Większość kierowców wie, że regularna konserwacja jest koniecznością. Zmień olej. Sprawdź opony. Dodaj płyn. Jeśli wymieniasz klocki hamulcowe i monitorujesz poziom płynu, wszystko jest w porządku, prawda?
Zło. Ignorujesz połowę równania.
Tarcze hamulcowe (znane również jako tarcze) to stalowe płytki, do których dociskają się klocki hamulcowe, aby pochłonąć bezwładność. Są tak samo ważne dla siły hamowania, jak same klocki. Zaniedbuj je, a będziesz jechał na pożyczonym czasie.
Na rynku dostępnych jest kilka rodzajów dysków. Każdy ma swój konkretny cel. Niektóre są przeznaczone do jazdy ulicznej. Niektóre są na tor. Niektóre z nich to po prostu chwyt marketingowy.
Przyjrzymy się różnym stylom. Przyjrzymy się zaletom. Przyjrzymy się wadom. Zrozumiesz, która opcja jest odpowiednia dla Twojego pojazdu i jak zapobiec jego deformacji pod wpływem naprężeń termicznych.
Zacznijmy od najpopularniejszego ulepszenia: tarcz nawiercanych.
Wygląd i funkcjonalność tarcz nawiercanych
Nawiercane tarcze hamulcowe są standardem przy dostrajaniu wydajności. Łatwo je rozpoznać. Powierzchnia pokryta jest dziurami. Zwykle te otwory przechodzą przez cały dysk.
Ten projekt to nie tylko uroda. Otwory te spełniają dwie główne funkcje.
Po pierwsze, pomagają odprowadzać ciepło. Hamowanie powoduje powstanie ogromnego tarcia. Tarcie wytwarza ciepło. Ciepło jest wrogiem skuteczności hamowania. Dodając otwory, zwiększasz powierzchnię wystawioną na działanie powietrza. Przez otwory przepływa powietrze, szybciej chłodząc dysk.
Po drugie, otwory pomagają usuwać gazy. Kiedy klocki hamulcowe się nagrzewają, mogą wydzielać się gazy (odloty). Powoduje to utworzenie warstwy gazu pomiędzy klockiem a tarczą. Działa jak poduszka. Pedał hamulca staje się miękki. Tracisz siłę hamowania. Otwory stanowią drogę ucieczki dla tych gazów. Podkładki pozostają w kontakcie z metalem.
Wada: pęknięcia zmęczeniowe
Oto sedno. Wiercenie osłabia dysk.
Otwory te są koncentratorami naprężeń. Za każdym razem, gdy naciskasz hamulec, tarcza rozszerza się i kurczy. Otwory tworzą punkty, w których mogą zacząć się pęknięcia. Z biegiem czasu, szczególnie przy intensywnym użytkowaniu, widoczne będą włoskowate pęknięcia promieniujące z wywierconych otworów.
Jeśli pęknięcie stanie się zbyt głębokie, dysk może ulec uszkodzeniu. Katastrofalna porażka.
Z tego powodu tarcze nawiercane na ogół nie są zalecane do zastosowań w środowiskach o wysokiej temperaturze. Pomyśl o dniach na torze. Pomyśl o jeździe w górach z dużym obciążeniem. Powtarzające się cykle nagrzewania i chłodzenia znacznie skracają żywotność nawierconych tarcz.
Tarcze nawiercane a tarcze pełne
Podstawową opcją są dyski twarde. Żadnych dziur. Żadnych szczelin. Tylko płaska, obrobiona powierzchnia.
Są tanie. Są trwałe. Trwają długo. Ale nie usuwają ciepła i gazów, a także ulepszonych opcji. Nadają się do pojazdów produkcyjnych, które są użytkowane ostrożnie. Nie nadają się do jazdy sportowej.
Nawiercane tarcze zapewniają lepsze chłodzenie i usuwanie gazów. Ale poświęcają integralność strukturalną. Są bardziej podatne na pękanie.
Którą opcję mam wybrać?
Jeżeli jeździsz na co dzień i chcesz choć trochę poprawić skuteczność hamowania i nadać samochodowi wygląd “dbam o swój samochód” to felgi nawiercane będą dobrym wyborem. Pamiętaj tylko, że będą wymagały częstszej wymiany niż solidne.
Brzmi to sprzecznie z intuicją. Wiercisz dziury w metalowych tarczach, które zatrzymują Twój samochód. Mniej materiału na przyczepność, prawda? Czy jest to intuicyjne? Nie. Skuteczne? Czasami.
Tarcze nawiercane istnieją z trzech konkretnych powodów. Zarządzanie ciepłem. Usuwanie gazów. Usuwanie wody.
Po naciśnięciu klocków tarcie gwałtownie wzrasta. Temperatura rośnie. Jeśli ciepło pozostanie w tarczy, nastąpi przepalenie hamulca. Podkładki tracą przyczepność. Samochód zatrzymuje się mniej efektywnie. Otwory umożliwiają ucieczkę ciepła do strumienia powietrza. Szybsze chłodzenie zapewnia stabilną pracę pod obciążeniem.
Następnie pojawia się problem odgazowywania. Stare mieszanki klocków hamulcowych po podgrzaniu wydzielały lotne gazy. Ta warstwa gazu działała jak smar pomiędzy klockiem a tarczą. Zniknęła siła hamowania. Obecnie lepsze materiały w dużej mierze rozwiązały ten problem, ale otwory nadal pomagają usuwać resztkowe gazy z powierzchni roboczej.
I woda. Jazda przez głęboką kałużę. Wizyta w myjni samochodowej. Złapanie przez nagłą ulewę. Twoje dyski zostają zalane wodą. Woda jest śliska. Podkładki nie mogą skutecznie chwytać mokrego metalu. Perforacje umożliwiają szybkie wyrzucenie wody podczas obrotu koła. Sucha powierzchnia. Niezawodna siła mocowania.
Ale tu jest haczyk. Otwory te zmniejszają integralność konstrukcji.
Wyobraź sobie, że robisz dziury w płycie gipsowo-kartonowej. Ściana może pozostać na swoim miejscu, ale będzie słabsza. W środowiskach narażonych na duży stres ta słabość ma znaczenie. Powtarzające się cykle intensywnego hamowania powodują ogromne naprężenia na powierzchni roboczej tarczy. Naprężenia skupiają się na krawędziach perforowanych otworów. Z biegiem czasu prowadzi to do powstawania pęknięć.
Pęknięte dyski są niebezpieczne. Są zdeformowane. Wibrują. Zawodzą.
Czy zatem koła nawiercane krzyżowo to właściwy wybór na dni na torze lub porywające przejażdżki po górach? Zapewniają korzyści w zakresie chłodzenia, którym dyski twarde nie są w stanie dorównać. Jeśli jednak pracujesz do granic możliwości, ten strukturalny kompromis może mieć wysoką cenę.
Spójrzmy na alternatywę. Tarcze z rowkami.
Tarcze szczelinowe mają rowki wycięte bezpośrednio w płaskiej metalowej powierzchni. Pomyśl o tych szczelinach jako o kanałach irygacyjnych. Usuwają gazy, ciepło i wodę ze strefy tarcia. Zapewnia to czystą powierzchnię hamowania.
Kierowcy sportowi preferują ten projekt. Jazda po torze powoduje duże obciążenie tarcz hamulcowych. Z drugiej strony, tarcze perforowane mają słabości strukturalne. Otwory tworzą punkty naprężenia. Podczas intensywnej jazdy z częstym hamowaniem wokół nich mogą powstawać pęknięcia. Dyski szczelinowe nie mają takich otworów. Generalnie są trwalsze. W przypadku samochodów przeznaczonych na tor są one często bezpieczniejszym wyborem.
Ale dyski szczelinowe mają poważną wadę. Szybko zużywają klocki hamulcowe. Krawędzie szczelin ocierają się o powierzchnię podkładek. Szybkość zużycia znacznie wzrasta. Ze względu na szybką degradację klocków, tarcze nawiercane krzyżowo pozostają standardem w większości produkowanych samochodów sportowych.
Wybór odpowiedniego napędu do Twoich potrzeb
Nawiercane felgi są uważane za zbyt delikatne dla dedykowanych wyścigów. Nadają się jednak do użytku ulicznego. Większość samochodów użytkowanych na co dzień nie ulega naprężeniom cieplnym powodującym pękanie. Felgi szczelinowe najlepiej pozostawić na tor wyścigowy. Zachowaj nawiercone felgi do jazdy ulicznej. Jest to opłacalny kompromis.
Czym więc części hamulcowe do samochodów osobowych i ciężarówek – zwłaszcza tarcze hamulcowe do samochodów osobowych i ciężarówek – różnią się od tarcz hamulcowych motocykli? Dowiesz się tego na następnej stronie.
Tarcze hamulcowe do motocykli
Tarcze hamulcowe motocykli działają na tych samych podstawowych zasadach fizycznych, co ich odpowiedniki w samochodach. Dysk obraca się wraz z kołem. Naciskasz dźwignię. Podkładki są prasowane. Tarcie zatrzymuje obrót. Mechanika bardzo różni się jednak od mechaniki samochodowej.
Samochody hamują jednocześnie wszystkie cztery koła. Motocykle? Nie bardzo.
Większość motocykli drogowych wykorzystuje niezależne systemy sterowania. Prawa ręka steruje przednim hamulcem. Prawa noga jest tylną. Systemy te działają oddzielnie. Przedni hamulec przejmuje największy ciężar. Zapewnia większość siły hamowania. Pomaga tylny hamulec. Stabilizuje motocykl i pomaga mu całkowicie się zatrzymać.
Taki rozkład sił sprawia, że tarcze hamulcowe motocykla są kluczowym elementem zapewniającym bezpieczeństwo. Jeśli któryś zawiedzie, będziesz miał kłopoty. Obydwa współpracują ze sobą, aby kontrolować fizykę bezwładności pojazdów dwukołowych.
Perforowane czy szczelinowe: wybór odpowiedniego ostrza
Nie wszystkie dyski są takie same. Na rynku znajdziesz dwa główne typy, z których każdy służy innemu celowi.
Nawiercane tarcze hamulcowe są standardem w większości rowerów szosowych. Widziałeś je. Małe otwory wywiercone w powierzchni roboczej. Wyglądają agresywnie. Usuwają wodę i pył hamulcowy. Ale na drogach publicznych często wybiera się je ze względu na estetykę. Niestandardowi artyści je uwielbiają. Wiercenie tworzy niepowtarzalny wzór wizualny. Dzięki temu rower wyróżnia się na parkingu. Do codziennej jazdy sprawdzają się znakomicie. Pomagają odprowadzać ciepło. Ale nie są przeznaczone do ekstremalnych warunków.
Obręcze szczelinowe są wyborem dla maszyn o dużej wydajności lub maszyn zorientowanych na gąsienice. Zamiast dziur widać rowki wycięte w metalu. Szczeliny te usuwają gaz i zanieczyszczenia znajdujące się pomiędzy klockiem a tarczą. Zapobiega to słabnięciu siły hamowania podczas intensywnego, powtarzalnego hamowania. Jeśli planujesz używać motocykla na torze, nawiercone felgi mogą pęknąć pod wpływem naprężeń termicznych. Sloty trzymają się lepiej. Utrzymują stałe tarcie, gdy robi się gorąco.
Widoczność i styl
Felgi motocyklowe są wystawione publicznie. W przeciwieństwie do samochodu, w którym felgi są ukryte za szprychami lub felgami aluminiowymi, felgi motocyklowe często pozostają odsłonięte. Szczególnie na przednim kole. Ta widoczność wyznacza trend na rynku akcesoriów.
Wielu rowerzystów modernizuje felgi wyłącznie ze względu na styl. „Niestandardowy wygląd” jest kluczowym czynnikiem sprzedaży. Producenci oferują tarcze ze skomplikowanymi wzorami wierceń. Niektórzy nawet używają kręconych krawędzi. Chodzi o personalizację. Motocykl to nie tylko środek transportu. To jest oświadczenie. Dla wielu entuzjastów estetyka kół nawiercanych krzyżowo przewyższa wszelkie niewielkie korzyści w zakresie wydajności.
[IMG:0]
Nakład i skala
Zatrzymanie motocykla wymaga znacznie mniejszego wysiłku fizycznego niż zatrzymanie ciężkiej ciężarówki. Samochód potrzebuje potężnych układów hydraulicznych, aby przenieść tony stali. Motocykl jest lżejszy. Wskaźnik dźwigni jest inny. Podkładki nie muszą przykładać tej samej siły.
Ta różnica skali ma znaczenie. Wpływa na sposób, w jaki rowerzyści modulują hamowanie. Za mocno hamujesz przednim kołem na śliskiej nawierzchni? Przednie koło jest zablokowane. Spadasz. Tylny hamulec pomaga utrzymać jazdę na linii prostej. To delikatna równowaga przenoszenia ciężaru i tarcia.
„Przedni hamulec jest ogólnie bardziej skuteczny; zapewnia lwią część siły hamowania, podczas gdy tylny hamulec pomaga zwolnić lub zatrzymać motocykl”.
[IMG:1]
Dlaczego to jest ważne?
Można by pomyśleć, że dyski to po prostu metalowe kręgi. To jest błędne.
Ciężarówki są ogromne. Są ciężkie. A ta masa zmusza układ hamulcowy do dwukrotnie cięższej pracy.
Zatrzymanie załadowanej ciężarówki nie jest równoznaczne z zatrzymaniem samochodu. Potrzebujesz poważnego tarcia. Klocki hamulcowe dociskają się do tarcz. Tarcie wytwarza ciepło. Dużo ciepła.
Pamiętaj o fizyce. Wysoka masa oznacza duży pęd. Rozproszenie tej energii powoduje naprężenia termiczne. Koła dużej ciężarówki są poddawane obciążeniom, których mniejsze pojazdy po prostu nie doświadczają.
Rzeczywistość materiałów
Pomimo stresujących warunków zasadniczy projekt niewiele się zmienił. Tarcze hamulcowe do samochodów ciężarowych są zwykle wykonane z żeliwa lub stali. Są oczywiście większe niż felgi samochodowe. Ale nie myśl, że są niezniszczalne.
Wymagają częstszej konserwacji. Nie dlatego, że sam metal jest wadliwy. Ale ponieważ koloboki zużywają się szybciej pod dużym obciążeniem.
Oto reakcja łańcuchowa:
1. Intensywne hamowanie szybko zużywa klocki.
2. Zużyte klocki tracą powłokę cierną.
3. Następuje kontakt metal-metal.
4. Płyty są porysowane lub zdeformowane.
Gdy dysk jest zniekształcony lub głęboko rowkowany, masz dwie możliwości. Zmiel go, aby wyrównać powierzchnię. Lub całkowicie go wymień. Dzieje się tak również w przypadku samochodów osobowych. Ale w ciężkich ciężarówkach zdarza się to częściej. Cykl zużycia jest po prostu krótszy.
Gdy standardowe dyski nie wystarczą
Dla kierowców, którzy maksymalnie wykorzystują swoje pojazdy, standardowe felgi żeliwne często nie są wystarczające. Rozpraszanie ciepła staje się czynnikiem ograniczającym.
Tarcze hamulcowe do dużych obciążeń
Jeśli zabierasz swoją ciężarówkę na tor lub regularnie holujesz ciężkie ładunki, warto rozważyć opcje o wysokiej wydajności. Standardowe dyski słabo radzą sobie z ciągłym gromadzeniem się ciepła. Przetwornice o dużej wytrzymałości zaprojektowano tak, aby lepiej zarządzały przepływem ciepła.
Rodzaje dysków do dużych obciążeń
Producenci radzą sobie z problemem ciepła na kilka sposobów.
Perforowane koła
Posiadają otwory wywiercone w powierzchni roboczej. Otwory ułatwiają usuwanie gazów i pyłu hamulcowego. Zapewniają także efekt chłodzący.
Tarcze gwintowane (nacinane)
Posiadają rowki wycięte w powierzchni. Szczeliny pomagają oczyścić przestrzeń pomiędzy podkładką a tarczą z zanieczyszczeń. Pomagają także nowym podkładkom szybciej się do nich przyzwyczaić.
Perforowane i szczelinowe
Niektóre wysokiej klasy koła łączą obie opcje. Otwory do usuwania gazów i szczeliny do czyszczenia zanieczyszczeń. Jest to powszechne w zastosowaniach wyścigowych.
Materiały mają znaczenie
Żeliwo jest materiałem standardowym. Jednak w dyskach o dużym obciążeniu często stosuje się różne materiały lub obróbki.
- Tarcze dwuczęściowe: Łącznik (piasta) jest przykręcony do pierścienia tarczy. Dzięki temu w każdej sekcji można zastosować różne materiały.
- Stal chromowo-krzemowa: Droższa, ale lepiej znosi ciepło niż żeliwo.
- Powlekane felgi: Niektóre marki pokrywają felgi, aby zapobiec rdzy i zmniejszyć hałas.
Którą opcję mam wybrać?
To zależy od przypadku użycia.
Jeśli na co dzień jeździsz i od czasu do czasu holujesz, wystarczą standardowe koła żeliwne. Wystarczy wymienić klocki, zanim całkowicie się zużyją.
Jeśli regularnie jeździsz na tor, potrzebujesz felg nawiercanych lub nacinanych. Albo jeszcze lepiej, dwuczęściowy projekt. Zarządzanie ciepłem jest znacznie lepsze.
Wskazówki dotyczące instalacji
Podczas wymiany napędów przy dużych obciążeniach należy zachować precyzję.
- Dokładnie oczyść powierzchnię piasty. Wszelkie zabrudzenia powodują deformację.
- Użyj środka do zabezpieczania gwintów
Klocki hamulcowe przyciągają całą uwagę. Wirniki są ignorowane. To niesprawiedliwe, ale to fakt. Jeśli chodzi o wydajne tarcze, konsensus wśród zawodników jest jasny: wybierz szczelinowe zamiast nawiercanych.
Dlaczego zawodnicy wolą tarcze szczelinowe od nawiercanych krzyżowo
Logika jest prosta: to fizyka. Szczeliny na powierzchni wirnika pełnią rolę dróg ewakuacyjnych. Gorący gaz, woda i zanieczyszczenia nie osadzają się pod blokiem. Są wyrzucani. Dzięki temu powierzchnia cierna pozostaje czysta.
Jest kompromis. Tarcze szczelinowe szybciej zużywają klocki hamulcowe. Ostre krawędzie szczelin powodują ścieranie materiału podkładki. Dla kierowcy miejskiego jest to denerwujące. Dla kierowcy nie ma to znaczenia. Większość kierowców samochodów sportowych używa podkładek ceramicznych lub z włókna węglowego. Materiały te są trudne. Trwają długo. Nieco szybsze zużycie klocków nie ma znaczenia, gdy naciskasz je do granic możliwości.
Wentylowane wirniki: zarządzanie ciepłem zapobiegające przepaleniu hamulców
Szczeliny radzą sobie z zanieczyszczeniami. Otwory wentylacyjne odprowadzają ciepło. W tym miejscu projekt staje się inteligentny.
Spójrz na krawędź wirnika. Zobaczysz kanały wentylacyjne. Idą wzdłuż obwodu, a nie przez przednią powierzchnię. Kiedy wirnik się obraca, siła odśrodkowa przepycha powietrze przez te kanały. Upał odchodzi. Wirnik pozostaje chłodniejszy.
Dlaczego to jest ważne? Przepalenie hamulca.
Gdy wirniki się przegrzewają, skuteczność hamowania spada. Klocki tracą tarcie. Samochód przestaje się zatrzymywać we wskazanym przez Ciebie miejscu. Wentylowane rotory odprowadzają ciepło, zanim osiągnie poziom krytyczny. Mniej ciepła oznacza stałą siłę hamowania. Tego właśnie potrzebujesz na torze.
Znaki, że potrzebujesz nowych wirników
Po czym poznajesz, że wirniki spełniły swoje zadanie? Nie zgaduj. Patrzeć.
- Rolki: Widoczne prążki na powierzchni rotora wskazują na nierównomierne zużycie materiału.
- Wibracje: Jeśli kierownica pulsuje podczas hamowania, oznacza to, że tarcze są wypaczone lub zużyte.
- Hałas: Skrzypienie lub zgrzytanie to czerwona flaga.
To nie tylko irytacja. Są to objawy awarii sprzętu.
Koszt wymiany
Pieniądze mówią głośniej niż słowa. Wymiana tarcz hamulcowych nie jest tania, ale nie jest to też kredyt hipoteczny. Spodziewaj się zapłaty od 30 do 75 dolarów za rotor. To tak dla szczegółów.
Praca dodaje znaczną wartość. Model Twojego samochodu ma tutaj znaczenie. Niektóre samochody są łatwe w utrzymaniu. Inne wymagają więcej pracy. Ostateczny wynik będzie się różnić. Jednak w imię zwiększenia wydajności większość entuzjastów jest skłonna zapłacić.
Powiązane artykuły
- Jak działają hamulce
- Jak działają hamulce tarczowe
- Jak działają hamulce bębnowe
- Jak działają hamulce przeciwblokujące (ABS)?
- Jak działają hamulce pneumatyczne?
- Jak działają wzmacniacze hamulców?
- Jak działają klocki hamulcowe
Dodatkowe przydatne linki
- Magazyn części samochodowych
- edmunds.com – Jak wymienić klocki hamulcowe
- Hamulce R Us
Źródła:
- Magazyn części samochodowych. „Tarcze hamulcowe”. (6 listopada 2008)
- Hamulce R Us. „Wydajne tarcze hamulcowe”. (6 listopada 2008)
- Toboldt, William C., Johnson, Larry i Gauthier, W. Scott. „Encyklopedia motoryzacyjna Goodheart-Wilcox”. Firma Goodheart-Wilcox. 2006
