DWUCZĘŚCIOWE TARCZE HAMULCOWE W POJEŹDZIE

Pojazdy ciężkie czy pojazdy o dużej mocy wymagają układu hamulcowego o większych wymiarach. Z tego powodu tarcze hamulcowe mają coraz większą średnicę, a kołnierz mocujący coraz większą grubość materiału. Takie tarcze hamulcowe są podatne pod wysokim obciążeniem termicznym na zmiany grubości, przesunięcie osiowe i deformację. Duże zalety oferują w tym zakresie dwuczęściowe tarcze hamulcowe, nazywane też tarczami zespolonymi, które dzięki zastosowaniu różnych materiałów i specjalnych technologii łączenia zapewniają izolację piasty koła od czynników termicznych.

W zależności od typu pojazdu i zastosowania głównym standardem w produkcji seryjnej są tarcze hamulcowe z żeliwa szarego z grafitem płatkowym (np. żeliwa szarego GG 15). Właściwości żeliwa szarego można ulepszać przez dodawanie najróżniejszych materiałów. Molibden i chrom poprawiają odporność stopu na pęknięcia cieplne i ścieranie. Zdolność do absorpcji ciepła poprawia z kolei zwiększenie zawartości węgla. Dwuczęściowe tarcze hamulcowe marki HELLA posiadają kołnierz z aluminium i pierścień cierny z wysokowęglowego żeliwa szarego. Obie te części są zabezpieczone w miejscu połączenia nitami ze stali nierdzewnej, co zapewnia przenoszenie wysokich momentów obrotowych i umożliwia pierścieniowi ciernemu rozprężanie się pod wpływem ciepła w płaszczyźnie osiowej niezależnie od kołnierza. Minimalizuje to naprężenia termiczne oraz ilość pęknięć cieplnych na przejściu między pierścieniem ciernym a kołnierzem.

Poza tym zastosowanie aluminium jako materiału kołnierza redukuje masę tarczy nawet o 20%.

Podczas hamowania energia kinetyczna przekształcana jest przez tarcie w energię cieplną. Tarcza hamulcowa absorbuje do 90% tej energii, po czym oddaje ją do otoczenia. W ekstremalnych warunkach hamulce kół mogą się rozgrzewać do temperatury nawet 700°C.

Oprócz obciążeń fizycznych tarcze hamulcowe narażone są na wpływy środowiskowe, brud, wodę i sól. Wszystkie te czynniki wymagają uwzględnienia przez producenta tarcz hamulcowych.

Dwuczęściowe tarcze hamulcowe są wentylowane wewnętrznie, ze względu na swoją masę mają większą pojemność cieplną, a dzięki kanałom powietrznym szybciej stygną. Pomiędzy obydwoma pierścieniami ciernymi znajdują się promieniowe kanały wentylacyjne. Obracająca się tarcza hamulcowa działa w tej sytuacji jak wentylator zapewniający ciągły przepływ powietrza. Dwuczęściowe tarcze hamulcowe mogą być poza tym wyposażone w szczeliny, rowki lub perforacje osiowe. Pył z hamulców, woda i zanieczyszczenia gromadzą się w szczelinach lub rowkach i są odprowadzane na zewnątrz tarczy w wyniku jej ruchu obrotowego. Perforacje osiowe poprawiają odprowadzanie ciepła, ale wykazują niewielki efekt samoczyszczący, gdyż może się w nich gromadzić pył z hamulców.

Dwuczęściowe tarcze hamulcowe mogą się różnić konstrukcją, składem materiałowym i technologią łączenia elementów w zależności od producenta samochodu. Połączenie między aluminiowym kołnierzem i wykonanym z żeliwa szarego pierścieniem ciernym może być u różnych producentów inne. Mogą tu być stosowane specjalne metody odlewania, klejenia lub wtłaczania oraz połączenia mechaniczne na nity, klamry, sworznie i śruby.

Mercedes Benz stosuje w niektórych modelach pojazdów zespolone tarcze hamulcowe posiadające kołnierz z blachy stalowej i żeliwny pierścień cierny. Dzięki specjalnej konstrukcji czy uzębieniu, obie części łączy się ze sobą przez wtłaczanie. Profil uzębienia zewnętrznej części płaszcza kołnierza tarczy hamulcowej wchodzi w komplementarny profil zębaty pierścienia ciernego, co zapewnia przenoszenie momentu obrotowego. Grubość kołnierza z blachy stalowej wynosi zaledwie 2,5 milimetra. Klasyczny kołnierz tarczy hamulcowej ma z reguły grubość od 7,5 do 9 milimetrów.

Ze względu na wysokie obciążenia mechaniczne i termiczne, stan zespolonych tarcz hamulcowych należy regularnie sprawdzać w ramach przewidzianych przez producenta przeglądów, tak samo jako w przypadku konwencjonalnych jednoczęściowych tarcz hamulcowych. Granicę zużycia tarczy hamulcowej producent określa jako minimalną grubość pierścienia ciernego. Ta podana w milimetrach wartość jest nanoszona lub wybita na zewnętrznej krawędzi lub na kołnierzu tarczy hamulcowej.

Poza tym można tu też stosować ogólnie znane metody kontroli tarcz hamulcowych, takie jak pomiar bicia oraz różnicy grubości tarczy. Obowiązujące wartości tolerancji są określane przez producentów pojazdów i muszą być bezwzględnie przestrzegane.

W celu zapewnienia niezawodnego działania tarcz hamulcowych zaleca się przestrzeganie następujących zasad:

• Tarcze hamulcowe wymieniać zawsze parami
• Nowe tarcze hamulcowe montować zawsze z nowymi klockami hamulcowymi
• Powierzchnia styku piasty koła powinna być równa, pozbawiona zadziorów, czysta, wolna od rdzy i uszkodzeń
• W przypadku tarcz hamulcowych wentylowanych wewnętrznie należy ew. uwzględniać kierunek obrotu
• Stosować wymagany moment dokręcania
• Ze względu na to, że nowe tarcze i klocki hamulcowe muszą się do siebie dopasować, hamulec wymaga delikatnego dotarcia. Przestrzegać zasad docierania podanych przez producenta samochodu
• Stosować się do dołączanych do produktów ulotek oraz wskazówek naprawczych i zasad bezpieczeństwa podawanych przez producentów pojazdów
• Prace naprawcze przy układzie hamulcowym powinien wykonywać wyłącznie wykwalifikowany personel