Elektromobilność – jak wpłynie na producentów części do układów hamulcowych?

, 21 października 2020, 12:50

Czy elektromobilność należy traktować jako zagrożenie dla producentów części do układów hamulcowych? A może przeciwnie, jest dla nich szansą na wprowadzenie nowych rozwiązań technicznych i rozwój prowadzonego biznesu? Opinii na ten temat poszukaliśmy u samych producentów.

We współczesnych samochodach z silnikami spalinowymi (benzynowymi, wysokoprężnymi, zasilanymi gazem LPG i CNG), stosuje się tarczowe układy hamulcowe, w których elementami roboczymi są tarcze i klocki hamulcowe. W nielicznych, głównie miejskich samochodach stosuje się jeszcze bębny hamulcowe. Głównie na tylnych osiach. Jakie układy hamulcowe stosuje się we współczesnych samochodach elektrycznych?

Układ hamulcowy w samochodzie elektrycznym – jak jest zbudowany?

Spójrzmy na dwa przykłady:

  • Kompaktowy samochód elektryczny Nissan Leaf wykorzystuje tarczowy układ hamulcowy z tarczami wentylowanymi i dwutłoczkowym zaciskiem na przedniej oraz jednotłoczkowym zaciskiem na tylnej osi;
  • SUV z napędem elektrycznym Volkswagen ID.4 wykorzystuje przednie hamulce tarczowe i tylne hamulce bębnowe.

W samochodach elektrycznych stosuje się odzyskiwanie energii podczas hamowania. Energia kinetyczna, która powstaje podczas hamowania, jest odzyskiwana przy hamowaniu i kierowana do ładowania baterii litowo – jonowej. Hamowanie rekuperacyjne ma wpływ na mniejsze zużycie tarcz i klocków hamulcowych, które teoretycznie, powinny służyć dłużej.

– Elektromobilność wpłynie na wiele systemów samochodowych, w tym na układ hamulcowy. Spójrzmy na sam układ hamowania odzyskowego (rekuperacyjnego). Jego celem jest przejęcie jak największej ilości energii kinetycznej podczas hamowania, a następnie zakumulowanie jej w formie energii elektrycznej w baterii litowo – jonowej pojazdu. Proces taki można porównać do hamowania silnikiem (w samochodzie spalinowym), gdzie wytracana prędkość nie powoduje zużycia materiału ciernego klocków hamulcowych oraz tarcz hamulcowych, co wydłuża okres ich użytkowania – powiedział nam Bartosz Nowak, kierownik sprzedaży firmy Tomex Hamulce.

Równocześnie, trzeba pamiętać o tym, że samochody elektryczne są znacznie cięższe od aut z silnikami spalinowymi. Masa własna kompaktowego Nissana Leaf to minimum 1545 kilogramów. Tesla S, reprezentująca klasę E, waży minimum 2108 kilogramów. SUV Volkswagen ID.4 waży minimum 1900 kilogramów.

– Samochody elektryczne są ciężkie i prawdopodobnie będą coraz cięższe. Z tego powodu będą wymagały bardziej wydajnych hamulców. Zatem nasi inżynierowie będą opracować coraz bardziej wydajne, a równocześnie lżejsze układy hamulcowe – dowiedzieliśmy się w centrali firmy Brembo – Ważny jest też komfort jazdy, zatem układy hamulcowe do aut elektrycznych muszą być ciche.

Nic zatem dziwnego, że producenci układów hamulcowych wprowadzają do swoich ofert specjalne części, dedykowane autom elektrycznym. Przykładem mogą być tarcze hamulcowe z żeliwa szarego, o wysokiej zawartości węgla, przeznaczone do modelu Tesla S. Mają one być bardziej odporne na odkształcenia i na powstawanie hałasu.

Płyn hamulcowy w autach elektrycznych? Dalej jest!

Układy hamulcowe, stosowane w samochodach elektrycznych, dalej wykorzystują standardowy płyn hamulcowy, będący integralną, płynną częścią układu. Płyn nadal powinien podlegać terminowej wymianie – co 2 lata, głównie ze względu na swoją higroskopijność.

Firma Brembo pracuje jednak nad technologią, która może zmniejszyć ilość stosowanego płynu hamulcowego w układzie hamulcowym samochodu elektrycznego. To technologia Brake-by-Wire. Tłoczki w przednich zaciskach hamulcowych są uruchamiane przez standardowy płyn hamulcowy, którego ciśnienie jest generowane przez siłownik elektrohydrauliczny. Z kolei tłoczki w tylnych zaciskach hamulcowych będą uruchamiane przez siłowniki elektromechaniczne.

– Elektryczny układ hamulcowy daje wiele korzyści kierowcom w zakresie bezpieczeństwa, komfortu i dostosowania do indywidualnych potrzeb. Natomiast dla producentów otwiera szerokie możliwości innego rozmieszczenia komponentów i przeanalizowania budowy pojazdów. Samochody przyszłości będą znacznie różnić się od tych, które widzimy dzisiaj na drogach. System Brake-by-Wire da większą elastyczność w zakresie optymalizacji rozkładu masy i ogólnych osiągów. Od prawie dwóch dekad Centrum Badawczo-Rozwojowe firmy prowadzi badania nad technologią Brake-by-Wire, która zostanie w pełni wykorzystana w przyszłości, kiedy pojazdy elektryczne i autonomiczne staną się powszechne. – poinformowano nas w centrali firmy Brembo – Technologia ta została zaprojektowana i jest stopniowo wprowadzona do produkcji zgodnie z normami bezpieczeństwa ustanowionymi przez prawo i przemysł samochodowy.

Elektromobilność – a może pojawi się całkiem nowa część układu hamulcowego?

Samochody elektryczne, zgodnie z zapowiedziami, mają być w pełni ekologiczne (w tym artykule nie będziemy tego podważać). Ale jest pewna rzecz, która jest źródłem zanieczyszczeń. To klocki hamulcowe. W trakcie hamowania, ich powierzchnie robocze trą o powierzchnie robocze tarcz hamulcowych. Efektem ubocznym jest ciepło i pył.

Metaliczny pył hamulcowy to całkiem poważne zagrożenie, które osadza się na drogach i jest jednym ze składników smogu. Jak temu zaradzić? Firma Mann – Hummel prowadzi prace nad specjalnymi filtrami do klocków hamulcowych, które miałyby za zadanie wychwytywanie pyłu hamulcowego. Z jednej strony, byłoby to skutecznym sposobem redukcji zanieczyszczeń. Z drugiej, producenci części do układów hamulcowych mieliby możliwość wprowadzenia na rynek nowego, potrzebnego produktu. Mechanicy zyskaliby możliwość wykonywania nowej usługi. A kierowcy – cóż, musieliby ponieść koszt zakupu i wymiany filtra. Trzeba też wziąć pod uwagę to, że zużyte filtry trzeba by gdzieś składować i je przetwarzać.

Układ hamulcowy w samochodzie elektrycznym powinien być cichy…

Samochody elektryczne są wyciszone, jak dobre limuzyny z silnikami spalinowymi. To dlatego producenci części do układów hamulcowych starają się tworzyć rozwiązania, które będą nie tylko efektywne, ale także – ciche.

– Samochody elektryczne nie są obarczone hałasem wywoływanym przez silnik spalinowy. To skutkuje tym, iż producenci materiałów ciernych (para klocek-tarcza hamulcowa) starają się opracować coraz cichsze układy, tak aby ich praca nie rozpraszała w żadnym stopniu uwagi kierowcy. Nasz Dział Badań i Rozwoju opracowuje nowe receptury mieszanek ciernych z myślą o autach elektrycznych. Firma TOMEX prawie dekadę temu rozpoczęła proces zastępowania masy antypiskowej trwałą nakładką SHIM, która m.in. eliminuje powstające w układzie mikrodrgania, skutkujące hałasem o różnych częstotliwościach. Tym samym praca takiego klocka jest cicha i komfortowa. Jak widać elektromobilność może być katalizatorem pozytywnych zmian w zakresie dostarczanego towaru, a beneficjentem tego będzie, co istotne, ostateczny użytkownik, do którego trafi coraz lepszy produkt – powiedział Bartosz Nowak, kierownik sprzedaży firmy Tomex Hamulce.

Czy elektromobilność jest zagrożeniem dla producentów części do układów hamulcowych?

Jeśli elektromobilność faktycznie rozwinie swoje skrzydła i zmieni trwale współczesną motoryzację, naszym zdaniem, producenci części do układów hamulcowych nie mają się czego obawiać. Samochody elektryczne dalej będą potrzebować klocków, tarcz i płynów hamulcowych. To dobra wiadomość nie tylko dla producentów, ale także dla warsztatów samochodowych.

– Firma TOMEX, jako jeden z pierwszych producentów, oferowała klocki nie tylko do aut hybrydowych, ale także do czysto elektrycznych już wiele lat temu. Było to konsekwencją wspomnianej polityki firmy, aby zawsze dostosowywać ofertę do realiów istniejących oraz spodziewanych. Tym samym nie zaliczamy się do grona firm obawiających się nadchodzącej elektromobilności. Z drugiej strony patrzymy uważnie za rozwój trendu, gdyż biorąc pod uwagę, iż klocki hamulcowe przeciętnemu użytkownikowi auta spalinowego wystarczają na ok. 40 tys. km (w zależności od specyfiki jazdy, masy auta, warunków drogowych i wielu innych czynników), to w samochodzie elektrycznym przebiegi te sięgają już powyżej 100 tys. km. To teoretycznie skutkować może zmniejszeniem zapotrzebowania. Jednocześnie wydłużone przebiegi na jednym komplecie klocków i tarcz hamulcowych, wymagają od użytkownika staranniejszych obserwacji tego układu, gdyż możliwe będą sytuacje, gdzie klocki czy tarcze hamulcowe nie osiągną jeszcze grubości minimalnej, lecz długotrwałe ich wystawianie na zmienne warunki atmosferyczne, powodować będzie np. korozję wybranych elementów i konieczność ich wymiany jeszcze przed zupełnym zużyciem. Oczywiście układ hamulcowy to także płyn hamulcowy DOT, a i ten powinien być wymieniany co 2 lata lub 40 tys. km. Widzimy więc, iż samo posiadanie samochodu hybrydowego czy w pełni nawet elektrycznego, nie zwalnia nas od regularnych wizyt kontrolnych u mechanika. Tym samym elektromobilności nie należy się bać, ale należy ją uwzględnić w planowanym rozwoju firmy – powiedział Bartosz Nowak, kierownik sprzedaży firmy Tomex Hamulce.

 

Artykuł jest częścią cyklu, w którym będziemy rozważać potencjalny wpływ elektromobilności na producentów części poszczególnych układów w samochodach. Cykl został rozpoczęty artykułem „Kto w branży automotive musi bać się elektromobilności”.

Komentarze

Komentarz musi być dłuższy niż 5 znaków!

Proszę zaakceptuj regulamin!

Brak komentarzy!