Jak zbudowany jest układ hamulcowy?

Podstawowe zadania wykonywane przez układ hamulcowy to kontrola prędkości i zatrzymywanie pojazdu. Od jego sprawnego działania zależy więc w dużej mierze bezpieczeństwo wszystkich uczestników ruchu drogowego. Proces hamowania odbywa się przy współpracy zespołu elementów. Do czego służą zaciski hamulcowe i od czego zależy rozkład siły hamowania? Poznaj elementy budowy układu oraz dowiedz się, jak w porę rozpoznać awarię.

Według policyjnych statystyk 8 procent. samochodów, które brały udział w wypadkach w 2022 roku, miało usterki układu hamulcowego. Bagatelizowanie sygnałów świadczących o problemach z hamulcami jest więc nieodpowiedzialne nie tylko z punktu widzenia własnego bezpieczeństwa, ale też innych kierowców i pieszych. Dlatego bardzo ważne są regularne przeglądy, wykonywane rutynowo po przejechaniu 15 tys. km, oraz przed rozpoczęciem sezonów letniego i zimowego. Układ hamulcowy jest sprawdzany m.in. podczas kontroli autokarów przewożących dzieci. Jak zalecają służby, takie badania powinni przeprowadzać także kierowcy osobówek przed każdą, dłuższą trasą. Co ważne, usterki hamulców zdarzają się we wszystkich typach aut, niezależnie od wieku. Warto też pamiętać o tym, że na układ składają się różne elementy eksploatacyjne, które trzeba wymieniać po pokonaniu określonej liczby kilometrów. Niezbędna jest do tego wiedza na temat części układu hamulcowego i sposobu jego działania.

W dalszej części artykułu przeczytasz między innymi o:

• rodzajach układów hamulcowych,
• budowie podstawowego układu hamulcowego,
• schemacie działania hamulców w aucie,
• sygnałach świadczących o usterkach w układzie hamulcowym,
• wymianie elementów eksploatacyjnych układu hamulcowego.

Układ hamulcowy podstawowy i ręczny – rodzaje

Funkcje, jakie spełnia układ hamulcowy w samochodzie, to zmniejszanie prędkości, zatrzymywanie pojazdu będącego w ruchu oraz zapobieganie stoczeniu (w trakcie postoju na pochylonej powierzchni). Służą temu dwa typy układów, w które zgodnie z przepisami musi być wyposażone każde auto:

• podstawowy (inaczej roboczy),
• pomocniczy (nazywany awaryjnym lub ręcznym).

Wspomniane wcześniej układy różnią się od siebie przede wszystkim sposobem aktywacji. Podstawowy uruchamia się po naciśnięciu na pedał hamulca. Pomocniczy wymaga pociągnięcia za dźwignię lub wciśnięcia odpowiedniego przycisku. Hamulec ręczny wykorzystuje się zazwyczaj podczas postoju lub w sytuacjach awaryjnych.

Układy hamulcowe mogą charakteryzować się również odmienną budową i zasadą działania. Standardem są też obecnie systemy dodatkowe, które mają za zadanie poprawić bezpieczeństwo oraz wydajność hamowania, jak np. ABS. Chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat? Zajrzyj na bloga Inter Cars: System ABS – co to takiego? Funkcje i działanie.

Podział według budowy

Budowa układu hamulcowego determinuje sposób wytwarzania siły hamowania. Od niej zależy również wydajność procesu oraz odporność poszczególnych elementów. Biorąc pod uwagę konstrukcję układu, wyróżnia się hamulce:

• bębnowe,
• tarczowe,
• taśmowe.

Ostatni z wymienionych układów był stosowany na samym początku rozwoju motoryzacji. To prosta konstrukcja, w której wykorzystywano taśmę cierną nawiniętą na bęben hamulcowy. Proces zatrzymywania pojazdu odbywał się poprzez naprężenie taśmy.

Coraz rzadziej można też spotkać się z hamulcami bębnowymi. Na czym polega ten typ układu? Składa się on z obracającego się wraz z kołem bębna. W jego wnętrzu znajdują się szczęki, przymocowane do nieobrotowej części koła. W wyniku rozpierania tłoczkiem hamulcowym szczęki zaczynają trzeć o bęben, dzięki czemu możliwe jest hamowanie. Wadą tego układu jest słabo rozłożony nacisk na elementach ciernych, przez co zatrzymywanie pojazdu bywa utrudnione.

Układ tarczowy jest lżejszy, wydajniejszy i mniej podatny na usterki niż bębnowy. Dlatego jest w niego wyposażony praktycznie każdy, współczesny samochód. Tarcze nie są też narażone na przegrzewanie się, co ułatwia hamowanie z wysokich prędkości. Zarówno tarczowe, jak i bębnowe hamulce to układy cierne. Oznacza to, że zatrzymują rozpędzony samochód przy pomocy sił tarcia.

Klasyfikacja według sposobu uruchomienia

Hamulce w samochodzie różnią się od siebie także sposobem, w jaki jest wytwarzana siła hamowania. W większości aut osobowych stosuje się hamulce hydrauliczne. W pojazdach ciężarowych i użytkowych wykorzystuje się z kolei hamulce pneumatyczne (do zatrzymania pojazdu jest wtedy potrzebna większa siła). W lekkich przyczepach oraz rowerach i motorowerach używane są natomiast hamulce mechaniczne (głównie jako postojowe lub najazdowe). Znacznie rzadziej można spotkać się z układami mieszanymi (np. hydrauliczno-pneumatycznym).

Hydrauliczny układ hamulcowy pracuje na zasadzie prasy hydraulicznej. Jak to wygląda? W momencie naciśnięcia pedału hamulca w układzie zaczyna być tłoczony płyn, który jest transportowany do tłoków znajdujących się w kołach. W efekcie dochodzi do ich zatrzymania. Układ zazwyczaj jest wspomagany podciśnieniem, które powstaje w układzie dolotowym (silniki benzynowe) lub pompie próżniowej (jednostki wysokoprężne). Hamulce hydrauliczne równomiernie rozkładają siłę hamowania. Najczęściej stosuje się w nich dwa obwody.

Układy pneumatyczne działają nieco inaczej. W pojazdach ciężarowych po naciśnięciu pedału hamulca aktywuje się zawór pneumatyczny. Zmniejsza on ciśnienie w układzie, co powoduje uruchomienie się hamulców. Do podtrzymania ciśnienia stosuje się zaś sprężarkę, najczęściej napędzaną przez silnik samochodu. Zapasy sprężonego powietrza gromadzą się w zbiornikach.

Układ hamulcowy – budowa i podstawowe elementy

Z jakich części składa się układ hamulcowy? Budowa zależy od zastosowanego rodzaju konstrukcji. W osobówkach najczęściej jest to układ tarczowy uruchamianym hydraulicznie, dlatego warto przyjrzeć się właśnie tej strukturze. Znajomość elementów biorących udział w zatrzymaniu pojazdu pozwoli lepiej zrozumieć cały proces oraz szybciej dostrzec objawy awarii. Poniżej znajdziesz listę najważniejszych podzespołów tarczowego układu hamulcowego.

Klocki hamulcowe

Zadaniem klocków jest wytworzenie siły hamowania, do czego dochodzi w wyniku obustronnego nacisku na tarczę hamulcową. Są zbudowane z kilku warstw, m.in. płytki nośnej, warstwy podkładowej i materiału ciernego.

Klocki są elementem roboczym układu hamulcowego, dlatego podlegają ciągłej eksploatacji. Według zaleceń mechaników należy zastąpić je nowymi po przebyciu ok. 20-40 tys. km lub kiedy ich grubość spadnie poniżej 3 mm. Co ważne, zawsze wymienia się klocki we wszystkich kołach (opcjonalnie osiami). Różnica w ich grubości będzie bowiem prowadzić do utraty stabilności przy hamowaniu.

Tarcze hamulcowe

Przypominają z wyglądu metalowe dyski. Tarcze są zamocowane przy każdej piaście koła i obracają się razem z nimi w trakcie jazdy. Podczas hamowania rozgrzewają się do ponad 500 stopni Celsjusza: muszą być więc odporne na działanie wysokich temperatur. Z tego powodu produkuje się je ze specjalnych, szybko stygnących stopów stali.

Zgodnie z harmonogramem serwisowym tarcze trzeba zastąpić nowymi co drugą wymianę klocków. Jest to jednak tylko teoria: zużycie tego elementu zależy m.in. od rodzaju materiału, z jakiego został wykonany (np. tarcze ceramiczne i węglowo-ceramiczne są drogie, ale wymienia się je bardzo rzadko). Zmiana będzie konieczna zawsze, jeśli doszło do poważnego uszkodzenia lub pęknięcia tarczy.

Zaciski i tłoczki zacisków hamulcowych

Kolejne istotne części układu hamulcowego to zaciski oraz tłoczki zacisków. Pierwsze z nichznajdują się przy zwrotnicy koła i zazwyczaj są wykonane z żeliwa lub mocnej stali. Zaciski odpowiadają za utrzymanie klocków hamulcowych we właściwej pozycji. To w nich jest produkowana energia niezbędna do dopchnięcia klocków do tarczy. Zacisk dociska jeden z klocków, a następnie porusza się w drugą stronę i napiera na kolejny. Wytworzona siła tarcia pozwala na zatrzymanie.

Tłoczki hamulcowe są zlokalizowane w zaciskach. Mają postać ruchomych, metalowych walców, a ich zadaniem jest przyciskanie klocków do tarcz pod wpływem ciśnienia wytwarzanego przez pompę. Zaciski i tłoczki zużywają się w różnym tempie. Czasami, jeśli ich stan na to pozwala, nie trzeba ich wymieniać, ale możliwa jest ich regeneracja.

Pompa hamulcowa i serwo

Pompa hamulcowa jest niewielkim elementem służącym do wytworzenia odpowiedniego ciśnienia płynu hamulcowego. Dzięki jej pracy na elementy wykonawcze układu (m.in. zaciski) jest wywierany odpowiedni nacisk. Pompa jest bezpośrednio połączona z pedałem hamulca. Działanie pompy zazwyczaj wspiera serwo hamulcowe, które generuje dodatkowe podciśnienie. Dzięki niemu kierowca nie musi używać dużej siły, żeby zatrzymać auto. Serwo jest umieszczone przy grodzi, oddzielającej silnik od kabiny.

Kiedy należy wymienić pompę i jakie są objawy jej uszkodzenia? Przeczytasz o tym na blogu Inter Cars: Pompa hamulcowa – co warto o niej wiedzieć? Rodzaje i ceny.

Płyn hamulcowy i przewody hamulcowe

Płyn hamulcowy to ciekła część układu, która odpowiada za przenoszenie ciśnienia z pedału na klocki. Z chemicznego punktu widzenia jest wieloskładnikową mieszaniną odporną na działanie wysokich temperatur. Wymiana płynu powinna odbywać się co dwa lata lub po przejechaniu 40 tys. km. Przewody hamulcowe łączą wszystkie hydrauliczne elementy układu. W trakcie hamowania znajdujący się w nich płyn przenosi się z pedału na tłoczki. Wyróżnia się dwa rodzaje przewodów: sztywne i elastyczne (stosuje się je wyłącznie przy kołach).

Korektor siły hamowania

Budowa układu hamulcowego uwzględnia też proporcje obciążenia przedniej i tylnej osi. Dlaczego jest to ważne? W większości aut silnik jest umiejscowiony z przodu, co zaburza rozkład masy pojazdu. Skupienie ciężaru w przedniej osi mogłoby powodować „nurkowanie” podczas zatrzymania. Zamontowany w okolicach tylnej części korektor siły hamowania, zmienia stosunek ciśnień w hamulcach, rozdzielając siły i zapewniając stabilność.

Dawniej wszystkie samochody bez ABS-u były wyposażone w korektory. Obecnie jest to już nieco archaiczne rozwiązanie, które spotyka się wyłącznie w starszych modelach. Nowoczesne auta korzystają z bardziej zaawansowanych systemów, jak EBD (elektroniczny rozdział siły hamowania).

Pedał hamulca

To od pedału hamulca rozpoczyna się proces zatrzymywania pojazdu. Jest on umiejscowiony pod deską rozdzielczą pomiędzy pedałami sprzęgła i gazu. A w przypadku automatycznej skrzyni biegów znajduje się po lewej stronie.

Naciskając na pedał, kierowca uruchamia układ hamulcowy. Od ilości użytej siły zależy szybkość całego procesu, a także to, czy auto zatrzyma się, czy jedynie zwolni. Pod pedałem jest zlokalizowany czujnik, który umożliwia automatyczne zapalenie się tylnych świateł „stop”. Wspomniany czujnik przekazuje też informacje do innych systemów, np. ABS-u.

Układ hamulcowy – schemat działania

Hamowanie jest jednym z najczęściej wykonywanych manewrów w ruchu drogowym. Jak wygląda cały proces z punktu widzenia budowy układu hamulcowego? 

1. Wciśnięcie pedału hamulca przez kierowcę.
2. Przekazanie informacji o naciśnięciu hamulca przez czujnik i uruchomienie świateł „stop”.
3. Zwiększenie siły nacisku przez serwo.
4. Wzrost ciśnienia wytłaczanego w pompie hamulcowej.
5. Przepływ płynu hamulcowego do sztywnych, a następnie elastycznych przewodów hamulcowych.
6. Wysunięcie się tłoczków hamulcowych w wyniku nacisku wywieranego przez płyn.
7. Dociśnięcie klocków do tarczy.
8. Powstanie siły tarcia: okładziny cierne klocków zaczynają ocierać się o powierzchnie robocze tarcz hamulcowych.
9. Pod wpływem tarcia samochód zatrzymuje się lub zwalnia.

Układ hamulcowy jest też wspierany przez systemy wspomagania hamowania, które aktywują się w momencie wykrycia określonych problemów, zapobiegając np. wpadnięciu w poślizg.

Zepsute hamulce w samochodzie? Poznaj pierwsze objawy

Nawet najmniejsze usterki w układzie hamulcowym wymagają pilnej diagnostyki. Jakie symptomy powinny skłonić do szybkiej wizyty u mechanika?

Pierwsze objawy niesprawności układu hamulcowego to niepokojące zachowanie auta po wciśnięciu pedału hamulca. Może być to drganie kierownicy, piszczenie hamulców, wibrowanie lub wpadanie pedału w podłogę. Dość częste jest też ściąganie samochodu na boki podczas hamowania, stukot tarcz i dźwięk tarcia. Wszystkie te objawy wskazują na to, że należy zdiagnozować układ hamulcowy. Budowa i rozmieszczenie poszczególnych elementów wpływają z kolei na ich zużycie oraz skłonność do awarii. Najbardziej narażone są klocki, tarcze i zaciski hamulcowe. Usterki mogą też wiązać się z wyciekiem płynu, spowodowanym przez niesprawne przewody. Jeśli chcesz zadbać o hamulce, pamiętaj o tym, że lepiej jest obchodzić się z nimi ostrożnie. Unikaj gwałtownego naciskania na pedał, a kiedy to możliwe, hamuj silnikiem – doradza ekspert Inter Cars.

Zadbaj o układ hamulcowy z Inter Cars!

Do bezpiecznego zmniejszenia prędkości jazdy i unieruchomienia pojazdu niezbędne są sprawne hamulce w samochodzie. Dlatego należy regularnie dokonywać przeglądu całego układu i na bieżąco kontrolować stan poszczególnych elementów. Oznacza to też konieczność wymiany (co określony czas) klocków, tarcz i płynu hamulcowego. Wybierając odpowiednie części, kieruj się jakością, wytrzymałością materiałów oraz dopasowaniem do Twojego modelu auta. W przypadku układu hamulcowego lepiej mieć pewność, że wszystkie podzespoły są w jak najlepszym stanie. Gdzie znajdziesz takie części zamienne? W sklepie motoryzacyjnym Inter Cars. Zaopatrzysz się tu nie tylko w tarcze czy klocki, ale też płyny eksploatacyjne oraz niezbędne narzędzia. Dobrym pomysłem będzie też czujnik zużycia klocków, który poinformuje, że nadszedł czas wymiany.

Sprawny układ hamulcowy to podstawa bezpiecznej jazdy

Znając części układu hamulcowego, możesz łatwiej zadbać o stan Twojego samochodu. To z kolei przekłada się na wyższy poziom bezpieczeństwa. Jeśli zauważysz jakiekolwiek niepokojące objawy, nie zwlekaj też z wizytą u mechanika. Zbyt długie eksploatowanie elementów roboczych osłabi skuteczność hamowania i może być przyczyną wypadku. Nie zapomnij, że na trwałość ma wpływ także styl jazdy kierowcy. Podczas codziennego użytkowania auta stosuj się do zaleceń ekspertów, rozważnie wciskając pedał i hamując silnikiem. Dzięki temu klocki i tarcze będą zużywać się w wolniejszym tempie.