Zasada działania tarcz hamulcowych jest prosta i praktycznie niezmienna od ponad stu lat. Z tego rodzaju hamulcami eksperymentowano już w latach 90. XIX wieku! 

Tarcza to przypominający latający spodek element, który znajduje się na piaście koła i porusza się razem z nim. Podczas hamowania dociskane są do niej rozmieszczone po obu stronach tarczy klocki hamulcowe. Zwykle siła nacisku jest generowana hydraulicznie – przenosi ją poddany wysokiemu ciśnieniu płyn hamulcowy.

Pokryte okładziną cierną klocki „zakleszczają” tarczę, wyhamowując samochód. Czym głębiej wciśniemy pedał, tym mocniejszy będzie nacisk klocka na tarczę – dzięki czemu możemy kontrolować to, jak gwałtownie będzie przebiegać hamowanie.

Uznaje się, że hamulce tarczowe prześcignęły w rozwoju konkurencyjne hamulce bębnowe już w latach 50. ubiegłego wieku. Właśnie wtedy samochody wyposażone w tarcze zaczęły wygrywać prestiżowe wyścigi. Dziś przeciętny hamulec tarczowy jest znacznie bardziej odporny na przegrzanie od hamulca bębnowego. To ważne, ponieważ temperatura jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na skuteczność i trwałość hamulca.

Dlaczego tarcze się zużywają i jak producenci próbują temu zapobiec?

Tarcze zużywają się przede wszystkim ze względu na ścieranie. Proces ten jest naturalny i nie da się go powstrzymać. Warto jednak dbać o to, aby go nie przyspieszać. Szczególne znaczenie dla wytrzymałości tarczy mają zanieczyszczenia, takie jak drobiny piasku, trafiające między klocek a tarczę i powodujące szybkie zużycie powierzchni ciernych. Między innymi ze względu na nie należy unikać jazdy poza asfaltowymi drogami samochodem, który nie jest do tego przystosowany.

Drugim kluczowym czynnikiem ryzyka jest temperatura, która przy hamowaniu przekracza nawet 500 st. C. Sprawia ona, że pojawia się niebezpieczeństwo odkształcenia się tarcz pod wpływem gorąca. Warto przy tym dodać, że przegrzewanie tarcz mogą powodować także nieodpowiednio dobrane felgi, ograniczające dopływ powietrza.

Producenci wciąż doskonalą tarcze w taki sposób, by zwiększać ich odporność zarówno na ścieranie, jak i ekstremalne rozgrzanie. Choć w większości przypadków tarcze wytwarzane są z żeliwa, coraz większą popularnością cieszą się modele węglowo-ceramiczne, o wiele bardziej odporne na gorąco. Niestety, towarzyszy im wyższa cena.

Chłodzenie ma znaczenie

Ze względu na sposób, w jaki tarcze radzą sobie z odprowadzaniem ciepła, dzielimy je na pełne, wentylowane, nacinane, nawiercane i wiercone.

1. Tarcze pełne (monolityczne), czyli pozbawione jakichkolwiek otworów lub nacięć na powierzchni, są zwykle najtańsze, ale nagrzewają się szybciej od innych modeli.
2. Tarcze wentylowane wykorzystują do chłodzenia żebrowanie pomiędzy powierzchniami ciernymi. Dzięki niemu rozgrzane powietrze przepływa wzdłuż znajdujących się w środku tarczy rowków i ulatuje na zewnątrz.
3. Tarcze nacinane posiadają z kolei rowki wyżłobione na powierzchniach ciernych, także służące do odprowadzania gorąca.
4. Tarcze nawiercane są opatrzone okrągłymi wgłębieniami, zaś wiercone (perforowane) – otworami, poprzez które odprowadzane jest nie tylko ciepło, ale i woda czy pył.

Modele perforowane są uznawane za najlepsze, jeśli chodzi o ochronę przed zabrudzeniami, i wydajne pod względem chłodzenia. Mają jednak wadę: obecność otworów w tarczy przekłada się na jej mniejszą wytrzymałość i ryzyko powstania pęknięć wskutek nadmiernych obciążeń. Jednocześnie perforacje zmniejszają dostępną powierzchnię cierną, co sprawia, że konieczne jest dobranie klocków hamulcowych o wyższym współczynniku tarcia. One z kolei powodują szybsze zużycie tarczy. Coś za coś.

Wbrew pozorom groźna dla tarcz nie tylko wysoka temperatura, ale również jej nagła utrata. Zbyt szybkie schłodzenie niesie ze sobą duże ryzyko uszkodzeń. Materiał, z którego wykonana jest tarcza hamulcowa, może ulec zniekształceniu, gdy jeździmy w deszczu albo myjemy samochód, który jeszcze nie ostygł.

Kiedy trzeba wymienić tarcze hamulcowe?

Zależnie od rodzaju tarczy, stylu jazdy i warunków, w jakich jeździmy, tarcze wytrzymują ok. 40-70 tys. km przebiegu. Żywotność wydłuża się, gdy jeździmy na trasach niewymagających hamowania, zaś skraca, gdy często zwalniamy na pochyłościach lub zatrzymujemy się na światłach (czyli w mieście). Sygnałem do natychmiastowej wymiany tarcz może być wydłużona droga hamowania, drgania kierownicy (lub całego zawieszenia) podczas wytracania prędkości, a będące oznaką odkształcenia materiału, a także pisk hamulca lub drganie czy „odbijanie” pedału.

Pamiętajmy, że nigdy nie wymieniamy tylko jednej tarczy – zawsze konieczna jest wymiana wszystkich tarcz znajdujących się na osi. Jeśli jeździmy samochodem o niezbyt dużej mocy silnika, prawdopodobnie możemy sobie pozwolić na wymianę tarcz co drugą-trzecią zmianę klocków hamulcowych. Potężniejsze pojazdy mogą jednak wymagać montażu nowych tarcz przy każdej zmianie klocków.

Nie zapominajmy również, że różne typy tarcz wymagają specyficznych rodzajów klocków hamulcowych. Tarcze nacinane i nawiercane powinny iść w patrze z klockami o wysokim współczynniku tarcia. Dzieje się tak ze względu na obecność nacięć, które zmniejszają powierzchnię roboczą tarczy. Aby zapewnić sobie pełny komfort i bezpieczeństwo jazdy, przy wymianie tarcz zadbajmy także o skontrolowanie i / lub wymianę płynu hamulcowego. Z czasem traci on swoje właściwości, co skutkuje zmniejszeniem skuteczności hamowania oraz ryzykiem korozji różnych elementów układu hamulcowego.

Autor tekstu