HAMULCE

POWRÓT


Rozważając problemy hamulców na pierwszy plan wysuwa się skuteczność działania układów hamulcowych. W zasadzie chodzi bardziej o czynniki, które powodują obniżenie ich skuteczności oraz o możliwość przynajmniej częściowego ich wyeliminowania. Niektóre sprawy pozostają oczywiście w gestii konstruktorów i fabrycznych ośrodków badawczych, z innymi może sobie poradzić każdy kierowca motocykla.

OGÓLNIE HAMULCE DZIELIMY NA:

• bębnowe - prosta i tania konstrukcja, wystarczające parametry dla małych motocykli i skuterów.
• tarczowe - zalety to prosta wymiana klocków ciernych i stosunkowo niewielkie wymagania odnośnie obsługi, lepsze odprowadzenie ciepła wydzielanego podczas hamowania.

HAMULCE BĘBNOWE Pierwsze hamulce bębnowe w kołach motocyklowych pojawiły się w pierwszym dziesięcioleciu naszego stulecia. Ich przodkami były zewnętrzne hamulce taśmowe, w których stalowa taśma (pokryta zazwyczaj miękkim materiałem o dużym współczynniku tarcia) zaciskana była właśnie na bębnie przy pomocy mechanicznych urządzeń w postaci cięgien i dzwigni. To wystarczało, by skutecznie zmniejszać prędkość. Wkrótce zrozumiano, ze znacznie korzystniej będzie, gdy bęben znajdzie się na zewnątrz a materiał cierny w środku. Powstały konstrukcje najpierw z jedną a potem z dwiema okładzinami ciernymi. Ta zasadnicza koncepcja nie zmieniła się właściwie do dzisiaj. Zmieniły się jedynie rozmiary i jakość używanych do budowy hamulców materiałów. Mechanicznymi elementami hamulców bębnowych są - oprócz piasty - szczeki, na których przyklejone są okładziny cierne. W przypadku każdego rodzaju hamulców nie unikniemy zjawisk fizycznych. Hamulce zatrzymując motocykl zamieniają jego energie kinetyczna na ciepło, które musi być odprowadzone na zewnątrz. Te funkcje powierza się zazwyczaj piaście, omywanej strugami powietrza. Nierzadko stosuje się ożebrowanie piasty, a nawet kanały doprowadzające świeże powietrze do wnętrza bębna. Hamulce bębnowe działają skutecznie przy wykorzystaniu elementów mechanicznych: cięgien i dzwigni.

HAMULCE TARCZOWE Hamulce tarczowe pojawiły się w samochodach już w 1955r, jednak musiało minąć jeszcze 15 lat, zanim wyposażono w niego pierwszy, seryjny motocykl. W sporcie wyścigowym potrzeba było jeszcze dalszych kilku lat, aby hamulce bębnowe zostały wyparte. Obecnie hamulec tarczowy jest dominującym rozwiązaniem. To, ze wszystko trwało tak długo, było podyktowane brakiem elementów konstrukcyjnych, nadających się do zastosowania w motocyklach, odpowiednich zarówno pod względem kształtu jak i wymiarów. Systemy linkowe, stosowane w hamulcach bębnowych, w tarczach nie zdawały egzaminu. W systemie hydraulicznym, pompa hamulcowa przetłacza płyn hamulcowy poprzez przewód do osadzonego na jego drugim końcu zacisku hamulcowego. Ponieważ ciecz jest nieściśliwa, tłok przesuwa się na zewnątrz o te sama objętość cieczy jaka została wyparta z pompy. Pierwsze hamulce tarczowe w motocyklu seryjnym zastosowano w Hondzie CB750 z 1969r. Motocykl ten wyposażony był w pojedynczą tarcze stalową z jednotłoczkowym, uchylnym zaciskiem. Dwie tarcze hamulcowe w przednim kole po raz pierwszy zastosowano w Hondzie GL1000 Gold Wing z 1974r.

PODZIAŁ HAMULCÓW TARCZOWYCH WEDŁUG WYKONANIA ZACISKU:

• stałe - zacisk nieruchomy musi być wyposażony w najmniej dwa tłoczki dociskające klocki cierne do tarczy z obu stron. Nowoczesne zaciski są wyposażone w cztery, sześć lub nawet osiem tłoczków o zróżnicowanej średnicy i usytuowaniu.
• ruchome - tłoczki hydrauliczne dociskające klocki cierne do tarczy, są umieszczone tylko po jej jednej stronie, zacisk jest osadzony ruchomo w prowadnicy. Gdy tłoczki dociskają klocki cierne do tarczy, zacisk przesuwa się i klocki cierne po drugiej stronie tarczy zostają dociśnięte do niej przez tylna ścianę zacisku. Najprostszą odmianą jest zacisk uchylny z jednym tłoczkiem, bywają jednak również dwu- i trzytłoczkowe.

PODZIAŁ HAMULCÓW TARCZOWYCH WEDLUG MOCOWANIA TARCZY:

• osadzone pływająco - umożliwia to wyrównanie odkształceń powstających w czasie hamowania. Mogą być umieszczone po jednej lub po obydwóch stronach koła
• osadzone na stałe

PODZIAŁ HAMULCÓW TARCZOWYCH WG MATERIALU UŻYTEGO NA TARCZE:

• żeliwne - wykazuj dużą skuteczność działania i są tanie w produkcji, jednak natychmiast korodują w warunkach wysokiej wilgotności. Wadą jest dość duży ciężar.
• ze stali wysokogatunkowej - znacznie droższe i maja gorszy współczynnik tarcia, jednak nie rdzewieją
• z włókien węglowych - stosowane są w sporcie, bowiem zakres temperatur, w których wykazują najwyższą skuteczność jest tak wysoki, że w normalnym użytkowaniu są praktycznie bezużyteczne. Przy tarciu klocków ciernych z włókna węglowego po tarczy z tego samego materiału, wysoka temperatura wywołuje reakcje chemiczną, przy której żywica tarczy jak gdyby stapia się z żywicą klocków hamulcowych. Zaletą jest również mały ciężar.
• aluminiowe z warstwa ochronna, ceramiczne - stosowane marginalnie

PODZIAŁ HAMULCÓW BĘBNOWYCH WEDŁUG SPOSOBU DOCISKU SZCZĘK:

• układ simplex - do rozpierania szczek używa się jednej krzywki osadzonej na osi wewnątrz bębna, poruszanej dzwignia i cięgłami umieszczonymi poza bębnem. Tylko cześć okładziny ciernej pracuje skutecznie.
• układ duplex - każda ze szczęk dociskana jest oddzielną krzywką umieszczoną na przeciwnych końcach okładzin. Cała okładzina cierna współpracuje z bębnem.

PODZIAŁ HAMULCÓW BĘBNOWYCH WEDŁUG OSADZENIA BĘBNA NA PIAŚCIE KOŁA:
Starszym rozwiązaniem jest piasta ukształtowana w ten sposób, ze po stronie bębna ma ona znacznie większą średnicę niż po przeciwnej. Niestety szprychy po stronie bębna musza być znacznie krótsze niż po drugiej stronie piasty. Stanowi to poważny problem, zwłaszcza w kołach o małych średnicach, ze względu na różnice w obciążeniu szprych. Ten problem nie występuje w przypadku pełnych piast o cylindrycznym kształcie, w których bęben hamulcowy może być mocowany po jednej lub po dwóch stronach. Piasty odlewane są zazwyczaj z aluminium i z tego względu ich wewnętrzna strona nie może stanowić powierzchni roboczej. Dlatego właśnie, w aluminiowe odlewy piast wciskane są pierścienie wykonane z żeliwa.

OKLADZINY HAMULCOWE
Niezależnie od typu hamulców jedno się nie zmienia: okładzina klocka bezwzględnie musi mieć wysoką wytrzymałość cieplna, co więcej, wysokie temperatury nie mogą wpływać na zmianę jej współczynnika tarcia (który z reguły ma wartość rzędu 0,3-0,4). Okładziny musza ponadto być wyjątkowo twarde i nie zmieniać własności pod wpływem czynników zewnętrznych takich jak: zanieczyszczenia, woda itp. Oczekuje się również niezbyt szybkiego zużycia. Dzięki materiałom ciernym o różnych własnościach, przyklejanym do metalowej części klocka, można uzyskać charakterystykę hamulców właściwą do danego typu motocykla. Skład:

• materiały cierne w postaci proszku lub włókien;
• materiał wypełniający i wiążący.

KLASYFIKACJA OKLADZIN WEDŁUG RODZAJU MATERIAŁU CIERNEGO:

• okładziny organiczne - tworzywem jest np. celuloza, dla której materiałem łączącym jest żywica fenolowa. Dawniej stosowano azbest, obecnie stosuje się włókna szklane, kevlar albo materiały mineralne. Maja ograniczona wytrzymałość cieplna, szybko się zużywają i nie zapewniają odpowiedniego opóźnienia; ich zaleta jest to, ze w niewielkim stopniu ścierają tarcze lub bęben.
• okładziny pólmetalowe - materiałem ciernym jest miedz, mosiądz, opiłki żelazne, brąz. Zmieniając zawartość metalowych materiałów ciernych łatwo reguluje się odprowadzanie ciepła, współczynnik tarcia i "wyczucia" hamulców. Współczynnik tarcia takich okładzin drastycznie maleje w wysokich temperaturach i wtedy o odporność cieplna dbają domieszki proszku ceramicznego. Dodatkowo takie materiały pozwalają utrzymać zużycie tarcz na poziomie możliwym do zaakceptowania.
• okładziny metalowe - wytwarzane w wysokich temperaturach i pod ogromnym ciśnieniem ze sproszkowanej miedzi, żelaza, stali, brązu i innych metali. Chociaż niebywale twarde, praktycznie nie nadają się do codziennego użytku, ponieważ wymagają ogromnych sil, mocno się rozgrzewają i wprost zżerają tarcze hamulcową. Są całkowicie odporne na zanieczyszczenia, równomiernie się zużywają.
• okładziny węglowe - składają się zarówno z węgla jak i metalu. Zapewnia to olbrzymia wytrzymałość na obciążenia cieplne oraz osiąganie jeszcze większych opóźnień. Tajemnica tych parametrów polega na tym, ze opóźnienie nie jest powodowane wyłącznie przez tarcie - kiedy w pierwszej chwili hamowania cienka warstwa węgla styka się z metalowa tarcza, pomiędzy atomami węgla powstają wiązania kowalentne, zwiększające efektywność układu. Okładziny te charakteryzują się tym, ze prawie wcale nie hamują na zimno, stąd stosowane są praktycznie tylko w sporcie.
• okładziny ceramiczne.

CO JEST NAJWIĘKSZYM WROGIEM HAMULCÓW?
Największym chyba wrogiem uruchomionego już hamulca jest gwałtowny wzrost temperatury, powodowany tarciem okładziny klocka bądź szczeki o powierzchnie robocza tarczy lub bębna. Nie każdy jednak wie, ze znacznie większe znaczenie ma przy tym prędkość pojazdu niż jego masa. Temperatura rośnie w kwadracie prędkości, a wiec dwukrotny wzrost szybkości jazdy powoduje aż czterokrotny wzrost temperatury elementów hamulca. Masa własna ma również istotne znaczenia. W ciężkim motocyklu klasy wyższej ilość ciepła wytwarzana w układzie hamulcowym jest dwukrotnie większa niż w malej jednocylindrowej 125.

"PISKI" W HAMULCACH
Ze względu na wysokie temperatury towarzyszące procesowi hamowania, niezmiernie ważne jest zatem stosowanie oryginalnych, zalecanych przez producenta, okładzin, bowiem tylko one w optymalny sposób dobrane są do materiału tarczy lub bębna. Zapobiega to również dokuczliwemu "piszczeniu" hamulców.

"FADING"
Granice rozgrzania hamulców określa się na 200°C. Powyżej tej wartości pojawia się zazwyczaj zjawisko potocznie zwane "fadingiem". Zwiększanie nacisku na dzwignię powoduje już tylko wzrost temperatury, nie zwiększa się skuteczność hamulca. Przy 350°C okładziny cierne zaczynają się po prostu żarzyć.

DOCIERANIE OKŁADZIN I KLOCKÓW
Nowe okładziny wymagają "docierania". Przez pierwsze 50-100km powinny być eksploatowane bardzo spokojnie, by zapobiec stwardnieniu (zeszkleniu się) powierzchni współpracującej z tarcza.

OTWORY W TARCZY - PO CO?
Tarczowe hamulce maja podstawowa wadę, która jest znaczny spadek efektywności w warunkach dużej wilgotności, spowodowany zmniejszeniem współczynnika tarcia miedzy klockiem a tarcza. W opadach deszczu czy przy mokrej nawierzchni trzeba o tym pamiętać i proces hamowania zaczynać znacznie wcześniej. W takim przypadku perforacja i rowkowanie tarcz hamulcowych odgrywa duża role przy odprowadzaniu wilgoci, jak również w mniejszym stopniu chłodzeniu podczas jazdy po suchej nawierzchni.

PRZEWODY W STALOWYM OPLOCIE
Niekiedy w fabrycznym układzie hamulcowym pojawia się gąbczastość hamulca. Powodem mogą być zbyt elastyczne przewody hamulcowe. Ciśnienie wytworzone przez pompę zamiast mocniej dociskać tłoczki zacisku do tarczy rozpycha przewody hamulcowe. Takim niekorzystnym zjawiskom zapobiega stalowy oplot na gumowych rurkach. Przewody hamulcowe owinięte stalowym drutem można zamówić w sklepach i samodzielnie zamontować.

PŁYN HAMULCOWY
Nie wymieniony na czas płyn hamulcowy (zazwyczaj co 2 lata) powoduje gąbczastość hamulca. Starzejący się płyn zawiera coraz więcej wody (płyny hamulcowe są higroskopijne), która nawet w normalnej temperaturze hamowania (150°C) zamienia się w parę. Zaleca się używanie płynów zgodnie z wymaganiami producenta. Stosowanie innych płynów może skończyć się przykrymi konsekwencjami. Jako przykład można podąć płyny DOT3, DOT4 i DOT5. Dwa pierwsze można miesząc ze sobą bowiem oparte są na glikolu. Trzeci z nich oparty jest na silikonie. Zastosowanie go w układach przystosowanych do dwóch wcześniejszych płynów spowoduje zniszczenie gumowych elementów uszczelniających.

"MIĘKNĄCA" DŹWIGNIA HAMULCA
Z pewnością każdy starszy motocyklista, użytkujący motocykla już kilka lat spotkał się z podobnym problemem. A że sprawa dotyczy hamulców co przekłada się bezpośrednio na nasze bezpieczeństwo nie można jej bagatelizować. Otóż miękkość klamki hamulca może być spowodowana przez:

• Stary płyn hamulcowy
• Puchnące przewody hamulcowe
• Cienkie okładziny klocków
• Nieszczelność układu hamulcowego
• Zapowietrzony układ hydrauliczny

Pierwszy problem rozwiązujemy wymieniając płyn na nowy. Należy pamiętać, że płyn hamulcowy należy wymieniać maksimum co 2 lata. Należy używać płynów z oznaczeniem DOT 4, lub DOT 5 (w zależności od wymagań producenta) - gdyż posiadają one lepsze właściwości hydrauliczne oraz nie uszkadzają lakieru motocykla.

Miękkie i odkształcające się (można to sprawdzić ściskając palcami jednej ręki przewód hamulca a drugą dłonią wciskając dźwignię hamulca) przewody hamulcowe należy niezwłocznie wymienić na nowe, najlepiej takie w stalowym oplocie. Nie należy oszczędzać na tym elemencie bo od jego skuteczności zależy nasze życie. Najlepiej zamówić przewody z firm o sprawdzonej renomie.

W przypadku znacznego zużycia klocków hamulcowych również należy je wymienić z kilku powodów: zużyte klocki niszczą tarcze hamulcowe oraz osłabiają możliwości wytracania prędkości. Jeżeli nie używasz motocykla sportowo zalecane są miękkie (organiczne) klocki hamulcowe, które szybciej się zużywają ale nie niszczą tarcz hamulcowych tak jak twarde klocki "sportowe".

Wszelkie nieszczelności układu hydraulicznego nie mogą być tolerowane z wiadomych względów i należy je bezzwłocznie usunąć!!!


DO GÓRY : POWRÓT


Fragmenty tekstu pochodzą ze strony: http://www.chudzikj.republika.pl za pozwoleniem autora.