Ekki diskahemlar í rafbílum?
- Hvers vegna gamaldags skálabremsur geta verið leið framtíðarinnar fyrir rafbíla
- Í stuttu máli: kostnaður, flókið, tæringarþol og endurnýjunarhemlun
Hér í eina tíð þótti það með einni allra merkustu framförum í bílaiðnaðinum þegar bílar fengu diskahemla, eða þar sem hemlaklossar gripu utan um diska í stað þess að borðum var þrýst út í hemlaskálarnat til að hemla.
En núna lítur jafnvel út fyrir það að í hinum nýja heimi rafbílanna séu diskahemlar á útleið og gömlu „skálabremsurnar“ séu að koma í staðinn – eða hvað?
Bílavefurinn Autoblog birti á dögunum grein af vefnum ENGADGET sem fjallar um þetta og útskýrir af hverju þetta gæti verið að gerast
Komu fyrst fram árið 1899
Skálabremsur eru „gamaldagstækni“ sem hefur verið til næstum eins lengi og bílar hafa verið til. Fyrst þróaðar árið 1899, þá er þessa hönnun á bremsum að finna á fyrstu frumgerðum bíla sem smíðuð voru eins og af Wilhelm Maybach og Louis Renault.
Skálabremsur voru lengi staðalbúnaðurinn til að hægja á ökutæki miðað við ágætis afköst og ódýran framleiðslukostnað.
En þeessi gerð á bremsum fór að falla í ónáð hjá bílaframleiðendum um miðjan sjöunda áratuginn þegar diskabremsukerfi með styttri stöðvunarvegalengd náðu útbreiðslu.
Skálabremsur, sem oftast er að finna í dag í meðalstórum og þungum flutningabílum og strætisvögnum, eru líklegar til að koma aftur vegna vaxandi vinsælda rafknúinna ökutækja.
Mismunandi kerfi
Skálabremsur og diskabremsur virka mjög mismunandi og hvert kerfi hefur sína kosti. Diskabremsur eru með par púða sem er þrýst að diskinum til að mynda núning og hægja á snúningi hjólsins.
Diskakerfi eru öflugri og hraðvirkari í stöðvun en skálabremsur, sérstaklega nauðsynlegt þar sem bremsurnar að framan munu bera 60-80% af skriðþunga ökutækisins miðað við að aftan og þess vegna finnur þú aldrei nýjan bíl með skálabremsur að framan.
Diskar eru einnig með sjálfvirka aðlögun, sem leiðir til minna grips eða togs og hreinsa sig sjálfir, sem gerir þá hljóðlátari. Þeir eru einnig síður með tilhneigingu til að vinda sig vegna langvarandi útsetningar fyrir hita og missa ekki hemlunarhæfni ekki við mikla hemlunaraðstæður.
Skýringarmyndband um virkni á skálarbremsum
Skálabremsur hafa hinsvegar bremsuskóna sína innan sívalningslaga „skálar“ sem snýst ásamt restinni af hjólinu og nota stimpla til að þrýsta skónum tveimur út á við og að innri vegg skálanna til að skapa núning sem hægir á ökutækinu.
Vegna þess að innri skálin hefur meira yfirborðsflatarmál, þá er hægt að gera bremsuskóna miklu stærri en púða fyrir diskabremsur, sem fær þá til að endast lengur og beita meiri stöðvunarkrafti en púðarnir á álíka stórum diskabremsum. Það sem meira er, vegna þess að tromlur sitja lengra í hjólabúnaðinum, geta þær auðveldlega þjónað sem stöðuhemill eða neyðarhemil á meðan ökutæki með fjórhjóladiskum þurfa að bæta við sjálfstæðri rafbremsu.
Í nýjustu kynslóð rafknúinna ökutækja hafa skálarbremsur í raun og veru komið inn aftur. Tökum sem dæmi nýja ID.4 og ID.3 rafbílana frá VW. Báðar gerðirnar nota skálarbremsur að aftan hannaðar af Continental „Skálabremsur hafa, að hönnun, enga þvingun þegar þær hætta ð bremsa“, sagði talsmaður rafbíla-prófunarteymis Norður-Ameríku-svæðis VW við Engadget. „Skórnir eru alltaf dregnir til baka af innri gormunum. Það hjálpar drægninni“.
Endunnýjunarhemlun virkar vel með skálabremsum
Endurnýjunarhemlakerfi rafbíla, sem snýr aftari mótornum í afturábak (breytir honum í rafal til að hlaða inn á rafhlöður ökutækisins) hvenær sem þú sleppir eldsneytisgjöfinni, fellur einnig vel að virkni með skálabremsum.
Með rafmótor sem situr á afturásnum og hægir sjálfkrafa á honum meðan á endurnýjun hemlunar stendur, munu afturhemlarnir oft ekki fá mikla notkun, samkvæmt VW.
Með notkun diska að aftan er því hætt við að þeir ryðgi eða tærist þegar mest þarf á þeim að halda. Skálar eru yfirleitt ónæmar fyrir því, þar sem þær eru í raun lokaðar frá umhverfi vegarins.
„Fullkomin lausn“
Talsmaður frá bremsuþróunardeild Volkswagen AG var sammála því að „skálabremsur virðast vera úreltar, en fyrir rafbíla eins og ID.4 er það hin fullkomna lausn.“
Þeir bentu á það að í skálabremsum er ekkert viðnám þegar ekki er verið að bremsa, sem og lægra slit og tæringarhlutfall sem leiðir til minni losunar bremsuryks en frá diskabremsum, sem aðal ávinningur bremsukerfisins.
Skálabremsan, eins og hún er smíðuð í ID.3, veitir marga kosti, sérstaklega á sviði rafbíla,“ sagði Dr. Bernhard Klumpp, yfirmaður rekstrareiningar vökvahemlakerfa hjá Continental í fréttatilkynningu frá 2020, „ til dæmis lengra þjónustubil allt að 150.000 kílómetra. “ Þetta er í raun líftími ökutækisins.
Í rafknúnum ökutækjum, þar sem rafhlöðupakkarnir geta vegið jafn mikið og fullhlaðin kerra aftan í bíl, er hvert gramm dýrmætt og hvert þeirra kostar.
Þó að diskakerfi gætu verið áhrifaríkari en skálar, þá eru þau líka mun flóknari – og þessir auka íhlutir, eins og sjálfstæði rafhemillinn (stöðuhemillinn), bæta allir við heildarþyngd ökutækisins og og kosta sitt.
Og jafnvel þó að skálabremsur hafi verið til frá 19. öld, heldur tæknin sjálf áfram að þróast. Afbrigði af hemlakerfi Continental sem notað er í ID.4 eru til dæmis þegar notuð í mörgum öðrum tækjum.
„Við byrjuðum upphaflega á þróun á þessu bremsukerfi til að nota það með rafrænu handbremsunni …“ sagði Alejandro Abreu Gonzalez, framkvæmdastjóri verkfræðideildar vökvahemlakerfissviðs Continental, við Engadget.
„Við höfum enn eitt skrefið fram á við sem mun fara alveg rafmögnuðu leiðina fyrir skálabremsuna, við höldum áfram að fjárfesta í þessari tækni.“
Continental hafði áður unnið að því að þróa allt í eins disks-bremsukerfi árið 2017 sem miðaði að rafbílamarkaðnum, kallað „New Wheel Concept“.
„Felgan samanstendur af tveimur álhlutum, innri burðarstjarnan úr áli með álbremsudisknum og ytri álfelgan með dekkinu,“ útskýrði fyrirtækið í fréttatilkynningu á sínum tíma.
„Öfugt við hefðbundnar hjólabremsur, tengir „New Wheel Concept“ bremsan álskífuna að innanverðu. Þetta gerir það kleift að hafa sérstaklega stórt þvermál, sem nýtist í hemlunarárangri. “
Þó að „nýja felgan“ hafi í raun aldrei komist í framleiðslu, þá gaf verkið okkur „örugglega mikla innsýn í ný efni til að draga úr þyngd,“ benti Gonzalez á. „Þetta er nokkuð sem við, með þungu rafhlöðurnar, munum þurfa að halda áfram að þróa.“
Gonzalez viðurkennir að það sé áskorun að breyta skynjun almennings á skálabremsutækni sem fornri og lakari en diskar. En þó að við munum líklega aldrei sjá aftur fjögurra hjóla skálabremsukerfi, sérstaklega ekki í neinum aflmeiri bílum eða sportbílum, „Fyrir borgarakstur held ég að það sé besta tæknin sem er skynsamleg hér fyrir ökutæki.“
(Byggt á grein A. Tarantola fyrir Engadget)
