Как производят тормозные диски для машин премиум-брендов: изучаем завод компании Zimmermann

Германия — Мекка автомобильной индустрии. Кажется, здесь нет области или земли, где не работала бы компания, так или иначе связанная с автопроизводством. Одна из таких — немецкий производитель тормозных систем Zimmermann, который предлагает альтернативные решения для премиальных немецких производителей Mercedes, BMW, Porsche и др. Журнал «Движок» лично убедился в высоком уровне немецкого производства, приехав на завод компании в городе Зинсхайм на Skoda Kodiaq.

Напомним, что компания Zimmermann появилась в 1960‑х годах прошлого века неподалеку от Штутгарта, а потому быстро наладила сотрудничество с компанией Mercedes­Benz. Чуть позже, благодаря ответственному подходу и неизменному качеству продукции, сотрудничество распространилось на все немецкие автомобильные бренды. Правда, затем автогиганты начали диктовать поставщику свои условия, которые не соответствовали бизнес-­стратегии Zimmermann. В итоге компания приняла решение сосредоточиться на сегменте aftermarket, где имела полную самостоятельность и свободу действий.

Однако годы взаимодействия с такими брендами, как Mercedes, BMW, Audi и Porsche, задали соответствующую технологическую планку. Потому на сегодняшний день производитель занят выпуском компонентов, которые как минимум не уступают заводским деталям, а в большинстве случаев превосходят их по качеству и характеристикам.

Основным видом продукции Zimmermann являются тормозные диски. Кроме того, в каталоге присутствуют тормозные барабаны, колодки и восстановленные оригинальные тормозные суппорты. Всего более 4 тыс. позиций, которые охватывают 96% европейских автопроизводителей, а также часть корейских, японских и американских автомобильных брендов. Более 65% продукции идет на экспорт.

Компания Zimmermann целиком расположена в городе Зинсхайм. Здесь находятся завод, склад и логистический центр, а также штаб­квартира со всей администрацией. Благодаря тому, что предприятие представляет собой единый организм, компании несколько десятилетий удается держать стабильно высокий уровень качества

Процесс начинается в лаборатории компании, где инженеры на специальном оборудовании готовят технические образцы для производства. В первую очередь берется оригинальный тормозной диск, с которого до последнего микрона снимаются все мерки. После чего создается серия прототипов с разными свойствами и характеристиками, которые в лаборатории начинают проходить полный цикл испытаний согласно всем имеющимся сертификатам соответствия автопроизводителя.

В этих спецификациях указаны всевозможные параметры, которым должен соответствовать тормозной диск, — от температуры нагрева и износа до времени окончательного разрушения. Из прототипов выбирается тот диск, который по результатам тестов имеет характеристики, превосходящие исходные параметры оригинальной продукции. После чего выпускается опытная партия, из которой случайным образом выбирается и отправляется на повторный цикл испытаний еще один тормозной диск.

На испытательном стенде прототип диска Zimmermann совмещается с оригинальным суппортом и оригинальными колодками, после чего проходит серия циклов имитации всех возможных вариантов торможения, а также программа имитации условий частичного или полного разрушения диска

Одной из важнейших основ качества продукции Zimmermann называет уровень литья заготовок. Самостоятельно металлопрокатом компания не занимается, а заказывает основу у тех же поставщиков, которые работают с производителем оригинальной продукции. Заготовки, конечно, тоже проверяются. Существует порядка 45 качеств исходного материала, которые должны соответствовать заданным параметрам. Большая часть используемого сырья производится в самой Германии (55%) или странах Западной Европы. Малейшее несоответствие параметров — и сырье тут же бракуется.

После всех проведенных испытаний заготовка попадает непосредственно в производственные цеха, которые делятся на линии по выпуску разных видов дисков: обычных, перфорированных или составных.

Обычные, перфорированные, составные

В процессе обработки заготовка тормозного диска теряет 20–25% материала, или до 10 кг веса. В зависимости от того, какой необходимо выпустить диск, используется разное оборудование. Например, для производства обычного диска требуется одна производственная машина, а для производства перфорированного уже две. То есть происходит два этапа обработки с процессом переворачивания заготовки. Собственно, именно поэтому перфорированные диски всегда дороже.

Кстати, уровень перфорации также влияет на производительность и цену. Например, тормозные диски Porsche имеют 160 отверстий, а потому их производство дольше и энергозатратнее.

Последним этапом перед упаковкой является покрытие дисков Zimmermann специальной краской с алюминием в составе, что защищает диски при транспортировке и эксплуатации. Она автоматически стирается с тормозных поверхностей при использовании и не требует предварительного удаления.

Каждый тормозной диск маркируется. Первые четыре цифры — это номер, указывающий, для какого автомобиля он выпущен, дальше — номер заводской смены, то есть кто конкретно и когда его сделал, и в конце — минимально допустимая толщина

На заводе Zimmermann высокий уровень автоматизации производства, однако процесс организован по­-другому, нежели у конвейерных поставщиков, коим компания сама когда-­то была. Главным отличием является то, что OEM-­поставщик заточен под выпуск малого количества видов продукции, но делаются они огромными партиями. Zimmermann, наоборот, имеет возможность выпускать огромное количество вариантов и видов тормозных дисков, но не очень большими объемами, а иногда и мелкосерийными партиями вплоть до 500 штук для эксклюзивных авто. Таким образом, сделана ставка на гибкость производства, когда компания может оперативно перестроиться под любого партнера и быстро реагировать на появление на рынке новых моделей автомобилей.

У компании Zimmermann мизерный процент брака. Где-то 1,5% отсеивается на этапе заготовок, и еще 0,07% отбраковывается уже в виде готовой продукции

Отдельная линия отведена производству составных тормозных дисков. Их принципиальное отличие заключается в использовании разных материалов для разных частей диска: стальная или алюминиевая ступица специальным образом соединяется с чугунной тормозной поверхностью.

Преимуществ у таких дисков два. Во‑первых, составной диск заметно легче, что дает выигрыш как по весу авто в целом, так и отдельно по неподрессоренным массам, которые влияют и на работу подвески. Второе преимущество заключается в лучшей термоустойчивости и общем распределении тепла, благодаря чему улучшаются непосредственно тормозные свойства.

Подобные диски, например, штатно устанавливаются на Mercedes-­Benz S-­class и BMW поколения F. Причем в дисках для Mercedes Zimmermann использует свою запатентованную разработку, которая отличается от мерседесовской именно системой крепления ступицы к тормозному диску.

Отдельный цех на заводе отдан под производство тормозных колодок. Идея дополнить предложения этой группой товаров появилась в 2012 году. Сначала был создан исследовательский центр, а затем и небольшое производство, главным образом для BMW и Porsche.

Его цель — реализовать конструкторские разработки, понять и наладить процесс производства в принципе, а также предложить клиентам комплексный продукт, максимально подходящий его потребностям.

У компании Zimmermann несколько линеек продукции, каждая из которых отвечает своим задачам. Серия Standart максимально соответствует оригиналу. Серия Sport — для легкого тюнинга: это диски с улучшенными свойствами (перфорированные и слотированные), установка которых не требует переделки тормозной системы.
Новинка в этой группе — слотированные диски серии Black Z с черным антикоррозионным покрытием и насечками в виде буквы Z. Эти диски испытывались больше года на гоночном болиде Porsche Cayman S на треке Нюрбургринг и получили самые высокие оценки пилотов суперкара, которые неоднократно занимали там призовые места.
На вершине гаммы — двусоставные тормозные диски серий Formula Z, Formula F и Formula S, объединенные в линейку FusionZ

Каков итог?

Принципиально что-­то менять в успешном бизнесе и сильных позициях на рынке Zimmermann не планирует. Согласно тенденциям компания будет внедрять экологические методы производства, а также оптимизировать бизнес­процессы. По словам представителя руководства компании Райнера Мерца, основная задача — соответствовать тому автопарку, который сегодня представлен на рынке. Обеспечение текущих потребностей для клиентов куда важнее, чем рассуждения о будущих разработках. А клиент, как говорится, всегда прав.

Тормозные диски: виды и описание

Ни один автомобиль в мире не производится без тормозной системы . В каждом транспортном средстве , даже у велосипеда есть тормоза .

Тормозная система – одна из важных составляющих частей любого автомобиля , будь то легковой автомобиль или спортивный , гоночный болид или пассажирский автобус , или даже детский самокат .

Тормоза представляют собой целую систему блоков и частей , которые взаимосвязаны между собой , дополняют друг друга и обеспечивают слаженную работу для своевременной и эффективной остановки автомобиля . Каждый водитель , прежде чем приступить к управлению транспортным средством должен убедиться в исправности тормозной системы .

Виды тормозных дисков

Существуют два вида тормозных дисков — барабанные и дисковые тормоза . Барабанные появились намного раньше , но они проигрывают в сравнении с дисковыми тормозами из — за большого размера и веса , сильного перегрева в условиях чрезмерно больших нагрузок . В наше время предпочтение отводится дисковым системам тормозов .

Тормозной диск , образно говоря , представляет собой гидравлический тормозной узел , который крутится вместе с вращающимся колесом .

Диску отведена важная роль в остановке автомобиля , поэтому очень важно знать – какой материал лучше использовать при производстве и для каких видов транспортных средств он подходит . Когда водитель нажимает на педаль тормоза — происходят следующие действия – за счет прижатия к диску тормозных колодок и за счет силы трения диск останавливается – а затем уже и колесо , к которому присоединен диск . При трении колодок о диск – происходит сильный нагрев этого диска , потому что энергии движения преобразуется в энергию тепла .

На ось транспортного средства устанавливается система , состоящая из диска , ротора , суппорта . Суппорт – это две тормозные колодки . Ротор крепится к центральной части диска , затем он последовательно крепится к колесной ступице , а затем эта часть с ротором устанавливается на ту же колесную ступицу . Также эта часть не дает теплу распространяться от поверхности тормозов до колесных подшипников , за счет чего они не нагреваются и не заклинивают .

Она представлена 2 видов : либо из отдельных частей , либо одним целым с основанием ( ротором ).

Но обычно в тормозной системе автомобиля центральные части изготавливаются из чугунного металла — одним целым .

Материалы тормозных дисков

Материальный состав дисков бывает различным . В наше время они производятся из различных сортов чугунных металлов , предназначенных для производства деталей автомобилей . Чугун – тяжелый и крепкий металл , части — произведенные из него , служат длительный срок .

Диски изготавливают из чугунного металла , потому что он обладает отличными смазывающими свойствами . Это свойство масел — оно способно делать меньшим трение и за счет этого продлевается срок службы частей системы , что позволяет реже их менять . Чем такое свойство выше , тем более долгий срок будет механизм работать . Чугунные диски недорогие в производстве , минус — их нельзя устанавливать в тормозной системе спортивных автомобилей и в грузовых транспортных средств . Данный материал начинает плавиться , когда достигает температуры четыреста градусов и выше , это приводит к изменению формы дисков . Нагретый диск , наезжая на ледяную лужу может растрескаться и автомобиль с такими дисками уже нельзя эксплуатировать . Чугунные диски во время использования покрываются ржавчиной , имеют тяжелый вес .

Есть и другой материал для изготовления тормозных дисков . Это керамика . Они меньше нагреваются , не деформируются от высоких температур . Тормозной путь с такими деталями намного короче . Огромным минусом будет цена – производство обходится очень дорого . Обычно керамические тормозные диски изготавливаются на заводах специально для грузовиков и спортивных автомобилей .

Также для изготовления дисков используют карбон . Они имеют небольшой вес , способны сохранять коэффициент трения при температурах до 900 градусов . Их используют в основном для спортивных автомобилей . Но так же , как и керамические – такие диски очень дорогие .

Теория работы тормозного диска

Управляя транспортом в состоянии , при котором отсутствуют резкие торможения , диски могут отработать сто тысяч км . Управляя транспортным средством c использованием резкого торможения , диски проработают тридцать – сорок тысяч км . Штангенциркулем измеряется на сколько диски износились . Их нужно заменить в том случае , если диски износились на три мм от первоначального размера при установке и если размер сколов и трещин превысил одну сотую доли мм .

В момент остановки транспорта энергия движения преобразуется в тепло . Тепло , выработанное в колодках , зависит от таких параметров как скорость и вес вашего автомобиля . При торможении транспортного средства с шестидесяти километров в час — диск нагревается до ста пятидесяти градусов . При резкой остановке гоночного транспорта диск нагревается до восьмисот градусов за половину секунды .

Размер поверхности ротора , контактирующей с тормозными колодками , зависит от размера диаметра тормозного диска . Производители стараются сделать диски маленькими и легкими , путем увеличения мощности тормозной системы за счет улучшения характеристик тормозной системы .

Диски имеют очень большой вес и при движении автомобиля они нагреваются , скапливается грязь , пыль , мелкие частички . Для того чтобы избежать проблем с перегревом диски производят с вентилируемыми отверстиями , просверленные , с прорезями .

Вентилируемые диски изготавливают таким образом , что среди двух поверхностей ротора находится полость , по которым циркулируют воздушные потоки от центра к краю . Такой ротор будет больше чем сплошной и меньше весом . Диски с перфорацией ( отверстия для вентиляции ) устанавливаются на спортивных автомобилях , так как такая конструкция предоставляет максимальное охлаждение и надежность при работе .

Когда диски используются при очень большой нагрузке , из — за нагрева начинают образовываться газы и разлетаться частички , которые оседают на поверхности ротора диска . В результате налипает тонкий слой , способный ухудшить сцепление колодки с диском , из — за этого эффективность торможения автомобиля падает .

Для выхода газов и пыли своевременно сверлятся специальные отверстия . Это позволяет производить диски с меньшим весом , но при этом ухудшается прочность .

Другой способ решить задачу для отведения газов и пыли – это диски с прорезями . Такие пазы и шлицы на тормозных дисках дают возможность пыли с газами вывестись вовремя , не образовывай слой на поверхности . При движении углубления скребут по поверхности колодок , за счет этого грязь очищается , так же увеличивается зацепление при соприкосновении с краями борозд . Диски с прорезями имеют минус – это то , что колодки быстро износятся , и их придется чаще менять .

Очень важно учитывать все нюансы при выборе тормозных дисков . Условия , в которых вы будете ездить , какой вид управления автомобилем вы предпочитаете – будет ли это спокойная езда по ровной дороге или это будет агрессивная – с резкими торможением , заносами . Безопасность водителя во многом зависит от состояния тормозов . Бережное отношение , регулярный осмотр продлит срок службы ваших тормозов и автомобиля .