Drganiania przy hamowaniu

Pojawienie się drgań kierownicy podczas jazdy zawsze oznacza, że w układzie jezdnym, kierowniczym, lub hamulcowym występuje jakiś problem. Drgania odczuwalne przez kierowcę mogą być odczuwalne, jako drżenie kierownicy, pulsacje pedału hamulca lub ogólne drgania odczuwalne w całym samochodzie. Występować mogą przy różnych prędkościach i w różnych warunkach jazdy - zależnie od tego, co jest ich przyczyną. Jeśli w pewnym zakresie prędkości kierowca odczuwa same drgania kierownicy, to prawdopodobnie problem leży w niewyważonych kołach, uszkodzeniu opony lub skrzywieniu obręczy. Jeśli drgania zaczynają być odczuwalne po naciśnięciu pedału hamulca w trakcie jazdy, to z dużym prawdopodobieństwem przyczyna leży w układzie hamulcowym. Jednak aby dokładnie określić co jest uszkodzone konieczne jest wykonanie testu na rolkach, aby sprawdzić czy występują wahania siły hamowania na poszczególnych kołach . Test na rolkach pomoże zidentyfikować źródło problemu, jednak aby wydać ostateczny werdykt należy też skontrolować geometrię zawieszenia oraz sprawdzić, czy nie występują w nim żadne luzy.

Pomiar tarczy hamulcowej - jeśli w trakcie tego pomiaru odchyłka będzie przekraczała zalecane przez producenta samochodu normy - tarcza jest definitywnie do wymiany. Źródło: ATE

Gdy udamy się do mechanika z objawami drgań podczas hamowania to praktycznie zawsze zostanie stwierdzona konieczność wymiany tarcz hamulcowych. Oczywiście może się okazać, że tarcze uległy uszkodzeniu, ale to nie oznacza, że ich wymiana zlikwiduje problem. W diagnostyce układu hamulcowego bardzo ważne jest poznanie przyczyn drgań, a nie naprawianie ich skutków.

Praktyka pokazuje, że sama wymiana tarcz hamulcowych nie zawsze wyeliminuje problem drgań, lub wyeliminuje je na krótko.

Jakie są przyczyny „bicia” w układzie hamulcowym?

Mimo, że w trakcie eksploatacji w układzie hamulcowym generuje się dużo pyłów, to można powiedzieć, że głównym wrogiem hamulców jest brud. Zasada ta jest ważna szczególnie podczas montażu części hamulcowych w samochodzie.

Podstawową przyczyną drgań w układzie hamulcowym jest błąd montażu tarczy hamulcowej. Najczęściej wynika on z nieprawidłowego oczyszczenia powierzchni piasty do której przylega tarcza. Jeśli pozostawi się tarczę hamulcową zamontowaną na nieoczyszczoną piastę, to bicie w początkowej fazie eksploatacji może nie występować, ponieważ grubość nowej tarczy jest stała, a w przypadku obrotu nieznaczna zmiana jej pozycji będzie niwelowana przez mechanizm pływającego zacisku hamulcowego. W trakcie jazdy tarcza jednak będzie zawsze minimalnie ocierać o klocki hamulcowe znajdujące się w zacisku, co doprowadzi do jej miejscowego zużycia, a w rezultacie do miejscowego zmniejszenia grubości skutkującego później pulsacją pedału podczas hamowania.

Pulsacja podczas hamowania powoduje, że siła hamująca dane koło też nie jest stała, tylko zmienna, a to będzie miało wpływ na drganie kierownicy.

Może się okazać, że pomiar przedstawiony na ilustracji 1 wykaże brak odchyłek, a pedał hamulca będzie nadal pulsował przy hamowaniu. W takim przypadku konieczny jest demontaż tarczy i jaj pomiar w celu skontrolowania zmian grubości tarczy. Źródło: ATE

Podczas wymiany tarcz hamulcowych konieczne jest zwrócenie uwagi na stan piast oraz na stan powierzchni przylegania na feldze. Tutaj z pomocą może przyjść pomiar powierzchni czołowej piasty, czyli miejsca styku piasty z tarczą. Zdarzyć się może, że powierzchnia ta będzie zdeformowana. Przyczyną deformacji piasty może być na przykład zbyt mocne dokręcanie kół i tak zwane „przeciąganie” gwintów. Dzieje się to na przykład podczas przykręcania kół udarowym kluczem pneumatycznym. Jeśli powierzchnia czołowa piasty wykazuje odchyłkę osiową, to istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo, że problem bicia tarcz hamulcowych pojawi się bardzo szybko.
Kolejnym elementem który należy skontrolować są zaciski hamulcowe, a dokładnie ich prowadnice oraz tłok. Tu konieczna jest kontrola uszczelnień, ponieważ nawet minimalne ich pęknięcie może doprowadzić do „zapieczenia” się zacisku hamulcowego i jego niesprawności. Skutkiem będzie nadmierne zużycie jednej powierzchni ciernej tarczy hamulcowej i jej przegrzanie skutkujące koniecznością wymiany oraz nierównomierne zużycie klocków hamulcowych.

W przypadku montażu tarcz hamulcowych renomowanego producenta zachodzi pewność, że tarcze wykonane są zgodnie ze standardami technologicznymi. To oznacza odpowiedni sposób obróbki powierzchni ciernych a także zachowanie zalecanego przez producenta samochodu rygoru wymiarowego.
Powstawanie drgań w układzie hamulcowym najczęściej jest wynikiem:

• błędu montażowego polegającego na niestarannym oczyszczeniu powierzchni piasty w miejscu przylegania tarczy, 
• uszkodzenia innego elementu układu hamulcowego - na przykład zapieczonych prowadnic zacisku hamulcowego, lub nieprzesuwających się w zacisku klocków hamulcowych,
• luzów w układzie zawieszenia,nieprawidłowej geometrii zawieszenia,
• uszkodzenia piasty przez dokręcanie kół zbyt dużym momentem lub kluczem udarowym.

Warto jeszcze zwrócić jeszcze uwagę na mit powielany przez wiele osób: otóż często można spotkać się z opinią, że tarcze biją, ponieważ kierowca wjechał z dużą prędkością (po gwałtownym hamowaniu) w kałużę. Otóż należy sobie zadać pytanie, dlaczego takie same tarcze zamontowane fabrycznie nie zaczęły bić przez kilkadziesiąt tysięcy kilometrów, a dopiero po montażu, nowe zaczęły bić od rzekomej jazdy w deszczu? Praktycznie nie jest to możliwe. Tarcze zamontowane są w takim miejscu, że wjazd w kałużę na pewno im nie zaszkodzi i nie spowoduje ich gwałtownego zamoczenia. Oczywiści istnieje ryzyko, że na ich powierzchnię dostanie się woda, jednak będzie to nic nie znacząca dla tarczy ilość. Ryzyko uszkodzenia tarczy hamulcowej przez szok termiczny może zajść wtedy, gdy po gwałtownym hamowaniu samochód wjedzie na myjnię i od razu tarcze zostaną nagle oblane strumieniem zimnej wody z myjki ciśnieniowej.

Kontrola tarcz

Aby skontrolować tarcze hamulcowe należy po pierwsze dokładnie je obejrzeć i sprawdzić, czy nie występują na uszkodzenia mechaniczne. Dalszym krokiem jest pomiar tarcz.

Podczas montażu tarcz nowych w przypadku których zachodzi pewność, że fabrycznie są obrobione zgodnie ze wszystkimi standardami, taki pomiar wystarcza do określenia poprawności montażu. Jeśli przy pomiarze zachodzi odchyłka większa od zalecanej przez producenta oznacza to nieprawidłowość montażu polegającą najczęściej na nieprawidłowym oczyszczeniu piasty w miejscu osadzenia tarczy hamulcowej. Na odchyłkę pomiaru może mieć też tak zwane przeciągnięcie gwintów w piaście. Jest ono skutkiem używania nadmiernego momentu dokręcania śrub koła, na przykład przez użycie klucza udarowego.

W przypadku tarcz, które mają już pewien przebieg taki pomiar nie będzie miarodajny. Konieczne staje się wtedy zmierzenie obwodowych zmian grubości tarczy hamulcowej. W przypadku, gdy tarcza ma różnice w grubości może dochodzić do pulsowania pedału hamulca podczas hamowania. Dzieje się tak, ponieważ podczas obrotu koła zaciska hamulcowy będzie dociskał klocki do obracającej się tarczy, która w jednym punkcie ma większą grubość, a w innym mniejszą. Ponieważ układ hamulcowy jest sterowany hydraulicznie - zwiększająca się grubość tarczy będzie odpychała klocki hamulcowe. Siła ta dalej będzie przekazywana na tłok zacisku hamulcowego, a dalej przez płyn hamulcowy na pompę hamulcową i na pedał hamulca.

W tym przypadku stosowny pomiar powinien być wykonany z użyciem czujnika zegarowego z podparciem dolnym. Przy obracaniu tarczy będzie można wtedy stwierdzić, czy jest ona nierównomiernie zużyta. W połączeniu z testem na rolkach hamulcowych i w wypadku uszkodzenia tarcz hamulcowych polegającej na zmianie grubości pomiędzy pierścieniami trącymi tarczy hamulcowej zaobserwować wahania siły hamującej przy stałej sile nacisku na pedał hamulca. Taki test i powyższy pomiar pomoże w rozwiązaniu problemu.
Podczas montażu nowych tarcz możemy sprawdzić bicie poosiowe tarczy z przykręconym odpowiednim momentem kołem. W tym celu czujnik zegarowy powinien zostać zamocowany w miejscu montażu zacisku hamulcowego. Takie warunki pomiaru pozwalają na określenie bicia osiowego tarczy w warunkach najbardziej zbliżonych do warunków jazdy samochodu.

Czujnik zegarowy wyposażony w dolny zderzak pozwala zmierzyć zmiany grubości tarczy w trakcie jej obracania. Żródło: ATE

Podsumowując można powiedzieć, że podczas jakiejkolwiek naprawy, czy ingerencji w układzie hamulcowym konieczna jest jego dokładna inspekcja. Pozostawienie zabrudzonych powierzchni styku tarczy z piastą, uszkodzonych uszczelnień prowadnic zacisku hamulcowego, czy tłoka zacisku a nawet dokręcanie koła kluczem udarowym mogą skutkować wibracjami podczas hamowania, a w efekcie zniszczeniem tarcz hamulcowych i koniecznością przeprowadzenia gruntownej naprawy układu hamulcowego. Nie do pominięcia jest tutaj też wpływ wykonywanych prac na bezpieczeństwo - drgania w układzie hamulcowym powstają przez gwałtowne zmiany siły hamującej koło, co w niektórych sytuacjach na drodze może mieć niebezpieczne skutki.