Do sada su fine čestice iz habanja guma i kočnica bile zanemarene u europskoj legislativi o emisijama. Tek Euro-7 norma, koja stupa na snagu krajem 2026. za novo razvijene (tipno odobrene) i krajem 2027. za sve novo odobrene osobne automobile i mala dostavna vozila, uvodi obvezne granične vrijednosti. Cilj: ograničiti emisiju čestica fine prašine promjera manjeg od 10 mikrometara, koje mogu duboko prodrijeti u dišne puteve. Takve čestice smatraju se posebno štetnima za zdravlje. Projektno konzorcij s uključenjem Fraunhofer IWU sada predstavlja disk kočnice od nehrđajućeg čelika koji bez problema ispunjava stroge EU smjernice.
Disk kočnice proizveden oblikovanjem od nehrđajućeg čelika ima izuzetno mali trošenje i predviđeni vijek trajanja do 300 000 km. U radnoj kočnici s anorganskim materijalom kočionih obloga, trošenje se smanjuje za više od 85 posto u usporedbi s današnjim standardnim rješenjem od lijevanog željeza i organskim trenjem.
Zašto je nehrđajući, kaljeni (nitrirani) nehrđajući čelik posebno prikladan
Projektni tim je rano odabrao nitrirani nehrđajući čelik, koji je zbog svojih triboloških i termičkih svojstava posebno prikladan. Također, pozitivna iskustva s diskovima kočnica od nehrđajućeg čelika na motociklima govore u prilog tome. Skupa specijalna rješenja poput ugljika/keramike dolaze u obzir samo za posebno skupa vozila; premazivanje lijevanog željeza izuzetno je zahtjevno – metode laserskog zavarivanja još nisu spremne za serijsku proizvodnju. Diskovi od građevinskog čelika ne ispunjavaju zahtjeve za oblikovnu stabilnost u temperaturnom rasponu iznad 650 °C; promjene strukture koje se javljaju u ovom temperaturnom rasponu mogu dodatno promijeniti svojstva čelika.
Proizvodnja oblikovanjem, prednosti težine
Projektni tim je izradio diskove kočnica s nešto većim promjerom nego kod konvencionalnih diskova od lijevanog željeza, kako bi se osigurala dovoljna površina za traženu usporavajuću snagu (kočionu snagu). U zamjenu, debljina diska kočnice od nehrđajućeg čelika može biti manja. Budući da je početni materijal za radni komad prvotno u kvadratnom formatu, nastaju ostatci rezanja koji se mogu ponovno otopiti. Ovisno o vozilu, četiri diska kočnica od nehrđajućeg čelika mogu biti do 5 kg lakša od rješenja od lijevanog željeza.
Manja težina ne samo da smanjuje potrošnju energije vozila, već također smanjuje nespriječene mase. To omogućuje oprugama i amortizerima učinkovitije djelovanje, što poboljšava vertikalnu dinamiku i time ukupno ponašanje vozila.
Opcija kočnice s dugim vijekom trajanja, pozitivna bilanca troškova
Troškovi proizvodnje za diskove kočnica od lijevanog željeza izgledaju nisko samo dok ne postoje zakonski propisi za emisije fine prašine koje nastaju uslijed habanja kočenja. S primjenom Euro-7 norme, za osobne automobile i laka teretna vozila do 3,5 tone ukupne mase dopušteno je samo 3 mg/km za baterijske električne vozila i 7 mg/km za sve druge vrste pogona. Ovdje konvencionalna radna kočnica obično mora 'odustati', čak i u kombinaciji s visokokvalitetnim kočionim oblogama – takve vrijednosti ne može postići. No, čak i bez regulatornih zahtjeva Euro-7 norme, njihova ukupna bilanca troškova, u odnosu na životni vijek vozila do 300 000 km, ispada nepovoljna. Kada se dostigne granica trošenja, mora se zamijeniti (često zajedno s kočionim oblogama), pri čemu radni troškovi često čine najveći dio troškova. Zamjena može biti potrebna već nakon manje od 40 000 km, ako su joj dugotrajni stajanja vozila i sol za posipanje (korozija), vožnja na kratkim udaljenostima ili sportski stil vožnje (pojačano habanje, stvaranje ogrebotina) dodatno naštetili.
Prvi testovi uspješno završeni
Disk kočnice od nehrđajućeg čelika razvijen u suradnji Fraunhofer IWU s Katedrom za dizajn vozila TU Chemnitz, ElringKlinger AG i ANDRITZ AWEBA GmbH već je uspješno testiran na ispitnom stolu za moment mase TU Chemnitz. Disk kočnice uspio je proći testove prema SAE J2522 (AK-Master). Test je pokazao vrlo dobro tribološko ponašanje. Sustav, koji se sastoji od diska kočnice od nehrđajućeg čelika i anorganskog materijala za trenje, imao je oko 85 posto manje trošenja u usporedbi s trenutno dostupnim rješenjima na tržištu.
Projektni partneri
Dobavljač automobila ElringKlinger AG donio je svoje procesno znanje u premazivanju i svoje znanje o materijalima u obradi metala u 'Ufo-kočnicu'. ANDRITZ AWEBA GmbH pripada među sveobuhvatne dobavljače u području alata za paletu alata za oblikovanje, rezanje i lijevanje pod pritiskom, od razvoja do serijske proizvodnje. Katedra za dizajn vozila na TU Chemnitz stavila je na raspolaganje svoju testnu infrastrukturu i preuzela projektiranje diska kočnice. Fraunhofer IWU ima svoje korijene ne samo u tehnologiji oblikovanja i provodi prateću FE-simulaciju, kao i eksperimentalnu provedbu faza oblikovanja za disk kočnice.
Kontakt:
