Przyczyny wibracji w układzie hamulcowym

Czym jest bicie tarcz hamulcowych?

Wibracje w trakcie hamowania są na ogół odczuwalne jako drgania na kole kierownicy, pulsowanie pedałów, lub nawet pulsowanie w podłodze. Od ledwie zauważalnych wibracji po silne drgania – bez względu na to, w jakiej postaci występują, z czasem będą się nasilały, powodując potencjalnie nieodwracalne uszkodzenie tarcz.

Co powoduje wibracje hamulców?

Główną przyczynę stanowią odchylenia w grubości tarcz (DTV). W celu uzyskania efektywnych parametrów hamowania tarcza powinna mieć stałą grubość – oznacza to, że obydwie powierzchnie cierne, zewnętrzna i wewnętrzna, powinny być względem siebie równoległe. DTV jest pojęciem stosowanym do określenia różnic w grubości tarcz, oznaczających, że powierzchnie te nie są już do siebie równoległe.

Hamując samochodem, w którym występują różnice w grubości tarcz, klocki zostaną dociśnięte w miejscach, w których tarcze są cieńsze i będą odskakiwać w miejscach, w których tarcze są grubsze. Powoduje to nierówną pracę klocków skutkującą pulsowaniem, które jest przekazywane przez tłoczki w zaciskach, za pośrednictwem płynu hamulcowego, na pedał hamulca. Albo na kierownicę. To właśnie są wibracje hamulców.

Co powoduje DTV i bicie tarcz?

DTV może być spowodowane przez różne czynniki, w tym niewłaściwy montaż tarcz, nieprawidłowe zachowanie kierowcy oraz niskiej jakości procesy produkcji:

• Zanieczyszczenia i korozja: Jedną z głównych przyczyn bicia tarcz  jest gromadzenie się osadów pomiędzy piastą a powierzchnią mocowania tarczy. Osiowe bicie tarcz powodowane przez nawet najmniejszą cząsteczkę kurzu lub rdzy, zwiększa się w miarę przesuwania w kierunku zewnętrznej krawędzi tarczy. W celu wyjaśnienia: pojedyncza cząsteczka rdzy mająca tylko 0,05 mm średnicy, czyli tyle ile ma ludzki włos, może powodować osiowe bicie wynoszące ponad 0,1 mm, przy pomiarze dokonanym na środku powierzchni hamowania. Przy nadmiernym biciu tarcza chybocze się w miarę obracania, co powoduje jej nierównomierne zużycie, a w następstwie różnicę (odchylenia) w grubości.
• Niewłaściwe docieranie: Przy każdym montażu nowych klocków hamulcowych konieczne jest ich dotarcie poprzez unikanie zbyt mocnego hamowania przez około pierwszych 160 km jazdy. Umożliwi to kontakt całej warstwy materiału ciernego klocka z powierzchnią tarczy. W przeciwnym razie rezultatem mocnego hamowania może być nierównomierne przyleganie klocków  do powierzchni tarczy, powodując nierówny rozkład ciepła. Miejsca o większej grubości mogą się przegrzewać w porównaniu z resztą tarczy. Jeśli temperatura w tych miejscach przekroczy 650°C, żeliwo zmieni strukturę i przekształci się w twardy materiał zwany cementytem, modyfikując budowę tarczy i powodując jej nierówne zużycie.
• Przegrzanie tarcz hamulcowych: W trakcie swojego życia tarcza na ogół przechodzi 100 000 cykli podgrzewania i chłodzenia. Cykle same w sobie nie stanowią problemu – tarcze są tak zaprojektowane, by potrafiły gwałtownie schłodzić się przed kolejnym użyciem. Jednak jeśli hamulce są używane w sposób ciągły i/lub co chwila, na przykład w trakcie długiego zjazdu w dół, tarcze nie mają czasu na odprowadzenie ciepła i mogą ulec przegrzaniu. W takiej sytuacji, poza możliwym zanikiem hamowania, temperatura tarczy może przekroczyć 650°C, co zmieni jej strukturę, prowadząc do powstania różnic w grubości tarcz.
• Zapieczone zaciski: Mimo że zdarza się to rzadziej, zapieczone zaciski również mogą powodować DTV. Zardzewiałe / uszkodzone tłoki lub śruby prowadzące uniemożliwiają ruch obudowy zacisku, dociskając klocki do tarczy nawet wtedy, gdy hamulce nie są używane. Prowadzi to do nierównego kontaktu klocków z powierzchnią tarczy, tym samym prowadząc do powstawania gorących punktów.

Inne czynniki powodujące wibracje hamulców

Bicie tarcz hamulcowych można praktycznie wyeliminować, postępując zgodnie z kilkoma prostymi zasadami:

Przed wymianą tarczy najpierw sprawdź jej grubość. Używając mikrometru, zmierz grubość tarcz w odległości 2,5 mm od zewnętrznej krawędzi, w ośmiu równoodległych od siebie punktach wokół jej obwodu – nigdy nie opieraj pomiaru tylko na jednym punkcie. Porównaj otrzymane wyniki ze specyfikacją. Jeśli wykraczają poza limit określony przez producenta, tarcza nie może być zamontowana i należy ją wymienić. Ogólnie rzecz biorąc, maksymalna dopuszczalna różnica w grubości wynosi około 0,015 mm.

Upewnij się, że powierzchnie montażu piasty i tarczy są starannie oczyszczone i wolne od rdzy oraz wszelkich innych zanieczyszczeń typu brud uliczny, korozja lub smar. Do oczyszczenia tarczy użyj szmatki i odpowiedniego rozpuszczalnika, a do oczyszczenia piasty – szczotki drucianej lub miękkiego papieru ściernego.

Po zamontowaniu użyj czujnika zegarowego w celu sprawdzenia bocznego bicia tarczy. Czujnik zegarowy musi zostać bezpiecznie zamontowany na nieruchomej, regulowanej podstawie, na przykład na statywie. Umieść końcówkę czujnika zegarowego w odległości około 2,5 mm wewnątrz wirnika, ustaw na zero i obróć ręcznie o 360°, rejestrując maksymalne i minimalne bicie. Limity tolerancji różnią się w zależności od marki i modelu pojazdu, ale właściwe docelowe wartości limitów maksymalnego bicia mieścić się będą w zakresie 0,05 – 0,10 mm.

• Jeśli bicie wykracza poza dopuszczalne limity, sprawdź, jak zamontowana jest tarcza na piaście, a jeśli to możliwe, zdejmij tarczę i przeprowadź test z użyciem czujnika zegarowego na łożysku/piaście koła.
• Upewnij się, czy wspornik zacisku jest czysty i czy śruby prowadzące są nasmarowane, wolne od rdzy i poruszają się swobodnie.
• Dokręć wszystkie śruby zgodnie z odpowiednim schematem i przy zachowaniu odpowiednich wartości momentu obrotowego.
• Zawsze docieraj nowe hamulce zgodnie z instrukcjami producenta.

Zapobiegaj przegrzewaniu się tarcz przez niewłaściwe używanie hamulców. Unikaj zarówno ciągłych, następujących po sobie silnych hamowań przy dużej prędkości jak również spowalniania samochodu hamulcami przy długich i stromych zjazdach — skorzystaj z niższego biegu, stosuj hamowanie silnikiem.

Kup części Delphi przez e-Catalog

Czytaj także:

Sygnalizacja zużycia klocków

Zasada działania bimetalicznych tarcz hamulcowych

Systemy wspomagania hamowania

Jak działają hamulce?