Wymagania dyktowane potrzebami bezpieczeństwa i komfortu jazdy wpływają w znaczący sposób na budowę współczesnych układów hamulcowych. Hamulce odgrywają dominującą rolę nie tylko w zakresie bezpieczeństwa, ale również wpływają na ocenę komfortu prowadzenia pojazdu. Z pojęciem bezpieczeństwa łączy się bezpośrednio pojęcie skuteczności, niezawodności, stateczności i trwałości układu hamulcowego, natomiast wygoda ich uruchamiania, progresywność działania a także cichobieżność związane są ściśle z oceną komfortu prowadzenia. Dobór odpowiednich własności i parametrów często musi oznaczać kompromis.
Proces hamowania samochodu wymaga dokonania przemiany energii kinetycznej, na inne rodzaje energii. Przemiana ta dokonuje się w procesie tarcia. Podczas tarcia energia kinetyczna, ulega przemianie głównie na energię cieplną, powodującą nagrzewanie trących się ciał, a także m.in. na energię powodującą wymuszenie drgań samowzbudnych wywołujących zjawiska wibroakustyczne.
Dźwięki i drgania emitowane przez układ hamulcowy zawierają się w bardzo szerokim paśmie częstotliwości: od częstotliwości poniżej częstotliwości percepcji narządu słuchu człowieka aż do zakresu ultradźwięków. Ponadto dźwięki emitowane przez układ hamulcowy mogą wystąpić w szerokim zakresie warunków pracy pojazdu: od prędkości znacznie poniżej 1 km/h, aż do wysokich prędkości osiąganych na autostradach. Niektóre dźwięki i drgania w układzie hamulcowym wystąpią tylko wówczas gdy określone warunki zostaną spełnione jednocześnie, np.: temperatura, wilgotność, prędkość, opóźnienie hamowania.
W Europie powszechnie wykorzystywanym testem do badania zdarzeń wibroakustycznych pochodzących od układu hamulcowego jest próba prowadzona w rejonie miejscowości Mojacar na południu Hiszpanii. Jedna pętla testowa liczy około 125km, jej trasa przebiega różnymi drogami: Obejmuje zarówno drogi szybkiego ruchu, z ograniczoną ilością hamowań; ale także obszary śródmiejskie, zawierające liczne skrzyżowania i progi zwalniające w okolicach przejść dla pieszych, gdzie cykle zahamowań są bardzo liczne i powtarzane w niewielkich odstępach czasu. Trasa zawiera także znaczące zmiany klimatu: od pustynnego i suchego do nadmorskiego ze zmienną temperaturą i wilgotnością. Tak zmienne warunki otoczenia umożliwiają skuteczne ujawnianie nieprawidłowości w pracy układu hamulcowego. Test Mojacar jest często definiowany jako najgorszy przypadek warunków korzystnych do generowania dźwięków. Z tego powodu próby przeprowadza tam wielu producentów pojazdów, hamulców i części hamulcowych m.in. inżynierowie z działu badań i rozwoju firmy Lumag.
Oprócz konstrukcji hamulca, stanu tarczy hamulcowej, klocki hamulcowe są postrzegane jako najczęstsze źródło generowanych pisków. Zmiana niektórych własności materiału ciernego, ma znaczący wpływ na zachowanie komfortowe hamulca. Również wykonywanie fazowania krawędzi materiału, często przynosi zadowalające efekty.
Inną metodą jest zapobieganie możliwemu rozchodzeniu się drgań między poszczególnymi elementami składowymi układu hamulcowego i propagowaniu tych drgań do elementów mocujących a także zawieszenia pojazdu. Modyfikacje mogą polegać albo na usztywnieniu elementów bezpośrednio się stykających albo na zwiększeniu ich tłumienia. Zgodnie z tą ideą producenci materiałów ciernych produkują klocki z zamontowanym, na tylną część klocka, dodatkowym elementem tłumiącym drgania o strukturze wielowarstwowej tzw. shimem.
Liczne badania w trudnych warunkach drogowych typu Mojacar mają na celu optymalizację konstrukcyjną, indywidualny dobór nakładek antypiskowych, kształtu skosów, parametrów procesu produkcyjnego oraz składu materiału ciernego klocków Breck.
Komentarze