Féktárcsák: A biztonság kulcseleme és a karbantartás fontossága
Autónk legfontosabb biztonsági rendszere a fékrendszer. Amilyen ritkán esik erről szó, olyan kevés figyelmet kap a legtöbb autóstól a fékrendszer. Pedig ezeknél sokkalta fontosabb, hogy milyen fék van az autóban, az miként tudja megállítani, ez a versenysportban is kardinális kérdés. Pedig nem csak akkor kellene rá figyelni, amikor már baj van vele, hanem folyamatosan. Ha tisztába tesszük, hogy mi is a fékrendszer, mit csinál, akkor azonnal rájövünk arra, hogy miként növelhetjük élettartamát, miként használhatjuk úgy, hogy a legtovább tartson. Utóbbival nem csupán pénzt spórolunk, még a környezetet is kevésbé terheljük, hiszen ahogyan az autó egészének, úgy a féknek az előállítása sem épp környezetbarát.
Kétévente kötelező, évente ajánlott az ellenőrzése - fékpadon történő fékhatásméréssel. A fékek esetében nagy hangsúly esik a féktárcsákra, a féktárcsa szabályozás bizonyos esetekben elengedhetetlen.
A fékrendszer működése és terhelése
A fék mozgási energiát alakít át hőenergiává. A féktárcsa funkciója a jármű fékezése, lassítása, megállítása. A féktárcsa másik funkciója a fékezés során keletkező hő elvezetése. A fékbetét súrlódó anyaga csiszolóanyagokat tartalmaz, amelyek kölcsönhatásba lépnek a tárcsa felületével - az egyik egyenetlenség a másikhoz tapad. Ma már az első tengelyen általánosan elterjedt a tárcsafék alkalmazása. A járművek többségében a fékezés során az első kerekeknek fontosabb szerep jut. Mivel a féktárcsa hatékonyabb a dobfékeknél, ezért általában a járműveken elől tárcsafék található.
A fékteljesítményt befolyásoló tényezők
De miből is áll össze a mozgási energia? Az autó tömegéből és sebességéből, utóbbi pedig négyzetesen számít. Azaz minél nagyobb tömeget cipelünk, annál nagyobb terhelést kap a fékrendszer, de még fontosabb, hogy a 20 helyett 40 kilométerórával haladó autó megállításához négyszer nagyobb, a 20 helyett 80 km/órával haladó autó megállításához már 16-szor nagyobb fékerőre van szükség. A fék legnagyobb ellensége az, amit maga állít elő, a hő.
Így persze nem azért jelent extrém, átlag feletti terhelést a nyár, mert ilyenkor a levegő is melegebb, hanem azért, mert jellemzően ilyenkor megyünk nyaralni, teli utas- és csomagtérrel, akár az autó megengedett össztömegét is elérve, rosszabb esetben túllépve, netán lakókocsival. Meg persze az is komoly próbatétel a féknek, ha hegyeket mászunk, pontosabban az, amikor azokról leereszkedünk. Ilyenkor ajánlott a motorfék erőteljes használata, hogy a fékre minél kisebb feladat nehezedjen.
Útmutató a fektárcsa centírozásához
Az ABS (blokkolásgátló) már 2004 óta, az ESP (elektronikus stabilitásvezérlő) 2014 óta kötelező az EU-ban forgalomba helyezett modelleknél, utóbbi pedig akkor is fékezi a kerekeket, ha a sofőr nem lép a fékre, s ugyanez mondható el a ma egyre inkább terjedő elektronikus fékdifferenciálművekről, illetve nyomatékszabályzási rendszerekről. Magyarán elmondható, hogy minél modernebb egy autó, annál rövidebb élettartamú a fékje, már csupán az általános tömegnövekedés miatt is. Jelentős extra terhelés az automata váltó, aminél a fék terhelése még álló helyzetben, dugóban araszolva is folyamatos.
Féktárcsák és fékbetétek - Élettartam és kopás
A fékbetét csere gyorsabban jön el, mint a féktárcsa cseréje. A fékbetét gyorsabban kopik a tárcsánál ezért sűrűbben szorul cserére mint a féktárcsa. Fontos tudni, hogy a fékbetétek kopása azok kopásával gyorsul, hiszen minél kisebb a fékbetét vastagsága, annál rosszabb a hőelvezetése. Fontos tudni, hogy minden fékbetét csere alkalmával ellenőriztetni kell a féktárcsák állapotát is.
| Komponens | Átlagos élettartam (km) | Megjegyzés |
|---|---|---|
| Első féktárcsa | 70 000 - 100 000 | |
| Fékbetét | 30 000 - 50 000 | Gyorsabban kopik, mint a tárcsa; kopása gyorsul |
| Dobfék (általában hátsó) | Akár 2-3x hosszabb | Kisebb fékteljesítményt nyújt |
Visszajelző rendszerek és vizuális ellenőrzés
A fék olyan alapvető biztonsági rendszer, aminek hibáját, elhasználódását nem szabad, nem érdemes tapasztalati úton megtudnunk, hiszen egy elkopott fékbetét akár végzetes baleset okozója is lehet. Ezért minden autó esetén vannak visszajelző rendszerek. Utóbbi lehet elektronikus és mechanikus. Talán utóbbi az elterjedtebb, elsősorban japán autóknál, így az itthon népszerű Suzukiknál is alkalmazott. Ez a rendszer csupán annyiból áll, hogy a fékbetét alaplapjára egy apró rugóacélból készített lemezecskét szegecselnek, ez akkor kezd el hozzáérni a féktárcsához, amikor a betét már cserére érett (már csupán 2 mm van hátra az anyagából).
Vannak elektronikus fékvisszajelzők is, ezek esetén egy fémszál kerül a fékbetétekbe, amelyek egy áramkört zárnak, melynek hatására felvillan egy műszerfali kontroll-lámpa. Bár vannak visszajelző-rendszerek is, a vizuális szemrevételezés nem maradhat el egyetlen kerékcserekor sem, ugyanis visszajelző nincs minden betétben. Miként a fékbetét, úgy a féktárcsa kopása is minden kerékcserekor ellenőrizendő.
A féktárcsák esetén az élükre írt minimális vastagság-értéket, illetve tolómérővel a tárcsa valós vastagságát kell ellenőrizni. A gyártók minden autótípusra meghatározzák a minimális féktárcsa vastagságot. Egy átlagos féktárcsa megengedett kopása legfeljebb 2-3 mm lehet. Léteznek olyan tárcsák is, amelyeknél kerékleszerelés nélkül is könnyedén láthatjuk annak kopottságát. Esetükben a tárcsába rakott furatokat alkalmaznak, ha azok eltűnnek, eljött a csere ideje. A szemrevételezéskor természetesen nem csak a tárcsa vastagsága, hanem esetleges fizikai sérülése, repedése, törése, elszíneződése is ellenőrizendő, hiszen ha ilyeneket látunk, könnyedén lehet, hogy egy következő nagyobb terhelésnél, vagy akár csupán nagyobb sebességű haladáskor a féktárcsa szét fog robbanni. Cserélendő a tárcsa akkor is, ha egyenetlenül kopott, a vállasodás a leginkább gyakori, de hibás betét miatt egyéb deformáció is előfordulhat.
Tapasztalatok Dacia Logan MCV féktárcsa cseréjével kapcsolatban
A féktárcsa hibáinak okai és következményei
Miért éreznek egyes vezetők rezgést a kormányon vagy a fékpedálon keresztül fékezés közben? Az esetek többségében a kellemetlen és veszélyes rezgéseket az angol szakirodalomban DTV rövidítéssel emlegetett (Discs Thicness Variation), vagyis a változó vastagságú féktárcsa okozza. Ez a probléma általában úgy jelentkezik, hogy kb. 3000 - 6000 km-el a beszerelés után válik zavaróvá a vibráció, fékezéskor. A kellemetlen vibrálás legtöbbször nem abból adódik, ahogy azt gyakran tévesen feltételezik.
1. Túlmelegedés
A féktárcsa romlásának első oka a túlmelegedés. A túlmelegedés pusztító. A szabványos féktárcsa öntöttvas szerkezete a 650°C körüli kritikus hőmérséklet elérésekor kezd megváltozni. Ezt a hőmérsékletet könnyen túllépheti, ha a vezető nem engedi lehűlni a tárcsákat ismételt, nagy sebességről történő hirtelen fékezések után. A 90 km/h-s sebességről egy fékezés során felszabaduló energia mennyisége elegendő két liter víz felforralásához három másodperc alatt. Intenzív fékezésnél a betétek és tárcsák hőmérséklete elérheti az 500-550°C-ot. A hőmérséklet további emelkedése a fékezési hatékonyság csökkenésével jár. Ha a hőmérséklet eléri a 650°C körüli kritikus pontot, a korong felülete megváltoztatja kristályos szerkezetét, és az öntöttvas szerkezet egy sokkal keményebb fázisba vált, úgynevezett cementitté alakul. A lágy öntöttvas és a kemény cementit kombinációja "jégkéreg" hatást hoz létre. A cementitnek kisebb a súrlódási tényezője az öntöttvashoz képest, így a hozzá nyomott tömb a tárcsafelület másik részéhez képest elcsúszik. Az eredmény egyenetlen fékezés, ami jól érezhető a pedálon. A szürkeöntvényből álló normál tárcsa szerkezete és a cementit módosított szerkezete mikroszkóp alatt nézve jelentősen eltér egymástól. A felületen lévő cementit kristályok úgy néznek ki, mint a fekélyek a féktárcsa felületén. Az extrém túlmelegedés fokozódása a cementit kristályos szerkezetének továbbterjedéséhez vezet a féktárcsa felületén, ami változást okoz a féktárcsa geometriájában. A repedések hossza nem haladhatja meg a 25-30 millimétert. Minél hosszabb a repedés, annál mélyebb, ami befolyásolja a tárcsa geometriáját és a gyors tönkremenetel valószínűségét is.
Így készül az emberiség egyik legfontosabb anyaga, a cement
2. Nem megfelelő minimális vastagság
Az ajánlott minimális féktárcsavastagság fizikán alapul. Ha a vastagság nem megfelelő, a tárcsa nem tudja elvezetni a fékezés során keletkező hőt. Nem tudja fenntartani a szükséges erőt sem. Ha a hőmérséklet jelentősen magasabb a megengedettnél, akkor a fizikai tönkremenetel veszélye nagy. Az új fékbetétek nem javíthatnak ezen a helyzeten. A kopott féktárcsa élettartama rövidebb, mint az új fékbetéteké. Ha ugyanis utóbbi már a minimumérték alatti, akkor a fékhatás új betéttel sem lesz megfelelő. A kopott féktárcsa rossz hőelvezetést biztosít, könnyen elreped, deformálódik, a fékfolyadék felforrhat.
3. Kerékagy felületének szennyeződése
A harmadik probléma, amelyet gyakran elfelejtenek, a kerékagy felületének szennyeződése és a féktárcsa belső felülete. Lehet, hogy egy rozsdaréteg nem is szembetűnő, csak 2-3 homokszem a kerékagyon, ám ez már 0,1-0,15 milliméter a külső sugáron, ami észrevehető ütéshez vezet. Egy kis, 0,05 mm-es szemcse elegendő ahhoz, hogy érezze a vibrációt a kormányon. Tárcsafékrendszerben a fékbetét és a tárcsafelületek közötti átlagos hézag körülbelül 0,1 mm. Az agyon lévő 0,05 mm-es szemcsék 0,1 mm-t adnak a peremen, és vezetés közben érintkezésbe kerülnek a betét és a tárcsa. A féktárcsa cseréjekor fontos az agy felületének alapos megtisztítása. A féktárcsa felszerelése előtt nem megfelelően előkészített felületek szintén okozhatják a problémát.
4. A féktárcsa vastagságának egyenetlensége (DTV)
A féktárcsa ütésének negyedik oka a féktárcsa vastagságának egyenetlensége. Ennek oka a fékbetét súrlódó anyagának egyenetlen átvitele a tárcsa felületére. Ez gyakran akkor fordul elő, ha nem tartják be a fék beágyazására vonatkozó utasításokat. A féktárcsa hullámosodása (változó vastagsága) úgy alakul ki, hogy a fékrendszer hibás geometriai tényezői miatt, egy idő után bizonyos területeken, rendellenes kopás alakul ki a fékbetéttel érintkező felületeken. A vastagsági különbségek mértékétől függően gyakorol rázó, pulzáló hatást az egész fékrendszerre. Ahhoz, hogy megértsük a féktárcsavastagság egyenetlenségét, a mikrométerrel meg kell mérni a tárcsa kerülete körüli 8 zónában, minden ponton 45 fokos intervallumban. Meg kell mérni a lemez külsejét, közepét és belsejét. Az összes kapott értékből kiválasztják a minimumot és a maximumot, majd kiszámítják a köztük lévő különbséget. Tekintsük a 0,025-0,035 mm közötti értékek szórását. Ez elegendő az új tárcsa vastagságának három ponton történő megméréséhez, majd ellenőrizni kell a lemez beszerelési útmutatójában megadott paraméterhez képest.
5. Ferde rögzülés
A féktárcsa ütését okozhatja a kerékagyhoz képest ferde rögzülés, ami viszont a felület szennyeződésének vagy deformációjának a következménye. Az aggyal való érintkezési felület torzulását a kerékcsavarok vagy anyák túlzott vagy elégtelen meghúzása, valamint a gyártó által javasolt meghúzási nyomaték és sorrend be nem tartása okozza. További okok a kerékcsavarok vagy anyák túlhúzása, az elmozdulásból eredő mechanikai igénybevétel, valamint a féknyereg és a tárcsa nem megfelelő összeszerelése vagy felszerelése. A kerékagyra nem központosan felszerelt, esetleg kiegyensúlyozatlan (centrírozatlan) vagy hibásan kiegyensúlyozott a féktárcsa szintén problémát okozhat.
6. Rossz minőségű féktárcsák
A rossz minőségű féktárcsákat nem mindig lehet felismerni a megjelenésükről. A Ferodo féktárcsákat kizárólag a legjobb fémtechnikai, a legjobb minőségű öntési eljárások, az eredeti felszereltségi szint és a szigorú minőség-ellenőrzési intézkedések megvalósításával gyártják.
Fékrendszer karbantartása és csere
Karbantartást a hibátlan fékrendszer is igényel! Átvettük, hogy az elszíneződött, netán sérült, meg persze az elkopott tárcsa, illetve betét cserélendő, de a fékrendszer akkor is igényel figyelmet, mondjuk úgy „olajcserét”, ha hibátlanul működik.
Fékbetétek és féktárcsák cseréje
Alaptörvény, hogy fékbetétet tengelyenként egyszerre cserélünk, ahogyan az is, hogy új tárcsát csak új fékbetéttel együtt építünk be, de a fékrendszer összes többi eleme is ellenőrizendő ilyenkor, ahogyan a fék bármilyen javítása után elengedhetetlen a fékhatásmérés, amit lengéscsillapító-méréssel együtt ajánlott elvégezni. Hiába tudjuk ugyanis jól fékezni a kereket, ha azok a lengéscsillapító hibája miatt nem, vagy nem kellően érintkeznek az úttal, a fékhatás a valóságban annak ellenére nem lesz megfelelő, hogy a fékpadon annak mutatkozott. Fontos, hogy a szállításhoz, raktározáshoz korróziógátló zsírral bevont féktárcsákat beépítés előtt (féktisztítóval) meg kell tisztítani. Ha ugyanis ez elmarad, a fékhatás nem lesz megfelelő, de a zsírral érintkező betét ráadásul rögtön mehet is a kukába.
Az egyenetlen vastagság miatti problémák megoldását nem a tárcsa cseréje jelenti és a hagyományos tárcsa felszabályozás sem oldja meg a helyzetet, mert a hiba többnyire néhány ezer kilométer múlva ismét jelentkezni fog. Az egyetlen tökéletes és gyors mód, hogy megszüntessük ezt a problémát, a járműre szerelt féktárcsa saját helyén történő felszabályozása. Jelenleg ezt a műveletet a már bevált Pro-Cut rendszerrel lehet a legpontosabban kivitelezni, mivel mikroprocesszoros giroszkópja segít a fékrendszer geometriájának visszaállításában.
Fékfolyadék és fékcsövek
Kevés szó esik a fékfolyadékról, pedig még fontosabb, mint a motorolaj, hiszen a fékfolyadékon nem csak a féknyergek kenése, hanem az autó biztonságos megállíthatósága is múlik. A szaknyelven higroszkopikus fékfolyadék a környezetből magába szívja és megköti a párát, ezzel azonban saját forráspontja csökken. A fékfolyadék ezért kétévente, kilométerfutástól függetlenül cserélendő. Használt autót vásárolva a fékfolyadék forráspontja műszerrel ellenőrizhető, amennyiben 160 Celsius fok alatti, a folyadék cserélendő. Miként motorolajból, úgy fékfolyadékból is különböző teljesítményszintűek léteznek, világszerte az amerikai közlekedési felügyelet (Department of Transportation) által készített DOT osztályzást, DOT-számot használják, az autónk számára előírtnál rosszabbat semmiképp se töltsünk be. A fékfolyadékon túl annak „háza”, azaz a fékcső is ellenőrzést és figyelmet igényel.
Vezetési szokások
Ha nem nyomjuk utolsó pillanatig a gázt, ha hagyjuk kigurulni az autót, akkor kevesebbet kell fékeznünk, a fék kevesebbet kopik. További fontos tudnivaló, hogy a szakaszos fékezéssel is kíméljük a rendszert, hiszen ha két fékezés között tud hűlni a rendszer, akkor kevésbé amortizálódik. Tartsa be a fékezés szabályait - új fék esetén az első 300 km-en fontos a mérsékelt fékezés. A beágyazódási fázisban kerülni kell az erős fékezést. Tartsa tisztán a féknyereg vezetőket. Ha savasak vagy rozsdásodtak, előfordulhat, hogy a féknyereg nem nyílik ki, és a fékbetétek nem távolodnak el a tárcsa felületétől. A tárcsa, illetve a betét akkor is megéghet, ha szerelés közben szennyeződés marad/kerül a súrlódó felületek közé.
Fékproblémák felismerése menet közben
Az üzemszerű kopáson túl egyéb tünetekkel is felhívhatja magára a figyelmet a fékrendszer. Így ismerhetjük fel menet közben a fékrendszer hibáit!
- Pedál lüktetés: Ha fékezéskor a fékpedálon lüktetést, pulzálást érzünk, akkor az a féktárcsa hőterhelés miatti vetemedésére, netán a fékbetét szorulására utalhat, igaz, utóbbi is hőterhelést okoz, hiszen a nem feloldó fékbetét égeti meg a tárcsát.
- Figyelmeztető lámpa: Amennyiben a fékvisszajelző kiengedett kéziféknél is világít a műszerfalon, az jellemzően az alacsony fékfolyadékszintre vagy az extrém mértékben elkopott fékbetétekre utal, mindkettő azonnali intézkedést igényel.
- Autó húzása: Ha fékezéskor az autó valamelyik irányba húz (és ez nem az alacsony keréknyomásból vagy az út oldalirányú lejtéséből adódik), akkor jellemzően valamelyik oldali fék szorul.
- Puha fékpedál: Ha a fékpedál padlóig nyomható, csak többszöri pumpálásra és csak kissé keményedik fel, akkor a fék hidraulikarendszere levegős. Ilyenkor az összes eleme ellenőrizendő, majd a rendszer (új fékfolyadékkal) légtelenítendő.
Milyen fékalkatrészt válasszunk?
Sajnos, a mai világban tudom, hogy itt mindig is a pénztárca dönt, de szeretnék segíteni egy pár szóval ennek a döntésnek a meghozatalához. Fékből tehát a lehető legjobbat vegyük minden esetben, autónk használhatósága, biztonsága ezen múlik.
Dobfék vagy tárcsafék hátul?
Ha spórolni akarunk a féken, akkor azt az autóvásárláskor tegyük meg! Olyan autót vegyünk, aminek nem gond a fenntartása, amihez meg tudjuk venni a gyári beszállítóktól való fékalkatrészeket. Számolhatunk azzal, hogy egy hátul dobfékes autó esetén hosszú távon szerényebb összeget fogunk fékre költeni, az ugyanis bár kisebb fékteljesítményt, de két-háromszor hosszabb élettartamot ad. Természetesen a gyártók olyan kisebb teljesítményű modellekhez szerelnek ilyet, amelyekhez elegendő a szerényebb fék is. A fékpofákkal dolgozó zárt dobfék a tárcsaféknél hosszabb élettartamú, így olcsóbb.
Minőségi alkatrészek és márkák
Fékalkatrészeket csakis neves gyártóktól, lehetőleg olyanoktól vásároljunk, akik komplett - gyári - fékrendszereket gyártanak, illetve fejlesztenek. Biztosra akkor megyünk, ha egyetlen gyártótól vásároljuk meg a tárcsát, a betéteket és az egyéb fékalkatrészeket. Nem nyúlunk mellé a Textarral, ami 1913 óta gyárt fékalkatrészeket. A Textar kezdetben még gőzgépekhez készített fékeket, majd később állt át az autóiparra, ma már számos autógyártó számára komplett fékrendszereket szállítanak (pl. az Audi Q7, a BMW X5 és a Mercedes-Benz Sprinter, C-osztály, Porsche Cayenne modellek számára is). Csak fékbetétből több mint 1600 különfélét kínál a Textar, de ami igazán érdekes, hogy 67 különféle fékbetét-koktéllal dolgoznak, ami azt jelenti, hogy minden modell számára elő tudják állítani a gyári (vagy akár annál jobb) fékhatást. A kisebb betétgyártók jellemzően szűkebb, egységesebb eszközkészlettel, kompromisszumosabb megoldást kínálnak. Olcsóbb autóknál előfordulhat, hogy az utólagos, a gyárival egyező specifikációjú, de márkásabb fék az eredetinél jobb fékhatást ad.
A legnagyobb féktárcsa márkák egyike a német ATE, de sajnos ez az egyik legdrágább is, de gyári beszállító sok modellnél, így az árai is így vannak meghatározva. Kedvenc féktárcsa márkáink a német TRW, TEXTAR, ZIMMERMANN, FERODO, BREMBO, JURID. Mindegyik féktárcsa kiváló minőségű és bátran ajánlom, sokszor csak nagyon picivel drágábbak mint a gyengébb minőségű társaik. A középkategóriás féktárcsák között is van kedvencünk, hisz itt is található nagyon jó, csak természetesen mivel nem olyan nagy a nevük így kedvezőbben lehet hozzájutni. A középkategóriás féktárcsák közül megemlíteném a NIPPARTS, LPR, JAPANPARTS, ROADHOUSE, CIFAM, QH, VEMO, MAPCO termékeket.
Speciális féktárcsák és betétek
A fék egyik negatív mellékhatása üzemszerű kopása, melynek jele a makacs, fekete fékpor a felnin. Ez leginkább a szép alufelniken tud zavaró lenni, ezért léteznek olyan speciális súrlódó anyaggal épített fékbetétek, amelyek kevés, ráadásul áttetsző port hagynak csak, ráadásul szinte hangtalanul fékeznek, nem mellesleg a féktárcsát is kevésbé koptatják, mint a hagyományos betétek - ilyen például a Textar epad termékcsaládja.
A fékeket persze nem csak utólag lehet bonyolítani, már a gyártók is megteszik, és nem csupán a komolyabb modelleknél is feláras karbon-kerámia fékekkel. Hanem a kompozit, alumínium agyrésszel és magas széntartalmú acél kopófelülettel épített tárcsákkal. A lényeg itt a tömegcsökkentés (a fogyasztás apasztásáért és a komfort növeléséért), de az ilyen tárcsa persze drágább, mint a hagyományos.
Mindentől külön szeretném megemlíteni az angol EBC féktárcsákat, mivel ezen féktárcsák között megtalálható az EBC Turbo Groove fúrt/mart féktárcsa. Mindenkinek javasolni tudom, aki igazán sportosan vezet.
Alapvető kellene legyen, hogy ha az autó teljesítményét növeljük, akkor ahhoz méretezzük a fékrendszer teljesítményét is, de extra szolgáltatásokat nyújtó fékbetétek egyéb szempontból is léteznek. Korosabb autónál nem csak az elkopó tárcsák és betétek, a féknyergek cseréje is szükséges lehet.