Pojawienie się drgań kierownicy podczas jazdy zawsze oznacza, że w układzie jezdnym, kierowniczym lub hamulcowym występuje jakiś problem. Drgania odczuwalne przez kierowcę mogą objawiać się jako drżenie kierownicy, pulsacje pedału hamulca lub ogólne drgania odczuwalne w całym samochodzie. Mogą występować przy różnych prędkościach i w różnych warunkach jazdy, zależnie od ich przyczyny. Jeśli drgania zaczynają być odczuwalne po naciśnięciu pedału hamulca w trakcie jazdy, z dużym prawdopodobieństwem przyczyna leży w układzie hamulcowym. Drgania lub wibracje podczas hamowania to jedna z najczęstszych usterek układu hamulcowego, które należy jak najszybciej zdiagnozować i wyeliminować, ponieważ mogą prowadzić do wydłużenia drogi hamowania, a w skrajnych przypadkach nawet do utraty kontroli nad pojazdem.
Najczęstsza naprawa, czyli wymiana tarcz hamulcowych, nie zawsze jest w tym wypadku skutecznym rozwiązaniem. Zdarza się, że nie pomaga w ogóle lub tylko na krótki okres. Diagnostykę powinno poprzedzić szczegółowe rozpoznanie problemu, które ułatwi ustalenie, gdzie leży przyczyna niesprawności.
Szczegółowe rozpoznanie problemu
Aby prawidłowo zdiagnozować przyczynę drgań, należy ustalić następujące kwestie:
- Czy drgania występują tylko podczas hamowania, czy cały czas, a w trakcie hamowania są bardziej intensywne?
- Czy intensywność drgań zależy od temperatury hamulców?
- Gdzie są odczuwalne drgania: w podłodze, na kierownicy, czy tylko na pedale hamulca?
Odpowiedzi na te pytania powinny ułatwić ustalenie, gdzie leży przyczyna niesprawności. Nie wolno zapominać, że w grę wchodzą takie opcje, jak przedni układ hamulcowy, tylny układ hamulcowy i zawieszenie.
Potencjalne przyczyny drgań podczas hamowania
Błędy montażowe i jakość komponentów
Podstawową przyczyną drgań w układzie hamulcowym jest często błąd montażu tarczy hamulcowej. Najczęściej wynika on z nieprawidłowego oczyszczenia powierzchni piasty, do której przylega tarcza. Jeśli tarcza zostanie zamontowana na nieoczyszczoną piastę, bicie w początkowej fazie eksploatacji może nie występować, ponieważ grubość nowej tarczy jest stała, a niewielka zmiana jej pozycji będzie niwelowana przez mechanizm pływającego zacisku hamulcowego. Dopiero po pewnym czasie eksploatacji problem może się ujawnić. Podczas montażu nowych tarcz konieczne jest zwrócenie uwagi na stan piast oraz na stan powierzchni przylegania na feldze. Tutaj z pomocą może przyjść pomiar powierzchni czołowej piasty, czyli miejsca styku piasty z tarczą. Zdarzyć się może, że powierzchnia ta będzie zdeformowana. Przyczyną deformacji piasty może być na przykład zbyt mocne dokręcanie kół i tak zwane „przeciąganie” gwintów, np. podczas przykręcania kół udarowym kluczem pneumatycznym. Jeśli powierzchnia czołowa piasty wykazuje odchyłkę osiową, istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo, że problem bicia tarcz hamulcowych pojawi się bardzo szybko.
W przypadku montażu tarcz hamulcowych renomowanego producenta zachodzi pewność, że tarcze wykonane są zgodnie ze standardami technologicznymi. Tarcze hamulcowe słabej jakości, szczególnie przy dynamicznej jeździe bądź większych średnicach, mają tendencję do przegrzewania się i bicia. Zawsze warto wybrać dobrego producenta. Błędy montażu, takie jak nieprzestrzeganie momentów dokręcania śrub mocujących, mogą skutkować wibracjami podczas hamowania.
Docieranie tarcz i klocków hamulcowych
Wadliwe zamocowanie kół
Jedną z najprostszych do sprawdzenia przyczyn jest nieprawidłowe zamontowanie kół z felgami ze stopów lekkich w tzw. rozmiarach uniwersalnych. Ponieważ takie felgi stosowane są do różnych typów i rozmiarów piast, ich montaż odbywa się za pomocą różnych podkładek dystansowych i centrujących. Jeśli brakuje takich elementów, są źle dopasowane lub uszkodzone, nie można prawidłowo wycentrować koła na piaście. Będzie to oczywiście powodowało drgania, które w trakcie hamowania mogą się nasilać. Warto zatem podnieść samochód na podnośniku kolumnowym i zakręcić kołami - być może już na tym etapie ujawni się usterka.
Wibracje podczas hamowania, których przyczyną są koła, mogą wynikać także z innych przyczyn, takich jak skrzywienie felg, uszkodzenie wewnętrznej struktury jednej z opon, niestaranne wyważenie, czy użycie ciężarków o nadmiernej masie. Nieprawidłowe wyważenie kół, zwłaszcza z oponami o nierównomiernej sztywności promieniowej, może powodować wibracje pod obciążeniem. Jeśli po sezonowej wymianie kół bądź opon problem „znikł sam” lub wibracje pojawiają się w pewnych sytuacjach, lecz nie zawsze, problematyczny komplet kół lub opon powinien trafić do warsztatu, najlepiej dysponującego sprzętem do zaawansowanej optymalizacji kół, czyli np. wyważarką z opcją testu drogowego. Kontroli powinny być poddane felgi (czy są proste), opony (czy nie mają uszkodzeń) oraz całe koła: czy są zmontowane w optymalny sposób.
Wadliwie zamocowana tarcza hamulcowa
Tarcza hamulcowa musi prawidłowo przylegać do piasty. Jeśli między nią a piastą znajduje się brud lub korozja, tarcza będzie wykazywać bicie, a to przełoży się na drgania podczas hamowania. Co więcej - lekkie wibracje lub charakterystyczny hałas ocierania może być słyszalny także podczas jazdy bez używania hamulca. Wszystko zależy od tego, jak duże są nieprawidłowości montażowe. Głównym elementem dociskającym tarczę do piasty są śruby/nakrętki mocujące koła. Małe śruby mocujące wyłącznie tarczę pełnią jedynie rolę pomocniczą. Zanim zapadnie decyzja o wymianie tarcz, należy je zdemontować, oczyścić miejsca przylegania tarczy i piasty, a następnie zamontować ponownie z zachowaniem właściwego momentu siły dokręcania.
"Bicie" tarczy hamulcowej lub piasty
Kolejną możliwą przyczyną drgań w układzie hamulcowym podczas hamowania może być wykrzywienie tarczy lub piasty. Aby się o tym przekonać, należy wykonać badanie czujnikiem zegarowym na aucie, a następnie zdemontować tarczę i sprawdzić ponownie samą tarczę. Wykrzywienia piasty zdarzają się rzadko, zwykle w wyniku uszkodzeń mechanicznych, takich jak najechanie na krawężnik. Nigdy nie można ich jednak wykluczać. Tarcza może być prosta, ale jej powierzchnia w wyniku zużycia eksploatacyjnego lub przegrzania miejscowo zmieniła współczynnik tarcia. W takiej sytuacji na niektórych jej obszarach hamowanie może być bardziej wydajne, a na innych mniej. W efekcie w trakcie hamowania będą odczuwalne drgania, które tak naprawdę nie są drganiami, tylko „przyspieszeniami” i „zwolnieniami” hamowanych kół - czymś w rodzaju hamowania pulsacyjnego, nad którym nikt nie ma kontroli. Na miejscowe zmiany współczynnika tarcia wskazują przebarwienia tarczy. Niebieskie plamy na powierzchni są zwykle znakiem, że tarcza hamulcowa została przegrzana. Tarcze hamulcowe z widocznymi niebieskimi plamami lub ciemniejszymi przebarwieniami nie nadają się do użytku i powinny być wymieniane razem z klockami hamulcowymi. Efekt zmiany współczynnika tarcia wystąpi także wtedy, kiedy tarcza jest częściowo skorodowana. Jeśli jest to korozja powierzchniowa powstała w wyniku długiego postoju samochodu (np. miesiąc), objawy mogą ustąpić po oczyszczeniu skorodowanej powierzchni, np. w wyniku kilkukrotnego hamowania.
Kiedy tarcza ma różnice w grubości, może dochodzić do pulsowania pedału hamulca podczas hamowania. Dzieje się tak, ponieważ podczas obrotu koła zacisk hamulcowy będzie dociskał klocki do obracającej się tarczy, która w jednym punkcie ma większą grubość, a w innym mniejszą. Ponieważ układ hamulcowy jest sterowany hydraulicznie, zwiększająca się grubość tarczy będzie odpychała klocki hamulcowe. W tym przypadku stosowny pomiar powinien być wykonany z użyciem czujnika zegarowego z podparciem dolnym. Przy obracaniu tarczy będzie można wtedy stwierdzić, czy jest ona nierównomiernie zużyta. W połączeniu z testem na rolkach hamulcowych i w wypadku uszkodzenia tarcz hamulcowych polegającej na zmianie grubości pomiędzy pierścieniami trącymi tarczy hamulcowej, zaobserwować można wahania siły hamującej przy stałej sile nacisku na pedał hamulca.
Zużycie zawieszenia i układu kierowniczego
Luzy w układzie kierowniczym lub zawieszeniu (konkretnie w obrębie wahaczy) mogą istotnie potęgować drgania generowane przez układ hamulcowy. Z tego względu podczas kontroli należy zwrócić uwagę także na stan sworzni oraz silentbloków. Wyeksploatowane łożyska kół, drążki kierownicze i przeguby kulowe również będą wpływać na hamowanie.
Zbyt mocno zużyte klocki hamulcowe
Jeśli klocki hamulcowe zostały już prawie całkowicie wytarte, mogą nie odprowadzać prawidłowo temperatury podczas pracy, a to powoduje ich przegrzewanie w trakcie hamowania. Bardzo często zdarza się tak, że pierwsze dwa - trzy długie hamowania przebiegają prawidłowo, a podczas kolejnych ujawniają się drgania. Sytuacja powtarza się przy każdej podróży. To znak, że czas sprawdzić stan klocków. Jeżeli klocki hamulcowe zostały już prawie całkowicie wytarte, mogą nie odprowadzać prawidłowo temperatury podczas pracy, a to powoduje ich przegrzewanie w trakcie hamowania. Uszkodzone klocki hamulcowe mogą powodować nie tylko wibracje, ale także piszczenie, co jest oznaką ich wymiany. Zbyt niska jakość klocków hamulcowych może również prowadzić do przegrzewania tarcz.
Odchyłki w grubości tarczy
Czasem zdarza się tak, że na powierzchni tarczy pojawiają się nierówności (np. w wyniku wadliwej pracy zacisku lub zanieczyszczeń, które dostały się do układu). Nierówności te mogą być ukryte po wewnętrznej stronie tarczy, więc podczas weryfikacji należy ją zawsze oglądać z obu stron. Jeśli na powierzchni ciernej tarczy występują nierówności, to klocki hamulcowe ciągle tracą kontakt z obracającą się tarczą. Podczas hamowania daje to efekt analogiczny do drgań. Nierównomierną grubość i odkształcenie tarczy hamulcowej określa się czasem skrótem „DTV”. Aby zapewnić skuteczne hamowanie, tarcza hamulcowa musi mieć jednakową grubość. Jeśli powierzchnia cierna jest nierówna, klocek hamulcowy traci i odzyskuje kontakt z tarczą podczas jej obracania się. Właśnie to jest powodem wibracji.
Ograniczenia w działaniu zacisku hamulcowego
Całkowicie lub częściowo zapieczony zacisk hamulcowy także może podczas hamowania powodować zjawisko, które kierowca interpretuje jako drgania. A zatem mamy kolejny element, który należy sprawdzić, jeśli chcemy usunąć usterkę. Należy zwrócić uwagę zwłaszcza na stan prowadnic oraz na to, czy nie poluzowało się jarzmo. Zakleszczony tłoczek zacisku lub sworznie prowadzące mogą doprowadzić do nierównomiernego rozdziału siły po obu stronach tarczy hamulcowej. Może to skutkować nierównomiernym zużyciem lub odkształceniem tarczy. Problem ten jest zwykle spowodowany zabrudzeniem lub korozją, dlatego należy zwracać uwagę na prawidłowe serwisowanie zacisków, aby zapobiec ponownemu wystąpieniu problemu i wymianie klocków i tarcz.
Inne czynniki
Innymi przyczynami boksowania przy hamowaniu mogą być olej, niepożądane substancje i nieczystości na powierzchniach ciernych. Przyczyną bicia przy hamowaniu może też być nieodpowiednia zbieżność kół, co powoduje przedwczesne zużycie opon oraz uszkodzenie elementów zawieszenia. Mimo, że w trakcie eksploatacji w układzie hamulcowym generuje się dużo pyłów, to głównym wrogiem hamulców jest brud.
Właściwa eksploatacja i serwis
Niedotarty układ hamulcowy po wymianie tarcz z klockami wymaga odpowiedniego procesu docierania. Przez pierwsze 200 km należy unikać niepotrzebnego gwałtownego hamowania. Nieprzestrzeganie momentów dokręcania śrub mocujących, a najczęściej samych kół, również może prowadzić do problemów. Kierowcy, którzy lubią dynamiczną jazdę i często hamują z dużych prędkości, niestety są narażeni na powracanie problemu. Układy hamulcowe w większości samochodów projektowane są do prawidłowego działania w określonych warunkach, a ekstremalne obciążenia mogą prowadzić do ich przegrzewania i deformacji.
Podczas jakiejkolwiek naprawy czy ingerencji w układzie hamulcowym konieczna jest jego dokładna inspekcja. Pozostawienie zabrudzonych powierzchni styku tarczy z piastą, uszkodzonych uszczelnień prowadnic zacisku hamulcowego czy tłoka zacisku, a nawet dokręcanie koła kluczem udarowym, mogą skutkować wibracjami podczas hamowania, a w efekcie zniszczeniem tarcz hamulcowych i koniecznością przeprowadzenia gruntownej naprawy układu hamulcowego. Zawsze, jeśli okaże się, że niezbędna jest wymiana tarcz hamulcowych, należy pamiętać, że wraz z nimi należy wymienić także klocki. Pozostawienie starego kompletu drastycznie skraca żywotność nowych tarcz hamulcowych, a także nie pozwala w pełni wykorzystać potencjału naprawianego układu hamulcowego.
Przypadek Volvo FH13 500
Użytkownik zgłosił problem z wibracjami w ciągniku siodłowym Volvo FH13 500 KM z 2011 roku, które występują przy prędkości 70 km/h. Pomimo wymiany wielu komponentów, takich jak amortyzatory, felgi, opony oraz wał, wibracje nadal się pojawiają. Po testach, w których odłączono wał od skrzyni biegów, stwierdzono brak wibracji, co sugeruje, że problem może leżeć w układzie napędowym, w tym w mostach lub półosiach. Użytkownik planuje dalsze testy oraz pomiar ramy, aby zidentyfikować źródło problemu. Kolejnym elementem, który należy skontrolować, są zaciski hamulcowe, a dokładnie ich prowadnice oraz tłok. Tu konieczna jest kontrola uszczelnień, ponieważ nawet minimalne ich pęknięcie może doprowadzić do „zapieczenia” się zacisku hamulcowego i jego niesprawności.
W przypadku tarcz, które mają już pewien przebieg, pomiar bicia osiowego na samochodzie nie będzie miarodajny. Konieczne staje się wtedy zmierzenie obwodowych zmian grubości tarczy hamulcowej. W połączeniu z testem na rolkach hamulcowych i w wypadku uszkodzenia tarcz hamulcowych polegającej na zmianie grubości pomiędzy pierścieniami trącymi tarczy hamulcowej, zaobserwować można wahania siły hamującej przy stałej sile nacisku na pedał hamulca.