Pytanie 1
Tarcze hamulcowe wykonuje się najczęściej
A. z żeliwa.
B. ze stopów aluminium.
C. ze stopu brązu.
D. ze stali.
W tym pytaniu łatwo wpaść w pułapkę myślenia kategoriami „lżejszy materiał będzie lepszy”, albo „droższy stop na pewno jest nowocześniejszy”. W przypadku tarcz hamulcowych kluczowe są jednak nie tylko masa czy cena, ale przede wszystkim własności cieplne, wytrzymałość na zmęczenie cieplne i stabilne tarcie. Stopy aluminium faktycznie są lekkie i bardzo dobrze przewodzą ciepło, ale mają stosunkowo niską temperaturę topnienia i dużo gorzej znoszą bardzo wysokie temperatury przy intensywnym hamowaniu. Aluminiowa tarcza przy normalnej masie auta osobowego bardzo szybko by się odkształcała, przegrzewała i mogłaby ulec uszkodzeniu. Aluminium pojawia się w hamulcach, ale głównie w piastach lub dzwonach tarcz w konstrukcjach dwuczęściowych, natomiast powierzchnia robocza, po której pracuje klocek, i tak jest żeliwna lub stalowa. Brąz, czyli stop miedzi z cyną lub innymi dodatkami, kojarzy się niektórym z dobrym tarciem i odpornością na zużycie, ale w motoryzacji używa się go raczej do łożysk ślizgowych, tulejek czy elementów pracujących w smarze, a nie jako materiał na duże tarcze hamulcowe. Jest drogi, ciężki i zupełnie nieopłacalny w masowej produkcji tarcz, a do tego jego własności cieplne i mechaniczne nie dają przewagi nad żeliwem. Stal natomiast wydaje się logicznym wyborem, bo jest mocna i powszechnie stosowana w konstrukcjach samochodu. Problem w tym, że stalowe tarcze mają inne zachowanie cieplne, łatwiej łapią odkształcenia przy przegrzaniu, są bardziej podatne na tzw. hot spots i potrafią szybciej korodować powierzchniowo, co przy normalnych klockach ciernych daje gorszy komfort hamowania (piski, drgania). Stal spotyka się częściej w motocyklach, gdzie masa jest mniejsza, tarcze są ażurowe i warunki pracy trochę inne. W samochodach standardem konstrukcyjnym i dobrą praktyką branżową są tarcze żeliwne, właśnie ze względu na kompromis między kosztem, wytrzymałością cieplną, stabilnością współczynnika tarcia i możliwością łatwej diagnostyki oraz obróbki serwisowej. Dlatego myślenie w stylu „lżejszy materiał = lepszy” w tym konkretnym przypadku prowadzi na manowce – układ hamulcowy rządzi się swoimi prawami i producenci od lat trzymają się żeliwa nie bez powodu.
