Hamulce tarczowe

Hamulce tarczowe to dominujący cierny układ hamulcowy w nowoczesnych samochodach osobowych, spowalniający koło poprzez dociśnięcie pary klocków ciernych do płaskiej metalowej tarczy obracającej się razem z kołem. Zyskały status standardu, ponieważ przekształcają energię kinetyczną pojazdu w ciepło sprawniej i bardziej powtarzalnie niż starszy układ bębnowy, a jednocześnie skutecznie oddają to ciepło do opływającego powietrza. Niezawodna i przewidywalna siła hamowania, utrzymywana nawet po wielokrotnym intensywnym użyciu, sprawia, że tarcze montuje się z przodu praktycznie każdego budowanego dziś auta, a coraz częściej na wszystkich czterech kołach.

Zasada działania jest prosta i odporna na zużycie. Tarcza jest przykręcona do piasty koła, więc obraca się wraz z nim. Jej zewnętrzną krawędź obejmuje zacisk, w którym znajdują się jeden lub kilka tłoczków hydraulicznych oraz para klocków hamulcowych. Gdy kierowca naciska pedał, pompa hamulcowa wytwarza ciśnienie w płynie hamulcowym, które oddziałuje na tłoczki zacisku, a te z dużą siłą dociskają klocki do obu powierzchni wirującej tarczy. Tarcie między klockiem a tarczą spowalnia obrót, a powstające ciepło jest wypromieniowywane i odprowadzane z dużej, odsłoniętej powierzchni tarczy.

Właśnie sposób odprowadzania ciepła decyduje o przewadze tego rozwiązania. Ponieważ tarcza jest wystawiona na strumień powietrza, szybko stygnie, dzięki czemu hamulce tarczowe są znacznie bardziej odporne na zjawisko zaniku hamowania, czyli spadek skuteczności występujący przy przegrzaniu elementów ciernych. Tarcze sprawniej usuwają też wodę, szybciej odzyskują skuteczność po jeździe w deszczu i są łatwiejsze do skontrolowania oraz serwisowania, ponieważ klocki i powierzchnia tarczy są widoczne po zdjęciu koła. Zużycie klocków łatwo sprawdzić, a ich wymiana jest stosunkowo szybka.

Kilka udoskonaleń rozwija ten układ jeszcze dalej. Tarcze wentylowane są odlewane z wewnętrznymi przegrodami między dwiema powierzchniami ciernymi, które przetłaczają powietrze przez tarczę i odprowadzają ciepło podczas mocnego lub długotrwałego hamowania. Tarcze nawiercane i nacinane ułatwiają odprowadzanie gazów oraz usuwanie zanieczyszczeń z powierzchni klocka i często spotyka się je w autach sportowych. Na najwyższym poziomie osiągów tarcze węglowo-ceramiczne wykorzystują osnowę z węglika krzemu zbrojonego włóknem węglowym, która znosi ekstremalne temperatury, waży znacznie mniej i służy znacznie dłużej, choć kosztem bardzo wysokiej ceny.

Hamulce tarczowe mają też swoje wady. Są na ogół droższe od bębnowych, odsłonięta tarcza i klocki mogą korodować lub gromadzić piasek, a wbudowanie w pełni skutecznego hamulca postojowego w układ tarczowy jest bardziej skomplikowane niż w przypadku bębna. Z tych powodów część producentów wciąż montuje hamulce bębnowe z tyłu tańszych aut, gdzie obciążenia podczas hamowania są mniejsze. Zacisk hamulcowy jest kluczowym elementem wykonawczym tego układu, a stan klocków i tarczy ma podstawowe znaczenie przy każdym rzetelnym przeglądzie hamulców.