Kolejny dzień, wstajesz, poranna toaleta, kawa, śniadanie, wyjście do garażu lub na parking, wsiadasz, jedziesz. Dojeżdżasz do pierwszego skrzyżowania, czerwone światło, hamujesz i nieznośny pisk rozdziera dźwięk budzącego się miasta. Dlaczego hamulce piszczą? Wbrew pozorom przyczyn może być wiele, a problem może wydawać się nie taki błahy. Jak pozbyć się tego irytującego problemu?
Układ hamulcowy to jeden z najważniejszych systemów w każdym samochodzie. Chyba zgodzimy się, że jazda autem bez hamulców to wyrafinowana forma samobójstwa i narażenie innych uczestników ruchu drogowego. Zwykle się nad tym nie zastanawiamy, ale współczesne samochody, zdolne do wytracenia prędkości 100 km/h na dystansie krótszym niż 40 metrów to wyczyn, który był nieosiągalny przez całe dziesięciolecia w najlepszych sportowych bolidach. Żeby jeszcze było ciekawiej, w pierwszych pionierskich wehikułach powstałych u zarania historii motoryzacji pod koniec XIX wieku, hamulców w zasadzie nie było, ale nie były one potrzebne, bo samo pokonanie oporów pierwszych układów napędowych przy niewielkich mocach pierwszych silników było znacznie większym wyzwaniem. Nikt wówczas nie zadawał sobie pytania “jak zahamować?”, lecz “jak ruszyć?”. Na początek trochę historii hamulców.
Zobacz też: jak działa silnik spalinowy?
Bertha Benz i pierwsze okładziny hamulcowe świata
Pierwsze hamulce były bardzo prymitywnymi rozwiązaniami. Pierwszy trójkołowy wehikuł Benz Patent-Motorwagen Nummer 1 zbudowany przez Carla Benza w 1885 roku w ogóle ich nie miał. Jednak Carl Benz, jako jeden z pierwszych, którym udało się ruszyć spalinowy wehikuł z posad w kolejnym modelu Nummer 2 zaprojektował wyjątkowo prymitywny hamulec ręczny, w którym drewniany klocek tarł o koło. Jedno. Carl Benz choć zbudował innowacyjny jak na tamte czasy pojazd, nie potrafił za bardzo wypromować swojego wynalazku. Zrobiła to za niego żona, Bertha Benz, bez której wsparcia (i posagu) Carl niczego by nie skonstruował.
5 sierpnia 1888 roku Bertha zapakowała do Benz Patent-Motorwagen No. 3 (ten miał już dwa hamulce) swoich dwóch nastoletnich synów – Richarda i Eugena i ruszyła w pierwszą w historii ludzkości podróż długodystansową. Nie znaczy to, że bezkonne wehikuły nie jeździły już wcześniej, ale dystanse były zdecydowanie krótsze. Bertha z synami wyruszyła z Mannheim do Pforzheim pokonując w czasie 12 godzin dystans ok. 106 km, na trasie pozbawionej dróg, jakie mamy dziś, bez żadnego mechanika po drodze, bez żadnej stacji benzynowej, a wszystko to autem o iluzorycznych hamulcach i pozbawionym zbiornika paliwa (zapas paliwa wynosił jedynie ok. 4,5 litra, bo tyle mieściło się w gaźniku).
Pani Benz, jako pragmatyczna osoba, której technika była nieobca, poradziła sobie z szeregiem problemów na trasie. Szpilką do kapelusza oczyściła zatkany przewód paliwowy, użyła własnej podwiązki jako materiału izolacyjnego, a braki paliwa ogarnęła w miejskiej aptece w miejscowości Wiesloch w Badenii-Winterbergii. Czemu apteka? Przypomnę: stacji benzynowych wówczas nie było, a w aptece można było kupić ligroinę, rozpuszczalnik naftowy, pełniący w wehikule Benza rolę paliwa. Co do hamulców, drewniany klocek zastosowany przez Carla Benza, dość szybko odmówił posłuszeństwa na dłuższym dystansie, nawalił także łańcuch przenoszący napęd z silnika na koła. Mechaników też nie było, ale sprytna pani Benz odwiedziła kowala, który załatwił sprawę z łańcuchem, natomiast kwestię hamulców Bertha rozwiązała odwiedzając wiejskiego szewca, który przygotował dla niej dwa skrawki skóry, które pani Benz wykorzystała jako pierwsze w historii motoryzacji okładziny hamulcowe. Podejrzewam, że gdyby piszczenie hamulców było wówczas głównym problemem, pani Benz też by sobie poradziła. Przejdźmy do bardziej współczesnych rozwiązań.
Dlaczego hamulce piszczą? Krótki wykład na temat układu hamulcowego
Współczesne układy hamulcowe, zarówno te wykorzystujące bębny (wynalazek Francuza, Louisa Renault z 1902 roku), czy tarcze (patent na taki układ zdobył również w 1902 roku Brytyjczyk, Frederick William Lanchester) również nie są nowością, ale przez dekady istnienia obu typów rozwiązań na rynku, systematycznie je dopracowywano.
Ciekawostką jest też fakt, że choć dziś powszechnie uznaje się za lepsze hamulce tarczowe, to wówczas, gdy oba rozwiązania doczekały się opatentowania, większość wybierała hamulce bębnowe. Powód? Koszmarny hałas generowany przez tarczowe hamulce Lanchestera, w których ich pomysłodawca użył miedzianych okładzin hamulcowych na metalowych tarczach. Możecie sobie wyobrazić jaki to był dźwięk. Od każdego hamowania zęby bolały każdego w promieniu kilometra. Kilka lat później Herbert Frood, również Brytyjczyk, usunął nadmiar hałasu wykorzystując okładziny z azbestu – były znacznie cichsze. I faktycznie azbest zaczął królować w roli głównego składnika materiału ciernego okładzin hamulcowych aż do lat 70. XX wieku, kiedy zrozumiano, że owszem, materiał ten miał świetne właściwości cierne, ale za to okazał się rakotwórczy.
Obecnie większość nowych aut wyposażona jest w tarczowy układ hamulcowy, w którym nie ma już śladu azbestu. W układzie hamulcowym, oprócz najbardziej widocznych zza felg kół tarcz hamulcowych mamy dociskane przez układ hydrauliczny zaciski z wymiennymi klockami hamulcowymi. Co się dzieje, gdy naciskamy pedał hamulca we współczesnym aucie? Najpierw aktywowane są czujniki (współpracujące m.in. z systemem ABS) i uaktywniane jest serwo pompy hamulcowej. Dzięki wspomaganiu pompy, nie trzeba naciskać mocno na hamulec, by poczuć, że auto hamuje.
Proces hamowania to zamiana energii kinetycznej pojazdu na energię cieplną rozpraszaną przez okładziny hamulcowe i tarcze. To właśnie dlatego w autach o większej wydajności układ hamulcowy jest dodatkowo chłodzony, a tarcze wentylowane.
Zobacz to! 10 najlepiej hamujących aut świata, które możesz kupić
Podejrzane dźwięki – nie tylko pisk
Układ hamulcowy nigdy nie jest bezgłośny, jednak hamowanie najczęściej obywa się bez pisków. Jednak irytujących i nietypowych dźwięków może być więcej. Jeżeli dotychczas nasze auto nie generowało podczas hamowania żadnych podejrzanych dźwięków, a nagle słyszymy jakieś skrzypienia, dziwne stukanie, piski, czy chrobot, to nie należy przechodzić z tym do porządku dziennego. Oznacza to, że coś się zmieniło w układzie hamulcowym. A ponieważ hamulce to bezpieczeństwo, jakiekolwiek objawy powinny wzmóc naszą czujność. Gdy objaw piszczenia pojawił się bez żadnej zewnętrznej ingerencji, może on wynikać po prostu z zanieczyszczenia zacisków hamulcowych. Na przykład jeżeli rdza dostanie się na klocek nie jest on równomiernie dociskany do tarczy, pojawiają się drgania, a gdy mają one odpowiednio wysoką częstotliwość, pojawia się pisk. W takim przypadku pomaga zwykle oczyszczenie zacisków hamulcowych. Warto jednak, by hamulce obejrzał fachowiec, bo pisk, którego nie było wcześniej może być również objawem zużycia bądź to klocków, bądź tarcz. Pamiętajmy, hamulce się zużywają i prawidłowa eksploatacja pojazdu wymaga okresowej wymiany zużywających się części. W starszych autach stosowano niekiedy zamiast czujników elektronicznych (powiadamiających kierowcę o zużyciu hamulców) prosty trik, polegający na tym, że wewnątrz okładziny klocka wstawiano blaszkę, gdy zużycie było już znaczne, blaszka zaczynała trzeć o tarczę czego po prostu nie sposób nie usłyszeć. To sygnał, że klocki trzeba wymienić.
Dlaczego hamulce piszczą? W końcu dopiero co je zmieniałem?
Jeżeli niepożądane efekty akustyczne towarzyszące hamowaniu autem pojawiły się bezpośrednio po wyjeździe z warsztatu, w którym akurat coś było robione z układem hamulcowym, to możliwych przyczyn jest kilka. Na przykład jeżeli pojechaliście do warsztatu wiedząc, że do wymiany są klocki hamulcowe, a fachowiec po oględzinach stwierdza, że tarcze również są już mocno zużyte, to nie znaczy, że zawsze chcą was oszukać? Tarcze także się zużywają. Owszem, najczęściej nieco wolniej niż klocki, ale je również co jakiś czas trzeba wymieniać.
Możliwe też, że prace serwisowe nie zostały przeprowadzone tak jak należy. Zamocowanie nowych klocków w zabrudzonym zacisku to spory błąd, który nie tylko może powodować nieprzyjemne efekty akustyczne. Dodatkowo brak rozruszania zacisku może spowodować, że krótko po naprawie, hamulec się w ogóle zablokuje i trzeba będzie wzywać lawetę. W przypadku, gdy zestaw naprawczy układu hamulcowego w jakimś modelu zawiera tzw. klocki kierunkowe (są one asymetryczne i należy je odpowiednio założyć w zacisku), które zostaną źle zamontowane, również efektem może być to, że hamulce piszczą.
Obecnie wiele klocków hamulcowych wyposażanych jest w elementy tłumiące drgania, właśnie po to, by ograniczyć niepożądane efekty dźwiękowe. Jednak w przypadku najtańszych części eksploatacyjnych niska cena może wynikać także z braku takich elementów, w rezultacie założenie taniego produktu również może powodować piszczenie hamulców.
Z piszczeniem mogą się zetknąć także fani przesadnego tuningu. Jeżeli tak bardzo chciałeś podrasować swoje auto, że wyposażyłeś je w wyczynowe klocki hamulcowe to nie zdziw się, gdy będą one piszczeć podczas hamowania. Zadaniem wyczynowych komponentów jest przede wszystkim wytrzymałość, a nie komfort akustyczny kierowcy. Hamulce wyczynowe mają wytrzymać ekstremalne temperatury i sprostać wymogom wyścigowym, zatem montaż w nich czegokolwiek co mogłoby ograniczyć efekty dźwiękowe przy hamowaniu nie ma sensu.
Przeczytaj też: filtr cząstek stałych, DPF, GPF, FAP – jak o niego dbać?