Chemia w warsztacie

Piski klocków hamulcowych i ich przyczyny
Bezpośrednią przyczyną pisków klocków hamulcowych są drgania materiału ciernego, trącego o powierzchnię roboczą tarczy hamulcowej. Gdy występują, sugeruję najpierw ustalić przyczynę powstawania pisków i ograniczyć ich intensywność. Nie zawsze odpowiedzialny jest za nie klocek hamulcowy. Może się zdarzyć, że trudno jest wykryć przyczynę pisków. Również po wymianie klocków hamulcowych lub tarczy hamulcowej, piski mogą nie zaniknąć. Ich przyczyną może być bowiem jakieś uszkodzenie, wcześniej niewykryte. Ponadto, piski mogą się pojawić po wymianie klocków hamulcowych, tarczy hamulcowej lub obu elementów razem. Przyczyną jest wówczas najprawdopodobniej nieprawidłowa współpraca klocka hamulcowego z powierzchnią roboczą tarczy hamulcowej.

Trudność w określeniu bezpośredniej przyczyny pisków jest powodowana tym, że warunki współpracy klocków z powierzchnią roboczą tarczy hamulcowej są bardzo różne - przykładowo:
- niska lub wysoka temperatura;
- czysta, zabrudzona lub mokra powierzchnia robocza tarczy hamulcowej;
- korozja powierzchni roboczej tarczy hamulcowej.

Warunki te, i ich zmienność, sprzyjają powstawaniu drgań. Producenci klocków hamulcowych przeciwdziałają drganiom klocków hamulcowych i piskom przez:
- montaż sprężyn prowadzących klocek hamulcowy;
- pokrycie tylnej ścianki klocka hamulcowego elastyczną warstwą materiału, która ma za zadanie tłumić przenoszenie drgań.

Tych zabezpieczeń może jednak nie być lub mogą nie być wystarczające. Pozostaje sięgnąć po jeden ze środków do likwidacji lub ograniczenia pisków klocków hamulcowych.

Środki przeciwdziałające piskom klocków hamulcowych

Można je podzielić na dwie grupy:
1. smary lub pasty montażowe odporne na wysokie temperatury;
2. środki tworzące warstwę elastyczną na tylnej ściance płytki nośnej klocka hamulcowego.

Środki z obu grup są ujęte w tabeli 3 i omówione poniżej.

Smary lub pasty montażowe odporne na wysokie temperatury.
Ich zadaniem jest ułatwienie klockowi hamulcowemu 2 (fot. 17a) wykonywania niewielkich przemieszczeń, równolegle do części roboczej tarczy hamulcowej 3, oraz utrudnienie przenoszenia się drgań klocka hamulcowego na tłoczek zacisku hamulcowego lub zacisk hamulcowy. W tym celu należy przed montażem nanieść na tylną ściankę płytki nośnej klocka hamulcowego, w miejscu styku z czołową powierzchnią tłoczka hamulcowego lub z powierzchnią oporową zacisku hamulcowego, cienką warstwę:
- smaru miedzianego, w postaci pasty lub aerozolu, pod warunkiem, że samochód nie jest wyposażony w układ ABS lub czujniki zużycia klocków hamulcowych;
- jednego ze smarów przeznaczonych również do smarowania prowadnic uchwytu zacisku hamulcowego, w których przesuwa się klocek hamulcowy; tego smaru można użyć niezależnie od tego czy samochód jest wyposażony w układ ABS lub w czujniki zużycia klocków hamulcowych, czy nie;
- specjalnej pasty montażowej HT firmy Würth (fot.18); tej pasty można użyć niezależnie od tego czy samochód jest wyposażony w układ ABS lub w czujniki zużycia klocków hamulcowych, czy nie.

Nie wolno nanosić żadnego smaru lub pasty montażowej na powierzchnie materiału ciernego klocka hamulcowego, również na powierzchnie boczne. Smary lub pasty montażowe sugeruję stosować profilaktycznie przy montażu klocków hamulcowych, szczególnie tych bez elastycznej warstwy tłumiącej. Już niewielkie drgania klocka hamulcowego niszczą warstwę lakieru ochronnego, co sprzyja korozji, lub warstwę tłumiącą na tylnej ściance płytki nośnej klocka hamulcowego, co powoduje, że przestaje ona pełnić swoją funkcję.
Środki tworzące warstwę elastyczną na tylnej ściance płytki nośnej klocka hamulcowego. Zadaniem warstwy elastycznego materiału tłumiącego jest tłumienie drgań powstających na styku klocka hamulcowego 2 (fot. 17b) z powierzchnią roboczą tarczy hamulcowej 3.

Takie środki są w ofercie firm:
- Würth - środek o nazwie „Bremsen-Anti-Quietsch„ (fot. 19);
- CRC - środek o nazwie „CRC Disk Brake Quiet”.


Oba środki, po naniesieniu na tylną ściankę klocka hamulcowego i po wyschnięciu (ok. 10 min), tworzą warstwę elastyczną, tłumiącą drgania klocka hamulcowego. Można ich również użyć do naprawy „fabrycznej” warstwy elastycznej klocka hamulcowego, jeśli ta ulegnie zniszczeniu wskutek nadmiernych drgań klocka hamulcowego lub zostanie spalona, gdy klocek hamulcowy zostanie mocno zagrzany przy intensywnym hamowaniu. Środki z tej grupy nie są bowiem odporne na wysokie temperatury, w przeciwieństwie do omówionych wcześniej smarów do pokrywania tylnej ścianki płytki nośnej klocka hamulcowego.

Uwaga – na te klocki hamulcowe nie nanosimy żadnych warstw środków przeciwdziałającym piskom klocków hamulcowych. Niektórzy producenci, np. Bosch, pokrywają tylną ściankę płytki nośnej klocka hamulcowego warstwą kleju. Dzięki tej warstwie klocek hamulcowy przykleja się do tłoczka hamulcowego lub do powierzchni oporowej zacisku hamulcowego.
Jeśli tylna ścianka płytki nośnej klocka hamulcowego jest pokryta warstwą kleju, wówczas na tę powierzchnię nie wolno nanosić żadnych smarów, past montażowych lub środków tworzących warstwę elastyczną.

Środki zabezpieczające połączenia gwintowe przed samoczynnym odkręceniem.
W obecnych konstrukcjach hamulców i wielu innych mechanizmów, do zabezpieczania połączeń śrubowych przed samoczynnym odkręceniem, zamiast różnego rodzaju podkładek i zabezpieczeń mechanicznych, stosuje się środki chemiczne. Według informacji firmy Loctite, są to jednoskładnikowe kleje, które całkowicie wypełniają przestrzenie pomiędzy gwintem śruby a gwintem w nakrętce lub gnieździe dla śruby (fot. 20). Wskutek:
- braku dostępu powietrza;
- kontaktu z metalem;
następuje utwardzenie kleju i powstaje termoutwardzalne tworzywo. Zależnie od rodzaju środka, słabiej lub mocniej łączy on oba gwinty (patrz następny podpunkt). Porównanie skuteczności zabezpieczania połączeń gwintowych przed luzowaniem, z wykorzystaniem różnych środków, przedstawia wykres na fot. 21. Prezentuje on przewagę zabezpieczania połączeń gwintowych z wykorzystaniem środków zabezpieczających przez samoczynnym odkręceniem.

Wskazanie do ich stosowania w konstrukcjach hamulców wynika z występowania w nich trzech niekorzystnych czynników, które powodują samoodkręcanie się połączeń gwintowych:
- drgania;
- nagrzewanie się mechanizmu (powoduje zmianę wymiarów elementów);
- duże obciążenia mechaniczne, pojawiające się nagle.
W instrukcjach serwisowych producenci samochodów coraz częściej wymagają, aby śruby, np. mocujące zacisk hamulcowy do trzpieni prowadzących zacisku, były po każdym demontażu wymieniane na nowe. Wynikać to może z dwóch przyczyn:
1. ze względów wytrzymałościowych;
2. z faktu, że fabrycznie nowe śruby mają naniesioną na powierzchnię gwintu warstwę środka, który po wkręceniu śruby zabezpiecza ją przez samoczynnym odkręcaniem się.

Jeśli wynika to tylko z przyczyny nr 2, to przeważnie producent podaje w instrukcji serwisowej, że daną śrubę można zastosować po raz drugi i kolejny, ale każdorazowo należy jej gwint pokryć środkiem – i tu jest podany jego numer lub nazwa. Dobrze, jeśli jest to środek pochodzący od znanego producenta chemii motoryzacyjnej. Gorzej, jeśli producent samochodu podaje własną nazwę lub numer katalogowy. Wówczas nie wiemy jakie parametry techniczne ma dany środek, bowiem trzeba wiedzieć, że jest ich kilka rodzajów, o różnych parametrach.

Rodzaje środków zabezpieczających połączenia gwintowe przed samoczynnym odkręceniem.
Najważniejszą wielkością, na podstawie wartości której są one klasyfikowane, jest siła, z którą dany środek zabezpiecza. Są środki zabezpieczające:
1. o małej sile zabezpieczenia – można łatwo demontować połączenie gwintowe, z użyciem zwykłych narzędzi;
2. o średniej sile zabezpieczenia (średniomocne) – możliwy jest demontaż połączenia gwintowego, z użyciem zwykłych narzędzi;
3. o wysokiej sile zabezpieczenia (mocne) – demontaż połączeń gwintowych o mniejszych średnicach gwintów, np. M6, M8, z użyciem zwykłych narzędzi, jest utrudniony, a demontaż połączeń gwintowych o większych średnicach gwintów, np. M30, wymaga ich podgrzania do temperatury 300OC, ale może być również tak, że niezależnie od średnicy gwintu, ich demontaż wymaga podgrzania połączenia.

Wraz ze wzrostem siły zabezpieczenia połączenia gwintowego, rośnie jego odporność na drgania i działanie dodatkowych momentów, które próbują złącze poluzować. Inne parametry charakteryzujące tego typu środki to:
- zakres średnic gwintów, do których dany środek może być stosowany;
- zakres temperatur pracy;
- postać – w płynie lub w formie pasty, w sztyfcie (fot. 22).

Czasami może być istotna informacja czy zabezpieczone połączenie ma być szczelne, czy nie. Ważna jest również informacja, czy danym środkiem możnym pokrywać lekko tłuste lub zakonserwowane na czas transportu gwinty. Generalnie zaleca się jednak oczyszczenie gwintów przed nałożeniem na ich powierzchnię środka zabezpieczającego.
W tabeli 4 są ujęte środki do zabezpieczania połączeń gwintowych przed samoczynnym odkręceniem, średniomocne lub mocne, oferowane przez firmy:
- CRC;
- Liqui Moly (fot. 23);
- Loctite (fot. 22);
- Würth (fot. 24).

Dobór i nanoszenie środków zabezpieczających połączenia gwintowe przed samoczynnym odkręceniem.
Proponuję następujące postępowanie przy ich stosowaniu przy naprawach hamulców.
1. Jeśli śrubie lub nakrętce nie towarzyszy zabezpieczenie mechaniczne, np. podkładka sprężynująca, to należy przyjąć, że to połączenia należy zabezpieczyć środkiem zabezpieczającym połączenie gwintowe przed samoczynnym odkręceniem. Nie trzeba tłumaczyć, jakie konsekwencje będzie miało rozkręcenie połączenia gwintowego w hamulcu.
2. Jeśli wiemy z instrukcji serwisowej, użycia którego środka zabezpieczającego połączenie gwintowe przed samoczynnym odkręceniem wymaga producent, to należy użyć tego środka lub innego środka o podobnych parametrach.
3. Przeważnie nie dowiemy się jednak, który środek zaleca producent, z wyjątkiem tego podanego w instrukcji serwisowej. Według informacji uzyskanej od eksperta firmy Loctite, wystarczającym jest wówczas zastosowanie środka Loctite 243 lub Loctite 248. W połączeniach gwintowych, które są narażone na działanie momentu obrotowego, który chce je poluzować, można użyć środka Loctite 268, ale wówczas należy liczyć się z większym oporem złącza przy demontażu.
4. Środki zabezpieczające połączenia gwintowe przed samoczynnym odkręceniem nanosimy na powierzchnię gwintu oczyszczonego czystą benzyną (tzw. ekstrakcyjną) lub środkami do odtłuszczania części, np. zmywaczem Loctite 7063.
5. Śruby łączące elementy z otworami przelotowymi bez gwintu (fot. 25a) pokrywamy środkiem zabezpieczającym przed samoczynnym odkręceniem na długości skręcenia z nakrętką. Śruby lub szpilki wkręcane w otwory przelotowe pokrywamy środkiem zabezpieczającym przed samoczynnym odkręceniem na przewidywanej długości skręcenia. Jeśli śruby lub szpilki są wkręcane w otwory nieprzelotowe, to należy na dno otworu wprowadzić taką ilość środka zabezpieczającego przed samoczynnym odkręceniem (fot. 25b), aby przy wkręcaniu śruby lub szpilki została ona wytłoczona wzdłuż gwintu i pokryła go na przewidywanej długości skręcenia. Jeśli bowiem, wkręcając śrubę lub szpilkę w otwór nieprzelotowy, pokryjemy gwint środkiem zabezpieczającym przed samoczynnym odkręceniem, to powietrze wytłaczane przez wkręcaną śrubę może zepchnąć jego część z gwintu, co obniży siłę zabezpieczenia. Aby zmniejszyć ilość środka wprowadzanego na dno otworu nieprzelotowego, można umieścić tam gumowy element, który wypełni dno otworu.