640 IMG 1958 KoloZhamulcem v1

Życie przymusiło mnie do dokładnego przejrzenia obwodów hydraulicznych moich hamulców Avid Juicy 3. Uznałem, że jest to dobra okazja, by przede wszystkim zrozumieć, jak to działa, a przy okazji jak to, czyli hamulec tarczowy, jest zrobione. Zapraszam do lektury!

 Przede wszystkim postanowiłem odpowiedzieć na kilka dość być może oczywistych pytań:

1. Dlaczego w ogóle hamulce hydrauliczne trafiły do rowerów?

Ze względu na miejsce, w którym przykładana jest siła hamująca, rozróżniamy hamulce obręczowe i hamulce tarczowe. Jak łatwo się domyślić po nazwie, hamulce obręczowe działają w taki sposób, że siły hamujące przykładane są do obręczy koła. Hamulce tarczowe natomiast przykładają siły hamujące do tzw. tarczy umieszczonej centrycznie na piaście koła. Warto pamiętać, że istnieją hamulce hydrauliczne tak obręczowe, jak i tarczowe, chociaż wersja tarczowa jest zdecydowanie popularniejsza. Odpowiadając wreszcie na właściwe pytanie, jednym z problemów eksploatacyjnych jest zapewnienie równomiernej siły docisku pomiędzy klockami a obręczą lub tarczą. Idealnie, gdyby klocki zawsze znajdowały się w tej samej, możliwie niewielkiej odległości. Dlaczego? By możliwie szybko po naciśnięciu klamki odczuć efekt, czyli rozpocząć hamowanie. Problem polega na tym, że w tradycyjnych 'mechanicznych' hamulcach, czyli takich, w których do przekazywania siły wykorzystywane jest cięgło w postaci linki splecionej z cienkich drucików, dość trudno jest uzyskać jednakową siłę docisków od obu klocków. Co gorsza zasada budowy hamulca mówi, że łatwo jest wymienić klocki, a trudniej obręcz koła, czy tarczę hamulca. W związku z tym klocki powinny być wykonane z nieco miększego materiału niż obręcz koła, czy tarcza hamulca. W procesie eksploatacji, z biegiem czasu i liczbą hamowań, spada więc grubość klocków, bo się ścierają. W efekcie wydłuża się odstęp czasu od chwili, gdy kolarz naciśnie na klamkę, do chwili, gdy poczuje hamowanie. Co gorsza oba omówione efekty, czyli nierównomierność rozkładu sił hamujących na klocki oraz zmiana odległości wraz ze zużyciem klocków się wzajemnie wzmacniają, tzn. im bardziej zużyte klocki, tym bardziej rośnie prawdopodobieństwo, że klocki będą naciskały w sposób nierównomierny. Oba problemy zostały rozwiązane poprzez zastosowanie płynu hydraulicznego. Prawidłowo utrzymane hamulce hydrauliczne przez zasadę działania zapewniają 'automatyczne' centrowanie się okładzin hamulców wokół tarczy hamulcowej bądź obręczy koła. Mało tego, okładziny klocków centrują się uwzględniając zmniejszającą się grubość okładzin. Dzięki temu hamulec tego typu zawsze działa tak samo pewnie. Ale coś za coś, o czym w dalszej części artykułu.

 

2. Jaka zasada fizyki jest wykorzystywana w hamulcu hydraulicznym?

Hamulec hydrauliczny wykorzystuje zasadę nieściśliwości (i nierozciągliwości) cieczy. Po przyłożeniu siły ściskającej ciecz 'przeniesie' tę siłę bez zmiany objętości. Podobnie zostanie przeniesiona siła rozciągająca. Ilustruje to poniższy krótki filmik.

Drugą zasadą fizyki, która jest wykorzystywana w konstrukcji hamulca hydraulicznego, jest tzw. prawo Pascala. Mówi ono, że ciśnienie zewnętrzne wywierane na ciecz lub gaz znajdujący się w naczyniu zamkniętym rozchodzi się jednakowo we wszystkich kierunkach. Oznacza to że, ciśnienie, czyli stosunek siły/powierzchnia tłoku pompy musi być taki sam jak w przypadku tłoka roboczego. Kosztem przesunięcia tłoka daje to zwielokrotnienie siły działającej na powierzchnię roboczą (klocki hamulcowe). Dokładnie ta sama zasada ma zastosowanie w przypadku prasy hydraulicznej.

Dwie przeźroczyste strzykawki połączyłem krótkim, również przeźroczystym odcinkiem wężyka. Wewnątrz strzykawek oraz wężyka znajduje się woda. Woda wypełnia mniej więcej w 1/3 objętości obie strzykawki. Gdy teraz nacisnę tłok w jednej ze strzykawek, ciecz, będąc nieściśliwą, 'przeniesie' siłę na drugi tłok strzykawki, wypychając go. Przenoszenie siły działa również w drugą stronę. Gdy w pierwszej strzykawce wypchnę (pociągnę za tłok), to w drugiej strzykawce tłok się 'schowa'. Przez cały czas objętość cieczy nie zmieni się.

No dobrze, a co by było, gdyby strzykawki zamiast wodą, były wypełnione powietrzem? W przypadku strzykawek i tak niewielkiego objętościowo modelu zasadniczo nic by się nie zmieniło. W przypadku jednak, gdyby tłok drugiej strzykawki stawiał duży opór względem ścianek strzykawki, powietrze w układzie mogłoby najpierw ulec kompresji, zanim w końcu siła nacisku na tłok pierwszej strzykawki nie przezwyciężyłaby oporu tłoku drugiej strzykawki. Część siły wywieranej na tłok pierwszej strzykawki została 'zużyta' na ściśnięcie (kompresję) gazu. Musieliśmy więc użyć o tyle większej siły, by przezwyciężyć opór tłoczyska drugiej strzykawki.

Wniosek z powyższych rozważań: Gaz jest wysoce niepożądany w układzie hydraulicznym. Należy zadbać o jego usunięcie. Oczywiście najczęściej występującym wokół nas gazem, a ściślej mieszaniną gazów, jest powietrze. Stąd proces usuwania gazów z układu hamulcowego nazywany jest odpowietrzaniem.

No dobrze, a jaki związek ma powyższe doświadczenie z hamulcem hydraulicznym? Wyobraźmy sobie, że tłok pierwszej strzykawki (naciskany i ciągnięty na powyższym filmiku) jest klamką hamulca tarczowego, natomiast tłok drugiej strzykawki jest klockiem hamulcowym. Naciskając na klamkę hamulca powodujemy wysuwanie się tłoczków naciskających na klocki, a te na tarczę (lub obręcz koła). W klamce hamulca hydraulicznego jest też sprężyna, którą ściskamy naciskając klamkę. Gdy puszczamy klamkę, sprężyna wraca do położenia początkowego, cofając klamkę. Dzięki wypełniającej układ cieczy cofnięcie klamki spowoduje też cofnięcie klocków, czyli zakończenie hamowania.

 

3. Dlaczego układ hamulca hydraulicznego nie jest wypełniony po prostu wodą?

Od substancji znajdującej się wewnątrz układu hamulcowego oczekujemy, że będzie zachowywała się jak ciecz w bardzo szerokim zakresie temperatur. Zaczynając od temperatur bardzo niskich, bo przecież może najść nas ochota na przejażdżkę podczas siarczystych, sięgających -20 °C mrozów, aż po temperatury bardzo wysokie, dochodzące do ponad +30 °C. W przypadku temperatur dodatnich jest jeszcze dodatkowy problem: Ciecz znajdująca się w układzie hamulcowym może się nagrzać do znacznych wartości na skutek pośredniego kontaktu z klockami hamulcowymi. A te potrafią się rozgrzać podczas hamowania do znacznych temperatur. W końcu są odpowiedzialne do zamiany energii kinetycznej hamującego roweru na ciepło. A energii tej potrafimy przecież przetworzyć całkiem sporo :-). Tymczasem woda zachowuje się jak ciecz zaledwie w przedziale temperatur od 0 do 100 °C. Poniżej 0 °C przechodzi w tan stały, a powyżej 100 °C w stan gazowy.

 

4. Skoro nie jest wypełniony wodą, to czym?

Skoro nie jest wypełniony wodą, to tak zwanym płynem hamulcowym. W przypadku rowerowych hamulców tarczowych stosuje się dwa rodzaje płynów hamulcowych:

  1. na bazie olejów mineralnych,
  2. na bazie glikoli.

Te na bazie olejów mineralnych nie chłoną wody (nie są higroskopijne), są nietoksyczne oraz wolno się starzeją (wolno zmieniają swoje cechy fizyko-chemiczne). Ich wadą jest stosunkowo mniejsza odporność na działanie wysokich temperatur.

Te na bazie glikoli chętnie chłoną wodę, której całkiem sporo jest w powietrzu, są bardzo toksyczne: niszczą skórę, a nawet powłoki malarskie (np. na ramie roweru). Z tego powodu co jakiś czas należałoby je wymieniać. Za to dobrze znoszą nie tylko niskie, ale także wysokie temperatury.

Ogólnie od płynów hamulcowych oczekujemy, że nawet jeżeli dostanie się do nich woda, to pozostanie ona w postaci rozpuszczonej, dzięki czemu w temperaturach poniżej zera nie wytrąci się w postaci kryształów.

Płyny hydrauliczne są dość nieprzyjemne dla środowiska naturalnego. Należy zadbać o właściwą utylizację, by płyn ten nie dostał się w szczególności do wód gruntowych. Warto także pamiętać o ochronie skóry np. przez założenie rękawiczek lateksowych oraz oczu np. przez założenie okularów ochronnych.

Generalna zasada mówi: nie mieszamy ze sobą różnych typów płynów hydraulicznych, a jeżeli ktoś ma hamulec hydrauliczny z płynem na bazie olejów mineralnych, to nie może go wymienić na taki na bazie glikoli. Nie zrozumiałem do końca dlaczego wszędzie piszą, że dojdzie do nieodwracalnych uszkodzeń. Domyślam się, że chodzi przede wszystkim o uszkodzenie uszczelek.

Okazało się, że płyny na bazie glikoli nie są rozpuszczalne w wodzie, natomiast doskonale rozpuszczają się w alkoholu. Stąd gorąco polecam, by przed rozpoczęciem prac wyposażyć się w niewielki rozpylacz do płynów. Do środka nalałem alkoholu izopropylowego. Wszelki nadmiar płynu błyskawicznie neutralizowałem właśnie alkoholem izopropylowym i wycierałem za pomocą chusteczek jednorazowych lub skrawków tkaniny bawełnianej.

 

5. W jaki sposób w hamulcu hydraulicznym uzyskano równomierny rozkład sił na oba klocki?

Bardzo prosto: wykorzystano inną cechę fizyczną płynów, mianowicie płyny chętnie wypełniają całą dostępną przestrzeń. Wnętrza zacisku hamulca hydraulicznego możemy sobie wyobrazić jako odwróconą literę Y. Przez nóżkę (znajdującą się teraz na górze) doprowadzamy płyn hydrauliczny. Wyobraźmy sobie, że na końcu znajduje się tłok strzykawki. W miejscu połączenia wszystkich trzech odcinków (węźle) ciecz może swobodnie się rozpłynąć na obie gałęzie. Na końcu tych gałęzi wyobraźmy sobie tłoki zakończone klockami. Naciśnięcie na tłok strzykawki spowoduje równomierne, jednakowe wysunięcie się obu klocków. Oczywiście należy zachować jednakowy przekrój obu gałęzi.

 

6. W jaki sposób w hamulcu hydraulicznym uzyskano automatyczne dopasowanie do tarczy (obręczy koła) nawet wtedy, gdy  na skutek zużycia zmniejsza się grubość klocków, czyli odległość pomiędzy dolnymi tłokami a tarczą hamulca (lub obręczą koła)?

W typowym układzie rowerowego hamulca hydraulicznym występują dwa obwody hydrauliczne:

  1. obwód główny, który nazwę roboczym,
  2. obwód pomocniczy, ze zbiornikiem wyrównawczym.

Na obwód główny składa się: klamka połączona z tłokiem, przewód łączący klamkę z zaciskiem hamulca oraz zacisk. W zacisku dochodzi do rozpłynięcia się płynu hamulcowego na oba tłoczki dociskające oba klocki hamulcowe. Naciśnięcie klamki powoduje odcięcie obwodu pomocniczego, ściśnięcie sprężyny znajdującej się przy klamce i przeniesienie siły na oba klocki. Puszczenie klamki powoduje, że sprężyna oddaje zgromadzoną w niej energię. Klamka wraca do nominalnego położenia powodując cofnięcie się klocków. Wreszcie, cofnięcie się klamki łączy obwód główny z obwodem pomocniczym.

Obwód pomocniczy zawiera niewielki zbiornik z płynem hydraulicznym oraz przewód łączący obwód pomocniczy z obwodem głównym. Dzięki płynowi hydraulicznemu zgromadzonemu w obwodzie pomocniczym, łącznie w całym układzie znajduje się nieco więcej płynu hydraulicznego, niż potrzeba do zapewnienia pracy obwodu głównego. Zbiornik obwodu pomocniczego jest przedzielony membraną, czyli cienką uszczelką, która jest w stanie się uginać nawet pod wpływem niewielkich sił. Górna część zbiornika, która znajduje się ponad membraną, jest wypełniona powietrzem. W pokrywie zbiornika znajduje się niewielki otworek, który zapewnia dopływ powietrza i wyrównanie ciśnienia panującego powyżej membrany z ciśnieniem atmosferycznym. Dolna część zbiornika jest wypełniona płynem hydraulicznym.

Załóżmy, że w wyniku bardzo długiego i ciągłego hamowania grubość okładzin hamulcowych dramatycznie się zmniejszyła. Gdyby nie było obwodu pomocniczego, zwiększyłaby się także odległość, jaką należałoby docisnąć tłok klamki, by docisnąć klocki ponownie do tarczy. Dzięki temu, że mamy zbiornik wyrównawczy, po puszczeniu klamki część płynu ze zbiornika przepłynęłaby do obwodu głównego. Dzięki temu klocki nie musiałyby się cofnąć specjalnie dalej, niż zwykle - pozostałyby w zbliżonej odległości od tarczy (obręczy koła), pomimo mniejszej grubości okładzin.

 

7. Jakie są wady układów hydraulicznych?

W świetle tego, co napisałem powyżej, wady są dość oczywiste. Trzeba zapewnić szczelność takich układów, czyli nie dopuścić do mieszania się cieczy z gazami, a mówiąc kolokwialnie do przecieków. Do spełnienia tego wymagania potrzebne są dobre uszczelki. Materiał, z których wykonane są uszczelki, musi być odporny na działanie dość nieprzyjemnych cieczy, jakimi są płyny hamulcowe, a do tego jeszcze musi być odporny na działanie czasu oraz na tarcie, bo to po uszczelkach będzie przemieszczać się na przykład tłoczysko. Ale cóż, da się. Ludzkość w znacznym stopniu przezwyciężyła te problemy.

 

Awaria hamulca hydraulicznego.

Cóż, bezpośrednim impulsem do przygotowania tego artykułu była awaria hamulców Avid Juicy 3. Konkretnie awarii uległy  tłoczki w zacisku hamulca, co w efekcie spowodowało rozpychanie membrany w zbiornikach wyrównawczych. Efekty praktyczne były dwa. Pierwszy: hamulce słabo bądź wcale nie hamowały, bo tłoczki się zablokowały, powodując równocześnie permanentne tarcie klocków o tarcze przy każdym ruchu koła. Drugi: nadmiar płynu hamulcowego wyciekał ze zbiorniczków wyrównawczych, a że jest bardzo agresywny, powodował zniszczenie powłoki samego zbiorniczka. Ten efekt udało mi się sfilmować. Zachęcam do obejrzenia poniższych filmików.

 

Konserwacja zbiornika wyrównawczego.

Do rozkręcenia zbiorniczka nie potrzeba zbyt wyszukanych narzędzi. Wystarczą: klucz imbusowy do popuszczenia zacisku klamki i śrubokręt krzyżakowy do popuszczenia śrub blokujących pokrywę zbiorniczka wyrównawczego. Przypominam o zasadach BHP, czyli rękawiczkach ochronnych (np. jednorazowych, lateksowych, po 20 gr., do nabycia w każdej aptece) oraz okularach ochronnych.

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1614_ManetkaZbiornikWyrownawczy_v1.JPG
Rzut oka na klamkę hamulca ze zbiorniczkiem wyrównawczym. Postanowiłem całkowicie ją odkręcić, zdjąć z kierownicy i umieścić w imadle w taki sposób, by pokrywa zbiornika wyrównawczego znajdowała się równolegle do powierzchni ziemi.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1615_LuzowanieManetki_v1.JPG
Zacząłem od poluzowania śruby imbusowej blokującej obroty klamki względem rury kierownicy. Następnie ściągnąłem gumę nałożoną na koniec kierownicy i zdjąłem klamkę.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1617_KlamkaWimadle_v1.JPG

Następnie umieściłem klamkę w imadle w taki sposób, by powierzchnia zbiornika wyrównawczego była równoległa do powierzchni ziemi.

Widoczne są zniszczenia, jakich dokonał wyciekający płyn hamulcowy.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1619_PoWykreceniuSruby_v1.JPG
Wykręcam pierwszą śrubę mocującą pokrywę zbiornika wyrównawczego.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1620_PoWykreceniuDrugiejSruby_v1.JPG
Wykręcam drugą śrubę mocującą pokrywę zbiornika wyrównawczego. 

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1622_Membrana_v1.JPG
Po zdjęciu pokrywy zbiornika wyrównawczego. Widoczna jest przede wszystkim czarna uszczelka pełniąca rolę membrany rozdzielającej ciecz (płyn hydrauliczny) od gazu (powietrza).

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1621_WnetrzeZbiornika_v1.JPG

Membrana została ukształtowana w sposób ułatwiający odciągnięcie jej od powierzchni zbiornika. Szczelnie przylega do powierzchni zbiornika, ale do jej zdjęcia nie potrzebne mi były żadne narzędzia. Wyciągnąłem ją za pomocą palcow. Zdjęcie przedstawia wnętrze zbiornika po zdjęciu z niego membrany.

Widoczne są aż trzy otworki, idąc od prawej strony do lewej: pierwsza dość duża, a następne dwie mniejsze w dnie zbiorniczka. Niestety nie potrafię wyjaśnić ich funkcji. Nie zgłębiłem jeszcze wszystkich sekretów działania klamki.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1628_Rozlozenie_v1.JPG
Zbliżenie na zdemontowane elementy. Na szczęście okazało się, że membrana jest w dobrym stanie, tzn. nigdzie nie były widoczne oznaki zużycia, takie jak pęknięcia, czy utrata elastyczności. Brzegi nie były postrzępione. Uznałem więc, że po czyszczeniu membrana może wrócić na swoje miejsce.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1629_Elementy_v1.JPG
Skorodowana pokrywa zbiorniczka wyrównawczego oraz membrana. Na prawo od lewej śrubki widoczny niewielki otworek, który w prawidłowo funkcjonującym zbiorniczku pozwala na przedostawanie się powietrza do jego wnętrza.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1630_Elementy_v1.JPG
Drugie zbliżenie na pokrywę zbiornika wyrównawczego oraz membranę. Warto zwrócić uwagę, że korozja całkowicie zablokowała dziurkę znajdującą się w pokrywie, która służy do wyrównywania ciśnienia atmosferycznego po zewnętrznej stronie membrany. 

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1725_ZabezpieczenieKlamki_v1.JPG

Przed rozpoczęciem czyszczenia zabezpieczyłem płyn znajdujący się w zbiorniku wyrównawczym przed swobodnym kontaktem z powietrzem. W powietrzu znajduje się całkiem sporo wody, a płyn hydrauliczny w hamulcach Avid Juicy 3 jest na bazie glikoli, które chętnie absorbują (wchłaniają) wodę.

Przyklejam do zbiornika dwa rodzaje taśmy klejącej.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1720_PrzedCzyszczeniem_v1.JPG
Kierując się intuicją umyłem wyjęte elementy w wodzie i wysuszyłem. Dość nieoczekiwanie pokrywa zbiorniczka pokryła się białym nalotem. Postanowiłem go usunąć stosując mało inwazyjną metodę polegającą na czyszczeniu za pomocą starej szczoteczki do zębów.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1721_PrzedCzyszczeniem_v1.JPG
Zbliżenie na elementy zbiorniczka wyrównawczego przed czyszczeniem.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1722_PoCzyszczeniu_v1.JPG
Po czyszczeniu. Szczoteczka do zębów tym razem się nie przydała. Ostatecznie usunąłem nalot za pomocą narzędzia szybkoobrotowego Dremel oraz nasadki przeznaczonej do czyszczenia elementów stalowych z rdzy.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1731_KlamkaPrzedZalozeniem_v1.JPG
Ostatni rzut oka na wnętrze zbiornika wyrównawczego, tuż przed założeniem membrany.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1732_KlapkaPoZalozeniu_v1.JPG

Następnie przykręcam pokrywę zwracając uwagę na różną długość obu śrub. Śruby dokręcam na tyle, na ile pozwala mi narzędzie, czyli dość delikatnie.

Podobny zestaw operacji wykonałem z drugą klamką.

 

 

Jak wypchnąć tłoczki z zacisków?

Jak już wcześniej napisałem, konieczne okazało się rozebranie zacisków oraz wypchnięcie tłoczków. Postaram się przedstawić ten proces krok po kroku.

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1826_Zblizenie_v1.JPG
 
Zaczynam od poluzowania śrub imbusowych mocujących zacisk bezpośrednio do ramy, umieszczonych prostopadle do rury golenia widelca. 

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1817_MocowanieNaGoleniu_v1.JPG
Warto zwrócić uwagę na kolejność kolejnych podkładek. Po odkręceniu zacisku warto tymczasowo wkręcić cały zestaw z powrotem w to samo miejsce, co zapobiegnie zagubieniu poszczególnych elementów.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1816_WkrecaniePrzewodu_v1.JPG
Odkręcam przewód hamulcowy od zacisku. Posługuję się przy tym kluczem płaskim o rozmiarze 10.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1815_PrzedWkreceniem_v1.JPG

Jak widać na sąsiednim zdjęciu śruba posiada dość długi gwint.

Uwaga! Bezpośrednio po wykręceniu końca przewodu hydraulicznego z zacisku należy się spodziewać, że wypłyną z niego resztki płynu. Przypominam, że jest on wysoce reaktywny (żrący). Należy przygotować sobie coś, co wchłonie płyn, np. szmatkę bawełnianą.

Za wszelką cenę staramy się nie dopuścić do kontaktu pomiędzy płynem hamulcowym, a powierzchnią klocków, czy też powierzchnią tarczy hamulcowej. Wg wiarygodnych informacji dojście do takiego kontaktu nieodwracalnie uszkadza te elementy.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1814_ZakonczeniePrzewodu_v1.JPG

Zbliżenie na zakończenie przewodu hydraulicznego.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1812_ZakonczeniePrzewodu_v1.JPG

Jeszcze jedno ujęcie na zakończenie przewodu hydraulicznego.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1809_Zgory_v1.JPG
Po wysuszeniu zacisku warto przyjrzeć mu się z bliska. Na sąsiednim zdjęciu widok zacisku od strony tarczy, czyli 'od wewnątrz'. W szczególności dobrze widoczna jest szczelina między klockami, w której jeszcze musi się zmieścić tarcza hamulcowa.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1808_Zzawleczka_v1.JPG
Zbliżenie na zacisk 'z góry', czyli od strony, od której zwykle go oglądam. Dobrze widoczna jest w szczególności metalowa blaszka pełniąca rolę 'zawleczki', czyli zabezpieczenia przed przypadkowym wypadnięciem klocków.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1807_ZgoryZklockami_v1.JPG
Zacisk 'z góry' po wyjęciu zawleczki. Do wyjęcia zawleczki użyłem cienkich szczypiec. Ostatecznie powinno się to też dać zrobić palcami. Pod zawleczką widoczny jest fragment sprężyny rozpierającej oraz górne części obu klocków.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1806_SprawdzenieSprezynyB_v1.JPG
Po usunięciu zawleczki klocki powinny dać się już łatwo wyjąć. Przed ich wyjęciem sprawdzam, czy prawidłowo działa sprężyna rozpierająca. Jej zadaniem jest dopychanie klocków do tłoczków zacisku. By sprawdzić, że sprężyna zachowała swoje właściwości sprężyste, lekko odchylam kolejno każdy z klocków w kierunku środka zacisku. Jeżeli sprężyna działa, to po puszczeniu klocka powinien od wrócić do pozycji wyjściowej.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1805_SprawdzenieSprezynyA_v1.JPG

W podobny sposób sprawdzam działanie sprężyn odchylając na chwilę drugi z klocków.

W razie, gdyby sprężyna nie działała w sposób oczekiwany, a nie była pęknięta, można próbować ją wyprostować w palcach lub za pomocą niewielkich szczypiec.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1802_ZaciskZgory_v1.JPG

Zacisk po wyjęciu klocków oraz sprężyny rozpierającej.

Niestety, jak widać na załączonych zdjęciach, by klocki dały się wyjąć z zacisku trzeba najpierw zdjąć koło. Cóż, jest to moim zdaniem wada hamulców tarczowych. Kolejna wada uwidoczniona na zdjęciach polega na tym, że ciężko jest stwierdzić stan faktyczny zużycia okładzin klocków bez ich wyjęcia z zacisku.

Zaletą prawidłowo działających hamulców tarczowych jest natomiast równomierne zużywanie się obu klocków. 

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1800_ZaciskZdolu_v1.JPG

Kolejne zbliżenie. Tym razem proponuję zwrócić większą uwagę na kształt obu klocków.

Niestety, co producent hamulców tarczowych, to inny kształt klocków. Co gorsza producenci nie zachowują standaryzacji nawet w ramach gamy swoich produktów. Z mojego punktu widzenia jest to kolejna wada hamulców tarczowych. Za to zaletą jest stosunkowo duża trwałość klocków i dość niezawodne działanie hamulców tarczowych nawet w czasie deszczu. Wielokrotnie zdarzało mi się zetrzeć zwykłe, obręczowe klocki hamulcowe hamując w czasie deszczu dosłownie raz, czy dwa. Hamulce tarczowe znoszą takie warunki niemal tak samo dobrze, jak hamowanie przy bezdeszczowej pogodzie. Inna sprawa, że znacznie trudniej jest je zwilżyć, bowiem są dość dobrze ukryte w zacisku.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1799_ZaciskPoZlozeniuIskreceniu_v1.JPG

Każdy z klocków posiada trzy wypustki: jedną wyraźnie dłuższą oraz dwie krótsze położone obok siebie, z tej samej strony klocka. Dłuższa wypustka pozwala na włożenie lub wyjęcie klocków z wnętrza zacisku. Krótsze wypustki umożliwiają zaczepienie wokół nich specjalnie w tym celu wyprofilowanej blaszki, czyli wspomnianej już zawleczki.

Pomiędzy klockami tkwi jeszcze sprężyna rozpierająca, ze względu na kształt nazywana niekiedy motylkiem.

W warunkach bojowych, czyli gdzieś na szlaku, wyjęcie i powtórne włożenie klocków jest delikatnie mówiąc dość kłopotliwe. Zwyczajnie wymaga nieco wprawy i wiary we własne siły. To moim zdaniem kolejna wada hamulców tarczowych. Z drugiej strony konieczność wykonania tego typu zabiegów zachodzi bardzo rzadko. Przed wykonaniem tego typu operacji polecam odwrócenie roweru do góry nogami, czyli ustawienie go na kierownicy i siodełku. Wszystko to po to, by zapewnić sobie dobrą widoczność zacisku od strony tarczy i zapewnić jednocześnie możliwie dużo miejsca na manewry.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1798_StronaA_v1.JPG

Zacisk składa się z dwóch części. W przypadku omawianego zacisku obie części są ze sobą połączone za pomocą dwóch śrub imbusowych. Po ich wykręceniu warto zwrócić uwagę na niewielką uszczelkę zwaną o-ringiem wokół otworu przechodzącego przez obie części zacisku.

Do usunięcia pozostały jeszcze tłoczki, które przestały się swobodnie poruszać względem obu części zacisku.

Producent zamieścił w Internecie bardzo szczegółową instrukcję serwisową omawianego typu hamulców. Do wypchnięcia tłoczków radzi użyć kompresora i wypchnąć tłoczek za pomocą sprężonego powietrza. W dodatku dobrze, by nie był to zwykły kompresor, a taki, który potrafi wytworzyć wysokie ciśnienie. Spora część z nas ma jednak pewną namiastkę kompresora w postaci pompki. Przykładowo przyzwoita pompka do amortyzatorów powietrznych potrafi wytworzyć aż 20 atmosfer. Większym wyzwaniem okazało się doszczelnienie połączenia pomiędzy zakończeniem pompki, a otworem wejściowym części zacisku. Zabawę zacząłem od tej części zacisku, w którą wkręcony jest przewód hydrauliczny.

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1773_PolowkaZaciskuZtloczkiem_v1.JPG
Zauważyłem, że moja pompka stojąca Topeak Joe Blow Max jest wyposażona w dodatkową plastikową końcówkę, która może posłużyć do napompowania np. materaca. Okazało się, że ta końcówka z jednej strony zakończona jest gwintem metrycznym, który idealnie pasuje do gwintu w połówce zacisku hamulca hydraulicznego. Drugi koniec końcówki pasuje 'na wcisk' do głowicy pompki. 

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1783_UkladZpompka_v1.JPG
Pozostało już teraz mocno pompować i jednocześnie trzymać dłonią cały zestaw tak, by maksymalnie go uszczelnić. Jednym palcem musiałem zatykać otwór, wokół którego zwykle umieszczona jest niewielka gumowa uszczelka. Po chwili zobaczyłem, że tłoczek wyraźnie drgnął. Ponowiłem więc wysiłki. 

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1774_PoWypchnieciuTloczka_v1.JPG

Tłoczek dosłownie wystrzelił w górę i odbił się od sufitu. Towarzyszył temu głośny świst. Radzę owinąć czymś zacisk, np. siatką, by uniknąć przypadkowych uszkodzeń od wyskakującego tłoczka.

Przy wykonywaniu tych czynności należy koniecznie założyć okulary. Jest duża szansa, że we wnętrzu zacisku zostało jeszcze nieco płynu hamulcowego. Działanie wysokim ciśnieniem atmosferycznym rozprasza płyn na mikroskopijne kropelki, które zaczynają się latać wszędzie wokół.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1777_ZblizenieNaWnetrze_v1.JPG

Zbliżenie na wnętrze zacisku po wypchnięciu tłoczka. Wnętrze zacisku ujawniło nieco zanieczyszczeń. Moim zdaniem przede wszystkim jednak warto zwrócić uwagę na kolejną uszczelkę (o-ring) znajdujący się około 1 mm poniżej bocznej powierzchni zacisku. To właśnie ta uszczelka odpowiada za tarcie powstające podczas wysuwania i chowania się tłoczka. Od jej szczelności tudzież ogólnej kondycji zależy prawidłowa praca hamulca tarczowego.

W przypadku dostrzeżenia nawet niewielkich oznak zużycia należy ją wymienić. Niestety tzw. zestawy serwisowe, lub zestawy naprawcze do konkretnego typu hamulców są dość drogie i trudno dostępne w handlu. Ze swojej strony proponuję więc zastosowanie półśrodków: wyjęcie i odwrócenie uszczelki, względnie zamianę miejscami uszczelek z obu części zacisku.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1779_Otworek_v1.JPG
Jeszcze jedno spojrzenie na układ do wypychania tłoczka.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1782_Tloczek_v1.JPG
Tłoczek po wypchnięciu z zacisku, od strony osadzonej wewnątrz zacisku.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1787_HamulecTarczowyA_v1.JPG

Na sąsiednim zdjęciu widoczna jest znakomita większość elementów tworzących zacisk omawianego hamulca hydraulicznego z wyjątkiem dwóch śrub służących do połączenia obu części zacisku oraz niewielkiej uszczelki umieszczonej zwykle w żłobieniu wokół otworu umożliwiającego przepływ płynu hydraulicznego pomiędzy obydwoma częściami zacisku.

Zwracam uwagę na wypusty na zewnętrznych częściach tłoczków, które pasują do widocznych na tym samym kadrze wgłębień w powierzchni klocków.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1788_HamulecTarczowyB_v1.JPG
Spojrzenie na detale zacisku hamulca hydraulicznego od drugiej strony.

W zasadzie cała 'naprawa' w omawianym przypadku ograniczyła się do dokładnego oczyszczenia zacisku. Podczas próby wypchnięcia tłoczków odniosłem wrażenie, że zapchał się jeden z kanałów doprowadzających płyn do podstawy tłoczka. Dopiero wykorzystanie pompki udrożniło kanał. Przy okazji miałem jednak szansę na sprawdzenie kondycji uszczelek.

 

 

Jak z powrotem wepchnąć tłoczki do obu części zacisku hamulca?  

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1791_WpychanieTloczkow_v1.JPG
Wepchnięcie tłoczków wyłącznie siłą własnych rąk okazało się niemożliwe. W roli prostej prasy bardzo dobrze sprawdziło się imadło. Do jednej ze szczęk imadła przylegała boczna ścianka zacisku hamulca. Do drugiej ze szczęk imadła przyłożyłem dwa klocki złożone do wewnątrz powierzchnią okładzin hamujących.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1792_PoWepchnieciuTloczkow_v1.JPG
W trakcie wpychania warto kontrolować, czy wszystko do siebie pasuje. Imadło pozwala na przełożenie całkiem sporych sił i chwila nieuwagi może spowodować, że np. niechcący ukruszymy kawałek okładziny hamującej.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1794_ZaciskZtloczkiem_v1.JPG
Na sąsiednim zdjęciu całkowicie wepchnięty tłoczek. Warto umieścić go w takiej pozycji przed złożeniem obu części zacisku hamulcowego. Ułatwi to montaż klocków.

 

Dalsze działania polegały na skręceniu ze sobą obu części zacisku, zamontowaniu go w ramie i przykręceniu przewodu hydraulicznego. Ponieważ zacisk został całkowicie odkręcony od ramy, kolejny krok polega na prawidłowym ustawieniu zacisku względem tarczy hamulca.

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1970_ZaciskZdrugiejStrony_v1.JPG
Należy upewnić się, że tłoczki są cofnięte na tyle, na ile jest to tylko możliwe. Następnie należy przykręcić zacisk, ale koniecznie bez klocków (!) w miejsce pracy. Póki co proponuję pozostawić nieco luzu na śrubach.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1972_KoloWzacisku_v1.JPG

Ustawienie zacisku polega na takim dokręceniu zacisku, by tarcza znajdowała się dokładnie w środku zacisku.

Należy osadzić i zamocować koło wraz z tarczą. Warto zapewnić sobie dobre oświetlenie i dobrą widoczność zacisku. Sprawdzić jeszcze raz, czy koło na pewno zostało zamocowane w sposób pewny i symetryczny.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1980_LuzowanieZacisku_v1.JPG
Starannie, nie szczędząc czasu, ustawić zacisk względem tarczy i przyłapać śrubami. Przy okazji warto przyjrzeć się tarczy, czy nie jest krzywa. 

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1982_DokrecanieKluczem_v1.JPG

Warto dokręcić śruby za pomocą klucza dynamometrycznego. Ze swojego doświadczenia wiem, że bardzo łatwo jest przesadzić, a aluminium jest miękkie. Dlatego, jak napisałem wyżej, wstępnie przykręcamy śruby zwykłym kluczem imbusowym, a dokręcamy za pomocą klucza dynamometrycznego. Moment jest uzależniony od zaleceń producenta, ale zwykle nie przekracza 7,5 Nm.

Dopiero teraz zakładamy klocki i zawleczkę zabezpieczającą.

Jeżeli jesteśmy pewni, że tłoczki w hamulcu tarczowym wysuwają się prawidłowo, to można się pokusić o zastosowanie uproszczonej metody kalibracji zacisku hamulca. W tej metodzie zakłada się, że skoro tłoczki wysuwają się w jednakowym stopniu z obu części zacisku, to można poprzez wielokrotne naciskanie na klamkę im się wysunąć, aż do momentu, gdy zacisną się na tarczy, a następnie dokręcić je do ramy. Czyli:

  1. umieszczamy w zacisku klocki hamulcowe,
  2. zakładamy koło z tarczą hamulcową,
  3. luzujemy śruby mocujące zacisk hamulca do ramy,
  4. naciskamy kilkukrotnie na klamkę hamulca, aż poczujemy, że klocki zacisnęły się na klamce, a w tej pozycji zakładamy gumkę, która przytrzyma klamkę w pozycji zaciśniętej,
  5. dokręcamy zacisk do ramy,
  6. zdejmujemy gumkę, zwalniamy klamkę.

 

Kolejny krok to odpowietrzenie układu hamulcowego. Do odpowietrzania potrzebny jest zestaw stosownych narzędzi. Ponieważ sposób odpowietrzania układu hydraulicznego jest mocno uzależniony od konkretnego typu i producenta, więc nie będę go tu w szczegółach opisywał. W ogólności zadanie polega na wypchnięciu pęcherzyków gazu z cieczy. Poniżej przedstawiam nieco zdjęć tzw. 'profesjonalnego' zestawu do konserwacji hamulców hydraulicznych firmy Avid.

Firmowy zestaw do odpowietrzania Avid.

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1735_AvidBleedKit_v1.JPG
Zacznę od być może kontrowersyjnego stwierdzenia: nie warto kupować tego zestawu. Jest on bowiem bardzo drogi (około 250 pln, styczeń 2014), a nie zawiera nic nadzwyczajnego, o czym piszę niżej. Na tzw. rynku można kupić zestawy niefirmowane co prawda przez producenta, ale za to blisko 5 krotnie tańsze. Ponadto w tzw. firmowym zestawie nie znalazłem dystansów, które by pasowały do hamulca Juicy 3.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1736_ZawartoscPudelka_v1.JPG
Wszystkie elementy pudełka są starannie zapakowane.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1737_Strzykawki_v1.JPG
Przechodząc do meritum, najważniejszymi elementami zestawu są dwie strzykawki. Od strzykawek lekarskich różnią je zakończenia, które są nagwintowane.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1738_Zaciski_v1.JPG
Do zakończeń strzykawek pasują plastikowe zaciski przedstawione na kolejnej fotografii. Zaciski obejmują kawałki gumowej, przeźroczystej rurki. Jeden koniec rurki, plastikowy, pasuje do zakończenia strzykawki. Drugi, metalowy, zakończony gwintem, pasuje do wejścia lub wyjścia układu hamulca hydraulicznego. Po zmontowaniu i napełnieniu płynem możliwe jest więc dołączenie strzykawki do układu hydraulicznego.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1739_ZaciskOtwarty_v1.JPG
Plastikowy zacisk po dokręceniu do strzykawki. Zacisk znajduje się w pozycji otwartej. W takiej pozycji należy go przechowywać.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1740_ZaciskZamkniety_v1.JPG
Zacisk w pozycji zamkniętej. Zacisk daje się zamykać i otwierać za pomocą palców. Po zamknięciu zacisk ściska krótki odcinek gumowej rurki hamując przepływ cieczy. Rozwiązanie tyleż prymitywne, co skuteczne.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1743_Plyn_5_1_v1.JPG
Płyn hamulcowy znajduje się w niewielkim zbiorniczku (120 ml). Warto zapamiętać jego kolor (żółtawy) oraz rodzaj: DOT 5.1, czyli na bazie glikoli.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1745_Plyn_v1.JPG
Pod nakrętką znajduje się jeszcze dodatkowa blaszka, którą należy zerwać przed napełnieniem płynem strzykawek. Wszystko po to, by w jak największym stopniu oddzielić powietrze od cieczy. Producent radzi, by zapisać datę pierwszego otwarcia zbiorniczka i nie wykorzystywać płynu po 6 miesiącach od pierwszego wykorzystania.

 

images/stories/2014/20140114_HamulecTarczowy/640_IMG_1746_ZestawRozpychaczyInarzedzi_v1.JPG

Pozostałe elementy zestawu tworzą: w prawym górnym rogu zdjęcia - kluczyk, który pozwala na odkręcenie / dokręcenie przewodu hydraulicznego, w centrum zdjęcia - kluczyk o przekroju gwiazdki, który pozwala na odkręcenie / dokręcenie wejścia i wyjścia układu hydraulicznego. Pozostałe elementy to dystanse, służące do wypełnienia przestrzeni pomiędzy tłoczkami hamulca, po wyjęciu klocków hamulcowych.

Teoretycznie są to wszystkie narzędzia potrzebne do wykonania odpowietrzania. Oprócz oczywiście środków bhp: rękawiczek lateksowych, okularów ochronnych oraz alkoholu izopropylowego i chusteczek.

 

Procedura odpowietrzania hamulców Avid.

Producent zamieścił na youtube krótki film, który w dużym stopniu pokrywa się ze wspomnianą instrukcją. Dobrze wyjaśnia wszystkie kroki procedury.

Naturalnie powstaje pytanie, kiedy odpowietrzać. Zdania są podzielone. W instrukcjach serwisowych radzą odpowietrzać w razie potrzeby, ale nie rzadziej, niż raz na sezon. Osobiście nie słyszałem, by ktoś z moich znajomych odpowietrzał hamulce hydrauliczne, ale może nie wszystko mi mówią :-) Być może część osób oddaje rowery do płatnych przeglądów, podczas których jedną z czynności jest odpowietrzanie. Ja postanowiłem odpowietrzać hamulce tylko w razie wyraźnej potrzeby. A jak tę potrzebę poznać? Przede wszystkim tak, że po naciśnięciu klamki 'nic się nie dzieje' lub niewiele się dzieje. Do układu hydraulicznego dostało się nieco powietrza i płyn hydrauliczny zamiast przenosić siły z klamki na tłoczki przy klockach, spręża znajdujące się w nim powietrze.

 

Podsumowanie.

Działające hamulce hydrauliczne to fantastyczna sprawa. Uszkodzone, czy zapowietrzone, już nie. Do przywrócenia sprawności wymagany jest dość specjalistyczny sprzęt. Niestety hamulce hydrauliczne nie doczekały się standaryzacji. Części zamienne, a myślę tu przede wszystkim o uszczelkach, są drogie i trudne do zdobycia. Ze względu na niezwykle mały opór, jaki stawia klamka oraz wspomnianą zdolność do automatycznego centrowania okładzin znalazły chyba już trwałe miejsce w rowerach górskich. Ja sobie je w każdym razie cenię.

Na pewno nie zamontowałbym hamulców hydraulicznych do roweru, na którym zamierzałbym okrążyć świat. Nie zaryzykowałbym ich uszkodzenia. Szansa na przeprowadzenie naprawy w mniej cywilizowanych obszarach świata jest bowiem znikoma. To stwierdzenie nie przekreśla natomiast możliwości wykorzystania w rowerze wyprawowym hamulców tarczowych, mechanicznych. Niestety nie mam z nimi wystarczających doświadczeń, by ocenić ich przydatność podczas długich, wymagających samodzielności wypraw.

Na zakończenie serdecznie dziękuję za pomoc Sylwii, która m.in. w krytycznym momencie pomogła mi w wypychaniu tłoczków :-)

embed video plugin powered by Union Development
Komentarze   
0 # Andrzej 2015-01-15 19:36
Witam
Nie wiem czemu musiałeś tłoczki do zacisków wciskać imadłem, ja wcisnąłem je palcami, po lekkim przesmarowaniu powierzchni bocznych(walcowych).
Hamulce Avd Juicy 3 maja jakąś wadę fabryczną, spotkałem sie ztym na wielu forach, polegającą na nierównomiernym wysuwaniu i cofaniu sie tłoczków, ja miałem tak w tylnym, ale w czasie ostatniej konserwacji przepolerowałem je filcowym krążkiem z pasta polerską, i poczekam na efekt.

Pozdrawiam
Odpowiedz | Odpowiedz z cytatem | Cytować
-1 # asdasd 2015-03-06 18:02
@Andrzej - z tego co wiem nie powinno sie smarowac niczym tloczkow
Odpowiedz | Odpowiedz z cytatem | Cytować
+1 # Miro 2015-06-11 20:39
Fajny opis. Wydaje mi się jednak, że dobrze było by wyjąć klocki za zacisku zanim odłączy się przewód hydrauliczny. Mniejsza szansa zatłuszczenia płynem.
Odpowiedz | Odpowiedz z cytatem | Cytować
0 # Wojtek 2015-07-06 07:20
czy zalanie hamulcy avid eliksir płynem hamulcowym mineralnym może spowodować uszkodzenie wszystkich uszczelek .czy uszczelki są w zacisku i klamce .gdzie można kupić zestaw naprawczy jak już hamulec został zalany olejem mineralnym i prawdopodobnie zostały uszkodzone uszczelki bo hamulec nie trzyma i płyn wycieka (był to nowy hamulec zmieniana była końcówka przewodu hamulcowego ponieważ przewód trzeba było przeciągnąć przez ramę.
Odpowiedz | Odpowiedz z cytatem | Cytować
0 # mslonik 2015-07-06 20:44
Tak, z tego, co mi wiadomo, zalanie niewłaściwym typem cieczy roboczej uszkadza uszczelki. Ja bym nie ryzykował i wymienił wszystkie uszczelki. Zestaw naprawczy? Raczej zestaw serwisowy. Można go kupić w dobrych sklepach rowerowych. Naprawa będzie niestety czasochłonna.
Odpowiedz | Odpowiedz z cytatem | Cytować
Dodaj komentarz