Układ hamulcowy jest najważniejszym systemem bezpieczeństwa w pojeździe, a jego jakość i wytrzymałość jest taka, jak jego najsłabszy element. Dlatego tak ważne jest, aby wszystkie podzespoły układu były jak najwyższej jakości. Każdy element jest wykonany tak, aby najlepiej spełniał swoje zadanie.

Wiele faz produkcji klocków hamulcowych zależy od takich parametrów jak temperatura, ciśnienie czy sam czas danego procesu. Uzmysławia to, że klocki wyglądające identycznie mogą mieć całkowicie inne parametry, takie jak twardość czy współczynnik tarcia.

- Jak powstają klocki hamulcowe?

Każdy klocek składa się z powierzchni ciernej oraz płyty nośnej.

1. Pierwsza faza to przygotowanie płyty nośnej materiału ciernego. Jej odpowiedni kształt jest wycinany z arkusza blachy. Po wycięciu następuje operacja piaskowania, które ma na celu oczyszczenie powierzchni oraz przygotowanie jej do klejenia.
2. Nałożony automatycznie klej wzmacnia połączenie materiałów ciernych z płytą nośną.
3. Przygotowanie materiału ciernego zaczyna się od dokładnego odważenia proszków, z których powstanie okładzina klocka hamulcowego. Składniki zostają wsypane do bębna, gdzie są mieszane aż do uzyskania jednolitego koloru proszku.
4. Na wcześniej przygotowanej płycie nośnej mocuje się materiał cierny. Odbywa się to w procesie prasowania pod wysokim ciśnieniem oraz w wysokich temperaturach. Operacja ta jest przeprowadzana automatycznie.
5. Po sprasowaniu materiału ciernego następuje faza wygrzewania, w której zależnie od temperatury oraz czasu trwania uzyskuje się oczekiwaną wytrzymałość mechaniczną materiału ciernego. Proces ten jest ściśle monitorowany, aby otrzymać odpowiedni rozkład temperatur.
6. Kolejno poddaje się klocki obróbce mechanicznej. W zależności od referencji szlifowana jest powierzchnia cierna, tworzone są fazki oraz rowki w klocku.
7. „Scorching”, czyli wypalanie jest procesem usuwania składników organicznych z powierzchni ciernej. Po tej fazie klocek jest gotowy do montażu, jego okres docierania się zostaje znacznie skrócony, a współczynnik tarcia jest stabilny w całym okresie eksploatacji – zarówno w niskich jak i w wysokich temperaturach.
8. Aby zabezpieczyć płytę nośną przed korozją, lakieruje się ją proszkowo, co zapewnia równomierne rozłożenie grubości lakieru na powierzchni.
9. Jeżeli w danej referencji przewidziana jest podkładka tłumiąca piski „shim”, montuje się ją w ostatniej fazie produkcji klocka hamulcowego.

- Testy klocków hamulcowych

Każda nowo opracowana referencja przed wprowadzeniem na rynek musi otrzymać homologację. Na rynku europejskim obowiązuje homologacja ECE R90. Dyrektywę tę wprowadzono aby mieć pewność, iż wszystkie najważniejsze elementy układu hamulcowego będą odpowiedniej jakości. Spełnienie wymogów zgodnych z ECE R90 to tylko podstawowe testy, dlatego firma Bosch testuje klocki znacznie szerzej przeprowadzając dodatkowe badania.

Poniżej porównanie testów normy ECE R90 oraz Bosch:

Testy te przeprowadzane są zarówno w laboratoriach jak i na torach testowych. Testy laboratoryjne sprowadzają się głownie do kontroli składu mieszanki, wytrzymałości pod maksymalnym obciążeniem oraz testy odporności na zniszczenia. Bosch posiada kilkanaście jednostek badawczych w różnych strefach klimatycznych. Układy hamulcowe testowane są na dwóch z nich w miejscowościach – Vaitoudden i Boxberg. Vaitoudden to tor zimowy położony na zamarzniętym szwedzkim jeziorze, głównie przeznaczony do testowania hamulców w warunkach niskich temperatur. Niemiecki tor testowy Boxberg wykorzystywany jest do testów przy maksymalnych prędkościach. Badane jest zachowanie komponentów hamulcowych pod maksymalnym obciążeniem, np. test AMS oraz HAMS.* Porównuje się parametry przy pierwszej oraz ostatniej próbie hamowania, podczas których badane są:

• Droga hamowania
• Współczynnik tarcia
• Fading (utrata siły hamowania)
• Temperatura komponentów

Warto zwrócić uwagę, iż aby uzyskać homologację ECE R90 nie są wymagane tak ważne testy jak np. stabilność współczynnika tarcia czy tak ważny jak zjazd ze wzniesienia i droga hamowania. Bosch nie tylko testuje samą efektywność oraz żywotność klocków hamulcowych ale także komfort podczas użytkowania. Są to m.in. testy na występowanie hałasów oraz zachowanie podczas hamowania pedału hamulca.

* Test AMS polega na 10 kolejnych próbach hamowania z prędkości 100^km/_h do 0 ^km/_h z maksymalnym opóźnieniem. Test HAMS to 10 kolejnych hamowań z prędkości 80% prędkości maksymalnej pojazdu do 70 ^km/_h  przy 50% sile hamowania pojazdu.

- Materiał cierny:

Rosnące wymagania stawiane przed układem hamulcowy prowadzą do coraz wyższego zaawansowania konstrukcyjnego. Podejście takie doprowadziło do sytuacji, że każdy układ hamulcowy jest projektowany indywidualnie. Brany jest pod uwagę nie tylko rodzaj pojazdu ale także obowiązujące przepisy na rynkach do których jest on dedykowany. Bosch opracowując nowe klocki hamulcowe wzoruje się głównie na specyfikacji wyposażenia oryginalnego oraz na swoim doświadczeniu pozyskanym podczas wspominanych wyżej testów na torach i labolatoriach.

Jednym z głównych czynników wpływających na skuteczność klocków hamulcowych jest skład mieszanki z której powstaje okładzina cierna. Jej składniki często posiadają przeciwne sobie właściwości chemiczne oraz fizyczne co sprawia, iż mogą one powodować całkowicie odmienny wynik końcowy. Nawet drobne różnice w składzie mieszanki mogą przynieść znaczne różnice w skuteczności działania gotowych klocków. Reakcje, takie jak ilość uwalnianego ciepła lub masy traconej podczas ogrzewania, są analizowane za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej DSC (Differential Scanning Calorimetry). Po przeprowadzeniu testów ostatecznego produktu wybierana jest ta mieszanka, która spełnia wszystkie wcześniej założone wymagania.

- Obróbka w wysokich temperaturach:

Scorching to proces obróbki cieplnej, polegający na gwałtownym podniesieniu temperatury w zewnętrznej warstwie materiału ciernego. Bardzo wysoka temperatura (do 600 °C) powoduje zmianę chemicznej struktury powierzchni klocka hamulcowego. Pozwala ona uwolnić wszystkie gazy nagromadzone podczas wcześniejszych etapów produkcyjnych. Zapobiega to efektowi tzw. „fadingu”, które może spowodować spadek współczynnika tarcia niemal do zera. W efekcie obróbka ta sprawia, że nowo zamontowane klocki szybko dopasowują się do tarczy hamulcowej. Eliminuje to potrzebę „docierania” klocka do tarczy. Dzięki temu procesowi klocki hamulcowe Bosch już podczas pierwszych hamowań osiągają pełną skuteczność hamowania.