SUBARU | Oryginalne części Subaru | Przesłanie od inżynierów

Spokój i pewność za kierownicą – taka sama skuteczność hamowania jak w nowym samochodzie

Najważniejszymi przymiotami każdego samochodu są jego jakość i niezawodność. Nie odnosi się to zresztą tylko do hamulców. Biorąc to pod uwagę, Subaru stara się również zapewnić swym klientom spokój i pewność prowadzenia auta, oraz przyjemność z jazdy. Jednym z przykładów jest właśnie procedura opracowywania klocków i tarcz hamulcowych, podczas której (gdy już osiągnięto wymaganą sprawność hamowania), dobiera się odpowiednie, najlepiej ze sobą współpracujące zestawy klocek – tarcza. Najważniejszym elementem sprawności działanie hamulców jest zdolność do właściwego zatrzymywania samochodu, gdy nie towarzyszą temu pisk i drgania. Ponieważ chcemy by nasi klienci doświadczali spokoju i pewności prowadzenia auta, nasze standardy są wyjątkowo wysokie.

Kluczem jest ogólna równowaga konstrukcji

Konstrukcja samochodu stanowi kombinację wielu różnych części. Nie wystarczy jednak po prostu połączyć te części ze sobą w jedną całość. Wymagane jest także precyzyjne dopasowanie działania poszczególnych elementów. Podczas opracowywania systemu hamulcowego pojawia się znacznie więcej zagadnień niż tylko jakość klocków (okładzin) hamulcowych. Są to charakterystyki tarcz hamulcowych, budowa zacisków hamulcowych, elementów zawieszenia i innych części, które wszystkie nawzajem muszą ze sobą zgodnie współpracować. Dopiero wtedy całość można nazwać kompletnym samochodem. Największą zaletą oryginalnych części zamiennych jest to, że projektowane są one w taki sposób, aby optymalnie współpracowały z pozostałymi elementami auta. Uważamy, że jest to najważniejszy powód, by używać oryginalnych części zamiennych Subaru.

Dwa rodzaje materiałów ciernych dla oryginalnych klocków hamulcowych Subaru

Materiały cierne klocków hamulcowych jakie używa się we współczesnych samochodach osobowych, można ogólnie podzielić na dwie grupy. Pierwsza z nich to materiały przeznaczone dla zwykłych samochodów, druga zaś to materiały specyficzne dla samochodów sportowych. Właściwie wszyscy światowi producenci wytwarzają klocki hamulcowe z użyciem wspomnianych dwóch grup materiałów ciernych, natomiast charakterystyki hamulców dopasowują do poszczególnych modeli aut zmieniając wymiary tarcz hamulcowych, zacisków, klocków hamulcowych i działanie urządzeń wspomagających. Główne różnice między wspomnianymi dwoma typami materiałów ciernych leżą oczywiście w ich składzie i kompozycji. Pierwszy z nich używa bezazbestowe materiały organiczne (NAO), które oferują najwyższą jakość i odporność na zużycie. Drugi materiał, to surowa mieszanina na bazie metalu (stali), oferująca lepszy efekt hamowania przy większej odporności temperaturowej. Subaru wybiera najbardziej optymalne materiały cierne, posługując się ich charakterystykami dźwiękowymi oraz odpornością na zużycie, tak aby uzyskać płynną pracę hamulców i odpowiednie wrażenie kierowcy podczas codziennej eksploatacji samochodu. Do samochodów sportowych dobierane są klocki hamulcowe o dużej sprawności hamowania i odporności na temperaturę (fading), aby przyjemność z jazdy była jeszcze większa.

Warstwa ochronna pochodząca z okładzin ciernych

Większość ludzi uważa, ze materiał cierny klocków hamulcowych formowany jest ze spiekanych żywic i innych substancji, a efekt hamowania powstaje na skutek tarcia tego materiału o powierzchnię traczy hamulcowej. Rzeczywisty proces jest jednak nieco inny. Powierzchnie materiału ciernego i stalowej tarczy nie trą bezpośrednio o siebie, lecz materiał cierny najpierw wytwarza na powierzchni tarczy ochronną warstwę, a następnie dopiero ta warstwa przesuwa się i trze o powierzchnię cierną klocka hamulcowego. Ową warstwę trudno jest właściwie uformować, a dotyczy to przede wszystkim bezazbestowych materiałów ciernych. Żywice nie są wyjątkowo odporne na ciepło i mogą zostać zniszczone w wysokich temperaturach, powodując łuszczenie wspomnianej warstwy ochronnej. W rezultacie klocki hamulcowe należy odpowiednio dobierać do tarcz hamulcowych, tak aby możliwe było uzyskanie czystej i równej powierzchni tarczy. Całkowita powierzchnia tarcz, która styka się z okładzinami ciernymi, zbliżona jest do powierzchni pocztówki. Przy tak małej powierzchni styku, przekształcenie energii kinetycznej prawie dwutonowego obiektu w ciepło wymaga by wszystkie parametry – mechanizm formowania warstwy ochronnej, wymiary powierzchni trących, materiał okładziny ciernej i materiał tarczy hamulcowej - były idealnie dopasowane. Dopiero wtedy możliwe jest powstanie idealnej warstwy ochronnej i wytworzenie odpowiedniej siły hamowania.

Testy odtwarzające trudne warunki hamowania

Dodatkiem do testów drogowych hamulców przeprowadzanych w rzeczywistych samochodach, są testy stanowiskowe, przeprowadzane wtedy, gdy system hamulcowy montujemy do specjalnie zbudowanego urządzenia badawczego. W takich warunkach możemy dokładnie określić i porównać charakterystyki pracy poszczególnych rodzajów hamulców. Na przykład: z działaniem hamulców wiąże się termin „współczynnik tarcia”, ale w jaki sposób ów współczynnik, lub jego charakterystyka w zależności od innych parametrów, wiążą się z prędkością lub obciążeniem samochodu? Z kolei podczas testu „fadingu” hamulców, czyli gdy przeprowadzamy hamowanie w wysokiej temperaturze, możemy określić czy ów współczynnik tarcia pozostaje w wymaganych granicach. Testy wytrzymałościowe na długich dystansach rozpoczynamy z nowymi tarczami hamulcowymi i okładzinami, oraz z czystą powierzchnią trącą – wszystko tak jak w nowym samochodzie. Jest to powtarzalny test przeprowadzany w różnych warunkach. Testy stanowiskowe pozwalają na rozwój konstrukcji hamulców, ponieważ możemy je precyzyjnie badać w szerokim zakresie potencjalnych warunków drogowych, np. jazdy w deszczu, jazdy w dół z długiego wzniesienia, a nawet podczas symulowanej szybkiej jazdy.

Hamownia podwoziowa do badania hałasu powodowanego przez hamulce

Badania stanowiskowe przeprowadzane z użyciem całego samochodu wykonywane są na stanowisku zwanym hamownią podwoziową. Subaru przeprowadza je ja „hamowni podwoziowej do badania hałasu powodowanego przez hamulce”. W tym przypadku rzeczywisty samochód „jedzie” automatycznie na rolkach hamowni, a przedmiotem badania jest wykrycie i określenie hałasów, takich jak pisk lub zgrzytanie podczas hamowania. Hamulce zazwyczaj bardziej hałasują w niskich temperaturach lub przy wysokiej wilgotności. Inżynierowie mogą wytworzyć każde warunki jakie może napotkać kierowca, np. wysoką lub niską temperaturę. Kolejnym czynnikiem jest sposób użycia pedału hamulca przez kierowcę. Test może symulować poruszanie się w ruchu miejskim, szybką jazdę do 130 km/h, a także opóźnienie do 0,1 m/s2. Pojedynczy test zwykle trwa dwa tygodnie i obejmuje nieprzerwaną jazdę 24 godziny na dobę, oczywiście z rejestracją hałasów mikrofonem, do późniejszej analizy. Gdy identyfikujemy rodzaj hałasu powodowanego przez hamulce, możemy też określić jego przyczynę, gdyż nasi inżynierowie dobrze znają mechanizmy powstawania takich hałasów. Wady tego typu można naprawić, dokładnie określając rodzaj hałasu.

Niewidoczna precyzja i klocki hamulcowe usuwające rdzę

Tarcze hamulcowe mogą wyglądać jak solidne części ze zwykłego żeliwa, ale w rzeczywistości niezwykle istotna jest precyzja ich wykonania. Najdrobniejsze nierówności powierzchni lub różnice grubości mogą powodować drgania podczas hamowania, nawet gdy powierzchnie tarcz sprawiają wrażenie idealnych. Masowo produkowane tarcze hamulcowe wykonywane są z mikrometryczną dokładnością, jednak podczas ich pracy woda, powietrze, a szczególnie topiący się śnieg i chemikalia mogą powodować narastanie rdzy na powierzchniach ciernych. W dłuższym czasie ta rdza może powodować drgania, a także poważne zużycie okładzin ciernych, lub inne niekorzystne efekty. Właśnie z tego powodu klocki hamulcowe Subaru projektuje się w ten sposób, by usuwały rdzę i utrzymywały w czystości tarcze hamulcowe. Wysoka jakość bierze się z najwyższych standardów dla każdej części, tak aby utrzymać najwyższą sprawność działania w każdych warunkach, w jakich może pracować oferowany produkt.

Ostre standardy, które określają markę Subaru

Przykładem jest tu test „usuwania rdzy”, który bada jak czyste są powierzchnie tarcz hamulcowych i przewiduje rozmyślne wytworzenie nierówności na powierzchniach ciernych. Nasi dostawcy często twierdzą, że wymagania Subaru są zbyt ostre. Badania rozpoczynają się zwykle od najlepszych okładzin hamulcowych jakie dostawcy są w stanie przedstawić, jednak proces ich weryfikacji rzadko przebiega wystarczająco płynnie. Dostarczone okładziny hamulcowe najczęściej muszą być jeszcze ulepszone. Przyczyną jest to, że po prostu nie spełniają one naszych wymagań, a my chcemy by osiągnęły odpowiednio zrównoważoną skuteczność działania. Inny przykład to sytuacja, gdy musimy zwiększyć odporność na przegrzanie (fading) okładzin hamulcowych. Zazwyczaj wiemy jak je zmodyfikować, gdyż mamy bardzo dużą bazę danych testowych z poprzednich lat. Efektem zbierania tych danych jest wyjątkowo dobre zachowanie naszych współczesnych samochodów, ale też i to, że dostawcy uznają nasze wymagania i normy za zbyt ostre. Kontynuujemy wewnętrzne badania i nie zmieniamy podejścia do naszych wymagań, czego rezultatem jest i będzie wyjątkowa jakość układów hamulcowych w samochodach Subaru.

Hamulce dla ekscytujących modeli sportowych

Ta praca daje radość, ale jest też kłopotliwa. Dla samochodów sportowych sprawność hamowania i „czucie” pedału hamulca są niezwykle istotnymi czynnikami, a zależą one od użytego systemu hamulcowego. Zaciski hamulcowe Brembo dostarczają szczególnego czucia pedału hamulca, zaś producenci japońscy oferują owo czucie nieco innego rodzaju. W rezultacie wrażenia kierowcy są efektem użycia tych czy innych komponentów układu hamulcowego i nawet rodzaju materiału okładzin hamulcowych. Ponieważ nie ma możliwości, by użyć tego samego układu hamulcowego do modelu sportowego i do zwykłego samochodu turystycznego i by spełnił on wszystkie wymagane kryteria, musimy za każdym razem wybierać odpowiedni system i stosować go do tego czy innego samochodu. Musimy określać, jaki ma być kompromis pomiędzy wysokimi zdolnościami hamowania i odpornością na przegrzanie, a poziomem hałasu i ilością wytwarzanego pyłu. W rezultacie to my określamy sprawność hamowania oferowaną odbiorcom samochodów, jednak problemem jest próba wyważenia owej sprawności hamowania na najwyższym poziomie. Na przykład: zwiększanie współczynnika tarcia hamulców poprawia sprawność hamowania i czucie pedału hamulca, ale z drugiej strony zmniejsza jakość działania hamulców w innych obszarach. Można uzyskać idealne wyważenie parametrów okładzin ciernych, ale zaciski hamulcowe i tarcze także odgrywają istotną rolę. Wszystko to sprawia, że konstruowanie i opracowywanie oryginalnych części zamiennych może dać wiele zadowolenia.

Ciągłe badania podstawowe, ze wskazaniem na środowisko

Badania podstawowe to główny obszar prac przy tworzeniu materiałów ciernych hamulców. Właśnie z ich powodu konieczne jest nieustanne dopasowywanie okładzin ciernych do kolejnych nowo projektowanych samochodów. Materiały cierne tworzone są poprzez spiekanie wielu różnych substancji, jednak na część z nich mogą być nakładane restrykcje wynikające z ich wpływu na środowisko. Znanym przykładem jest azbest. Niedawno, od 2014 roku, zakazano stosowania innej grupy składników, jednak Subaru przygotowywało się do tego już od dziesięciu lat. Naszym założeniem rozwoju układów hamulcowych jest ich przyjazność dla środowiska, a zatem produkowaliśmy, wolne od tych substancji, materiały cierne już kilka lat wcześniej. Obecnie pracujemy nad nowymi typami materiałów ciernych, które również będą przyjazne dla naszego środowiska.

Działanie systemu EyeSight opiera się na użyciu oryginalnych klocków hamulcowych.

Na koniec – istnieje jeszcze jeden powód, dla którego zalecamy użycie oryginalnych klocków hamulcowych. Wszystkie modele Subaru wyposażone są standardowo w VDC lub inne podobne systemy kontroli toru jazdy. VDC i ABS pomagają kontrolować ruchy samochodu i były projektowane z uwzględnieniem użycia oryginalnych okładzin hamulcowych. Użycie nieoryginalnych okładzin może skutkować różnym od zaprojektowanego współczynnikiem tarcia i zmianą charakterystyki hamulców, co z kolei może nie pozwolić na najbardziej skuteczną pracę VDS i ABC. Ta sama kwestia dotyczy systemu EyeSight, który wykorzystuje kamery stereo do rozpoznawania sytuacji przed samochodem i hamulce do unikania niebezpiecznych zdarzeń. Program sterujący EyeSight przewiduje, że w samochodzie zainstalowano oryginalne okładziny hamulcowe Subaru. EyeSight i inne urządzenia elektroniczne oferują kierowcy kilka poziomów wspomagania prowadzenia, pozwalających uniknąć niebezpieczeństwa na drodze. Aby w pełni wykorzystać koncepcję bezpieczeństwa Subaru, należy zastosować wszystkie jej elementy, w tym także oryginalne klocki hamulcowe, których charakterystykę uwzględniono przy projektowaniu poszczególnych układów.