Nowa rewolucyjna technologii hamowania firmy Delphi

Firma Delphi Corp. (NYSE: DPH) opracowała nową rewolucyjną technologię, która według firmy może pomóc w rozwiązaniu wielu problemów, z którymi aktualnie borykają się projektanci układów hamulcowych. Układ Advanced Disk System (ADS), oparty na dwóch tarczach hamulcowych i jednym tłoku, daje duży moment hamowania oraz polepsza własności cieplne, co może przynieść korzyści w zakresie wagi, lepszego rozmieszczenia urządzeń we wnętrzu oraz parametrów NVH (Noise Vibration & Harshness – hałas, wibracje i komfort drganiowy). „Problem coraz większej wagi pojazdów i coraz większych osiągów zazwyczaj rozwiązywano przez zwiększanie konwencjonalnych układów hamowania, co pociągało za sobą większe hamulce (często wymuszające stosowanie kół o większej średnicy). Było to rozwiązanie kosztowne i miało negatywny wpływ na inne obszary projektowania pojazdu – wyjaśnia Chris Baylis, dyrektor ds. konstrukcyjnych w centrum naukowo-technicznym w Wielkiej Brytanii, które odgrywa w wiodącą rolę w opracowywaniu układów hamowania z dwoma tarczami. – ADS pomaga rozwiązać te problemy i jest pierwszym znaczącym krokiem naprzód w technologii hamowania od pierwszego masowego zastosowania hamulców tarczowych ponad 50 lat temu.”
ADS składa się z dwóch tarcz zamocowanych wahliwie na zewnętrznej średnicy piasty. Hydrauliczny tłok dostarcza siłę hamowania poprzez klocki znajdujące się po obu stronach każdej tarczy, co daje w sumie 4 powierzchnie cierne. W ten sposób ADS daje aż do 1,7 raza większy moment hamowania niż konwencjonalny system z jedną tarczą o tej samej średnicy, lub daje podobny moment przy mniejszej średnicy tarcz. Zużywanie się oraz łatwość obsługi są porównywalne z tradycyjnymi hamulcami, a architektura z wahliwymi tarczami pomaga wyeliminować problem bicia bocznego. Układ z dwoma tarczami daje także cztery powierzchnia chłodzące, eliminując potrzebę instalacji łopatek lub kanalików chłodzących oraz znacznie zmniejszając naprężenia cieplne na hamulcu i elementach montowanych na piaście koła. Polepszone własności cieplne pozwalają konstruktorom na zoptymalizowanie innych aspektów układu hamowania. Dając dużo większe możliwości optymalizacji rozmiary tarcz, długości ruchu pedału, rozmiaru próżniowego urządzenia wspomagającego hamowanie oraz materiału ciernego, ADS pozwala na dostosowanie kosztów, parametrów i sposobu hamowania do wymagań rynku.
Na przykład, przy czterech klockach hamulcowych ADS wymaga około połowy siły hamowania potrzebnej w konwencjonalnych hamulcach tarczowych. Dlatego można będzie znacznie zmniejszyć rozmiary urządzenia wspomagającego hamowanie lub zmniejszyć siłę nacisku na pedał hamulca lub długość jego ruchu. Mniejsze próżniowe urządzenie wspomagające to oszczędność jednego kilograma wagi oraz więcej cennej przestrzeni pod maską, co ułatwia rozmieszczanie urządzeń we wnętrzu pojazdu. Alternatywnie, średnicę tarcz można zmniejszyć o aż 25%, co pozwoli na stosowanie mniejszych kół (znaczne ograniczenie kosztów), opon o wyższym stosunku wysokości do szerokości (ważne dla pojazdów nie poruszających się po drogach) oraz istotne zmniejszenie ciężaru nieuresorowanego pojazdu.
Doskonałe własności cieplne ADS oraz minimalne Różnice Grubości Tarczy (Disc Thickness Variation – DTV), głównie powodowanej przez nierówne zużywanie się tarczy także polepszają parametry NVH. Pomaga to zmniejszyć koszty reklamacji spowodowanych nadmiernym poziomem hałasu, co według badań jest ważnym problemem w USA i źródłem dużych kosztów. Inne korzyści to zredukowane zanikania hamowania oraz krótszy odcinek zatrzymania pojazdu, spowodowany mniejszą wymaganą siła hamowania, w niezbyt prawdopodobnym przypadku utraty próżni w urządzeniu wspomagającym – wymóg homologacyjny, który coraz trudniej spełnić we współczesnych układach hamulcowych w bardzo dużym stopniu opartych na wspomaganiu.
Przeprowadzone przez Delphi testy wskazują, że układ ADS zastosowany w typowym pojeździe klasy SUV o wysokich osiągach może wyeliminować potrzebę wielu specyfikacji układu hamulcowego, zmniejszyć temperaturę działania hamulców o ponad 100°C, polepszyć parametry NVH oraz albo zmniejszyć ruch pedału o 25 mm (przez zmniejszenie ilości płynu hamulcowego potrzebnego do zadziałania hamulców) lub zmniejszyć rozmiar urządzenia wspomagającego o około 40 mm. Całkowita oszczędność na wadze samochodu może wynieść aż 7 kg, w zależności od specyfikacji układu i poziomu zintegrowania.
Nowy układ został przetestowany w 20 pojazdach, przejeżdżając ponad 1,5 miliona kilometrów, co ma zapewnić, iż będzie działał zgodnie z założeniami w każdym terenie, przy każdym sposobie jazdy i przez cały okres użytkowania samochodu. W procesie opracowywania tego nowego produktu rozważano wiele aspektów, od niezawodności mechanizmu wahliwego kompensującego zużycie klocków, do zasad oszczędnej produkcji (lean manufacturing), które pomogą osiągnąć konkurencyjność, jakość i niezawodność od dnia premiery rynkowej produktu. Aby ułatwić producentom pojazdów zastosowanie układów ADS, Delphi opracowało także pakiet programów komputerowych służących do modelowania wyjątkowo trudnych testów całego pojazdu. Pozwala to konstruktorom na szybką optymalizację kombinacji korzyści możliwych do osiągnięcia przez zastosowanie nowego układu. ADS można produkować przy użyciu już istniejących materiałów i procesów.
Delphi twierdzi, że ADS może wejść do produkcji przez rokiem 2006. Może być dostarczany jako oddzielny produkt, lub zostać zintegrowany z kompletnym modułem narożnym pojazdu i dostarczany wg nowoczesnych zasad SILS (Supply In Line Sequence – dostawy sekwencyjne). Ten nowy produkt można też będzie integrować z najnowszymi układami hamulcowymi sterowanymi elektronicznie, w tym systemem poprawy stabilności pojazdu ‘Traxxar’.