Frânele trebuie să fie mai ușoare
Cerința de construcție ușoară se aplică tuturor componentelor mașinii. În dezvoltarea viitoarelor frâne, plăcuțele noi și discurile mai ușoare ar trebui să joace rolul lor. Discul de frână din ceramică este prea scump pentru mașinile produse în serie, dar există modele care reduc semnificativ greutatea fără a deschide diferența de cost.
Discurile ceramice de frână sunt în prezent cele mai bune sisteme de frânare. Din păcate, acestea sunt încă mult prea scumpe pentru vehiculele de serie. Acesta este motivul pentru care discul de frână mai greu din fontă rămâne prima alegere. Astăzi, sistemul de frânare cântărește aproximativ 12 kg pe roată într-o mașină de clasă medie inferioară, așa cum a aflat Jürgen Lange, director la TMD Friction. Discul de frână are o cotă de 6,4 kg, etrierul de frână de 4,3 kg, plăcile din spate ale garniturilor de frână 517 g și garniturile, materialul de frecare 410 g.
La frânare, roțile din aluminiu dinainte frumoase, în special pe puntea din față, sunt acoperite cu o acoperire neagră, prăfuită, care se datorează uzurii plăcuțelor de frână. Acest praf negru de frână își are culoarea din abraziunea discului (oxid de fier), partea principală a abraziunii.
Noile plăcuțe de disc de frână extind durata de viață a frânelor
Pentru a reduce abraziunea discurilor de frână, pare să fie potrivit un nou material de căptușeală, care formează inițial o peliculă de transfer sau frecare pe disc, care protejează discul împotriva abraziunii excesive. Acest lucru ar duce la dublarea duratei de viață a discului, a spus Lange.
În prezent, se așteaptă o durată medie de viață a discului de 90.000 km, iar căptușeala trebuie schimbată după aproximativ jumătate din durata de viață. Întrebarea rămâne: are acest „frotiu” (film de fricțiune) un efect negativ în viața de zi cu zi? Reduce coeficientul de frecare? Îi încurajează pe oameni să „adoarmă” când frânele sunt întotdeauna acționate ușor? Dar sensibilitatea la umiditate? Iar producătorul parbrizului nu a putut aplica deja un strat protector?
Cerințele de frânare s-au schimbat la mașinile hibride și electrice, deoarece recuperarea preia o parte din forța de frânare în timpul decelerării normale - dar nu în timpul frânării de urgență și frânării cu puțin timp înainte ca vehiculul să se oprească. În plus, aceste mașini pot fi considerabil mai grele decât cele cu un singur motor cu ardere internă. În această dilemă, dorința de a reduce dimensiunea frânelor este probabil să se blocheze, deoarece ar fi iresponsabil să se trimită hibrizi și vehicule electrice în drum cu referire la recuperarea cu frâne mecanice mai slabe.
Frânele pot economisi greutate cu concepte de construcție ușoare pentru discurile de frână convenționale
Dar cum poate fi redusă greutatea unei frâne de roată convenționale? Ingo Hoffman de la Schwäbische Hüttenwerke (SHW) și prof. Hermann Winner de la TU Darmstadt au investigat modalități de reducere a greutății discului de frână. Discurile ceramice cântăresc doar aproximativ jumătate dintr-un disc convențional din fontă gri, dar din păcate sunt de aproximativ 20 de ori mai scumpe, dar conceptele de construcție ușoare pentru discurile de frână convenționale au potențial. Acestea sunt, desigur, puțin mai scumpe, dar ar putea reduce greutatea cu până la 30%.
Rămâne de văzut dacă este posibilă o combinație de oțel și ceramică. Acolo, expansiunea termică a partenerilor de material și fragilitatea ceramicii, precum și prețul acesteia, au stabilit limite strânse.
Dacă se pune problema încorporării particulelor ceramice în fonta gri, este invers: trebuie totuși să fie fontă gri? - De exemplu, într-o construcție care a fost examinată, inelul de frecare turnat este sudat prin frecare la o oală din aluminiu din tablă. Această soluție s-a dovedit a fi suficient de robustă în teste.
Căutare de locuri de muncă pentru ingineri
Baza a fost un disc de frână pentru platforma Audi B cu o greutate de 9,9 kg, un diametru de 320 mm și o lățime a inelului de frecare de 30 mm. Cu ea, inelul de frecare și oala sunt realizate dintr-o singură turnare. Greutatea variantei sudate prin frecare a scăzut la 8,4 kg. Economisirea de greutate pentru toate cele patru geamuri ale unei mașini se ridică la 6 kg - este mult.
Frâne: economisiți greutatea cu etrierele de frână mai ușoare și plăcuțele din spate
S-ar putea economisi mai multă greutate pe etrierele de frână și pe plăcile de susținere a plăcuțelor, dar aici entuziasmul inginerilor este probabil limitat. La urma urmei, frâna este un element de siguranță de cea mai înaltă ordine, care nu poate fi înlocuit cu altceva.
O altă posibilitate este discul turnat compozit, dar probabil că acest lucru economisește doar aproximativ 100 g. Fabricarea discului sudat prin frecare necesită instrumente noi și o ușoară modificare a rețetei din fontă gri, dar numai face discul puțin mai scump. Inginerii producători știu de multă vreme că fonta cenușie și aluminiul pot fi îmbinate prin sudarea prin frecare.
În loc de oala de aluminiu, totuși, poate fi utilizată o oală din tablă de oțel, care este doar puțin mai grea decât cea de aluminiu. Greutatea unui disc ceramic nu va fi atinsă în acest fel, dar mașinile produse în serie ar trebui să rămână accesibile.