A fékeknek könnyebbeknek kell lenniük
A könnyű szerkezeti követelmény az autó minden alkatrészére vonatkozik. A jövőbeni fékek fejlesztésében az új betéteknek és az öngyújtó tárcsáknak kell szerepet játszaniuk. A kerámia féktárcsa túl drága a sorozatgyártású autók számára, de vannak olyan kivitelek, amelyek jelentősen csökkentik a súlyt anélkül, hogy növelnék a költségrést.
A kerámia féktárcsák jelenleg a legfelsőbbek a fékrendszerekben. Sajnos még mindig túl drágák a sorozatgyártású járművekhez. Ezért marad a legnehezebb öntöttvas féktárcsa az első választás. Ma a fékrendszer kerekenként körülbelül 12 kg-ot nyom egy alsó középkategóriás autóban, mint azt Jürgen Lange, a TMD Friction igazgatója megtudta. A féktárcsa részesedése 6,4 kg, a féknyereg 4,3 kg, a fékbetétek hátlapjai 517 g és a bélések, a súrlódó anyag 410 g.
Fékezéskor a korábban gyönyörű alumínium kerekeket, különösen az első tengelyen, fekete, poros bevonattal látják el, ami a fékbetétek kopásának köszönhető. Ez a fekete fékpor a tárcsa kopásából (vasoxid) kapja színét, amely a kopás fő része.
Az új féktárcsa betétek meghosszabbítják a fékek élettartamát
A féktárcsák kopásának csökkentése érdekében új bélésanyag tűnik megfelelőnek, amely kezdetben egy átviteli vagy súrlódási fóliát képez a korongon, amely megvédi a lemezt a túlzott kopástól. Ez több mint kétszeresére növelné a lemez élettartamát - mondta Lange.
Jelenleg a lemez átlagos élettartama várhatóan 90 000 km, és a bélést az élettartam körülbelül felét követően ki kell cserélni. A kérdés továbbra is fennáll: Van-e ennek a (súrlódó filmnek) "kenetnek" negatív hatása a mindennapokban? Csökkenti-e a súrlódási együtthatót? Arra ösztönzi az embereket, hogy „elaludjanak”, amikor a fékeket mindig finoman működtetik? Mi a helyzet a nedvesség iránti érzékenységgel? A szélvédő gyártója pedig már nem tudott védőréteget felhordani?
A hibrid és az elektromos autóknál megváltoztak a fékezési követelmények, mert a regenerálódás normál lassítás alatt átveszi a fékerő egy részét - de nem a vészfékezés és a fékezés során röviddel azelőtt, hogy a jármű leállna. Ezenkívül ezek az autók lényegesen nehezebbek lehetnek, mint azok, amelyeknek csak egy belső égésű motorja van. Ebben a dilemmában a fékek méretének csökkentésére irányuló vágy valószínűleg elakad, mert felelőtlenség lenne hibrideket és elektromos járműveket útnak küldeni a gyengébb mechanikus fékekkel történő helyreállításra való hivatkozással.
A fékek megtakaríthatnak súlyt a hagyományos féktárcsák könnyű felépítésével
De hogyan lehet csökkenteni a hagyományos kerékfék súlyát? Ingo Hoffman a Schwäbische Hüttenwerke-ből (SHW) és Hermann Winner professzor a TU Darmstadt-ból vizsgálta a féktárcsa súlyának csökkentésének módjait. A kerámia tárcsák a hagyományos szürke öntöttvas tárcsáknak csak a felét nyomják, de sajnos körülbelül 20-szor drágábbak, de a hagyományos féktárcsák könnyű konstrukciós koncepcióinak van lehetőségük. Ezek természetesen valamivel drágábbak is, de akár 30% -kal is csökkenthetik a súlyt.
Meg kell nézni, hogy lehetséges-e az acél és a kerámia kombinációja. Ott az anyagpartnerek hőtágulása és a kerámia törékenysége, valamint ára szoros határokat szabott.
Ha a kerámia részecskék szürke öntöttvasba való beépítésével kapcsolatos kérdést felteszik, akkor ennek fordítottja szól: vajon mindig szürke öntöttvasnak kell-e lennie? - Például egy megvizsgált konstrukcióban az öntött súrlódó gyűrűt súrlódással hegesztik egy lapos alumínium edényhez. Ez a megoldás kellően robusztusnak bizonyult a tesztek során.
Mérnökök álláskeresése
Ennek alapja az 9,9 kg tömegű, 320 mm átmérőjű és 30 mm súrlódó gyűrű szélességű Audi B platform féktárcsa volt. Nála a súrlódó gyűrű és a fazék egy öntvényből készül. A súrlódással hegesztett változat súlya 8,4 kg-ra esett. Az autó mind a négy ablaktömegének megtakarítása akár 6 kg-ot is elér - ez sok.
Fékek: Takarítson meg súlyt könnyebb féknyeregekkel és a hátsó lapokkal
Nagyobb súlyt lehetne megtakarítani a féknyeregeken és a betétek hátlapjain, de itt a mérnökök lelkesedése valószínűleg korlátozott. Végül is a fék a legmagasabb rendű biztonsági elem, amelyet nem lehet mással helyettesíteni.
Egy másik lehetőség az összetett öntött lemez, de ez valószínűleg csak körülbelül 100 g megtakarítást jelent. A súrlódással hegesztett tárcsa gyártásához új eszközökre és a szürke öntöttvas recept enyhe megváltoztatására van szükség, de csak kissé drágítja a lemezt. A gyártási mérnökök régóta tudják, hogy a szürke öntöttvas és az alumínium súrlódó hegesztéssel összekapcsolható.
Az alumínium edény helyett azonban acéllemez edény is használható, amely csak kissé nehezebb, mint az alumínium edény. A kerámia korong súlyát nem érjük el így, de a sorozatgyártású autóknak megfizethetőnek kell maradniuk.