Przemysł motoryzacyjny stale się rozwija, a elementom układu hamulcowego stawiane są coraz większe wymagania, w szczególności w zakresie skuteczności hamowania oraz komfortu jazdy. Równocześnie rosną również oczekiwania wobec producentów w zakresie redukcji negatywnego wpływu na środowisko. Firma TMD Friction, światowy lider w produkcji materiałów ciernych przedstawia, jak zmienia swoje produkty i procesy w celu zmniejszenia tzw. śladu węglowego oraz jak w zdecydowany sposób wychodzi w przyszłość i tworzy wytyczne, nie czekając na nowe regulacje prawne.
Redukcja zawartości miedzi w hamulcach
Kluczowym zagadnieniem w ostatnich latach dla producentów materiałów ciernych było ograniczenie stosowania miedzi. To od dawna jest bardzo ważny składnik mieszanek ciernych. Jednak powstające podczas hamowania drobne cząsteczki miedzi osadzają się na drogach, co stwarza zagrożenie dla niektórych gatunków dzikich zwierząt. Branża motoryzacyjna musi więc dopasowywać swoje produkty i procesy by ograniczyć wpływ na środowisko naturalne. Dodatkowo, musi uwzględnić rosnącą liczbą przepisów prawnych, które regulują na przykład stosowanie niektórych surowców. Zgodnie z przepisami obowiązującymi w USA, od roku 2025 w kraju tym nie będzie dozwolone stosowanie miedzi jako składnika klocków i okładzin hamulcowych.
Branża hamulcowa stanęła przed koniecznością stworzenia nowych mieszanek ciernych, które nadal zapewniają wysoką skuteczność hamowania, a jednocześnie są bardziej przyjazne dla środowiska.
Rola miedzi podczas hamowania pojazdu
Dla pełnego zrozumienia, w jaki sposób branża poradziła sobie z wyeliminowaniem miedzi z klocków hamulcowych, należy najpierw wyjaśnić, dlaczego materiał ten tak skutecznie wspomaga hamowanie pojazdu.
W uproszczeniu można powiedzieć, że za hamowanie odpowiadają dwa podstawowe zjawiska. Pierwsze zjawisko wykorzystuje chropowatość elementów hamulcowych. W tym przypadku mówimy o tarciu powodującym ścieranie. Pomiędzy klockiem a tarczą hamulcową zachodzi proces powstawania mikroskopijnych cząsteczek, które są ”szlifowane”. Klocek hamulcowy mocno „wgryza się” w tarczę hamulcową. Hamowanie powodujące ścieranie występuje głównie wtedy, gdy klocki i tarcze hamulcowe są zimne.
Drugie zjawisko związane z hamowaniem ma zupełnie inny charakter i zachodzi w momencie, gdy tylko klocek hamulcowy zostanie rozgrzany w wyniku tarcia podczas hamowania. Teraz do gry wchodzi tzw. hamowanie adhezyjne. W wyniku ścierania, cząsteczki z klocka hamulcowego migrują na powierzchnię tarczy hamulcowej i tworzą swego rodzaju „lepką” warstwę pośrednią hamowania, znaną jako warstwa przenosząca. Warstwa przenosząca powoduje „sklejanie się” klocka i tarczy hamulcowej, a tym samym w wyniku działania siły przyczepności dochodzi do zatrzymania ruchu obrotowego koła. Hamowanie adhezyjne odbywa się przy mniejszym zużyciu elementów, niższym poziomie hałasu oraz niższym cieple powstającym w wyniku tarcia, a tym samym ma kluczowe znaczenie dla optymalnej skuteczności hamowania.
To właśnie taką “gorącą” i “lepką” fazę hamowania zapewnia miękka i ciągliwa miedź, znacząco zwiększając skuteczność hamowania. Dlatego przez wiele dziesięcioleci miedź była kluczowym składnikiem mieszanek ciernych. Między innymi pomagała ograniczyć zużycie klocków i tarcz hamulcowych, eliminując hałas i odczuwalne wibracje, a także stabilizowała działanie układu hamulcowego w szerokim zakresie temperatur.
Mieszanki cierne bez miedzi
Od wielu lat portfolio mieszanek ciernych rozwijanych przez TMD Friction jest powszechnie uważane za jedno z najlepszych w przemyśle motoryzacyjnym. Laboratoria firmy w tym samym czasie badają ponad 200 różnych składników. Ma to na celu określenie przydatności tych komponentów pod kątem tworzenia nowych i zaawansowanych receptur materiałów ciernych. Firma TMD Friction już dawno rozpoczęła prace nad bezmiedziowymi mieszankami ciernymi. Dlatego w 2013 roku została pierwszym producentem ciernych elementów hamulcowych, który uzyskał dopuszczenie pierwszej okładziny hamulcowej bez miedzi, przeznaczonej na pierwszy montaż w niemieckich pojazdach o wysokich osiągach - modelach BMW M3 oraz M4.
Duża część asortymentu firmy TMD Friction na niezależnym rynku części zamiennych dostępna jest w wersji bez miedzi, co oznacza, że ponad 95% wolumenu sprzedaży klocków hamulcowych do samochodów osobowych obejmuje produkty pozbawione tego składnika. Zastąpienie miedzi nie jest takie proste. Trzeba stworzyć całkowicie nową mieszankę materiałów, a to wiąże się z koniecznością znalezienia indywidualnej receptury zastępującej miedź. Należy pamiętać, że rozwój mieszanek bez miedzi to ogromne wyzwanie w zakresie kontroli temperatury, ponieważ użyty zamiennik musi charakteryzować się dobrą przewodnością cieplną.
Podejście na poziomie ekologicznym TMD Friction
Komentarze (1)