(2).jpg)
Не іржавіють, майже відсутній гальмівний пил.
У новому Cayenne Turbo вперше серійно використовуються нові гальма Porsche Surface Coated Brake (PSCB).
Чи знайоме Вам слово «Widia»? Матіас Лебер усміхається з розумінням. Справа в тому, що він, інженер-машинобудівник і експерт з гальм у центрі розробок Porsche у Вайссасі, здатний створювати майбутнє тільки тому, що знайомий з минулим. А Widia — це його частина. Слово є скороченням від «Wie Diamant» (як алмаз) і з початку ХХ століття позначає напрочуд твердий матеріал, основним компонентом якого є карбід вольфраму. Матіас Лебер дуже добре знайомий із властивостями речовин та їх перевагами. Він з гордістю дивиться на блискучий гальмівний диск, що лежить перед ним. Навіть у використаному вигляді його можна повісити на стіну як дзеркало. Карбід вольфраму не іржавіє і не тьмяніє. Однак ідеальний вигляд диска не найголовніша перевага. Набагато важливіша його міцність.
У новому серійному Porsche Cayenne Turbo дебютує світова новинка — Porsche Surface Coated Brake (PSCB), гальмо із зовнішнім покриттям. Його поверхня складається з карбіду дивольфраму (WC). Вольфрам та вуглець з'єднуються в кристал такої твердості, що можна різати скло. Карбід вольфраму — один з найтвердіших матеріалів у світі після алмазу, приблизно в десять разів твердіший за чавун. Саме ця якість особливо цікава для розробників гальмівних систем.
Схоже на алхімію
Що, якби існували гальма, які уповільнюють так само добре, як керамічні, настільки ж температуростійкі, не іржавіють, не потребують гоночних гальмівних накладок, утричі дешевше і при цьому набагато менше зношуються, на яких майже не утворюється гальмівний пил? Схоже на алхімію, та все ж — це серйозна технологія виробництва Porsche. «Повірте, це був довгий шлях. Інакше ми б зробили це давно, каже Матіас Лебер. Однак чудес не буває. Тільки наполеглива конструкторська робота.
(1).jpg)
Все просто: комплект гальмівного диска з карбіду вольфраму коштував би стільки ж, як кілька комплектів керамічних гальм. Крім того, протягом тривалого часу була відсутня технологія нанесення карбіду вольфраму на поверхню, що несе, в даному випадку — чавун. Porsche, у тісній взаємодії з фірмою Bosch/Buderus, після багатьох експериментів вдалося досягти тут прориву. За допомогою лазера гальмівний чавунний диск структурується з подальшим гальванічним покриттям проміжним шаром, який, як еластичний сполучний матеріал, виступає посередником між різними термічними розширеннями чавуну і карбіду вольфраму. Його частки потрапляють на гальмівний диск газополум'яним напиленням на надзвуковій швидкості. Спостерігаючи цей процес, згадується світловий меч джедая з «Зоряних воєн». В результаті з'являється нанесений шар 100 мікрометрів, який сам по собі нічого не вирішує. Тепер все залежить від гальмівних накладок.
У пошуках комбінації
«Принаймні, це стільки ж конструкторської роботи», каже Матіас Лебер. Одна справа лазерна технологія та високоточні автоматизовані процеси виробництва нових гальмівних дисків, інша — гальмівні накладки правильного складу. Для дзеркально гладкої поверхні потрібна спеціальна накладка, яка утримується на ній. Схоже на те, як трохи натиснути пальцем на дзеркало і рухатися по ньому: палець прослизає не рівномірно, а знову і знову зупиняється на мить. Однак надто м'яка накладка на дуже твердій поверхні при високій швидкості обертання швидко зношувалася б. У добре накладку, що схоплює, підмішані мікроскопічні частинки дуже твердих матеріалів, що проникають в шар карбіду вольфраму. Такі накладки буквально пазурами встромляються в диск.
Мікроскопічні якорі
«Для всіх нас результат став несподіванкою», каже Матіас Лебер. «Ми знали, що гальма будуть хороші. Але перші випробування перевершили всі очікування. На низьких швидкостях завдяки гладкій поверхні вся гальмівна накладка відразу стикається з усією поверхнею диска. Це, як порівняти вініл і CD: у чавуну знижується здатність, що зчіплює, так як поглиблення кожної канавки на поверхні відсутня. У карбіду вольфраму практично відсутні канавки, поверхня дзеркально гладка.
При необхідності більшого гальмування на високих швидкостях тверді частинки гальмівної накладки викидають свої «якоря». «Це, зрозуміло, призводить до зношування та утворення гальмівного пилу, але, в порівнянні з чавунними гальмівними дисками, це на 90% менше», заявляє Матіас Лебер. Плюс на 30% збільшується ресурс експлуатації порівняно з чавунним диском. І все це при міцності близької до міцності керамічних гальм, але втричі менше за витратами. Дійсно, при експлуатації нові гальма відчуваються як PCCB: зусилля на педалі залишається те саме і при нагріванні гальм. За високої температури диски не втрачають ефективності. Навпаки, близько 600 градусів вони стають ще агресивнішими.
(4).jpg)
- Термічна обробка поверхні: лазер структурує чавунну поверхню, надає їй шорсткості та очищає
- Пластичний проміжний шар: нанесений гальванічно нікель посилює зчеплення чавуну та карбіду вольфраму
- Шар твердого металу: він складається з карбіду вольфраму; покриття відбувається надзвуковим газополум'яним напиленням
- Тормозний диск та супорт: покритий чавунний гальмівний диск полегшеної конструкції з десятипоршневим супортом
- Тормозні накладки PSCB: їх особливий матеріал — нова розробка.
Біла накидка в комплекті
При повсякденному використанні приблизно після 600 кілометрів поверхня гальмівних накладок відполірована до блиску. Зовні їм підходять білі десятипоршневі супорти попереду та чотирипоршневі супорти ззаду, що використовуються в гальмах PCCB. Чому білі? Лебер сміється: Якщо на гальмах практично не утворюється гальмівний пил, це необхідно показати. Моя пропозиція, щоправда, спочатку викликала заперечення.» Але нові тестові Porsche Cayenne після тисяч кілометрів показали: гальма зберігають білий колір.
Насамперед, нові гальма PSCB серійно встановлюватимуться тільки на нових Cayenne Turbo. Для всіх наступних нових Cayenne це пропонується як опція. Чи є гальма PSCB ідеальним поєднанням міцності, краси та економічності, межею досконалості у розробці гальмівних систем? Матіас Лебер хитає головою: Прогресуюча електрифікація автомобілів створить абсолютно нові форми гальм. Рекуперативне гальмування вже є абсолютно зносостійкою формою уповільнення і стає для нас особливо цікавою. Адже так можна впоратися із 90% всіх звичайних процесів гальмування. Ми повинні й надалі проводити дослідження.» Зрештою, швидким автомобілям потрібні швидкі гальма. Отже, гальма Porsche ніколи не зможуть бути настільки швидкими, щоб не можна було зробити їх швидше.
