszczają się z rozmaitych zabrudzeń - błota, kurzu, pyłu, co mogłoby przyczynić się do zmniejszenia tarcia między klockiem a tarczą i w rezultacie do obniżenia parametrów hamowania. Rowki wyżłobione na powierzchni trącej powodują, że tarcza jest doskonale chłodzona, a w rezultacie zwiększa się jej żywotność. Minusem rozwiązania jest jednak fakt, że szybszej eksploatacji ulegają w tym przypadku klocki hamulcowe.
Najczęstsze przyczyny awarii
Tarcze hamulcowe są elementami, które wymagają szczególnej kontroli. Chociaż producenci sięgają po coraz bardziej wytrzymałe surowce i stosują nowoczesne technologie pozwalające wydłużyć trwałość rozwiązania, zdarza się, że niewłaściwa eksploatacja tarcz hamulcowych powoduje ich niszczenie. Najczęściej dochodzi do wygięcia powierzchni w wyniku rozgrzania do ekstremalnej temperatury i nagłego ochłodzenia. Dzieje się tak wówczas, gdy po ostrym hamowaniu auto wjeżdża w kałużę, zaś tarcze omywane są zimną wodą. Sygnałem wskazującym na to, że tarcze mogły ulec wykrzywieniu jest charakterystyczny stukot podczas jazdy. Często kierowca może również zaobserwować drganie kierownicy podczas hamowania. Do awarii hamulców mogą doprowadzić także wszelkie zanieczyszczenia dostające się między elementy trące. Piasek, kamienie i inne drobiny powodują powstawanie zarysowań na powierzchni tarczy. Gromadzące się w wyżłobieniach błoto, woda czy osady sprzyjają zaś rozwojowi korozji. Należy podkreślić, że usterki tarcz hamulcowych mogą być wywoływane przez niepoprawny montaż. Zdarza się, że w czasie wymiany piasty nie zostały należycie oczyszczone. Zabrudzone lub skrzywione piasty powodują natychmiastowe wygięcie tarczy. Warto pamiętać, że w tym przypadku można spróbować przetoczyć tarczę. Jeśli po renowacji jej grubość nie będzie zbyt niska, rozwiązanie posłuży kierowcy przez wiele kolejnych kilometrów. Dobrej kondycji tarcz hamulcowych nie sprzyjają również usterki innych elementów układu hamowania. Blokujące się tłoczki i zaciski, skorodowane prowadnice, w których poruszają się klocki czy niedostateczna ilość płynu hamulcowego to pośrednie przyczyny nadmiernej eksploatacji tarcz, warunkujące ich szybszą wymianę. Ponadto trwałość tarcz hamulcowych może zostać skrócona przez niewłaściwe nawyki osób kierujących pojazdem. Długotrwałe hamowanie podczas jazdy po terenie górskim czy ciągłe trzymanie stopy na hamulcu powoduje wzrastanie temperatury tarczy do takich wartości, że zaczyna się ona żarzyć. Przegrzanie sprzyja korozji tarcz oraz wykruszaniu powierzchni ciernych.
Jak dbać o tarcze hamulcowe?
Kierowcy często skarżą się na to, że tarcze hamulcowe w ich samochodzie zbyt szybko ulegają niszczeniu i generują koszty wymiany. Tymczasem istnieje kilka sposobów, aby znacząco wydłużyć czas ich eksploatacji. W tym celu zalecane jest przede wszystkim hamowanie silnikiem. Nie znaczy to oczywiście, że układ hamulcowy należy permanentnie odciążać. Warto jednak ograniczyć jego udział podczas zjazdów w górach czy w czasie zaplanowanego hamowania na długim dystansie. O ile silnik dzięki skutecznemu układowi chłodzenia nie musi borykać się z wysoką temperaturą, o tyle chłodzenie tarcz hamulcowych nie zawsze jest wystarczające. W przypadku gdy hamowanie silnikiem nie jest dostatecznie skuteczne, warto dobrze rozplanować zatrzymanie auta. O ile to możliwe, kierowca powinien stopniowo naciskać pedał hamulca tak, aby uchronić przed nadmiernym spadkiem szybkości. Łagodne hamowanie umożliwi skuteczne odprowadzenie ciepła od tarcz hamulcowych i nie dopuści żarzenia się ich powierzchni. Nie zaleca się natomiast gwałtownego przyspieszania i nagłego hamowania, co mogłoby spowodować zniszczenie w wyniku przegrzania nie tylko tarcz hamulcowych, ale i klocków. Uwagę właściciela pojazdu powinien przykuć ponadto charakterystyczny pisk słyszany podczas zatrzymywania auta. Oznacza on zazwyczaj, że klocki hamulcowe są skrajnie zużyte i wymagają wymiany. Odraczanie w czasie wizyty w warsztacie może spowodować całkowitą awarię tarcz i doprowadzić do poważnego zagrożenia na drodze. Tragiczne w skutkach dla kierowcy i innych uczestników ruchu może okazać się także zaniedbywanie terminów przeglądu oraz niestosowanie się do zaleceń fachowców, którzy sugerują konieczność naprawy poszczególnych elementów układu hamulcowego.
