Vozniki običajno ne posvečajo veliko pozornosti temu, kako posamezni avtomobilski elementi delujejo. Ko pa to storijo, je to ponavadi zaradi okvare, ki vpliva na udobje in varnost uporabe avtomobila.

Zavorni diski so eden najpomembnejših sestavnih delov zavornega sistema, ki pomembno vpliva na varnost voznika in potnikov. Kako poskrbeti, da delujejo pravilno in čemu posvetiti posebno pozornost? Preberite to kratko vodilo za zavorni disk ABE.

Tako na ravni in suhi cesti poleti kot na spolzki in poledeneli površini pozimi imajo zavorni diski le eno nalogo – čim hitreje ustaviti vozilo. So zelo pomemben del zavornega sistema in jih je zato vredno podrobneje preučiti.
Celoten zavorni postopek poteka tam, kjer se disk sreča s ploščico. Ko pritisnete zavorno pedalo, v delčku sekunde aktivirate hidravlični ali električni sistem, ki pritisne zavorne ploščice na zavorne diske. Takrat se mora vozilo s potniki in prtljago v nekaj sekundah POPOLNOMA USTAVITI!
Slednje pomeni, da se energija premikajočega avtomobila, vključno z vašo in energijo vaše družine, skoraj v celoti spremeni v toploto na stični točki med ploščico in diskom. Ta nakopičeni tok energije se zaradi sile trenja v nekaj sekundah na disku razprši.

 

Kinetična energija = masa (avtomobil + vi + vaša družina + prtljaga + …) x  (hitrost)2

Energija je linearno odvisna od mase, vendar eksponentno – v drugi prestavi – od hitrosti avtomobila. To pomeni, da je energija avtomobila, ki se po avtocesti premika s hitrostjo 140 km/h, lahko skoraj osemkrat večja, kot bi jo imel isti avtomobil pri vožnji z največjo hitrostjo v naseljenem območju.

Pri ABE zahtevamo diske, ki v vsakem trenutku v vseh vremenskih razmerah in na vsakem terenu obvladujejo tako ekstremne energije. Med vožnjo navzdol včasih v nekaj minutah večkrat pritisnemo na zavorno pedalo in pri tem segrejemo diske in obloge na 600-700 C ter pričakujemo, da nam zavorni sistem ne bo odpovedal. Zato naše diske, preden jih damo na trg, podvržemo številnim laboratorijskim testom, da preverimo, kako delujejo tudi v najbolj ekstremnih razmerah.

 

Menjava zavornih diskov

Geometrijske parametre, torej višino, debelino in premer, ki morajo biti v skladu z deklaracijo. Vse mere morajo biti znotraj ozkega območja, tj. meje dovoljenega odstopanja. Prav tako ne preverimo samo enega diska. Sistem za nadzor kakovosti redno izbere naključni disk, ki se pregleda glede na njegove geometrijske parametre. Tako preverimo vsako dimenzijo in, kar je prav tako zelo pomembno, osni tek.

Senzorski indikator, ki se nahaja ob robu, se ne sme premakniti za več kot za las, tj. 0,05 mm pri polni rotaciji diska. Ta vrednost je ključna ne le z vidika udobja, ampak tudi za varnost med zaviranjem. Prevelik tek lahko občutimo z nogo kot vibracije, ki se prenašajo na zavorno pedalo, kar lahko vpliva na vaš odzivni čas in podaljša zavorno pot.

Zaustavna razdalja = odzivna razdalja + zavorna razdalja (pri najvišji dovoljeni hitrosti na avtocesti avtomobil v eni sekundi prevozi razdaljo skoraj 40 metrov).

Preverjamo tudi hrapavost torne površine, saj lahko preveč nepravilnosti zmanjša kontaktno površino med ploščico in diskom ter posledično zmanjša največjo silo trenja.

Sila trenja = (površina trenja) x (kontaktna sila) x (koeficient trenja))

Na kar vi kot voznik vplivate med zaviranjem, je sila, s katero pritisnete na zavorno pedalo. Upoštevati pa morate tudi, da pritisk na zavorno pedalo do konca pomeni le, da bo hidravlični sistem prenesel največji tlak na površino batov. Kontaktna sila je zato omejena, kar je razlog, da je pomembno, iz česa je zavorni disk narejen in kako je bil narejen.

Preverjanje matalografske strukture ter kemične sestave_2
  1. Metalografska struktura in kemična sestava zavornega diska

Kaj pričakujemo od zavornega diska?

  • mehanski upor – nenadno zaviranje ne sme povzročiti deformacije strukture diska,
  • odpornost proti obrabi – sila trenja ima svojo ceno. Med delovanjem se zmanjša debelina diska, kar pomeni, da se poslabšata tudi sposobnost razprševanja toplotne energije in prezračevanje tornega para (ploščica v primerjavi z diskom),
  • odpornost proti toplotnim šokom – hitro ohlajanje diska lahko v skrajnih primerih povzroči njegovo deformacijo, zaradi česar se lahko preseže dovoljeni osni hod in torna površina lahko poči,
  • odpornost proti koroziji – med dolgimi prekinitvami delovanja, zlasti pozimi, je izpostavljena površina diska podvržena oksidaciji (koroziji), vlaga in sol pa ta proces znatno pospešita.

V laboratoriju zato natančno analiziramo iz česa je narejen disk, tj. iz katerih sestavnih delov je material in kako je bil narejen (kakšni termo-kemijski procesi so bili vpleteni). V ta namen vzamemo odseke, ki jih nato uporabimo za pregled strukture.

To potovanje v razsežnosti materiala se imenuje predelava.

Nežno izrežemo vzorec, kar je treba storiti previdno in počasi, saj lahko rezanje (zaradi trenja) povzroči zvišanje temperature, visoke temperature pa spremenijo strukturo kovine! Vzorec nato enkapsuliramo, tj. kalup napolnimo s smolo.

Nato njegovo površino zbrusimo, obrobimo, poliramo in zgladimo.

Po postopku jedkanja se pokaže metalografska struktura, v kateri poiščemo morebitne nepravilnosti, inkluzije ali druge nepravilnosti.

Jedkanje_2

Vse napake, storjene med postopkom litja in termokemične obdelave, bodo povzročile oslabitev trdnostnih lastnosti. Nehomogenosti v strukturi so potencialna območja, kjer se lahko kopičijo mehanske in toplotne napetosti, ki lahko v skrajnih primerih privedejo do mikrorazpok in degradacije materiala. Prav tako vse nečistoče v strukturi in napake pri ulivanju, kot so vlakna, negativno vplivajo na trdnost in stabilnost diska.

Testiranje v okoljski komori omogoča podrobno opazovanje delovanja zavornih diskov v neugodnih razmerah. Ob povečani vlažnosti in slanosti, torej v razmerah, ki močno presegajo vse standarde, so diski podvrženi pospešenemu izkoriščanju. Tako lahko preverimo, ali dosegajo deklarirane vrednosti upora.

Zavorni diski pred:

Test zavornih diskov v korozijski komori_prej_2

in po korozijskem preskusu po 192 urah stalne izpostavljenosti soli in vlagi:

Test zavornih diskov v korozijski komori_potem_2

Šele po teh preskusih se pripravi končno poročilo o kakovosti proizvodne serije.

Poročilo – Povzetek:  

Tehnično poročilo zavornih diskov_2