Levy- ja rumpujarrujärjestelmien vertailu sähköajoneuvoissa: Jarrutusvoiman tulevaisuus

Autoteollisuus käy parhaillaan läpi merkittävintä muutostaan ​​sitten polttomoottorin keksimisen. Kun siirrymme kestävään kehitykseen, keskustelu keskittyy yleensä akun toimintasäteeseen, latausnopeuksiin ja kilowattitunteihin. Pyöränkaarien alla on kuitenkin käynnissä hiljaisempi vallankumous. Tapamme pysähtyä muuttuvat aivan yhtä paljon kuin tapamme ajaa.

Sähköajoneuvojen (EV) alalla keskustelu levyjarrut ja rumpujarrut on syttynyt uudelleen. Vuosikymmenten ajan rumpujarruja pidettiin "vanhana tekniikkana", jotka oli sijoitettu budjettiluokan hatchback-autojen takapyöriin. Mutta kun sähköautot tulivat markkinoille takarumpujarruilla, monet kuluttajat ja harrastajat alkoivat kysyä: Miksi? Vastataksemme kysymykseen meidän on tarkasteltava, miten nämä järjestelmät toimivat ja miten sähkökäyttöisen voiman ainutlaatuisuus muuttaa kitkasääntöjä.

Mitä ovat rumpujarrut ja levyjarrut?

Ytimessään molemmat järjestelmät ovat kitkapohjaisia ​​työkaluja, jotka on suunniteltu muuntamaan liike-energiaa (liikettä) lämpöenergiaksi (lämmöksi). Luomalla vastusta pyörien pyörimiselle ne pysäyttävät monitonnisen ajoneuvon hallitusti.

Levyjarrut ovat yleisin nykyaikaisissa henkilöautoissa käytetty järjestelmä. Ne koostuvat pyöreästä metallilevystä (roottorista), joka pyörii pyörän mukana. Roottorin päällä on laite, jota kutsutaan jarrusatuloksi, ja se pitää paikallaan kahta kitkapalaa.

Rumpujarrut ovat vanhempi tekniikka, jossa käytetään onttoa, kulhonmuotoista sylinteriä (rumpua), joka pyörii pyörän mukana. Ulkopuolelta puristuvan jarrusatulan sijaan tässä järjestelmässä käytetään rummun sisällä olevia "kenkiä".

Rumpu- ja levyjarrujen toimintaperiaate

Mekaniikan ymmärtäminen on avainasemassa sen ymmärtämisessä, miksi toinen saattaa olla parempi sähköautolle kuin toinen.

Levyjarrut: "Purista"-menetelmä

Kun painat jarrupoljinta autossa, jossa on Sähköauton jarrulevyt , hydraulineste kulkee jarrusatulaan. Tämä paine pakottaa männät työntämään jarrupaloja pyörivän roottorin tasaista pintaa vasten. Tuloksena oleva kitka hidastaa roottoria ja siten myös pyörää. Koska roottori on alttiina ilmalle, se voi luovuttaa kitkan tuottaman lämmön hyvin nopeasti.

Rumpujarrut: "Työntö"-menetelmä

Järjestelmässä, joka käyttää jarrurummut , prosessi on sisäinen. Polkimen painaminen lähettää hydraulipainetta rummun sisällä olevaan pyörän sylinteriin. Tämä sylinteri työntää kahta kaarevaa jarrukenkää ulospäin pyörivän rummun sisäpintaa vasten. Tämä luo ajoneuvon pysäyttämiseen tarvittavan kitkan. Koska komponentit ovat rummun sisällä, ne ovat suojassa säältä, mutta niiden on myös vaikeampi "hengittää" tai jäähtyä.

Levy- ja rumpujarrujärjestelmät: vertailutaulukko

Kun ne ovat parhaimmillaan

Levyjarrut sopivat parhaiten minkä tahansa ajoneuvon etupyörille. Jarrutuksen aikana paino siirtyy eteenpäin, mikä tarkoittaa, että etujarrut tekevät noin 70–80 % työstä. Levyjarrut ovat myös välttämättömiä suorituskykyisessä ajamisessa, raskaassa hinauksessa ja ajoneuvoissa, joissa ei ole tehokasta regeneratiivista jarrujärjestelmää.

Rumpujarruja pidetään yhä useammin "parhaana" ratkaisuna valtavirran sähköautojen takapyörille. Koska takapyörät tekevät hyvin vähän varsinaista kitkajarrutusta sähköautossa (sähkömoottorin vastuksen ansiosta), rummun tarjoama suoja ruosteelta on suurempi kuin levyn lämmönhukka.

Levyjarrujen edut ja haitat

Edut:

1. Erinomainen jäähdytys: Koska sähköautojen jarrulevyt ovat avoimia ilmakehälle, ne eivät kärsi "jarrujen haalistumisesta" eli ilmiöstä, jossa jarrut menettävät tehoaan kuumentuessaan. Tämä on elintärkeää raskaan kaluston autoille.

2. Itsepuhdistuva: Kun tyynyt hankaavat levyä vasten, ne pyyhkivät luonnollisesti pois veden ja pölyn.

3. Lineaarinen vaste: Levyjarrut tarjoavat kuljettajalle erittäin ennustettavan ja tasaisen tuntuman, mikä helpottaa niiden säätämistä vauhdikkaassa ajon aikana.

Haittoja:

1. Ruosteongelma: Sähköajoneuvossa regeneratiivinen jarrutus hoitaa jopa 90 % jarrutuksista. Tämä tarkoittaa, että mekaanisia kitkajarruja käytetään harvoin. Levyjarrujärjestelmässä tämä johtaa jarrulevyjen pinnan korroosioon, mikä voi aiheuttaa melua ja lyhentää käyttöikää.

2. Seisontajarrujen monimutkaisuus: Seisontajarrun integrointi takajarrusatulaan on mekaanisesti monimutkaista ja kallista.

Rumpujarrujen edut ja haitat

Edut:

1. Suljettu suojaus: Sähköautolle jarrurumpujen tiivistys on valtava etu. Tien suola, kosteus ja lika eivät pääse kitkapinnoille, mikä estää sähköauton jarrulevyjä vaivaavan korroosion.

2. Käyttöjarrun integrointi: Rumpujarrut toimivat luonnostaan ​​erinomaisina seisontajarruina. Jarrukenkien "kiilaava" toiminta tekee niistä erittäin vahvoja pitämään raskaan sähköauton mäessä.

3. Alhaisemmat kustannukset: Ne ovat halvempia valmistaa, mikä auttaa valmistajia estämään sähköautojen akkujen nousevien kustannusten tekemisen autosta liian kalliin.

Haittoja:

1. Lämmönpidätys: Jos niitä käytetään jatkuvasti pitkällä alamäellä vuoristossa ilman regeneratiivista jarrutusta, ne voivat ylikuumentua ja menettää tehoaan.

2. Monimutkainen huolto: Jarrukenkien vaihtaminen on monimutkaisempi mekaaninen tehtävä kuin jarrupalojen vaihtaminen.

Miksi monissa autoissa on molempien yhdistelmä?

Tätä etu- ja takarumpujarrujen levyjarrujärjestelmää kutsutaan "jaetuksi järjestelmäksi". Sähköautojen maailmassa tämä on strateginen tekninen valinta.

● Turvallisuus ennen kaikkea: Etujarrulevyt tarjoavat tarvittavan jarrutusvoiman hätätilanteissa.

● Pitkäikäisyys: Takarummut pysyvät puhtaina ja ruosteettomina vuosia, mikä varmistaa, että hätätilanteessa ne eivät ole korroosion vaikutuksen alaisena.

● Tehokkuus: Se vähentää jarrujärjestelmän mekaanista vastusta ja parantaa hieman ajoneuvon toimintamatkaa.

Ovatko levyjarrut tulevaisuutta?

Vaikka jonkin aikaa näytti siltä, ​​että levyjarrut ottaisivat täysin vallan, sähköautoaikakausi on osoittanut, ettei teknologia aina liiku suoraan.

Näemme tulevaisuudessa kaksi vaihtoehtoa:

1. Huippusuorituskykyiset sähköautot: Porsche Taycanin tai Tesla Model S Plaidin kaltaiset autot käyttävät todennäköisesti aina levyjarruja (usein eksoottisista materiaaleista, kuten hiilikeraamista), koska niiden suuret nopeudet vaativat massiivista lämmönhallintaa.

2. Valtavirran sähköautot: "Arkikuljettajien" keskuudessa saatamme nähdä erittäin edistyneiden, kevyiden rumpujarrujen paluun, jotka on erityisesti suunniteltu kestämään ajoneuvon koko käyttöiän ilman huoltoa.

Johtopäätös

Sähköajoneuvojen levy- ja rumpujarrujen välisessä keskustelussa ei ole absoluuttista voittajaa. Kummallakin järjestelmällä on oma tarkoituksensa nykyaikaisessa sähköajoneuvoarkkitehtuurissa. Polttomoottoriaikakaudella levyjarrut olivat selvä voittaja, koska jokainen pysähdys perustui kitkaan. Sähköaikakaudella moottori tekee raskaan työn, ja "jarruista" on tullut varajärjestelmä.

Nykyaikaiselle sähköauton omistajalle takarumpujarrut eivät ole merkki "halvuudesta", vaan pikemminkin älykäs sopeutuminen maailmaan, jossa käytämme jarrujamme vähemmän kuin koskaan. Käyttipä autosi sitten Sähköauton jarrulevyt tai jarrurummut , tavoite pysyy samana: turvallinen, tehokas ja luotettava pysähdys joka kerta, kun painat poljinta. Kun valitset seuraavaa ajoneuvoa, ota huomioon ajo-olosuhteet. Jos asut lumisessa ilmastossa ja suolatuilla teillä, nuo "vanhanaikaiset" rummut saattavat olla autosi edistynein osa.