Nowa tarcza hamulcowa z azotowanej stali nierdzewnej ma ograniczać ścieranie i wytrzymywać nawet 300 000 km przebiegu. To ważne, bo w normie Euro 7 pył z hamulców staje się elementem motoryzacyjnej układanki, a nie tylko technicznym problemem ukrytym za felgą.

Stal nierdzewna zamiast klasycznego żeliwa

Sercem rozwiązania jest tarcza z azotowanej stali nierdzewnej. Obróbka termochemiczna tworzy utwardzoną warstwę zewnętrzną, która zmniejsza zużycie i pozwala utrzymać stabilny współczynnik tarcia. Stal nierdzewna ma wyższą odporność na korozję niż żeliwo szare. Zachowuje też stabilność wymiarową przy wysokich temperaturach, co w hamulcach ma znaczenie większe niż katalogowy blask nowego auta.

Twórcy projektu odrzucili stal konstrukcyjną, bo jej struktura może zmieniać się powyżej około 650 stopni Celsjusza. Układy karbonowo-ceramiczne pozostają technicznie skuteczne, ale są zbyt drogie dla szerokiego zastosowania seryjnego.

Mniej pyłu dzięki nowym klockom

Nowa tarcza nie pracuje z klasycznym klockiem hamulcowym. Zastosowano nieorganiczny klocek hamulcowy, który tworzy z tarczą inną parę cierną niż typowe zestawy stosowane dziś w samochodach. Ta kombinacja bezpośrednio wpływa na ilość materiału ścieranego na powierzchni kontaktu.

W testach stanowiskowych zużycie spadło o około 85% względem konwencjonalnych rozwiązań. Próby prowadzono między innymi na Technische Universität Chemnitz według standardu SAE J2522. Zachowanie tribologiczne układu pozostało stabilne także przy powtarzanym obciążeniu.

Co oznacza dobre zachowanie tribologiczne?

Tribologia opisuje tarcie, zużycie i współpracę powierzchni, które poruszają się względem siebie. W przypadku hamulców chodzi o to, czy tarcza i klocek utrzymują przewidywalną skuteczność w różnych warunkach. Dobre zachowanie tribologiczne oznacza mniej pyłu, mniejsze problemy cieplne i bardziej powtarzalne hamowanie.

W praktyce kierowca nie myśli o tym słowem „tribologia”, tylko oczekuje, że samochód za każdym razem zwolni tak samo.

Odporność na temperaturę ma duże znaczenie

Podczas intensywnego hamowania tarcza i klocek pracują w bardzo wysokiej temperaturze. Nowa stalowa tarcza w testach nie traciła skuteczności nawet po wielokrotnych cyklach hamowania. Stabilny współczynnik tarcia w szerokim zakresie temperatur ułatwia projektowanie układu hamulcowego.

Ma to szczególne znaczenie w cięższych samochodach, które mocniej obciążają hamulce przy powtarzanych wytraceniach prędkości.

Większa średnica, mniejsza grubość

Konstrukcja różni się od klasycznych tarcz żeliwnych. Aby zachować wymaganą skuteczność hamowania, średnica tarczy została powiększona, ale sama tarcza może być cieńsza. Produkcja opiera się na procesach formowania, a nie odlewania.

Materiał wejściowy jest kształtowany, a powstające odpady można ponownie wykorzystać. Etapy formowania przygotowano z użyciem symulacji oraz prób praktycznych. To ważne, bo nowy materiał nie wystarczy; układ musi dać się wytwarzać w sposób powtarzalny.

Do 5 kg mniej na komplecie tarcz

Mniejsza grubość przynosi także korzyść masową. Komplet czterech tarcz może być lżejszy nawet o 5 kg względem rozwiązań z żeliwa szarego. Taka różnica dotyczy mas nieresorowanych, czyli elementów pracujących razem z kołem.

Im niższa masa nieresorowana, tym łatwiej zawieszeniu i amortyzatorom kontrolować ruch koła, choć konkretny efekt zależy od konstrukcji auta.

300 000 km i mniej wymian

Prognozowana trwałość tarczy ze stali nierdzewnej sięga 300 000 km. W typowym scenariuszu użytkowania mogłoby to oznaczać brak wymiany tarcz przez znaczną część życia samochodu. Dla porównania konwencjonalne tarcze mogą wymagać wymiany po przebiegach poniżej 40 000 km. Na ich zużycie wpływa styl jazdy, korozja, warunki eksploatacji i częste krótkie odcinki.

Euro 7 przesuwa uwagę producentów także na emisję cząstek z hamulców. Dlatego takie rozwiązania mogą przestać być ciekawostką z laboratorium, a stać się jednym z kierunków rozwoju zwykłych samochodów.

Źródło: auto-motor-und-sport.de

O autorze