الفرامل في السيارات الكهربائية مُحمَّلةٌ بتقنيةٍ متكاملة
تستلزم السياراتُ الكهربائية متطلباتٍ خاصة فيما يتعلّق بأنظمة الفرامل. تكون السيارات أثقل وزنًا بسبب البطاريات، ويكون عزام الدوران أعلى والتسارع أقوى. وقد تظن أن عملية الفرملة تتسبب في زيادة تآكل أقراص الفرامل وأنظمتها. من ناحية، يكون هذا صحيحًا، حيث يتم تشغيل الفرامل الميكانيكية أقل من السيارات التي تحتوي على محركات احتراق بفضل هذا النظام. كلمة السر: الفرامل المتجددة. وفقًا لموقف التشغيل، يتم التحكم في تباطؤ السيارة الكهربائية أو دعمه جزئيًا على الأقل بواسطة وظيفة المولد الموجودة في المحرك الكهربائي (المحركات الكهربائية) من خلال استرداد الطاقة (الاسترجاع). يتحدث الخبراء عن انخفاضٍ بمقدار الخُمس تقريبًا فيما يخص التدخلات الفرملية. ويعني ذلك أن بطانات الفرامل ليست عُرضة لزيادة التآكل. بالعكس: نظرًا إلى أنه لا يتم الضغط باستمرار على القطعتين المُعرضتين للاحتكاك، وهما بطانات الفرامل وقرص الفرامل، تتعرض بطانات الفرامل للتآكل بصورة أسرع وقد تتزجج. وقد يتراكم الصدأ على أقراص الفرامل. ويتسبب ذلك في اهتزازات مرتبطة بالمواد وصدور ضوضاء مثل الصرير أو الجرّ.
هناك نقطة مثيرة للاهتمام، وهي أن مثل تلك الضوضاء تكون واضحة في السيارات الكهربائية بسبب عدم صدور ضوضاء عن المحرك الكهربائي، الأمر الذي يؤثر على القيادة المريحة الهادئة. بالإضافة إلى ذلك، قد ينخفض أداء الفرامل، إذا كان عليك الضغط عليها بقوة. ويقول يانيس دورهوفر، مستشارٌ معنيٌّ بأساليب التنقل الجديدة لدى الهيئة الألمانية للرقابة الفنية (TÜV-Verband): "يؤدي تقليل استخدام الفرامل التقليدية في السيارات الكهربائية إلى حدوث مشاكل بها. فعندما لا يتم تسخين بطانات الفرامل بالشكل الكافي وبانتظام، قد تتأثر خواص المواد سلبًا". ووفقًا له، فإن النتيجة قد تكون انخفاض معامل الاحتكاك، الأمر الذي يترتب عليه ضعف تأثير الفرامل. "ويُنصح أيضًا بالرقابة والصيانة المستمرة لنظام الفرامل في السيارات الكهربائية".
ولهذه الأسباب، أضافت هيلا باجيد HELLA Pagid (وهي شركةٌ مشتركةٌ بين هيلا HELLA وتي إم دي فريكشن TMD Friction) بطانات فرامل وأقراص فرامل من نوع خاص إلى السيارات الكهربائية ضمن البرنامج. إنها مُصممة خصيصًا لهذه الظروف الخاصة، وهي تضمن أداء الفرامل والاستخدام المريح لها رغم "فترات الاستراحة". وتبلغ تغطية السوق في سوق خدمات ما بعد البيع حاليًا أكثر من 90 في المائة لبطانات الفرامل للسيارات الكهربائية والهجينة و85 في المائة لأقراص الفرامل.
الفرملة الآمنة في السيارات الكهربائية تتطلَّب تفاعلاً معقدًا
تتباطأ السيارات الكهربائية من خلال نظام الفرامل الكلاسيكي ووظيفة الاسترداد. تفرمل السيارة بالكامل في العديد من مواقف القيادة دون فرامل ميكانيكية عند الضغط على الفرامل وتشغيل الدفع. ومع ذلك، فإن ما يبدو بسيطًا يتطلب تفاعلًا شديد التعقيد بين العناصر الكهربائية والهيدروليكية. التباطؤ الخفيف عند القيادة على المنحدرات، أم قبل التقاطعات، أم فرملة الطوارئ القوية في موقفٍ خطر؟ يجب أن تتعرف الآلية الكهروميكانيكية على رغبة السائق على الفور.
لا تتباطأ السيارات الكهربائية عن طريق نظام الفرامل الكلاسيكي. يكون التباطؤ مدعومًا بالاسترداد (الفرامل المتجددة)، وقد تحل محله تمامًا في بعض الأحيان.
يلعب كلٌ من داعم قوة الفرامل الكهروميكانيكية مع خزان الضغط ومضخة التفريغ الكهربائية ومستشعر معامل دواسة الفرامل دورًا أساسيًا في ذلك. ووفقًا للمتطلبات، ويُقصد بذلك وضع دواسة الفرامل وضغطها، تحسب وحدة التحكم في الفرامل قوة الفرملة اللازمة بالمللي ثانية. وبمجرد الوصول إلى قوة تباطؤ فرملة معينة، ينشط داعم قوة الفرامل (وفق السيارة والإعدادات) الفرامل الميكانيكية. يُضاف إلى ذلك التحكم الذكي في نظام الكبح المانع للانزلاق (ABS) ونظام الثبات الإلكتروني (ESP)، بالإضافة إلى تكامل أنظمة مساعدة السائق، مثل مساعد فرملة الطوارئ. الميزة: يمكن التحكم في نظام الفرامل الثنائي (Brake-Blending = التحكم المختلط في الفرامل) بدقة بالغة، ويتم التدخل بالفرملة دائمًا بطريقة محسوبة على النحو الأمثل. إنه تفاعل مثالي أيضًا!
إن شركة هيلا متخصصةٌ في مضخات تفريغ الهواء ودواسات الفرامل الإلكترونية وتقنيات الاستشعار المتوافقة معها. يمكن تنظيم الشعور بدواسة الفرامل ديناميكيًا أيضًا بواسطة الصمامات الهيدروليكية أو وحدات التخميد (أجهزة المحاكاة).
السياراتُ الكهربائية: بطانات الفرامل الخاصة، أقراص الفرامل الخاصة
من النظرة الأولى، لن ترى فروقًا جوهرية بين بطانات الفرامل وأقراص الفرامل في سيارات محركات الاحتراق والسيارات الكهربائية. فالمخططات متشابهة. إلا أن اهتمام الشركات الصانعة للسيارات الكهربائية بمواءمتها يزداد يومًا بعد يوم. بالنسبة إلى بطانات الفرامل، يكون التركيز على البطانات التي لا تسبب ضوضاء ولا اهتزازات (الضوضاء، الاهتزاز، الخشونة، NVH = Noise, Vibration, Harshness). وفي بعض الأحيان، يتم تصميم بطانات الفرامل بحيث تكون "أقل سُمكًا": يكون لها سطح احتكاك أصغر وأقل سُمكًا نتيجة لانخفاض معدل الاستخدام. بالإضافة إلى ذلك، يمكن الحفاظ على المواد، وهو أمرٌ مفيدٌ للبيئة.
تركز هيلا باجيد في تطويرها للمنتجات على حماية البيئة والتوافق البيئي، إلى جانب تحقيق الأداء الأمثل. تكون بطانات الفرامل المُستخدمة في السيارات الكهربائية والهجينة خالية من النحاس تمامًا على سبيل المثال. وهذه التركيبة الخالية من النحاس لبطانات الفرامل صديقة للبيئة، علاوةً على كونها مُصممة بدقة لأنواع السيارات وأنظمة الفرامل وأداء المحرك وأحمال القيادة وخصائص الفرملة المعنية. إنها تتميز بقابلية انضغاط أعلى وتميل إلى أن تكون معاملات الاحتكاك لديها أعلى. في الوقت نفسه، يجب أن تعمل بطانات الفرامل أيضًا على النحو الأمثل عندما تكون باردة بسبب معدل الاستخدام المنخفض. تختبر هيلا باجيد الخصائص في مركز البحث والتطوير الخاص بالمجموعة لمعامل الاحتكاك وضغط الدواسة والتآكل الساخن. بالإضافة إلى ذلك، تتجاوز بطانات الفرامل لائحة ECE R90 السارية وتتفوق عليها.
تُقدم هيلا باجيد أقراص فرامل عالية التحميل وعالية الكربون، للسيارات الكهربائية والهجينة عالية الأداء على وجه التحديد. يتيح المحتوى الكربوني المتزايد تبديدًا أسرع للحرارة حتى في الحالات القصوى، ومن ثم يحقق أداء الفرملة الأمثل. وتضمن أقراص الفرامل أيضًا انخفاض سلوك التلاشي، وتقليل ضوضاء الفرامل، وتأثيرات أقل على القرص وزيادة الشعور بالراحة في أثناء الفرملة. ولمنع التآكل، يتم طلاء أقراص الفرامل بطلاء معتمد على الماء. وجدير بالذكر أنه يمكن تركيبها على الفور في ورشة التصليح، دون الحاجة إلى إزالة الزيت الواقي.
سائل الفرامل ذو نقاط غليان رطبة وجافة عالية للسيارات الكهربائية
على الرغم من استخدام المشغلات الكهروميكانيكية منذ فترة طويلة في فرامل الوقوف في السيارات الكهربائية (EPB) ويتم بالفعل اختبار السيارات المزودة بفرامل تعمل بالكهرباء بالكامل، إلا أن نظام فرامل الاحتكاك في السيارات الكهربائية لا يزال يعمل هيدروليكيًا. لذلك تعمل هيلا باجيد على تطوير DOT 5.1 EH، وهو سائل فرامل خاص معتمد على الجليكول للسيارات الكهربائية. إنه يتميز بنقاط غليان رطبة وجافة عالية لا تقل عن 260 و180 درجة مئوية على التوالي، وقدرة منخفضة على التوصيل، وحماية عالية من التآكل، ولزوجة منخفضة بحد أقصى 750 سنتي ستوك عند -40 درجة مئوية. ومن ثم، فإن سائل الفرامل يتجاوز جميع المواصفات السارية تقريبًا لسوائل الفرامل المستخدمة بالفعل، من DOT 3 إلى DOT 5.1، ما يجعله مجهزًا على النحو الأمثل لتلبية المتطلبات العالية للإلكترونيات الموجودة في السيارات الكهربائية اليوم. يضمن التسارع دون فقدان عزم الدوران وصولَ السيارات الكهربائية إلى سرعاتٍ عالية في فترةٍ زمنيةٍ قصيرةٍ جدًا. ويتطلب الوصول إلى حالة التوقف التام مرة أخرى بسرعة من هذه السرعات أداء فرملة مرتفعًا مماثلًا، والذي يكون مضمونًا في جميع الأوقات من خلال نقاط الغليان الجافة والرطبة فوق المتوسطلسائل الفرامل الجديد.
نظام الفرامل على المحور الخلفي لسيارة تسلا. مزيج من الفرامل الهيدروليكية مع فرامل الوقوف الكهربائية (EPB).
انبعاثات غاز Euro-7 وغبار الفرامل في السيارات الكهربائية: إجراءات اختبار جديدة
مع تقديم لائحة غازات العادم Euro 7 الجديدة اعتبارًا من عام 2025 سيتعين على الشركات الصانعة لفرامل السيارات الخاصة أيضًا تسجيل انبعاثات الجسيمات والامتثال للقيم المقابلة. وتسري هذه اللائحة على السيارات المجهزة بمحركات الاحتراق الداخلي وعلى السيارات الكهربائية والهجينة أيضًا. الجانب المركزي هنا هو التفاعل بين الأجزاء المسؤولة عن الاحتكاك "البطانة" و"القرص". ويكون لتكوين المواد والتفاعل الديناميكي على مدار دورة حياة مكونات الفرامل أهمية بالغة. وتعتمد هيلا باجيد وتي إم دي فريكشن على أمزجة متوافقة بيئيًا لتصنيع البطانات لتقليل هذا الغبار الناعم.
ولكن قياس الانبعاثات نفسها ليس أمرًا سهلاً، خاصة أن القيم المقاسة يجب أن تكون قابلة للتكرار والمقارنة. ولضمان إمكانية نقل نتائج القياس إلى عملية القيادة الواقعية، تم تطوير إجراء اختبار WLTP موحد (إجراء اختبار المركبات الخفيفة المنسق عالميًا). تم تحديد هذه الدورة بمساعدة بيانات السيارة الحقيقية ورسم خرائط لنقاط تشغيل مختلفة للفرامل على مدى فترة زمنية أطول. وهذا يضمن إمكانية تكرار تسجيل تآكل الفرامل. في المستقبل، سيتم استخدام دورة فرامل إجراء اختبار المركبات الخفيفة المنسق عالميًا لقياس انبعاثات الفرامل بشكل موحد على منصات الاختبار. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري أن تعكس بدقة طراز السيارة المعني على منصة الاختبار. على سبيل المثال، يؤثر الجمع بين بطانة الفرامل وأقراص الفرامل، بالإضافة إلى وزن السيارة وتوزيع الوزن، على سلوك التآكل.
الخلاصة: الفرامل في السيارات الكهربائية - شيء مميز!
في الختام، يمكن القول أن السيارات الكهربائية في حد ذاتها تنتج انبعاثات أقل بكثير. هذا لا يعني فقط التخلص الكامل من غازات العادم الناتجة عن المحرك، ولكن أيضًا انخفاض مستويات الضوضاء وانبعاثات غبار الفرامل بشكل ملحوظ بسبب الاسترداد المتناسب لطاقة الفرملة (الاسترجاع). تسارع هادئ، فرملة هادئة – شيءٌ مميز!
