W części pierwszej opiszemy wymagania stawiane okładzinom ciernym, jak również złożone procedury, przez które przejść muszą okładziny hamulcowe marki Textar, zanim trafią na rynek.
Wymagania stawiane okładzinom ciernym
W książce wydanej przez Textar pt. „Okładziny hamulcowe do pojazdów drogowych” napisane jest: „Receptury na okładziny cierne są kompromisem między tym, czego się chce, a właściwościami możliwymi do uzyskania w rzeczywistości”. Dlatego receptura okładziny wymaga znalezienia kompromisu między wymaganiami klienta a daną technologią produkcji. Do rozwiązania tego zadania potrzebne jest doświadczenie i wyczucie. Jeśli popatrzymy na to w ten sposób, od razu zrozumiemy, że taka receptura należy do najlepiej chronionych tajemnic każdego producenta. Nie jest tajemnicą natomiast „materiał”, z którego wykonane są okładziny cierne. Może on się składać z następujących surowców: środek wiążący (w formie żywicy i kauczuku), wypełniacze organiczne i nieorganiczne (np. kreda i tlenek żelaza), środki smarne (z grafitu lub sproszkowanego koksu) i metale (jako wełna stalowa lub proszek). W ten sposób z różnych dodatków i matrycy, z użyciem nawet 25 składników, powstaje właściwy materiał okładziny hamulcowej. Można oczywiście też znacznie prościej. Z 30% wełny stalowej, 55% petrokoksu i 15% żywicy wiążącej, a więc tylko z trzech komponentów, można z powodzeniem wyprodukować okładzinę o wysokim współczynniku tarcia, ale bez uzyskania jakiegokolwiek komfortu. Komfort taki można uzyskać tylko poprzez skomplikowane obliczenia celem uzyskania idealnej receptury na okładzinę. Wymagana jest tu duża wiedza. Wysokie wymagania w zakresie know-how stawiane są także praktycznemu wykonaniu, mieszaniu, prasowaniu i hartowaniu. Duże znaczenie dla przyszłych własności okładzin ma również równomierny rozkład i zagęszczenie wprowadzonych surowców podczas mieszania i prasowania. Dobór odpowiedniej mieszarki, a także kolejności mieszania to „ściśle tajne” informacje producentów okładzin hamulcowych. Tutaj podajemy tylko kilka kryteriów, które mają duże znaczenie przy produkcji okładziny ciernej.
Procedury dopuszczające
Materiały cierne dzielą się na pięć grup. Każda ma własną historię, kryje się za indywidualną filozofią produktu i zaspokaja określone zapotrzebowanie rynkowe.
A Półmetalowe materiały cierne używane są głównie na rynku wewnętrznym USA. Jak mówi sama nazwa, zawierają one dużą ilość włókien stalowych. Współczynnik tarcia wynosi ok. 0,35. Odporność na wysoką temperaturę jest niezbyt duża, jednak tarczę chroni mały współczynnik ścierania. Dobre własności akustyczne daje niski współczynnik tarcia, a duża zawartość stalowych włókien zapewnia korzystną cenę.
B Materiały cierne niezawierające stali są typowe dla rynku japońskiego. Właściwości tej kategorii są porównywalne z właściwościami kategorii A. Jednak materiał nie zawiera stalowych włókien, a mieszanka jest bardzo droga.
C Materiał NAO (Non Asbestos Organics) jest zgodny z europejską filozofią w zakresie materiałów ciernych. Materiały te mają – w zależności od zastosowań – współczynnik tarcia równy od 0,35 do 0,5 i mały procentowy udział włókien stalowych. Pod względem kosztów produkcji materiały te zajmują miejsce między kategorią A i B, jednak ich własności hamujące są lepsze. W przeciwieństwie do kategorii A i B materiały NAO zawsze spełniają normy europejskich przepisów.
D Ceramiczne materiały cierne zawierają – jak sama nazwa mówi – włókna ceramiczne, jednak zwykle nie zawierają włókien stalowych.
Testowane przez TMD materiały wykazywały niezwykle mało wyczucia pod pedałem hamulca i zostały z tego powodu odrzucone przez klientów firmy. Ponadto nie spełniłyby one wymagań wynikających z europejskich przepisów i już musiały walczyć o uznanie według amerykańskiej normy FMVSS135. TMD nie będzie się dalej zajmować tą rodziną materiałów.
E Spiekane materiały cierne są przeznaczone do zastosowań specjalnych, np. motocykli, zastosowań przemysłowych i pojazdów szynowych.
Dla sektora samochodów osobowych i użytkowych TMD oferuje – w zależności od zastosowania i wymagań rynku – grupy materiałowe od A do C.
Okładzina hamulcowa jako element bezpieczeństwa
Okładziny hamulcowe są elementami konstrukcyjnymi hamulca. Już w fazie obliczeń mocy hamowania są uwzględniane jako współczynnik µ (współczynnik tarcia). Materiałem współpracującym z okładziną hamulcową jest zwykle żeliwo szare, które musi spełniać wymagania obowiązujących norm. Do wyboru są okładziny hamulcowe cechujące się różnymi współczynnikami tarcia. W zależności od materiału zachowują się one różnie w danych warunkach (np. temperatura bębna hamulca, prędkość ślizgania, docisk i inne). Wraz ze zmianą współczynnika tarcia zmienia się moc hamulca. Przy projektowaniu hamulca pojazdu uwzględniany jest nacisk na oś i współczynnik tarcia.
Decydujące znaczenie dla mocy hamowania ma oprócz współczynnika tarcia również wewnętrzne wzmocnienie hamulca. Im większe jest to wzmocnienie, tym większy wpływ mają wahania współczynnika tarcia okładzin hamulcowych. Podczas gdy hamulce bębnowe w zależności od typu mają różne wzmocnienie własne, w przypadku hamulców tarczowych zdarza się to rzadko.
Zezwolenie dla okładzin hamulcowych zgodnie z prawem o ruchu drogowym – Niemcy
Procedury dopuszczające
Jako ważny element konstrukcyjny układu hamulcowego okładzina hamulcowa należy do elementów bezpieczeństwa w pojeździe. Z tego powodu okładziny hamulcowe muszą spełnić wymagania obowiązujących przepisów i wymagają zezwolenia dopuszczającego do stosowania zgodnie z prawem o ruchu drogowym. Gdy pojazd ma być po raz pierwszy dopuszczony do ruchu, musi najpierw uzyskać homologację. Z reguły odbywa się to poprzez homologację ogólną (ABE), zgodnie z § 20 przepisów o dopuszczaniu pojazdów do ruchu po drogach publicznych (StVZO), która jest udzielana producentowi pojazdu przez Federalny Urząd Ruchu Drogowego (KBA). Instytucja zajmująca się badaniami typu organizacji ds. badań technicznych (TÜV) bada najpierw spełnienie wymogów prawnych przez pojazd danego typu. Badane okładziny hamulcowe są wymienione w ekspertyzie i tym samym są dopuszczone do stosowania w pojazdach tego typu. Pojazdy produkowane w małych ilościach są dopuszczane do ruchu według indywidualnych procedur zgodnie z § 21 przepisów o dopuszczaniu pojazdów do ruchu po drogach publicznych (StVZO). W tym celu należy je przedstawić placówce TÜV do kontroli. Podstawą kontroli są te same przepisy co przy badaniach typu. Typ okładzin zamontowany przy odbiorze jest dopuszczony dla tego pojazdu.
Wymiana okładzin hamulcowych
Gdy po pewnym czasie eksploatacji pojazdu wymagana jest wymiana okładzin hamulcowych, nie wolno zamontować pierwszej lepszej okładziny, która pasuje do hamulca. § 19 ust. 2 przepisów StVZO mówi, że homologacja dla pojazdu wygasa, jeśli zmienione zostaną określone elementy lub zastosowane zostaną części zamienne niedopuszczone do stosowania. Do takich elementów wymagających dopuszczenia do stosowania należą okładziny hamulcowe. Jeżeli używane są oryginalne części zamienne (OE) producenta pojazdu, homologacja jest zachowana, ponieważ części te są dopuszczone do stosowania. Oryginalne okładziny hamulcowe są oznaczone znakiem firmowym producenta pojazdu i z reguły typem okładzin hamulcowych. Oryginalne części zamienne z reguły nie mają urzędowego znaku kontrolnego ani numeru zezwolenia. W razie wątpliwości co do tego, czy określona okładzina hamulcowa jest dopuszczona do stosowania w pojeździe jako oryginalna część zamienna, można spytać o to producenta lub ewentualnie TÜV. W karcie pojazdu nie są wpisane okładziny hamulcowe dopuszczone do stosowania.
Dopuszczanie okładzin hamulcowych na podstawie ogólnej homologacji dla części
Alternatywną możliwość dopuszczania okładzin hamulcowych do stosowania daje § 22 przepisów StVZO. Producent okładziny hamulcowej może uzyskać ogólną homologację dla okładziny hamulcowej (o ustalonym materiale ciernym i wymiarach) przeznaczonej do stosowania w określonych pojazdach. W tym celu TÜV wykonuje badania na podstawie tych samych przepisów, które obowiązywały również w przypadku badania typu dla pojazdów, czyli badane okładziny spełniają te same wymagania w zakresie bezpieczeństwa co okładziny oryginalne.
Okładziny hamulcowe z ogólną homologacją dla części są oznakowane w następujący sposób:
- producent lub znak producenta (okładzin),
- typ (oznaczenie materiału ciernego),
- numer okładziny (zwykle tzw. numer WVA),
- oznaczenie typu (numer KBA).
Oznaczenie (w formie stemplowanej lub tłoczonej) znajduje się w przypadku okładzin do hamulców tarczowych na płycie grzbietowej, a w przypadku okładzin do hamulców bębnowych na brzegu i/lub tylnej powierzchni. Na opakowaniu znajduje się informacja, do jakich typów pojazdów przeznaczona jest okładzina. Na załączonej ulotce znajduje się instrukcja montażu, której zaleceń należy przestrzegać szczególnie podczas samodzielnego montażu. Montażu elementów bezpieczeństwa, jakimi są okładziny hamulcowe, powinny podejmować się wyłącznie osoby posiadające odpowiednią, fachową wiedzę.
Informacje na temat homologacji dla części zamiennych – okładzin hamulcowych zgodnie z przepisami nr 90
Jesienią 1992 r. nastąpiło oficjalne opublikowanie przepisów ECE nr 90 zaproponowanych przez zespół roboczy ECE. Przepisom tym podlega wymiana okładzin hamulców tarczowych i kompletnych szczęk w pojazdach do 3,5 t (włącznie z małymi ciężarówkami i przyczepami). Przepisy ECE są uznawane na zasadzie dobrowolności i wprowadzane do przepisów krajowych przez kraje UE i inne europejskie kraje (np. z Europy Wschodniej). Generalnie przepisy te są porównywalne z warunkami dotychczasowych zezwoleń KBA wg § 22 przepisów o dopuszczaniu do ruchu po drogach publicznych StVZO. Zarówno uzyskanie zezwolenia ECE, jak i numeru KBA dają klientom prawne zapewnienie dla klienta i dostawcy danych okładzin. Przykładowo zezwolenie potwierdza, że pojazd po montażu okładzin jest nadal dopuszczony do ruchu. Dopuszczone okładziny są prawnie postawione na równi z produktami z autoryzowanych warsztatów. Ponieważ przepisy ECE w przeciwieństwie do zezwolenia KBA (tylko dla Niemiec) mogą być wykorzystywane w całej Europie, firma TMD Friction GmbH od połowy 1993 r. prowadzi badania tylko wg wytycznych ECE. W ten sposób 19.07.1993 r. marce Textar przyznane zostało pierwsze zezwolenie ECE o numerze E4-90R-00001/001.
Jeszcze większe znaczenie dla rynku części zamiennych miało częściowe przejęcie przepisów ECE nr 90 do prawa unijnego, które nastąpiło na mocy Dyrektywy 98/12/WE z dnia 27.01.98. Mówi ona, że od dnia 31.03.2001 r. zamienne okładziny hamulcowe do pojazdów, które posiadają badania typu zgodne z aktualną dyrektywą UE, muszą mieć prawne zezwolenie zgodnie z wymaganiami podanymi w Załączniku XV do tej dyrektywy. Ten obowiązkowy wymóg dotyczy jednak tylko pojazdów o dopuszczalnej masie całkowitej do 3,5 t (samochody ciężarowe, autobusy i ciężkie przyczepy podlegają nadal pod prawo krajowe), a więc w zasadzie wszystkich nowych samochodów osobowych, małych ciężarówek i lekkich przyczep. Ponieważ wymagania techniczne są takie same, jako alternatywa dla zezwoleń wg dyrektywy UE (można rozpoznać po małym „e” w numerze zezwolenia) uznawane są też oficjalnie odpowiednie zezwolenia ECE zgodnie z przepisami nr 90. Tym samym producenci okładzin zobowiązani są do homologowania wszystkich takich okładzin. W przeciwnym razie ich sprzedaż do pojazdów przeznaczonych do ruchu po drogach publicznych nie jest dozwolona. Generalnie homologacja w firmie TMD Friction GmbH jest traktowana jako część wprowadzenia do produkcji.
Na podstawie materiałów Textar
Komentarze (0)