Czy montaż wyczynowych klocków hamulcowych jest dozwolony?

Różnice w konstrukcji klocków hamulcowych

Konstrukcja klocków hamulcowych może wydawać się bardzo prosta. Co więcej, elementy wykorzystywane w częściach przeznaczonych dla pojazdów wyczynowych i drogowych są wizualnie bardzo podobne. W obu przypadkach podstawą jest blacha nośna i materiał cierny. Na tym jednak właściwie kończą się wszystkie podobieństwa.

„Różnice zaczynają się już podczas wybierania blachy nośnej. W klockach do codziennych zastosowań sporadycznie stosowane jest rozwinięcie powierzchni blachy, które zwiększa wytrzymałość połączenia materiału ciernego z płytką nośną. Jest to spowodowane tym, że przeciętny kierowca bardzo rzadko naciska pedał hamulca z pełną siłą przy dużych prędkościach, w związku z czym energia przekazywana do układu hamulcowego nie jest na tyle duża, żeby zerwać materiał z blachy nośnej. W zwykłych klockach przeważnie wystarcza połączyć płytkę nośną z otworami specjalnym klejem” – mówi Tomasz Orłowski, szef Działu Badań i Rozwoju Lumag, producenta klocków hamulcowych Breck. „W klockach wyczynowych sytuacja jest zupełnie odwrotna. Kierowca wyścigowy walczy o każdy ułamek sekundy i stara się maksymalnie opóźnić hamowanie. W związku z tym na układ hamulcowy działają duże siły ze stosunkowo dużą częstotliwością. Klocki hamulcowe nagrzewają się również do znacznie wyższych temperatur. Zastosowanie więc samego kleju jako sposobu związania materiału z blachą prawdopodobnie w większości przypadków zakończyłoby się jego ścięciem i efektownym wypadnięciem z toru.” – dodaje ekspert marki Breck.

Zobacz też: Jak wybrać klocki i tarcze hamulcowe

W przypadku drugiego kluczowego elementu budowy klocka hamulcowego – mieszanki ciernej – podstawową różnicą jest przede wszystkim to, że składniki dla aut wyczynowych oparte są na związkach najwyżej jakości. Stosowany jest także inny środek wiążący. Jego rozkład termiczny zachodzi w dużo wyższych temperaturach – pozwala to zapobiegać tzw. fadingom, czyli spadkom skuteczności hamowania w wysokich temperaturach.

Najistotniejsze są jednak różnice w oczekiwaniach kierowców. Podczas jazdy samochodem osobowym po normalnych drogach publicznych rzadko kiedy osiągane są górne wartości możliwości klocków. Sporadycznie zdarza się (np. przy zjeździe z dużego wzniesienia z pełnym obciążeniem), że tarcza i klocki hamulcowe samochodów osobowych przekraczają temperaturę 300°C, a rejony wartości krytycznej osiągane są jedynie w sytuacjach kryzysowych, takich jak np. wtargnięcie pieszego na pasy. Produkty przeznaczone dla „standardowych” pojazdów opracowywane są w większości pod kątem komfortu użytkowania. Docierają się one po około 100 - 200 km, nie piszczą, pylą w niewielkim stopniu, starczają na kilkadziesiąt tysięcy kilometrów oraz nadmiernie nie zużywają tarczy hamulcowej. Dodatkowo pokryte są farbą, która chroni je głównie przed korozją i, co za tym idzie, blokowaniem się w zacisku.

Parametry eksploatacyjne opracowane dla klocków hamulcowych przeznaczonych dla pojazdów wyczynowych, za kierownicą których siadają najlepsi kierowcy, tacy jak Krzysztof Hołowczyc, są drastycznie inne. Docieranie, czyli tzw. bedding, trwa bardzo krótko, a temperatury osiągane w jego układzie hamulcowym potrafią dochodzić nawet do 900°C. W ekstremalnych warunkach, np. podczas rajdów terenowych, zwykłe klocki bardzo szybko straciłyby skuteczność, degradowałyby się z zastraszającą prędkością i prawdopodobnie zużyłby się, pozostawiając bardzo dużo osadu na powierzchni tarczy lub rozpadłyby się jeszcze przed zakończeniem wyścigu. Jednocześnie bardzo często klocki „racingowe” pokryte są specjalną farbą lub miedzią, która ma je chronić przed korozją, ale ponadto musi być bardzo odporna termicznie i wytrzymała na zróżnicowane warunki pogodowe.

„Klocki wyczynowe gwarantują stały współczynnik tarcia na poziomie 0,4 (lub wyższy) w całym zakresie pracy, bez względu na to, czy jest to pierwsze zahamowanie w wyścigu przy temperaturze 100°C, czy ostatnie przy 900°C. Ze względu na to, że zarówno układ napędowy, jak i hamulcowy są praktycznie cały czas maksymalnie obciążone, energia kinetyczna podczas pojedynczego zahamowania jest bardzo duża, a hamulce mają mało czasu na schłodzenie. W rezultacie, mimo zastosowania najwyższej jakości materiałów, wyczynowe klocki hamulcowe zmieniane są co kilkaset, a nie kilkadziesiąt tysięcy kilometrów, jak w przypadku części dla aut osobowych. Komfort użytkowania jest również jedną z ostatnich rzeczy na liście priorytetów, dlatego producenci nie zwracają uwagi na piski czy pylenie” – mówi Maciej Młodzikowski, specjalista ds. badań w firmie Lumag, producenta klocków hamulcowych Breck.   

Zobacz też: Problemy z homologacjami układów hamulcowych

Przy omawianiu różnic pomiędzy klockami wyczynowymi a cywilnymi warto też wspomnieć o jeszcze jednym, nietechnicznym czynniku. W sportach motorowych, poza zaawansowaną techniką, niezwykle istotny jest także indywidualny styl jazdy zawodnika. Dla kierowcy sportowego kombinacja zmiennych elementów - procentowego udziału czasu hamowania w trakcie całego wyścigu oraz maksymalne przeciążenia towarzyszące procesowi hamowania - często decyduje o zwycięstwie lub porażce.

„Dla inżynierów z działu badań i rozwoju te dwa elementy są bardzo cennym nośnikiem informacji, pozwalającym zaproponować kierowcy rajdowemu produkt precyzyjnie dopasowany do jego stylu jazdy. Jest to możliwe, gdyż na laboratoryjnych stanowiskach badawczych można w sposób niemal idealny odwzorować tego rodzaju niuanse. Natomiast w przypadku testów dla klocków „cywilnych” w zasadzie nie uwzględnia się stylu jazdy kierowcy. W tym wypadku kluczowe znaczenie odgrywają trwałość, skłonność do pylenia czy cichobieżność pracy” – dodaje Maciej Roguszka, specjalista ds. badań w firmie Lumag.

Czy montaż wyczynowych klocków hamulcowych jest dozwolony?

Materiały cierne stosowane w klockach hamulcowych przeznaczonych dla aut wyczynowych nie posiadają homologacji R90. Prawdopodobnie nie przeszłyby badań homologacyjnych ze względu na zbyt wysoki współczynnik tarcia w stosunku do klocków „cywilnych”. Tego rodzaju części nie posiadają również czujników zużycia oraz tzw. shimów (nakładek antypiskowych). Użycie tych akcesoriów jest zbędne ze względu na potencjalne pogorszenie zawodności hamulca – shim może się odczepić, a czujnik spalić. W rezultacie klocki hamulcowe przeznaczone dla aut wyczynowych nie mogą być wykorzystywane w pojazdach poruszających się po drogach publicznych w ramach codziennej eksploatacji.

„Hamulce samochodów wyścigowych hamują zdecydowanie lepiej niż normalne zwłaszcza w wysokich temperaturach. Jednocześnie zazwyczaj mocno piszczą przy normalnych delikatnych hamowaniach, co jest niedopuszczalne w przypadku hamulców dla standardowych aut osobowych. Ze względu na specyficzne właściwości, zastosowanie wyselekcjonowanych składników oraz inne koszty amortyzacji związane z bardzo małą produkcją,  pomimo braku wielu akcesoriów, są o wiele droższe od zwykłych klocków.” – podsumowuje Damian Banach, inżynier z Działu Badań i Rozwoju Lumag

Części motoryzacyjne, takie jak klocki hamulcowe stosowane w wyścigach rajdowych, nie znajdują zastosowania w samochodach cywilnych, ponieważ wyzwania stawiane poszczególnym elementom pojazdu w motorsporcie absolutnie nie stanowią odzwierciedlenia zwykłej, codziennej eksploatacji auta. Mnogość różnych rodzajów nawierzchni, niezliczona ilość kombinacji zakrętów, zmienne warunki pogodowe, a także różne style jazdy kierowców, są prawdziwym wyzwaniem dla producentów. Jednocześnie rywalizacja w zawodach, takich jak Baja Poland lub Rajd Polski  jest doskonałym „poligonem badawczym” dla rozwoju zaangażowanych w nią marek, a opracowane na potrzeby rajdu zaawansowane rozwiązania mogą być później transferowane do części wykorzystywanych na co dzień w samochodach, tworząc tym samym przewagę konkurencyjną.

Źródło: Materiały prasowe Breck