OCENA TECHNICZA

III etap: Testy eksploatacyjne. Ostateczne testy przedmiotowego kompletu tarcz i klocków. Ocena parametrów pracy, tj. m.in.: skuteczności hamowania, komfortu użytkowania, stopnia i sposobu zużycia oraz badania niszczące w laboratorium, które pozwolą określić stan mikrostruktury badanych tarcz hamulcowych.

I.  OCENA ZESTAWÓW HAMULCOWYCH:

Lista kontrolna przeprowadzonych badań wstępnych:

• Subiektywna ocena skuteczności hamowania
• Subiektywna ocena komfortu użytkowania
• Ocena stopnia zużycia zestawu tarcz i klocków hamulcowych
• Pomiar grubości tarcz hamulcowych przy użyciu mikrometru
• Pomiar bicia   osiowego tarcz hamulcowych przy użyciu profesjonalnego urządzenia zegarowego

I.I. Ocena skuteczności hamowania i komfortu użytkowania

Z oceny użytkownika pojazdu testowego Seat Leon wynika, że zestawy tarcz i klocków ABE Performance zachowują się poprawnie.

a)  Pojazd marki Seat Leon. Zestaw testowy C3S012ABE-P. Dystans 100 tys. km.

Zestaw tarcz i klocków był eksploatowany intensywnie. W ciągu roku przejechano dystans 100 tys. km, co pozwoliło ocenić jakość zestawu testowego pod wieloma względami.

• Bezpośrednio po zamontowaniu, zauważalna była niewystarczająca skuteczność hamowania, co jest zjawiskiem normalnym. Po przejechaniu ok. 200 km skuteczność zestawu hamulcowego osiągnęła odpowiednią wartość.
• Po przejechaniu 9 tys. km pojawiły się odczuwalne drgania na kole kierownicy podczas hamowania, które po kolejnych ok. 2 tysiącach kilometrów ustąpiły. Drgania do zakończenia testów nie powróciły.
• Skuteczność siły hamowania była dobra we wszystkich warunkach eksploatacyjnych do przebiegu ok. 90 tys. km. Podczas opadów deszczu, na zimnym jak i gorącym układzie hamulcowym brak nieprzewidywalnych reakcji podczas hamowania.
• Na ostatnim odcinku 10 tys. km, przy przebiegu całkowitym zestawu tarcz i klocków hamulcowych 90 – 100 tys. km zauważono opóźnioną reakcję, słabą skuteczność hamowania przez ok 1 – 2 podczas intensywnych opadów deszczu. Należało się do tego przyzwyczaić, gdyż objaw występował zawsze podczas opadów deszczu. W pozostałych sytuacjach zestaw hamulcowy zachowywał się bez zastrzeżeń.
• Nie zauważono nadmiernego pylenia i zanieczyszczenia felg aluminiowych. Stopień pylenia i zużycia klocków hamulcowych pozostaje na satysfakcjonującym

Ogólna ocena subiektywna użytkownika pojazdu jest dobra. Zestaw hamulcowy ABE Performance wykazywał się satysfakcjonującymi właściwościami i skutecznością hamowania. Na tym etapie, kierowca bez wahania zdecydowałby się na montaż tarcz i klocków hamulcowych ABE Performance ponownie. Jednocześnie, w normalnym trybie podjąłby decyzję o wymianie zestawu tarcz i klocków po przejechaniu już 90 tys. km, kiedy to ujawniły się pierwsze niepożądane objawy podczas intensywnych opadów deszczu. Na ten moment zestaw tarcz i klocków został zdemontowany i badania eksploatacyjne uznano za zakończone. Pokonany dystans całkowity 100 tys. km.

I.II Ocena stanu testowych zestawów hamulcowych

a) Zestaw testowy C3S012ABE-P. Dystans 100 km.

Fot. 1 Widok przedmiotowych tarcz hamulcowych

Fot. 2 Widok prawej tarczy hamulcowej i klocków

Fot. 3 Widok lewej tarczy hamulcowej i klocków

Na klockach widoczne naturalne ślady zużycia eksploatacyjnego, adekwatne do przebiegu. Dokonano poglądowego pomiaru grubości klocków hamulcowych: 16,21 mm oraz 16,36 mm Po pokonaniu dystansu 100 tys. km w trybie mieszanym, z przewagą dróg szybkiego ruchu, zestaw hamulcowy ABE Performance wykazuje naturalne, eksploatacyjne zużycie. Sposób i zakres zużycia, uzyskane wartości grubości oraz tolerancje bicia tarcz hamulcowych nie osiągnęły wartości granicznych, umożliwiają więc kontynuację eksploatacji przedmiotowego zestawu hamulcowego.

II. Badanie materiałowe tarcz hamulcowych C3S012ABE-P

W    tej   części przedstawiono wyniki badań mikrostruktury przedmiotowych tarcz hamulcowych zarówno nowych, jak i używanych, po przejechaniu dystansu 100 tys. km.

Do badań wykorzystano zaawansowane techniki badawcze,  z  zastosowaniem skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) oraz mikroanalizy rentgenowskiej (EDS).

Metodologia badań

Analizę przeprowadzono w specjalistycznym, niezależnym laboratorium. Wykorzystano mikroskop SEM do uzyskania obrazów topografii powierzchni (SE) oraz kontrastu materiału (BSE). EDS pozwoliło na określenie składu chemicznego badanych próbek na głębokości 1-4 μm. Prezentacja wyników zawiera zarówno obrazy mikroskopowe, jak i spektrogramy, które dostarczają cennych danych na temat składu pierwiastkowego badanych tarcz.

a)Analiza mikrostruktury za pomocą mikroskopu świetlnego

– Nowa tarcza hamulcowa – próbka Ref

Rys. 4 i 5 Widok strefy powierzchni kontaktu i braku kontaktu z klockiem hamulcowym (próbka nietrawiona)

Rys. 6 i 7 Mikrostruktura rdzenia, strefa 1 i strefa 2 (próbka nietrawiona)

Rys. 8 Mikrostruktura rdzenia, strefa 3 (próbka nietrawiona)

Rys. 9 i 10 Widok strefy powierzchni kontaktu i braku kontaktu z klockiem hamulcowym (próbka trawiona Nitalem)

Rys. 11 i 12 Mikrostruktura rdzenia, strefa 1 i strefa 2 (próbka trawiona Nitalem)

Rys. 13-14 Mikrostruktura rdzenia, strefa 3 (próbka trawiona Nitalem) i zbliżenie z rys. 13

– Tarcza hamulcowa po eksploatacji – Próbka PP

Rys. 15-16 Widok strefy powierzchni kontaktu i braku kontaktu z klockiem hamulcowym (próbka PP, nietrawiona)

Rys. 17-18 Mikrostruktura rdzenia, strefa 1 i strefa 2 (próbka PP, nietrawiona)

Rys. 19 Mikrostruktura rdzenia, strefa 3 (próbka PP, nietrawiona)

Rys. 20-21 Widok strefy powierzchni kontaktu i braku kontaktu z klockiem hamulcowym (próbka PP, trawiona Nitalem)

Rys. 22-23 Mikrostruktura rdzenia, strefa 1 i strefa 2 (próbka PP, trawiona Nitalem)

Rys. 24-25 Mikrostruktura rdzenia, strefa 3 i zbliżenie z rys. 24

–  Tarcza hamulcowa po eksploatacji – próbka LP

Rys. 26-27 Widok strefy powierzchni kontaktu i braku kontaktu z klockiem hamulcowym (próbka LP, nietrawiona)

Rys. 28-29 Mikrostruktura rdzenia, strefa 1 i strefa 2 (próbka LP, nietrawiona)

Rys. 30 Mikrostruktura rdzenia, strefa 3 (próbka LP, nietrawiona)

Rys. 31-32 Widok strefy powierzchni kontaktu i braku kontaktu z klockiem hamulcowym (próbka LP, trawiona Nitalem)

Rys. 33-34 Mikrostruktura rdzenia, strefa 1 i strefa 2 (próbka LP, trawiona Nitalem)

Rys. 35-36 Mikrostruktura rdzenia, strefa 3 i zbliżenie z rys. 35

b) Analiza mikrostruktury za pomocą mikroskopu skaningowego SEM

–  Nowa tarcza hamulcowa – próbka Ref

Rys. 37-38 Widok strefy powierzchni kontaktu z klockiem hamulcowym (próbka Ref, trawiona Nitalem, obraz BSE)

Rys. 39-40 Zbliżenie z rys. 37 (obraz SE) i zbliżenie z rys. 37 (obraz BSE)

Rys. 41 Rozkład pierwiastków z Rys. 39, wraz z zaznaczonymi obszarami analizy

Rys. 42 Rozkład poszczególnych pierwiastków z rys. 41

Poniżej przedstawiono widma rentgenowskie z Rys. 41 z zawartością pierwiastków:

– Tarcza hamulcowa po eksploatacji – próbka PP

Rys. 43 Widok strefy powierzchni kontaktu z klockiem hamulcowym (próbka PP, trawiona Nitalem, obraz SE)

Rys. 44 Widok strefy powierzchni kontaktu z klockiem hamulcowym (próbka PP, trawiona Nitalem, obraz BSE)

Rys. 45 Zbliżenie Rys. 43 (obraz SE)

Rys. 46 Zbliżenie Rys. 44 (obraz BSE)

Rys. 47 Rozkład pierwiastków z Rys. 45, wraz z zaznaczonymi obszarami analizy

Rys. 48 Rozkład poszczególnych pierwiastków z Rys. 45

Poniżej przedstawiono widma rentgenowskie z Rys. 47, z zawartością pierwiastków:

– Tarcza hamulcowa po eksploatacji – próbka LP

Rys. 49 Widok strefy powierzchni kontaktu z klockiem hamulcowym (próbka LP, trawiona Nitalem, obraz SE)

Rys. 50 Widok strefy powierzchni kontaktu z klockiem hamulcowym (próbka LP, trawiona Nitalem, obraz BSE)

Rys. 51 Zbliżenie Rys. 49 (obraz SE)

Rys. 52 Zbliżenie Rys. 49 (obraz BSE)

Rys. 53 Rozkład pierwiastków z Rys. 51, wraz z zaznaczonymi obszarami analizy

Rys. 54 Rozkład pierwiastków z Rys. 52

Poniżej przedstawiono widma rentgenowskie z Rys. 53, z zawartością pierwiastków:

III. WNIOSKI

Zgodnie z założeniami, przyszedł czas na ostateczne wyniki testów i spostrzeżenia wynikające z eksploatacji testowanego zestawu hamulcowego firmy ABE Performance. Szczegółowy proces testów eksploatacyjnych oraz wyniki specjalistycznych badań mikrostruktury przedmiotowych tarcz hamulcowych zostały zamieszczone powyżej w materiale.

Eksperci z Biura Ekspertyz Technicznych i Szkoleń (BETiS) ostatecznie zakończyli testy zestawu zamontowanego w pojeździe Seat Leon, nr. C3S012ABE-P. Testy realizowane były pod kątem oceny komfortu użytkowania, stopnia i sposobu zużycia oraz zrealizowano specjalistyczne badania w laboratorium, które pozwoliły określić stan mikrostruktury badanych tarcz hamulcowych po eksploatacji.

Tarcze oraz klocki hamulcowe ABE Performance, w pojeździe marki Seat Leon pokonały dystans 100 tys. km, co należy uznać za bardzo dobry wynik.

Bezpośrednio po zamontowaniu zestawów hamulcowych, potrzebowały one kilkuset km (200 – 300 km), aby uzyskać pełną skuteczność hamowania. Po dotarciu tarcz i klocków nie stwierdzono istotnych problemów eksploatacyjnych. Jedynie, po pewnym przebiegu (ok. 9 tys. km), zauważono drgania na kole kierownicy podczas hamowania, które nasilały się wraz ze wzrostem temperatury tarcz hamulcowych. Ważne, że po dystansie ok. 2 tys. km objaw ustąpił i do dystansu ok. 90 tys. km drgania nie powróciły.

Skuteczność układu hamulcowego oraz komfort użytkowania zostały ocenione wysoko. Na dystansie 90 tys. km nie zauważono nieprawidłowości podczas eksploatacji oraz nie stwierdzono różnicy w skuteczności działania, w różnych warunkach, tj. na gorąco, na zimno, na sucho jak i w deszczu, w stosunku do innych znanych i bardziej rozpoznawalnych producentów elementów układu hamulcowego.

Na ostatnim odcinku ok. 10 tys. km, przy przebiegu całkowitym zestawu tarcz i klocków hamulcowych 90 – 100 tys. km zauważono opóźnioną reakcję, słabą skuteczność hamowania przez ok 1 – 2 s. podczas intensywnych opadów deszczu. W pozostałych sytuacjach zestaw hamulcowy zachowywał się bez zastrzeżeń.

Stopień zużycia zestawu pozostaje na zadowalającym poziomie:

– tarcze C3S012ABE-P, po dystansie 100 tys. km, w trybie z przewagą tras szybkiego ruchu, posiadają grubość 24,10/24,25 [mm] (nominalnie 25,01 mm) podczas gdy minimalna grubość, kwalifikująca tarcze do wymiany wynosi 22 mm.

Odnosząc się do specjalistycznych badań laboratoryjnych przedmiotowych tarcz hamulcowych należy stwierdzić, że analiza mikrostrukturalna ujawniła, iż zarówno nowe, jak i używane tarcze hamulcowe posiadają mikrostruktury żeliwa szarego z grafitem płytkowym i osnową perlityczną. W strefach kontaktu z klockami hamulcowymi zaobserwowano mniejszą ilość grafitu, co jest typowe dla obszarów poddanych zużyciu.

Mikroanaliza EDS wskazała na obecność wydzieleń zawierających Mn, S, Si, N, O, C, Ce, z różnicami w koncentracjach tych pierwiastków, które są związane z miejscowym utlenianiem materiału.

Mimo widocznych śladów utleniania i mniejszej ilości grafitu w rejonach kontaktu z klockami, badania nie wykazały znaczących różnic w mikrostrukturach tarcz nowych i używanych. Wynika to prawdopodobnie z procesów metalurgicznych, które są kontrolowane w sposób zapewniający wysoką odporność materiału tarcz hamulcowych na zużycie. Obecność specyficznych wydzieleń mineralnych może również odgrywać rolę w procesie samonaprawy mikrostruktury podczas eksploatacji.

Należy stwierdzić, że przedmiotowe badania dostarczają ważnych informacji na temat wpływu eksploatacji na mikrostrukturę tarcz hamulcowych wskazując, że nawet po długotrwałym użytkowaniu, materiał zachowuje właściwości bliskie nowym tarczom. Analiza SEM i EDS stanowi cenne narzędzie w ocenie jakości i trwałości tarcz hamulcowych. Prezentowane wyniki badań są nie tylko potwierdzeniem wysokiej jakości użytych materiałów w produkcji tarcz hamulcowych poddanych badaniu (C3S012ABE-P), ale zapewniają zwiększenie bezpieczeństwa użytkowników pojazdów.

Podsumowanie

Przeprowadzone testy wykazały, że badany zestaw hamulcowy ABE Performance (C3S012ABE-P) spełnia rygorystyczne wymagania dotyczące jakości zastosowanych materiałów, bezpieczeństwa i skuteczności działania oraz komfortu użytkowania. Bez wątpienia mogą stanowić alternatywę dla bardziej znanych i rozpoznawalnych producentów tarcz i klocków hamulcowych. Na dystansie 90 tys. km przedmiotowe tarcze i klocki hamulcowe wykazywały się odpowiednią skutecznością i przewidywalnością działania, co należy uznać za dobry wynik. Dodatkowo, podczas specjalistycznych badań laboratoryjnych nie wykazały nadmiernych śladów zmiany struktury wynikających np. z działania wysokich temperatur.