Jakie problemy z hamulcami mają samochody elektryczne
ContinentalHamowanie rekuperacyjne w samochodach elektrycznych i hybrydowych nie tylko maksymalnie wykorzystuje dostępną energię, ale także znacząco zmniejsza zużycie tradycyjnego układu hamulcowego. Rzadziej używane elementy hamulców mechanicznych są jednak podatniejsze na korozję. Jakie antidotum mają na to producenci samochodów i producenci elementów układu hamulcowego?
- Samochody elektryczne a problemy z hamulcami: skąd się bierze korozja, jak jej przeciwdziałać?
- Regularne i automatyczne dociskanie klocków hamulcowych zwiększa szansę na zachowanie sprawności całego układu.
- Inteligentne czyszczenie tarcz hamulcowych: przebieg testów.
- Efektywność zastosowania powłok ochronnych oraz hamulców bębnowych na przedniej osi.
W pojazdach z napędem elektrycznym klasyczny hamulec cierny nadal pełni istotną funkcję w układzie hamulcowym. Dzięki dużej mocy hamowania generowanej przez rekuperację jest on jednak znacznie rzadziej używany niż w samochodach napędzanych silnikiem spalinowym.
Rzadziej aktywowany hamulec mechaniczny – w połączeniu z prawidłowo wyregulowanym systemem hamowania odzyskowego – pozwala na redukcję zużycia jego elementów ciernych nawet o połowę. Mimo tego podczas przeglądów technicznych kilkuletnich samochodów elektrycznych często pojawia się problem z klasycznym układem hamowania.
Co prawda tarcze hamulcowe w takich pojazdach niemal się nie zużywają, jednak pojawia się ich korozja. W Niemczech ok. 15% pojazdów Tesla Model 3 nie przechodzi pierwszego ogólnego badania technicznego właśnie z powodu korozji hamulców. Warto również zauważyć, że coraz więcej warsztatów samochodowych oferuje specjalistyczne usługi związane z konserwacją układu hamulcowego w pojazdach elektrycznych.
To stwarza dodatkowe możliwości zarobkowe, pozwala ograniczyć koszty związane z wymianą korodujących tarcz, a także zwiększa satysfakcję kierowców. Pojawia się pytanie:
W jakim stopniu można w przyszłości zapobiegać uciążliwej korozji tarcz hamulcowych w samochodach elektrycznych?
Jest kilka potencjalnych rozwiązań – od niewielkich zmian w oprogramowaniu pojazdów po całkowitą modyfikację konstrukcji mechanicznych hamulców.
Regularne dociskanie klocków do tarcz
Korozję na powierzchni tarczy hamulcowej można skutecznie usunąć poprzez regularne i automatyczne dociskanie klocków hamulcowych. Obecnie w laboratoriach przeprowadzane są testy nad systemami inteligentnego czyszczenia tarcz hamulcowych.
Tego rodzaju systemy będą wykorzystywać zaawansowane algorytmy, które przeanalizują styl jazdy kierowcy i warunki drogowe, aby optymalnie zaplanować momenty aktywacji czyszczenia tarcz. Dzięki temu możliwe będzie minimalizowanie zużycia energii elektrycznej lub paliwa. Ponadto zastosowanie takiego systemu powinno przedłużyć żywotność całego układu hamulcowego, zmniejszając konieczność częstej konserwacji lub wymiany pokrytych rdzą tarcz hamulcowych.
Powłoki ochronne tarcz hamulcowych
Nieco bardziej zaawansowaną metodą zwiększenia ochrony przed powierzchniową korozją tarcz hamulcowych jest ich powlekanie specjalnymi powłokami antykorozyjnymi. Powłoki te mogą być wykonane z różnych materiałów, takich jak:
- ceramika,
- metale,
- kompozyty.
Powłoki ceramiczne
Powłoki ceramiczne charakteryzują się wysoką odpornością na korozję i ekstremalne temperatury, co zwiększa trwałość i efektywność tarcz hamulcowych.
Powłoki metaliczne
Z kolei powłoki metaliczne, powstające w wyniku cynkowania, stosuje się głównie w celu ochrony przed korozją, zachowując jednocześnie dobre właściwości mechaniczne tarcz. Jednym z bardziej zaawansowanych rozwiązań w zakresie ochrony tarcz hamulcowych jest technologia Wecodur firmy HPL Technologies.
Technologia Wecodur firmy HPL Technologies
To metoda napawania laserowego, która polega na nanoszeniu trwałych powłok metalicznych na powierzchnię tarczy. Dzięki zastosowaniu lasera możliwe jest precyzyjne i równomierne pokrycie tarczy warstwą odporną na korozję i ścieranie.
Powłoki ochronne poprawiają odporność tarcz hamulcowych na działanie wilgoci, soli drogowej i wysokich temperatur, jednocześnie minimalizując zmiany w ich strukturze. To może prowadzić do dłuższej żywotności tarcz, lepszej efektywności hamowania i zmniejszenia częstotliwości ich czyszczenia lub wymiany.
Hamulce bębnowe na przedniej osi
Trzecim i najdroższym rozwiązaniem, które pozwala uniknąć korozji tarcz hamulcowych, jest montaż w zamian hamulców bębnowych. Firma Continental obecnie dostarcza hamulec bębnowy EPB-Si na tylną oś modeli zbudowanych na platformie MEB Grupy Volkswagen. Dzięki zamkniętej konstrukcji hamulec tego typu nie emituje prawie żadnych cząstek stałych, jest odporny na korozję i nie wymaga konserwacji.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
W przyszłości hamulce bębnowe mogą być szerzej stosowane w różnych modelach samochodów. Według firmy Continental rozwiązanie to jest skalowalne i nadaje się nawet do pojazdów o masie ponad 3,5 t. Hamulec bębnowy może być również stosowany na przedniej osi pojazdu. Jest to możliwe dzięki mechanizmowi samowzmocnienia, który pozwala uzyskać wysoki moment hamowania przy niewielkim sygnale uruchomienia.
Część producentów klocków i tarcz hamulcowych uważa jednak, że hamulce tej konstrukcji nie sprawdzą się w przypadku ciężkich i szybkich pojazdów. Nie mają bowiem możliwości rozpraszania wygenerowanego wewnątrz ciepła z powodu zamkniętej konstrukcji.
Niezależnie od tego, na której z tych trzech technik zapobiegania korozji będą bazować producenci oryginalnego wyposażenia, wszystkie one prowadzą do zmniejszenia liczby napraw w warsztatach samochodowych. Według producenta tarcze z powłoką Wecodur powinny wytrzymać cały okres eksploatacji pojazdu.
Konstrukcja hamulca bębnowego
Hamulec bębnowy może być też zaprojektowany tak, aby przy odpowiedniej konstrukcji był praktycznie bezobsługowy. Może to przynieść niekomfortowe czasy dla serwisów układów hamulcowych, które obecnie stanowią znaczną część obrotów. A jeżeli w przyszłości przesyłanie poleceń sterujących będzie wykonywane za pomocą sygnałów elektronicznych (system hamulcowy by-wire), jeszcze bardziej wpłynie to na sytuację tradycyjnych serwisów.
System hamulcowy by-wire
Systemy by-wire bowiem eliminują konieczność stosowania konwencjonalnych mechanicznych połączeń między pedałem hamulca a układem hamulcowym, co oznacza mniej elementów mechanicznych do konserwacji i wymiany.
Suchy hamulec
Jeśli producenci samochodów postawią na swoim, płyn hamulcowy może wkrótce stać się kolejnym elementem układu hamulcowego, który zniknie z pojazdów. Nie jest jeszcze jasne, czy zalety tzw. suchych układów hamulcowych będą rzeczywiście zauważalne w porównaniu z nowoczesnymi, sterowanymi elektronicznie hamulcami hydraulicznymi.
Firma ZF w 2023 r. zaprezentowała w Szanghaju całkowicie elektromechaniczny układ hamulcowy Brake-by-Wire. System ten generuje siłę hamowania na każdym kole za pomocą silników elektrycznych, eliminując potrzebę stosowania układów hydraulicznych oraz płynu hamulcowego.
Firma Brembo przedstawiła układ hamulcowy Sensify, którego produkcja powinna rozpocząć się w 2024 r. Ten pionierski system opiera się na połączeniu elektrohydraulicznych hamulców z klasycznym płynem hamulcowym na przedniej osi i elektromechanicznych serwomotorów na tylnej osi. Brembo twierdzi, że w mniejszych autach układ Sensify może być z powodzeniem zastosowany na obu osiach.
W przypadku większych i cięższych samochodów jest to trudniejsze, ponieważ wymagana siła hamowania na przedniej osi jest zbyt duża. Z kolei firma Continental planuje w 2025 r. rozpocząć seryjną produkcję swojego półsuchego układu hamulcowego FBS (Future Brake System).
Nowa technologia wykorzystuje elektromechaniczne hamulce tylnej osi, które działają „na sucho”, bez użycia płynu hamulcowego. Na przedniej osi hamulce kół nadal będą obsługiwane hydraulicznie.
Przeczytaj wywiad z naszym Expertem i dowiedz się więcej o naprawach oraz serwisowaniu układu hamulcowego w samochodach elektrycznych.
Źródło: Materiały redakcyjne
O Autorze
