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 oczekiwania wobec producentów w zakresie redukcji negatywnego wpływu na środowisko.

Firma TMD Friction, właściciel marki Textar, 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, która od dawna jest bardzo ważnym składnikiem mieszanek ciernych. Powstające podczas hamowania drobne cząsteczki miedzi osadzają się jednak 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 tym kraju 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.
Jako światowy lider, firma TMD Friction nie tylko angażuje się w rozwój zaawansowanych technologicznie okładzin ciernych, ale również jest wiodącym graczem w branży, gdy chodzi o opracowywanie bardziej przyjaznych środowisku rozwiązań. Dotyczy to również ograniczenia stosowania miedzi w klockach hamulcowych.

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, a 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

Podejście na poziomie ekologicznym to nie tylko inwestycje w badania i rozwój w zakresie redukcji miedzi w klockach hamulcowych. To także innowacje produktowe i nowoczesne procesy produkcyjne. Mając to na uwadze, firma TMD Friction już od połowy lat 90. stosuje takie podejście. Spółka ma znaczący wkład w stworzenie ekologicznej klasyfikacji materiałów ciernych, która jest obecnie powszechnie obowiązującym standardem w branży. Klasyfikacja obejmuje poziomy od ECO I do ECO IV i jest podstawą stopniowego eliminowania szkodliwych substancji z procesów produkcji.

Obok receptur mieszanek ciernych bardziej przyjaznych dla środowiska TMD Friction skupia się również na lżejszych klockach hamulcowych w ramach programu „Lekkiej technologii TMD Friction”. Dostępne w tym asortymencie klocki hamulcowe do samochodów użytkowych wykorzystują cieńszą płytkę nośną, co dzięki mniejszej wadze pozwala obniżyć koszty, zużycie paliwa, a tym samym emisję CO2. Firma TMD Friction jest pionierem w tym obszarze i jako pierwsza dostarczyła te innowacyjne produkty na niezależny rynek części zamiennych.

Redukcja pyłu hamulcowego

Innowacje TMD Friction dotyczą również ograniczenia emisji pyłów przez układy hamulcowe. Zanieczyszczenie powietrza pyłem drobnym jest bardzo istotnym problemem, szczególnie w dużych miastach. Pył drobny tworzą cząsteczki pochodzące właśnie między innymi z transportu drogowego. Rodzi się jednak pytanie, w jaki sposób ograniczyć ścieranie tarcz i klocków hamulcowych bez pogorszenia skuteczności hamowania. Można to osiągnąć jedynie dzięki rozwojowi specjalnych materiałów ciernych. TMD Friction oferuje taki materiał w linii klocków hamulcowych Textar epad. Klocki te zapewniają większą trwałość, niższy poziom hałasu, zminimalizowany poziom pylenia oraz doskonałą skuteczność hamowania.

Nie wyrzucaj – poddawaj recyklingowi!

Dla TMD Friction zrównoważony rozwój z poszanowaniem środowiska obejmuje także optymalizację procesów produkcyjnych. Dzięki temu powstaje mniejsza ilość odpadów, które jednocześnie w coraz większym stopniu poddawane są recyklingowi. W 2019 roku firma TMD Friction poddała recyklingowi ponad 8000 ton materiałów, a ponadto zobowiązała się do wtórnego wykorzystania energii oraz ciepła powstającego podczas produkcji. Dla przykładu: we Francji taka energia wykorzystywana jest do ogrzewania publicznego basenu.
Klocki i okładziny hamulcowe produkowane są wyłącznie przy wykorzystaniu materiałów, które są bezpieczne dla człowieka lub środowiska. Nacisk kładziony jest na czystość materiałów, dzięki czemu po segregacji możliwy jest ich recykling. Dużą wagę przywiązuje się również do eliminacji zagrożeń dla zdrowia w codziennych procesach produkcyjnych oraz zapewnienia bezpieczeństwa pracownikom poprzez odpowiednie środki ochrony. Są to na przykład układy filtrów ograniczające poziom pylenia podczas produkcji.

Mniej plastiku to ulga dla środowiska

TMD Friction ogranicza stosowanie plastiku do minimum i stawia na przyjazne środowisku opakowania produktów. Dla przykładu: plastikowe zabezpieczenie powlekanych tarcz hamulcowych Textar zostało zastąpione tekturą falistą. To ogranicza zużycie plastiku nawet o 40 ton rocznie.

Wyznaczanie kierunków

Stale zmieniający się krajobraz przemysłu motoryzacyjnego wymaga rozwoju technologii w sposób społecznie odpowiedzialny i pozwalający chronić środowisko naturalne. Firma TMD Friction, światowy lider w projektowaniu, produkcji i testowaniu materiałów ciernych, za cel postawiła sobie bycie pionierem także w rozwoju produktów i procesów produkcyjnych – w taki sposób, by redukować ślad węglowy. Jest to kluczowa inwestycja w lepsze jutro.