Pęknięcie części mocującej tarczy hamulcowej wskutek nieprawidłowego dokręcania śrub mocujących koło
Opis uszkodzenia
Pęknięcie części mocującej tarczy hamulcowej.

Objawy i przyczyny powstania uszkodzenia
Do zasadniczego mocowania tarczy hamulcowej do piasty są wykorzystywane śruby mocujące koło. Jeśli dokręcając koło nie jest zachowana właściwa kolejność lub moment dokręcania śrub koła jest za duży, następuje odkształcenie płaszczyzny styku tarczy hamulcowej i piasty koła. Jest to przyczyną powstawania drgań, wyczuwalnych bezpośrednio po montażu, przy naciśnięciu pedału hamulca podczas jazdy. Drgania mogą być jedynym wyczuwalnym objawem nieprawidłowego montażu. W skrajnym przypadku może nastąpić pęknięcie części mocującej tarczy hamulcowej.

Wskazówki
Należy przestrzegać kolejności dokręcania śrub mocujących koło:
- przy 4 śrubach mocujących dokręcamy je na krzyż;
- przy 5 śrubach mocujących dokręcamy co drugą, aż dokręcimy wszystkie 5.
Śruby mocujące koło dokręcamy przynajmniej w dwóch przejściach, używając do ostatecznego dokręcenia bezwzględnie klucza dynamometrycznego. Do ostatecznego dokręcenia nie wolno używać klucza pneumatycznego.

Pęknięcie części mocującej tarczy wskutek dokręcenia za dużym momentem śruby pozycjonującej tarczę hamulcową

Opis uszkodzenia
Pęknięcie części mocującej tarczy hamulcowej w okolicy otworu śruby pozycjonującej.

Objawy i przyczyny powstania uszkodzenia
Śruba pozycjonująca tarczę hamulcową ma za zadanie zapewnienie stałego ustawienia tarczy hamulcowej względem piasty, aby uniknąć wzajemnego przemieszczania się tarczy hamulcowej względem piasty i negatywnych tego następstw. Śruba pozycjonująca nie służy do mocowania tarczy hamulcowej! Jest to zadanie dla śrub mocujących koło. Jeśli śruba pozycjonująca zostanie dokręcona zbyt dużym momentem, to nastąpi odkształcenie płaszczyzny styku tarczy hamulcowej i piasty koła. To odkształcenie może spowodować drgania, wyczuwalne bezpośrednio po montażu, przy naciśnięciu pedału hamulca podczas jazdy. Może to być również przyczyną widocznego na zdjęciu pęknięcia.

Wskazówki
Jeśli nie mamy wyczucia jakim momentem należy dokręcać śrubę pozycjonującą tarczy hamulcowej, proszę używać klucza dynamometrycznego.

Zanieczyszczona, uszkodzona lub skorodowana płaszczyzna styku części mocującej tarczy hamulcowej i piasty koła

Opis uszkodzenia
Część mocująca tarczy hamulcowej nie styka się całą powierzchnią z piastą koła. Widoczne są tylko lokalne miejsca styku obu powierzchni.

Objawy i przyczyny powstania uszkodzenia
Zanieczyszczenia, rdza lub uszkodzenia powierzchni styku części mocującej tarczy hamulcowej i piasty powodują, że oś obrotu tarczy hamulcowej nie pokrywa się z osią obrotu piasty koła, a więc może wystąpić za duże bicie osiowe tarczy hamulcowej. Wraz ze zwiększającą się ilością hamowań:
- rośnie natężenie wyczuwalnych i słyszalnych drgań podczas hamowania;
- zwiększa się nierównomierne zużycie tarczy hamulcowej przez klocki hamulcowe.

Wskazówki
Płaszczyzny styku części mocującej tarczy hamulcowej i piasty koła muszą być montowane czyste, oczyszczone z rdzy oraz bez ewentualnych uszkodzeń mechanicznych, np. śladów uderzeń.

Pulsacja momentu hamującego na „zimno”

Opis uszkodzenia
Podczas jednego obrotu tarczy hamulcowej zmienia się wartość momentu hamującego hamulca tarczowego danego koła, mimo że kierowca wywiera stały nacisk na pedał hamulca, a więc siła docisku klocków hamulcowych do części roboczej tarczy hamulcowej jest stała.

Objawy i przyczyny powstania uszkodzenia
Zmiana wartości momentu hamującego, czyli „pulsacja”, spowodowana jest tym, że grubość części roboczej tarczy hamulcowej obracającej się pomiędzy dociskanymi do niej klockami hamulcowymi nie jest stała. Różnica grubości części roboczej tarczy hamulcowej, wynosząca od 0,012 do 0,015 mm, już może powodować pulsację momentu hamującego.
Jeśli „rozwiniemy” część roboczą tarczy hamulcowej (rys. a), to zobaczymy, że nie jest ona idealnie płaska. Jest to normalne, bowiem powierzchnia robocza każdej tarczy hamulcowej wykazuje bicie osiowe (rys.b), o maksymalnej wartości równej BOmax. Jest istotne, by wartość bicia osiowego była niższa od wartości akceptowalnej, która nie pociąga za sobą niepożądanych następstw.

Jeśli tarcza hamulcowa ociera o klocki hamulcowe, wskutek:
- niewłaściwego cofania się klocków hamulcowych w zaciskach, w następstwie czego odstęp pomiędzy nimi jest za mały;
- ruchów osiowych tarczy hamulcowej pomiędzy klockami hamulcowymi;
to z czasem nastąpi lokalne zmniejszenie grubości tarczy hamulcowej, wskutek starcia jej materiału.

Jeśli d1 oznacza grubość części roboczej nowej tarczy hamulcowej, a d2 minimalną grubość tarczy hamulcowej w miejscu, w którym nastąpiło starcie materiału tarczy hamulcowej, to różnica d1-d2 jest maksymalną różnicą grubości tarczy hamulcowej. Różnice grubości części roboczej tarczy hamulcowej można usunąć przez obróbkę skrawaniem. Po obróbce część robocza tarczy hamulcowej będzie mieć grubość d3.
Pulsacja momentu hamującego na „zimno” objawia się:
- pulsowaniem pedału hamulca;
- drganiem koła kierownicy podczas hamowania;
- drganiami elementów zawieszenia i nadwozia podczas hamowania.

Przyczyny, które powodują i przyspieszają powstawanie różnic grubości tarczy hamulcowej, są następujące:
- bicie osiowe części roboczej tarczy hamulcowej;
- nadmierny luz łożyska piasty koła;
- niewyważenie koła;
- nierównoległość powierzchni roboczej tarczy hamulcowej;
- ciężko poruszający się tłoczek w zacisku hamulcowym.

Pulsację momentu hamującego na zimno powodują również:
- klocki hamulcowe z nieodpowiedniego materiału (niskiej jakości);
- zużyte elementy zacisku hamulcowego.

Drganiom powstającym wskutek pulsacji momentu hamującego sprzyjają:
- nadmierne luzy w zawieszeniu;
- źle ustawiona geometria kół danej osi.

Pulsacja momentu hamującego z „przegrzania”

Opis uszkodzenia
Po osiągnięciu przez tarczę hamulcową wysokiej temperatury, podczas jednego obrotu tarczy hamulcowej, zmienia się wartość momentu hamującego hamulca tarczowego danego koła, mimo że kierowca wywiera stały nacisk na pedał hamulca, a więc i siła docisku klocków do tarczy hamulcowej jest stała. W odróżnieniu od pulsacji momentu hamującego „na zimno”, ten rodzaj pulsacji występuje tylko po nagrzaniu tarcz hamulcowych do wysokich temperatur.

Objawy i przyczyny powstania uszkodzenia
Hamulce mogą wcześniej nie wykazywać żadnej niesprawności. Dopiero jeśli w sprzyjających warunkach:
- jazda w górach;
- jazda z częstymi, mocnymi hamowaniami z większych prędkości;
- jazda samochodem obciążonym, z częstymi hamowaniami;
tarcza hamulcowa osiągnie wysoką temperaturę (600 do 700OC lub więcej), to w ich następstwie może nastąpić lokalne wtarcie materiału klocka hamulcowego w tarczę hamulcową. Tarcza z takimi „wtarciami” powoduje pulsację momentu hamującego i jest źródłem drgań podczas hamowania.

Pulsacja momentu hamującego „z przegrzania” objawia się:
- pulsowaniem pedału hamulca;
- drganiem koła kierownicy podczas hamowania;
- drganiami elementów zawieszenia i nadwozia podczas hamowania.

Po ostygnięciu tarcz hamulcowych i kilku normalnych hamowaniach objawy te powinny ustąpić. Jeśli nie ustępują lub jest podejrzenie, że hamulce zostały silnie przegrzane (np. wygląd klocków hamulcowych), to zaleca się poddać hamulce sprawdzeniu.

Lokalnemu nagrzewaniu tarczy hamulcowej do temperatury przekraczającej dopuszczalną wartość 600 do 700OC, w której może nastąpić wcieranie materiału klocka hamulcowego w tarczę hamulcową, sprzyjają:
- deformacja i bicie osiowe części roboczej tarczy hamulcowej;
- blokowanie się tłoczka w zacisku hamulcowym, po zagrzaniu elementów hamulca;
- za cienkie tarcze hamulcowe;
- za cienkie klocki hamulcowe.

Przegrzewanie tarczy hamulcowej i przenoszenie materiału klocków na tarczę hamulcową może być spowodowane również:
- wymiarami i materiałem tarczy hamulcowej, niezgodnym z wymaganiami producenta;
- niewłaściwym typem lub materiałem klocków hamulcowych o niskiej jakości;
- zużyte elementy hamulca (sprzyja to wibracjom lub ich przenoszeniu).

Drganiom powstającym wskutek pulsacji momentu hamującego „z przegrzania” sprzyjają również:
- nadmierne luzy w zawieszeniu;
- źle ustawiona geometria kół danej osi.

Wskazówki
Naniesiony na tarczę materiał klocków hamulcowych jest przeważnie usuwany w tarczy hamulcowej podczas hamowań w normalnych warunkach (tzn. takich, które nie powodują nadmiernego wzrostu temperatury tarcz hamulcowych). Jeśli przegranie tarczy było silne lub wtarty materiał klocka hamulcowego nie został samoczynnie usunięty, to można podjąć próbę toczenia takiej tarczy, ale może być to trudne (lokalny wzrost twardości materiału tarczy hamulcowej wskutek powstania martenzytu). Dla bezpieczeństwa zaleca się wymienić tarczę hamulcową, na której stwierdzono wtarcia materiału klocka hamulcowego, które nie zostały po kilku hamowaniach samoczynnie usunięte.

Korozja tarczy hamulcowej

Opis uszkodzenia
Powierzchnia części roboczej tarczy hamulcowej, lub jej fragment, jest pokryta warstwą rdzy.

Objawy i przyczyny powstania uszkodzenia
Pokrycie części roboczej tarczy hamulcowej rdzą powoduje podczas hamowania zmianę wartości momentu hamującego, mimo że nacisk na pedał hamulca jest stały. Moment hamujący zmienia się nieregularnie, dlatego również siła hamowania na styku opony w drogą zmienia się nieregularnie. Może temu towarzyszyć hałas dobiegający od strony hamulców. Tarcze hamulcowe są narażone na korozję. Cienka warstwa rdzy pojawia się podczas jazdy w deszczu, w okresie jazdy gdy hamulce nie są używane (długie odcinki jazdy bez używania hamulców), szczególnie w zimie, gdy drogi pokrywa woda z rozpuszczoną solą. Warstwa rdzy, chodź mało widoczna, obniża skuteczność hamulców. Jest usuwana z powierzchni tarczy, po nawet jednokrotnym hamowaniu. Podczas postoju samochodu tarcze również pokrywają się warstwą rdzy. Gdy postój jest długi, warstwa rdzy może być gruba. Jej usunięcie następuje dopiero po kilku hamowaniach, podczas których może wystąpić nieregularna pulsacja momentu hamującego, bowiem ze względu na występujące przeważnie odchyłki kształtu części roboczej tarczy hamulcowej od idealnie płaskiego, warstwa ta nie jest usuwana jednocześnie z całej tarczy (patrz zdjęcie powiększone).

mgr inż. Stefan Myszkowski

W artykule wykorzystano zdjęcia firm: Brembo S.p.A., Continental Teves A.G., Pietro Pilenga S.p.A i TMD Friction/Textar.