Motocykle

Niekiedy zdarza się, że zupełnie sprawnie działający hamulec tarczowy zaczyna odmawiać posłuszeństwa po wymianie zużytych klocków hamulcowych. Początkowo grzeje się lub piszczy, a wkrótce zaczyna się blokować. Łatwo w ten sposób zniszczyć tarczę hamulcową, a nawet przegrzać zacisk i uszkodzić jego uszczelnienia. Jak powstaje to zjawisko i jak temu przeciwdziałać?

Winę ponosi tu brak czyszczenia i serwisu zacisku hamulcowego podczas wymiany klocków. Mechanik chce najczęściej szybko i tanio wykonać usługę, dlatego zamiast wyczyścić i nasmarować zacisk, zwracając uwagę na stan tłoczków i uszczelnień, ogranicza się do wciśnięcia tłoczków i zamontowania nowych klocków w brudnym zacisku. Przyczyną późniejszego przegrzewania i blokowania hamulców mogą być pordzewiałe tłoczki hamulcowe, uszkodzone osłonki tłoczków, zatarte prowadnice zacisku, a nawet stary płyn hamulcowy. 

Budowa motocyklowego hamulca tarczowego
Chcąc dokładnie wytłumaczyć wszystkie przyczyny awarii, trzeba zacząć od przypomnienia budowy motocyklowego hamulca tarczowego. Hamulce tarczowe składają się z tarczy przymocowanej do piasty koła motocyklowego oraz zacisku z klockami hamulcowymi zamontowanego przeważnie do goleni zawieszenia przedniego lub do ramienia wahacza w zawieszeniu tylnym. Sterowanie hamulcem tarczowym odbywa się za pomocą dźwigni współpracującej z pompą hamulcową i układem hydraulicznym. Największymi zaletami hamulców tarczowych są: wysoka skuteczność hamowania, odporność na przegrzanie eksploatacyjne, łatwe odprowadzanie ciepła i mała masa układu. Ich wielką zaletą jest także zdolność do szybkiego samooczyszczania. Wystarczy jeden obrót tarczy hamulcowej, aby krawędzie klocków oczyściły powierzchnię tarczy z brudu i wody. 

Symetryczne i niesymetryczne zaciski hamulcowe – wady i zalety
Zaciski motocyklowych hamulców tarczowych dzielimy na symetryczne i niesymetryczne, nazywane też pływającymi.
Największą wadą zacisków niesymetrycznych jest marnowanie części siły nacisku na dźwignię pompy hamulcowej, na przesuwanie zacisku względem jarzma mocującego. Jest to konieczne dla równomiernego hamowania obydwoma klockami hamulcowymi. Opory przesuwu zacisku po sworzniach prowadzących wzrastają wraz ze wzrostem siły hamowania, a w przypadku zatarcia tulejek zacisku efektywność działania hamulca znacznie spada, gdyż hamowanie odbywa się tylko jednym klockiem, a tarcza hamulcowa ugina się pod naciskiem klocka w ramach swojej elastyczności. Po zakończeniu hamowania zatarte tulejki sworzni prowadzących zacisk spowodują, że nie cofnie się on do położenia wyjściowego, ale pozostanie przesunięty w sposób wymuszający ciągłe tarcie klocka opartego o obudowę zacisku. W najlepszym wypadku doprowadzi to do rozgrzewania się tarczy hamulcowej podczas jazdy i wzrostu oporów toczenia motocykla. Może przyczynić się jednak do takiego rozgrzania płynu hamulcowego wewnątrz zacisku, że rozszerzy się on, wypychając drugi klocek, i siła hamowania wzrośnie aż do zatrzymania pojazdu. Wszystko to spowodowane jest specyficzną konstrukcją zacisku niesymetrycznego, w którym tłoczek lub tłoczki hamulcowe działają tylko po jednej stronie tarczy hamulcowej, a więc w konstrukcjach klasycznych – tylko na jeden klocek hamulcowy. Ten klocek porusza się względem obudowy zacisku hamulcowego. Drugi klocek hamulcowy jest oparty o obudowę zacisku i względem tej obudowy pozostaje stale nieruchomy.

Oczywiste jest, że cały zacisk niesymetryczny musi poruszać się względem tarczy hamulcowej, aby oba klocki brały udział w procesie hamowania. Hamowanie rozpoczyna się od dociskania do tarczy klocka współpracującego z tłoczkami. Dopiero gdy dotknie on do powierzchni tarczy, cały zacisk „odpycha się od tłoczków hamulcowych” i przesuwa się na sworzniach jarzma do momentu, w którym klocek nieruchomy zostanie dociśnięty do przeciwległej powierzchni tarczy hamulcowej. Wygląda więc na to, że klocek ruchomy powinien zużywać się szybciej, gdyż jego kontakt z tarczą jest dłuższy i działają na niego większe siły. Jest inaczej, gdyż w prawidłowo działającym zacisku niesymetrycznym to właśnie klocek nieruchomy zużywa się szybciej. Dzieje się tak dlatego, że po zakończeniu hamowania klocek ruchomy przestaje być dociskany tłoczkami, które cofają się w głąb cylinderków, natomiast klocek nieruchomy jest lekko dociskany do powierzchni tarczy masą zacisku hamulcowego i siła docisku jest zwiększana oporem przesuwu zacisku na sworzniach jarzma. Widzimy zatem, że jeżeli tuleje prowadzące zacisku zatrą się na sworzniach jarzma, to klocek nieruchomy zetrze się bardzo szybko, a do tego zniszczy się tarcza hamulcowa, której powierzchnia robocza ulegnie przegrzaniu na skutek długotrwałego tarcia. 

Zaciski hamulcowe symetryczne charakteryzują się tym, że cała siła przenoszona na tłoczki przez rozprężający się płyn hamulcowy wewnątrz zacisku wykorzystywana jest na efektywne dociskanie klocków do tarczy, czyli hamowanie. 

Wielotłoczkowe zaciski symetryczne
Rosnące wymagania stawiane układom hamulcowym współczesnych motocykli dużej pojemności spowodowały niemal całkowitą rezygnację z zacisków pływających, czyli niesymetrycznych. Niekiedy zaciski pływające występują przy tylnym kole, a przy kole przednim można je jeszcze spotkać w motocyklach turystycznych małej i średniej pojemności. Tarcze hamulcowe przedniego koła współpracują przeważnie z wielotłoczkowymi zaciskami symetrycznymi. Zwiększanie liczby tłoczków w zacisku spowodowane jest dążeniem do wzrostu powierzchni trącej klocków hamulcowych. Powierzchnię roboczą klocków hamulcowych można zwiększyć bardzo prosto – przez zwiększenie średnicy tarczy hamulcowej, ale jest to ograniczone średnicą koła. Tarcza nie może obracać się nad samą płaszczyzną drogi i dlatego lepiej zwiększyć powierzchnię trącą przez wydłużenie kształtu klocków. Oczywiście możemy wyobrazić sobie sytuację, w której klocek hamulcowy o dużej powierzchni jest dociskany jednym tłoczkiem, ale wiadomo, że im dalej od tłoczka, tym gorsze będzie dociskanie powierzchni trącej do powierzchni tarczy, gdyż każdy, nawet najgrubszy klocek ma ograniczoną sztywność i będzie się odkształcał pod naciskiem tłoczka. Im mniejsza powierzchnia tłoczka w stosunku do powierzchni roboczej klocka i im bardziej wydłużony kształt klocka, tym większa skłonność do odkształcania. Ponadto nierównomierne dociskanie powierzchni trącej będzie przyczyną szeregu niekorzystnych zjawisk, takich jak nierównomierne nagrzewanie klocka hamulcowego, jego drganie, piszczenie i zwiększone prawdopodobieństwo dostawania się zanieczyszczeń pomiędzy powierzchnię trącą klocka i powierzchnię roboczą tarczy hamulcowej. 
Prawidłowość jest taka, że jeżeli mamy do czynienia z motocyklem dość lekkim i niezbyt szybkim, to przy przednim kole znajdziemy dwutłoczkowy zacisk pływający lub dwutłoczkowy zacisk symetryczny współpracujący przeważnie z pojedynczą tarczą hamulcową. Motocykle cięższe i szybsze wyposażane są w dwie tarcze hamulcowe przy przednim kole i symetryczne zaciski czterotłoczkowe (rzadziej dwutłoczkowe niesymetryczne), a w najcięższych motocyklach zobaczymy niekiedy dwa symetryczne zaciski sześciotłoczkowe przy przednim kole. Zaciski sześciotłoczkowe pozwalają na zastosowanie klocków o bardzo wydłużonym kształcie, a brak konieczności poprzecznego przemieszczania samego zacisku względem tarczy hamulcowej i brak związanych z tym szkodliwych sił tarcia sprzyjają równomiernemu rozkładowi siły hamowania na całą powierzchnię klocków. Symetryczne zaciski cztero- i sześciotłoczkowe zapewniają również bardzo efektywne hamowanie. W praktyce okazuje się, że ten schemat sprawdza się jedynie w przypadku zacisków nowych lub świeżo po serwisie, natomiast w starszych lub nawet tylko zabrudzonych zaciskach zawsze występuje pewna nierównomierność w działaniu poszczególnych tłoczków. Krótko mówiąc, zawsze znajdzie się tłoczek, który przesuwa się dużo ciężej od pozostałych. Jeżeli podczas wymiany klocków hamulcowych tłoczki nie zostaną skontrolowane, oczyszczone i nasmarowane, to wysoce prawdopodobne jest, że któryś z nich zostanie zablokowany brudem lub rdzą podczas wciskania. Przecież zamontowanie nowych, niezużytych, a więc dużo grubszych klocków wymaga znacznego wciśnięcia wszystkich tłoczków hamulcowych do wnętrza zacisku. Tłoczek zablokowany brudem lub rdzą nie cofnie się po zwolnieniu nacisku na dźwignię pompy hamulcowej. Mimo że pozostałe tłoczki cofnęły się prawidłowo, ten jeden nadal będzie naciskał na klocek i powodował jego dociskanie do tarczy hamulcowej. Pod wpływem tarcia klocek nagrzewa się. Podnosi się także temperatura zacisku i zawartego wewnątrz płynu hamulcowego. Rozgrzany płyn zwiększy swoją objętość i spowoduje wysunięcie pozostałych tłoczków. W efekcie zacisk się zablokuje.