Nowa technologia firmy Tomex Hamulce

Z roku na rok rosną wymagania stawiane producentom okładzin ciernych, co jest efektem stosowania w samochodach coraz mocniejszych silników. Wyzwaniu temu stawia czoła firma TOMEX Hamulce, która wprowadziła w ostatnim czasie kolejną modyfikację do swojej produkcji – technologię HybriTech^®. Jest to wysokowydajna metoda hybrydowego prasowania klocków hamulcowych do samochodów osobowych, polegająca na stosowaniu podczas jednego cyklu prasowania dwóch faz: prasowania w temperaturze otoczenia oraz prasowania na gorąco w temperaturze 200°C.

Metoda hybrydowego prasowania klocków hamulcowych HybriTech pozwala zwiększyć wydajność do 250% w stosunku do prasowania na tradycyjnej prasie hydraulicznej. Przyczynia się jednocześnie do wzrostu trwałości, stabilności oraz skuteczności hamowania produkowanych tym sposobem klocków hamulcowych.

Zastosowanie tej hybrydowej technologii jest rozwiązaniem stosunkowo nowym i unikatowym, a wprowadzenie jej przez firmę TOMEX Hamulce wymagało również zmian w składzie stosowanego materiału ciernego, a także wprowadzenia nowych parametrów technologicznych dotyczących sporządzania i formowania kompozytów.

Kluczowym elementem technologii HybriTech^® jest użycie „premiksu” na bazie lepiszcza elastomerowego, który odgrywa istotną rolę w proadhezyjnych oddziaływaniach pomiędzy matrycą a napełniaczami, zwiększając opory ruchu w węźle tarcia. Skutkuje to mniejszym fadingiem temperaturowym, czyli zachowaniem skuteczności hamowania także w wysokiej temperaturze. Ponadto poprawia właściwości tłumiące kompozytu wpływając na składową histerezyjną siły tarcia, czyli redukuje piski występujące podczas hamowania.

Zawarta w nowym materiale wełna stalowa zapewnia wysoką wytrzymałość mechaniczną i chroni klocki przed przegrzaniem. Dodatek przedmieszki kauczukowej do żywicznej matrycy pomaga osiągnąć wymaganą elastyczność, bez której optymalne dopasowanie się powierzchni klocka do geometrii tarczy hamulcowej byłoby niemożliwe. Kompozycja cząstek ciernych o różnych klasach twardości i rozmiarach, w kombinacji ze smarami stałymi, łączy skuteczność hamowania z komfortem jazdy.

Wdrożony ulepszony materiał cierny, bardzo oszczędnie wykorzystuje energię tarcia przez cały okres użytkowania klocków hamulcowych. W skład kompozycji materiału ciernego wchodzą bowiem składniki, które podczas hamowania częściowo przenoszą się na tarczę hamulcową, modyfikując jej warstwę wierzchnią lub przynajmniej tworząc ochronny film. W wyniku tego powstaje zmodyfikowana pod kątem „materiałowym” para cierna. Wywiązująca się w procesie hamowania temperatura prowadzi do zmiany rzeczywistej powierzchni kontaktu i efektywności hamowania. Dzieje się tak wskutek zmiany pod wpływem wzrostu temperatury właściwości mechanicznych i współczynnika Poisone’a, Im zaś kontakt jest większy, tym mniejsze jest prawdopodobieństwo powstawania lokalnych przegrzań prowadzących do pęknięć termicznych okładziny, powstawania okrężnego ognia oraz nadmiernego i w dodatku nierównomiernego zużycia okładzin. Ogranicza to również powstawanie pęknięć, będących wynikiem niestabilności termosprężystej zogniskowanej.

Największe zmiany zachodzą w warstwie wierzchniej elementów pary ciernej, gdzie inicjowane jest zużycie trybologiczne. W węźle tarcia mamy do czynienia ze zjawiskami trybochemicznymi, takimi jak migracja substancji małocząsteczkowych uwalnianych z kompozytu w podwyższonej temperaturze, które są zdolne do dyfuzji w głąb warstwy wierzchniej stalowej. Jednak najbardziej istotna z punktu widzenia właściwości ciernych okładziny jest „wymiana masy” między elementami pary ciernej, polegająca na przenoszeniu składnika polimerowego na część metalową i odwrotnie, w następstwie ograniczonej możliwości odprowadzenia ciepła z warstwy wierzchniej okładziny hamulcowej. W wyniku inspekcji powierzchni typowej okładziny hamulcowej po teście hamowania, który potwierdził fading, nasuwa się wniosek, że zdegradowane lepiszcze jest bardzo łatwo usuwalne z powierzchni kontaktu, pełniąc rolę czynnika smarującego w węźle ciernym klocek-tarcza.

Innego rodzaju, bo dodatkowym „produkcyjnym” atutem technologii HybriTech^® jest zmienione rozwiązanie transportu surowca do zasobnika prasy. Odbywa się on za pomocą systemu Spyroflow, który zapobiega zanieczyszczeniu otoczenia i separacji składników mieszanki ciernej, dzięki czemu jest przyjazny środowisku naturalnemu.

Z punktu widzenia użytkownika samochodu dużą zaletą klocków hamulcowych TOMEX jest zdolność do pochłaniania znacznych energii, co zapewnia im trwałość i stabilny, wysoki współczynnik tarcia. Ponadto materiał cierny produkowany w technologii HybriTech^® charakteryzuje się wyższą ściśliwością, dzięki czemu klocki hamulcowe wyprodukowane w oparciu o przedmieszkę kauczukową są bardziej odporne na zużycie, a ich pylenie zostało ograniczone do minimum, co oznacza, że kierowcy dłużej będą cieszyć się czystymi felgami.

Maciej Szlichting
kierownik Działu Badań i Rozwoju
TOMEX Hamulce