Вряд ли стоит говорить о том, насколько высокотехнологично производство современных тормозных колодок. Деталь, на первый взгляд кажущаяся элементарной, на самом деле представляет собой квинтэссенцию выдающихся конструкторских решений. Познакомиться с ними поближе корреспонденту журнала "Автокомпоненты" удалось в ходе экскурсии по одному из самых совершенных производств - заводу концерна TMD Friction, расположенному в немецком городке Леверкузен.
Ну а прежде чем перейти к собственно технологиям, имеет смысл сказать несколько слов о компании, любезно распахнувшей двери предприятия и посвятившей нашего корреспондента в святая святых своего производства. Сегодня в штате TMD Friction насчитывается около 5000 сотрудников, которыми изготавливается 1 млн тормозных колодок ежедневно на 14 заводах концерна, разбросанных по всему миру. Оборот - примерно 700 млн евро в год. Эти цифры позволяют с полным правом назвать корпорацию TMD Friction - Nisshinbo Group Company - крупнейшим глобальным производителем в данном сегменте.
Перечислить всех потребителей продукции TMD Friction в рамках нашей публикации просто физически невозможно - список получится слишком длинным. Отметим лишь самое главное - среди них буквально все ведущие производители автомобильной техники самых разнообразных типов (грузовые и легковые автомобили, автобусы и спецтехника и т.д.), а также поставщики тормозных систем в сборе (суппорт, тормозной диск и проч.) на конвейеры автозаводов. Это и ATE (Continental), и Bosch, и Knorr-Bremse, и MANDO, и Meritor, и MOBIS, и TRW, и многие-многие другие.
Фолькер Биркхольц, ведущий технический специалист TMD Friction:
- Среди наших партнеров по направлению OEM многиеизвестные производители тормозных систем. Они получают наши колодки, комплектуют ими свои суппорты. Но эти суппорты идут только в новые автомобили, сходящие с конвейеров ведущих автопроизводителей. То есть эта кооперация осуществляется исключительно в ОЕМ-секторе. На вторичном рынке все совершенно иначе - мы самостоятельно через собственную товаропроводящую сеть распространяем нашу продукцию по всему миру.
Структура бизнеса TMD Friction дифференцируется следующим образом:
Долю в 32% занимают колодки, которыми комплектуются новые автомобили, сошедшие с конвейера.
25% идут на авторизованные (дилерские) сервисы автопроизводителей (OES), это колодки, лежащие в упаковке с маркировкой автопроизводителя, так называемые "оригинальные" детали.
43% занимает вторичный рынок - продукция под собственными брендами.
Приведенное соотношение, конечно же, может изменяться от года к году в зависимости от ситуации на рынке, но общий порядок цифр постоянно остается примерно таким. Что, собственно, вполне понятно - экономика циклично переживает то взлет, то падение, промышленность и технологии модернизируются. Если в мире выпускается много новых автомобилей, то TMD Friction переносит максимальное внимание на сектор первичной комплектации, если, как сейчас, наблюдается спад в автопроизводстве - большее количество продукции идет на вторичный рынок и в сервис.
Ну а кроме этого, ввиду того что компания представлена по всему миру, ее заводы есть почти на всех континентах, спрос получает еще и региональную тенденцию. Например,
в Европе автомобилей в последние годы выпускалось все меньше, а в Китае и Индии - больше. Ситуацию определяет уже локальный спрос - товарные потоки перераспределяются, но общее производство не сокращается.
Одним словом, все сбалансировано, на том TMD Friction и стоит.
И такой важный момент обязательно нужно учитывать. Приведенные цифры показывают только, в каких направлениях работает компания. Качество материала, технологии производства, спецификации - все эти параметры продукции, предназначенной для вторичного рынка, абсолютно идентичны конвейерным поставкам. Это принципиально важно.
Вершину линейки TMD Friction венчает "конвейерный" бренд Textar. Mintex и Don - ценовая альтернатива. Разница обусловлена главным образом разнообразием рецептур фрикционной смеси: при производстве колодок Textar используется 200-250 рецептов фрикционной смеси. При этом количество артикулов у всех этих брендов (Textar, Mintex) одинаково - около 1200; в каждой оригинальной колодке от TMD Friction присутствует порядка 25 компонентов.
Сырье для производства фрикционной смеси идет самое разное, поскольку различные типы и виды колодок, предназначенные для различных видов транспортных средств, регионов эксплуатации, нагрузок и проч., должны отвечать различным требованиям и обеспечивать различные характеристики. Мощность, комфортность, шумность, эффективность, износостойкость тормозной колодки и проч. параметры напрямую зависят от используемой фрикционной смеси - сырьевой композиции фрикционного слоя.
Сегодня особую актуальность приобретает проблематика присутствия меди в составе фрикционной смеси. Смываемая сточными водами с дорожного полотна, она может очень негативно влиять на окружающую среду. Сейчас в мире тормозные колодки дифференцируют на три класса: колодки, содержащие медь; колодки, содержащие медь в малых количествах (содержание меди во фрикционном слое менее 5%), и колодки без меди (если доля меди в составе фрикционного слоя менее 0,5%).
В TMD Friction очень внимательно относятся ко всем аспектам производства, стараясь обеспечить максимально возможную экологичность и эффективность процесса. Поэтому тепло, выделяемое при работе очистной установки - внушительного экологического комплекса, - идет на обеспечение энергетических потребностей основного производства: местного отопления, работы кондиционеров, прессов и проч. В итоге получается очень экономная, эффективная и практически безотходная система.
Но самое примечательное здесь вот что. Производитель может полностью избавиться от меди - а вы представляете, скольких сил это будет ему стоить, скольких средств, вложенных в разработку, переоснащение производства, корректировку логистических каналов, создание новых не менее эффективных фрикционных смесей и проч., потребует, - но колодка попадает в сервис, и там при замене: жирным-жирным слоем накладывается медесодержащая паста (медная смазка). Впрочем, данное обстоятельство не останавливает TMD Friction в стремлении создавать и производить все более и более совершенные колодки, отвечающие самым современным требованиям как технико-технологического, так и экологического характера. И параллельно, естественно, проводить активную разъяснительно-просветительскую работу со своими партнерами, потребителями и т.д.
Вот, в общем-то, мы и подошли к самому производству как таковому. Ну что ж, пойдем по порядку. Итак,
путь тормозной колодки, как и любой другой детали, начинается с прототипа. Прежде чем колодка поступит в серию, готовится до 300-400 шт. прототипов для проведения всевозможных испытаний и исследований.
Цех по изготовлению прототипов есть и в Леверкузене.
В отличие от серийной продукции изготовление прототипов - фактически ручная работа на небольших прессах: фрикционная смесь наносится вручную (в зависимости от предназначения колодки накладываются промежуточный и дополнительный слои), то есть именно вручную складывается весь колодочный "бутерброд". Потом происходят прессование и закалка при различных показателях давления и температуры. Затем шлифовка и формирование. Еще одна термообработка - скорчинг для минимизации приработки.
Испытания - неотъемлемая часть производственного процесса, приобретающая в последнее время все большее значение - качество колодок должно соответствовать тем требованиям, которые необходимы потребителю. Предусмотрено два вида испытательных стендов. На первых используются определенные массы, моделирующие автомобиль. Проверяются такие показатели, как износ, разрыв, коэффициент трения (абсолютный показатель и его стабильность) и проч., в наибольшей степени связанные с механическими свойствами колодки. Второй тип стендов - это скорее кабины, где контролируется уровень шума, моделируются различные условия эксплуатации тормозной колодки: высокие и низкие температуры, дождь и др. погодные условия, влияющие на процесс торможения.
Фолькер Биркхольц:
- Скрип может быть спровоцирован диском, суппортом, крепежной системой и т.д. - именно это все испытывается на этих стендах. Мы специально вызываем неприятные звуки при различных погодных условиях, степени влажности и проч., замеряем их частоту и по частоте определяем, какая деталь или ее часть вызывает шум. Таким образом, нам удается совершенно точно вычленить проблему для наиболее продуктивного ее устранения.
В одном только Леверкузене 14 испытательных стендов. Температурные режимы - от минус 20 до плюс 50, влажность - до 80%. Кроме того, испытательное подразделение располагает весьма обширным парком автотехники,
как грузовой, так и легковой. Машины оснащаются специальным оборудованием, способным измерять температуру колодки, тормозных дисков, всевозможные показатели на осях и проч. Это оборудование и его программное обеспечение идентичны во всех автомобилях, будь то спорткар премиум-марки или же бюджетный семейный универсал. Проводится минимум 130 испытаний различных видов, каждое из которых со своей четкой программой.
Но вернемся непосредственно в производственные цеха. По аналогичной технологии изготавливаются и серийные колодки, только в гораздо более автоматическом режиме и в значительно больших количествах. При этом процесс производства всех видов и типов тормозных колодок практически идентичен.
В цехе смешения происходит смешивание различных видов сырья для производства фрикционного материала. В зависимости от объемов используются различные емкости и миксеры. Некоторые присадки могут добавляться и вручную, но основные компоненты поступают автоматизированно по магистралям со склада. Смесь в обязательном порядке взвешивается и проверяется. При любом несоответствии приготавливаемой рецептуре смесь бракуется - установка автоматически отключается, и смесь не поступает на производство. Не существует никаких допусков "плюс-минус" несколько граммов, даже самых минимальных, - количество выверяется вплоть до миллиграммов. Производство почти стерильное: любые примеси (фрагменты упаковки, производственный мусор и проч.), и в том числе обычная пыль, должны быть исключены.
Несущая пластина тормозной колодки, как правило, выполняется из стали (различные виды стали), но может быть сделана и из других материалов: алюминия, чугуна, всевозможного литья. На пластину наносится клеевой слой. Значение этого клеевого слоя сложно переоценить - он подвергается максимальным нагрузкам в процессе эксплуатации колодки и должен на протяжении всего срока ее службы обеспечивать безупречную плотность соединения фрикционного слоя с пластиной. Очень важно, чтобы фрикционная масса не отрывалась от пластины, не деформировалась, не смещалась. Если фрикционная масса оторвется, деформируется, то машина не сможет затормозить с должной эффективностью, что чревато самыми негативными последствиями.
На тормозных колодках большого размера, главным образом этокасается колодок грузового транспорта, делаются специальные крепежи для того, чтобы еще сильнее зафиксировать тормозную массу на пластине.
Приспособления могут быть самыми разными: литые шипы, винтовые штифты, металлическая решетка и проч. Все эти механические приспособления, дополнительно удерживающие фрикционный слой, необходимы для тех колодок, которые испытывают наиболее сильную тормозную нагрузку. Это прежде всего мототехника и грузовики. Естественно, спорт. Все это запатентованные технологии концерна TMD Friction.
Поверх пластины накладывается промежуточный слой. Одна из основных его задач - поглощение возникающих в процессе торможения вибраций и тем самым предотвращение появления неприятных посторонних шумов и свиста. Впрочем, надо сказать о том, что для решения данной задачи используется целая совокупность разнообразных мер, но нанесение промежуточного слоя - одна из самых важных.
Далее идет основной слой, после чего колодка прессуется, закаливается и шлифуется. Для каждой формы колодки при прессовании используется своя оправка. Все инструменты имеют ограниченный срок годности, они стираются, их приходится заменять. До 5000 евро может стоить такая оправка.
Прессовка осуществляется на циркулярном прессе, оснащаемом оборудованием различных видов - от 18 до 24 позиций. Заполняется он очень быстро - от 2 до 4 минут. Эта круговая система позволяет безостановочно прессовать такое количество колодок, какое необходимо для каждой конкретной партии.
После пресса колодка закладывается в печь. В зависимости от требования заказчика происходит тепловая обработка: установленное время (до 1-2 часов) при определенной температуре (от 120-150°С до 230-250°С).
На уже готовом продукте во время шлифовки колодкам придают определенную толщину и в зависимости от модификации они получают определенную форму. Затем колодка покрывается антикоррозионным слоем, производится маркировка - наносятся основные данные колодки. В случае с ОЕ это бренд автопроизводителя, обозначение производителя тормозной системы, номер фрикционного материала, название производителя колодки.
Вот, собственно, на этом и кончается производственный цикл, и готовая тормозная колодка направляется к потребителю - неважно, на первичную ли комплектацию или же на вторичный рынок. Еще раз отметим - в любом случае все технологические процессы, используемые материалы, сырье и проч. будут абсолютно идентичны. Именно в этом и видят основной рецепт эффективного торможения, а значит, и успеха своего дела специалисты TMD Friction.
Фото: bs-auto.com.ua
Автокомпоненты
