Kako fukcioniše sistem za kočenje

Kočnice su najvažnija bezbednosna karakteristika automobila. Uzimamo ih zdravo za gotovo, a one se suočavaju sa neverovatno teškim zahtevima i izazovima. Upoznajte se kako su kočnice razvijene i kako funkcionišu.

7. 4. 2022 Škoda svet Inovacija i tehnologija

Nagazite kočnicu i auto počinje da usporava. U zavisnosti od toga koliko snažno pritisnete kočnicu, automobil se polako usporava, ili brzo, ili se potpuno zaustavlja. Izgleda jednostavno, a u stvari sve je isto već decenijama. Uprkos sve većem prisustvu elektronike u većini sistema automobila, mehanički deo kočionih sistema ostaje u suštini isti. Klasične disk ili bubanj kočnice danas se mogu naći u svakom automobilu i u osnovi rade po istom principu.

Testiranje kočnica je posao za ovlašćeni servis. Posle zime, kočnice su najčešće zaprljane od prljavštine od kamenca i soli.

Kočnice su mnogo komplikovanije nego što izgledaju na prvi pogled. „Postoje brojni zahtevi koji se postavljaju pred funkcionalnost kočnica koji dizajn kočnica čine izuzetno zahtevnim i složenim postupkom“, kaže Michal Klofec, koordinator kočionog sistema i upravljanja u ŠKODA sektoru za tehnički razvoj. Osnovni uslov je bezbednost: kočnice moraju bezbedno da zaustave automobil na određenoj udaljenosti, čak i u slučaju delimičnog kvara sistema. Ovo rastojanje je definisano zakonskim propisima.

Neki vole snažno kočenje, a neki postepeno

„Mi, naravno, ispunjavamo uslove zakonske regulative, ali trudimo se da uradimo još više. Trenutna ŠKODA OCTAVIA, na primer, staje od 100 km/h do nule za 33-34 metra, što je odlično“, objašnjava Klofec. Još jedan faktor u postizanju tako kratkog puta kočenja su moderne gume koje mogu da prenesu efekat kočenja na površinu puta, kaže on.

Da bi se osiguralo da vozač smatra da je kočnica laka za korišćenje, da uvek ima kontrolu nad vozilom i da ga ne ometaju neželjeni efekti kočenja, pored zakonskih zahteva potrebno je da se ispuni dodatni skup kriterijuma i zahteva za dizajn kočnica. „Svi imaju malo drugačija očekivanja od kočnica. Neki vozači vole instant kočenje, drugi više vole manje agresivno kočenje“, objašnjava stručnjak za kočnice. Podešavanje kočnica je uvek nešto kao kompromis, pri čemu stručnjaci moraju da uzmu u obzir sve putnike u automobilu, a ne samo vozača. Za njihovu udobnost, sve treba kalibrisati tako da efekat kočenja ima prilično prirodan odgovor.

Kako postupati sa kočnicama i koji su zahtevi za servisiranje?

Iako su osnovni principi kočnica decenijama ostali isti, kočioni sistemi su postajali sve komplikovaniji. To znači da pred vozača postavljaju određene zahteve u pogledu održavanja. Ostavljajući po strani činjenicu da svaki vozač drugačije troši kočnice (ako više koristite motorno kočenje, poštedite kočnice), Klofec savetuje zaštitu kočnica od korozije. „Uslovi se razlikuju i ne možemo uvek da osušimo kočnice tokom vožnje, ali postoje situacije u kojima možemo: obično nakon pranja automobila. Dobra je ideja da se zagreju i osuše kočnice kratkom vožnjom na terenu sa raznim mogućnostima za usporavanje“, ističe inženjer. Na dugim spustovima, kočenje motorom će produžiti vek vaših kočnica, a u hitnim slučajevima naš stručnjak savetuje da se ne plašite da koristite kočnice. „Potpuno angažovanje obezbeđuje najkraći put kočenja, dok se ABS i ESP sistemi za kontrolu kočnica brinu za ostalo“, objašnjava on.

On upozorava vlasnike modernih automobila da sami ne servisiraju kočnice. „Definitivno to ne bih preporučio: sa tako važnom sigurnosnom karakteristikom, postoji mnogo rizika da nešto pođe po zlu“, kaže Klofec. Automobilima sa elektronskim kočnicama potrebna je čak i posebna dijagnostička servisna oprema.

Kao rezultat toga, ŠKODA mora da uzme u obzir i druge parametre osim bezbednosti. „Prvi je postizanje prave krive intenziteta kočnice, odnosno obezbeđivanje da se intenzitet efekta kočenja nesmetano povećava kako se pedala kočnice jače pritisne, tako da je upravljanje kočnicom prirodno i prijatno za vozača“, kaže Klofec. Drugi uslov je da svi ŠKODA automobili imaju slične karakteristike ponašanja kočnica. „Želimo da se osećate kao kod kuće ako pređete sa malog modela kao što je FABIA na veliki SUV kao što je KODIAQ“, naglašava Klofec.

Kočenje mora da bude prijatno u svim ŠKODA modelima – kao što je kod modela ŠKODA ENYAQ SPORTLINE iV.

Kočnice nikada ne smeju da iznenade vozača i treba da rade na isti način u svim okolnostima. Kada vozite po neravnoj površini, na primer, kočioni elementi ne smeju da se razdvoje tako da uvek postoji i pritisak i otpor kada vozač pritisne papučicu. Pored ovih zahteva u ponašanju i bezbednosti (koji uključuju polaganje testa integriteta kočnica pri ponovljenom kočenju, test spuštanja sa planine ili test stabilnosti ESP sistema), dizajneri su sada ograničeni zakonima koji regulišu upotrebu određenih materijala. Azbest, amonijak, olovo, kadmijum i, nedavno, bakar su zabranjeni.

Kako funkcionišu kočnice za parkiranje?

Takozvana „ručna kočnica“ je zapravo dodatak klasičnom sistemu za kočenje i danas u osnovi funkcioniše na dva načina. Klasičnom kočnicom se upravlja pomoću poluge koja zateže sajlu kočnice preko šipki, koja (kod disk kočnica) produžava klip sistema za kočenje preko specijalnog pužnog zupčanika da pritisne pločice na disk. Kada se kabl otpusti, jastučići se vraćaju u prvobitni položaj. Bubanj kočnice rade na sličan način.

Savremeni trend su elektronski kontrolisane kočnice za parkiranje. Ovde pritisak na dugme (ili neki drugi impuls) dovodi do toga da elektromotor izbaci klip kroz poseban mali menjač, koji takođe sadrži pužni pogon.

Različiti parametri vozila – težina, veličina točkova, snaga motora – igraju ulogu u dizajnu kočnica. Kočnice uvek moraju da budu dizajnirane da budu ne samo funkcionalne već i ekonomične. Akustična udobnost je takođe važna. Škripanje kočnica jedno je od najneprijatnijih smetnji za putnike u automobilu (i sve ostale). „Ovo nikada ne možemo u potpunosti da izbegnemo. Postoji praktično beskonačan raspon radnih uslova i situacija kojima kočnice mogu biti izložene, a da ne spominjemo promenljivo stanje i fazu životnog ciklusa vaših kočnica. Uprkos tome, pokušaj da se eliminišu neželjeni zvukovi je važan deo našeg rada“, objašnjava ŠKODA programer.

TRučna kočnica se testira na poligonskoj rampi za testiranje.

Buka i druge emisije

Borba protiv škripanja je dobra ilustracija koliko je složen razvoj kočnica. Kočnica projektovana prema parametrima datog automobila prvo se razvija kao prototip. Zatim se testira u uslovima testiranja koji mogu otkriti određenu sklonost da škripi. Zatim se sve proverava u praksi, jer suprotno uvreženom verovanju, nije samo par jastučić-obruč (ili bubanj-papučica) koji izaziva jaku buku.

„Škripanje je jednostavno rezultat vibriranja nekog dela na frekvenciji koja dovodi do ovog zvuka. Dakle, dejstvo kočnice može da prouzrokuje vibraciju komponente vešanja“, objašnjava Klofec. Inženjeri zatim osmišljavaju strukturne modifikacije kako bi suzbili ove frekvencije što je više moguće. Nekada će, kažu, uspeti promena pločica, gde je dovoljno dodati komadić metala koji menja krutost pločice i prigušuje određene frekvencije, dok u drugim slučajevima oblik odliva kočnice mora da bude izmenjen. U svakom slučaju, cilj je da se priguši frekvencija.

Ako vaše kočnice ne prestanu da škripe, problem može da reši ovlašćeni servis.

Uvek postoji prostor za poboljšanje kočnica, kaže on. Zakonodavstvo, na primer, takođe stavlja naglasak na smanjenje emisije čestica iz kočnica, što u osnovi znači smanjenje habanja kočnica. Napredak u razvoju materijala omogućava kontinuirano poboljšanje otpornosti kočnica na koroziju, što je glavni neprijatelj pravilnog i udobnog funkcionisanja kočnica. „Krajnje rešenje u ovom pogledu su keramički diskovi, ali ovo je nedostupna tehnologija za automobile u masovnoj proizvodnji. I ne mislim da će to ikada postati uobičajeno u budućnosti“, objašnjava Klofec.

ŠKODA OCTAVIA RS iV i upečatljiv crveni sistem za kočenje.

Sistem za kočenje i hlađenje iz Mlade Boleslave

Pojava eMobilnosti primorava inženjere da traže nova rešenja. „U normalnim situacijama, električni automobili skoro uvek koriste rekuperativno kočenje. Ali u kritičnim situacijama njihove konvencionalne kočnice moraju da odrade svoj posao, a automobil sa baterijama je teži od konvencionalnog automobila. Zahtevi za kočnice za električne automobile su stoga prilično kontradiktorni“, kaže stručnjak za razvoj kočnica

Ova raznolikost zahteva za kočnicama dovela je do netradicionalnog rešenja za električne automobile Volkswagen Group, a samim tim i za električne ŠKODA automobile: čak i relativno teški automobili imaju doboš kočnice na zadnjoj osovini. To je zato što električni automobili imaju zadnju pogonsku osovinu i tu se odvija oporavak energije. Disk kočnice, koje su uvek manje opterećene zadnjom osovinom u svim automobilima i koje su odgovarajuće dimenzionirane, retko dolaze u obzir u zadnjem delu električnog automobila (sa rekuperacijom zadnje osovine). To stvara rizik da su zadnje disk kočnice na električnim automobilima verovatno izložene površinskoj koroziji, a odatle i upotreba doboš kočnica na električnim automobilima.

Zbog mogućnosti oporavka električnih automobila

Doboš kočnice su delo inženjera iz Mlade Boleslave. ŠKODA je odgovorna za razvoj svih doboš kočnica za Volkswagen Group od 2004. Inženjeri češkog proizvođača automobila dizajniraju doboš kočnice do poslednjeg šrafa: određuju veličinu pojedinačnih komponenti prema potrebnim parametrima budućih automobila; oni odlučuju kako je kočnica povezana sa delovima šasije; kako je povezan sa hidrauličnim kolom; kako funkcioniše ručna kočnica; i mnogo, mnogo drugih detalja. Oni vode proces od početka do kraja, od prvih kompjuterskih modela do praktičnog testiranja.

Kočnica za slučaj opasnosti

Elektronska „ručna kočnica“ takođe ima posebnu funkciju za koju mnogi vozači nisu svesni. Povlačenjem (dugme se mora držati nekoliko sekundi) aktivira se režim naglog kočenja, koji se može koristiti u slučaju otkazivanja glavne kočnice ili ako je vozač iznenada nesposoban – ovaj režim, ako neophodno, može da aktivira osoba na suvozačevom sedištu. Držanje dugmeta aktivira poseban ESP režim koji pritiska kočioni krug da postepeno uspori i zaustavi automobil. Dugme u tom trenutku ne kontroliše parking kočnicu, već služi kao sredstvo za saopštavanje elektronici automobila da se dešava nešto neobično i da se automobil mora zaustaviti.

Postoji još jedna tehnologija koja se koristi u okviru Volkswagen Group koja je nastala u ŠKODA fabrici u Mladoj Boleslav: aktivni sistem hlađenja za kočnice. U ovom slučaju, to je sistem hlađenja za prednje disk kočnice. Ranije se vazduh obično dovodio kroz posebne kanale u braniku, ali oni povećavaju otpor vazduha i time pogoršavaju potrošnju goriva. ŠKODA programeri su došli do rešenja koristeći ventilator hladnjaka motora. Ako elektronika proceni da je kočnicama potrebno intenzivnije hlađenje nego što je uobičajeno, na primer, tokom dužeg spuštanja, ventilator se uključuje i usmerava vazduh na kočnice kroz posebne rešetke smeštene za tu svrhu u donjem delu automobila i ovo ne utiču na aerodinamiku. „Topao vazduh iz rešetke je i dalje dovoljno hladan da ohladi kočnice bez ikakvih problema“, kaže Klofec, objašnjavajući kako ta pametna ideja funkcioniše.