Klocki hamulcowe - organiczne czy sintermetalowe?

Prawdziwym przełomem było powszechne zastosowanie hamulców tarczowych. Powszechne, bo warto wspomnieć, że hamulec tarczowy pojawił się w 1902 roku, na cztery lata przed pierwszym hamulcem bębnowym.

Pierwszym seryjnym motocyklem wyposażonym w hydrauliczny hamulec tarczowy była MV Agusta 600 z 1966 r., ale rozwiązanie to rozpowszechniła tak naprawdę Honda CB 750 zaprezentowana w 1969 roku.

Przez wiele lat powszechne było stosowanie materiału ciernego z domieszką azbestu, który charakteryzuje się wysoką odpornością termiczną. Po odkryciu rakotwórczych właściwości azbestu, jego stosowanie w Europie zostało ograniczone już w latach 70., a pod koniec lat 80. całkowicie zakazane. Odporność termiczna materiałów ciernych jest niezwykle istotna, gdyż istotą hamowania jest zamiana energii kinetycznej w cieplną. Temperatury generowane w procesie hamowania są w dużej mierze uzależnione od rodzaju stosowanych okładzin klocków hamulcowych.

Okładziny typu „sinter”

Dziś królują właściwie dwa rodzaje okładzin: organiczne i ze spieków metali, zwane sinterami lub sintermetalami. Główną cechą tych drugich jest fakt, że powstają, jak nazwa wskazuje, z różnych rodzajów metali, które łączone są ze sobą, podobnie jak w klockach organicznych, za pomocą spoiwa. W sinterach tę funkcję pełni jednak nie żywica, lecz również metal (ten o najniższej temperaturze topnienia).

Okładziny ze spieków osiągają bardzo wysoki współczynnik tarcia nawet do µ=0,7 i wytrzymują wysokie obciążenia mechaniczne i termiczne. Ich wysoka wydajność może powodować wrzenie płynu hamulcowego i powstawanie pęcherzyków pary w przewodach hamulcowych.

- W wielu modelach motocykli obowiązuje zakaz stosowania okładzin ze spieków - mówi Tomasz Pędzikiewicz, manager ds sprzedaży i marketingu, TRW Automotive. - Nie należy np. używać ich na tarczach żeliwnych stosowanych w starszych motocyklach. Klocki te są także bardziej agresywne dla tarczy hamulcowej. Żywotność samych klocków sintermetalowych jest porównywalna do organicznych, jednak te pierwsze powodują szybsze zużycie tarcz hamulcowych. W zamian otrzymujemy zdecydowanie lepsze opóźnienia i większą siłę hamowania, co jest niezwykle ważne w przypadku ciężkich motocykli. Klocki sinterowe nie wymagają też tak dużego nacisku na pedał czy klamkę hamulca.

Jednak najważniejszą ich cechą jest brak zjawiska fadingu. Nieobecność żywic w składzie mieszanki ciernej powoduje, że przy mocno rozgrzanym układzie nie wydzielają się gazy, a co za tym idzie - nie powstaje poduszka gazowa pomiędzy klockiem a tarczą.

Okładziny organiczne

Powszechnie stosowane okładziny organiczne, osiągają zwykle współczynnik tarcia na poziomie µ=0,45. Mają one bardzo uniwersalny charakter i nie generują podczas pracy tak wysokich temperatur jak klocki sinterowe. Skład okładzin organicznych jest bardzo złożony i stanowi tajemnicę producenta. W składzie mieszanki ciernej znaleźć możemy m.in. węgiel, grafit, tlenki aluminium, ceramikę, włókna aramidowe oraz oczywiście spoiwo w postaci żywicy.

Klocki organiczne muszą być na ostatnim etapie produkcji poddane procesowi scorchingu, tj. wypalania, dzięki któremu usuwane są z materiału ciernego zgromadzone podczas prasowania klocka gazy. W przypadku okładzin organicznych niezwykle istotny jest proces docierania, czyli dopasowywania się klocków do tarczy hamulcowej. Nowe klocki hamulcowe nie od razu działają na 100 % swoich możliwości. Trzeba to wziąć pod uwagę podczas pierwszych kilometrów po wymianie okładzin.

- Zastosowanie spoiwa w postaci żywic ma swoje konsekwencje - mówi Tomasz Pędzikiewicz z TRW Automotive. - W pewnych przypadkach przegrzanie może doprowadzać do wytopienia się żywic i ich zastygnięcia, a to prowadzi do zeszklenia powierzchni trącej i znacznego obniżenia skuteczności hamowania. Jeśli zeszklenie występuje tylko powierzchniowo, istnieje możliwość uratowania klocka przez zebranie wierzchniej warstwy, jednak jeśli proces ten objął większą część klocka – konieczna jest jego wymiana.

Z racji swojej budowy z materiałów organicznych klocek taki jest higroskopijny – potrafi przyjmować wilgoć. W dłuższej perspektywie może powodować to nawet odpadnięcie okładziny od korodującej płytki tylnej. Dlatego też płytka tylna oraz krawędzie boczne dobrej jakości klocków organicznych są malowane. Pozbawiona farby jest tylko powierzchnia robocza.

Spośród zalet klocków organicznych warto wymienić ich doskonałą dozowalność. Często szkoły jazdy rezygnują z klocków sintermetalowych na rzecz organicznych ze względu na ich bardziej przewidywalne zachowanie i zdecydowanie lepsze dozowanie siły hamowania.

Okładziny karbonowe

W ofercie producentów klocków hamulcowych można znaleźć również okładziny oparte na bazie węgla. Potocznie określa się je mianem klocków karbonowych. Pomimo świetnej dozowalności i bardzo dobrych parametrów działania, okładziny tego typu swoje zastosowanie znajdują właściwie wyłącznie na torach wyścigowych. Dzieje się tak dlatego, że okładziny węglowe uzyskują optymalne parametry pracy dopiero po znacznym rozgrzaniu materiału ciernego. Dla zachowania tych parametrów konieczne jest stałe utrzymywanie wysokiej temperatury układu hamulcowego. W warunkach drogowych, w ruchu ulicznym, nie ma możliwości zapewnienia tym okładzinom wystarczająco wysokiej temperatury, a co za tym idzie niemożliwe jest uzyskanie satysfakcjonujących opóźnień.

- Dobierając klocki hamulcowe do naszego motocykla pamiętajmy, żeby zawsze kierować się naszymi rzeczywistymi potrzebami, typem motocykla i sposobem jego użytkowania - mówi Tomasz Pędzikiewicz z TRW Automotive. - Montowanie klocków hamulcowych „na wyrost” tylko po to, aby użytkować taką mieszankę jak zawodnicy, nie tylko nie ma uzasadnienia ekonomicznego, ale może też nieść poważne zagrożenie dla zdrowia i życia uczestników ruchu.