SKUTECZNE HAMOWANIE I AMORTYZACJA

Duży postęp w technice samochodowej był możliwy tylko dzięki błyskawicznemu rozwojowi mikroelektroniki. Jednak same inteligentne chipy nie potrafią uczynić auta doskonałym. Potrzebne są również nowe materiały. Prace nad nimi trwają nieustannie i dzięki temu wciąż nowe materiały osiągają dojrzałość do produkcji seryjnej. Przykładem rozwoju dokonującego się w tej dziedzinie są reologiczne płyny do amortyzatorów i tarcze hamulcowe z kompozytów ceramicznych. 

Cadillac jest nie tylko jednym z najstarszych producentów samochodów, lecz również firmą, w pojazdach której GM już wcześniej pisał historię techniki. Na przykład w 1913 r. zastosowano po raz pierwszy rozrusznik elektryczny. Również z elektronicznymi układami wtrysku benzyny, a później z regulacjami podwozia GM był zawsze wśród pionierów. 
W samochodzie Sevilla STS, model 2002 r., który jesienią przyszłego roku ma być już w sprzedaży, GM zamierza zastosować nowego rodzaju płyn do amortyzatorów, którego lepkość można regulować elektronicznie. Oczywiście znowu otwiera to konstruktorom całkiem nowe możliwości.
  
Płyn magnetyczny
Zdaniem producenta nowy układ regulacji tłumienia amortyzatora będzie pracował dziesięciokronie szybciej niż dotychczasowe. Stało się to możliwe, dzięki opracowaniu przez dostawcę Delphi Automotive Systems magnetyczno-reologicznego płynu, którego lepkość zmienia się pod wpływem działania pola elektrycznego. Ponieważ podczas regulacji tłumienia amortyzatora nie muszą poruszać się żadne zawory, to wynikające z tego czasy reakcji są ekstremalnie krótkie i wynoszą tylko ok. 1 ms. System MR (magnetyczno-reologiczny, zwany też ăMagnerideÓ) zastąpi wprowadzony w samochodzie Cadillac w 1996 r. system CVRSS (Continuosly Variable Road Sensing Suspension). 
Sterownik systemu MR potrzebuje do regulacji informacji z układu ESP (kąt obrotu koła kierownicy, kąt obrotu wokół osi pionowej, przyspieszenie poprzeczne), informacji z prędkościomierza o prędkości jazdy oraz z czujników wysokości o położeniach zawieszeń kół. Na ich podstawie sterownik wylicza sygnały sterujące kierowane następnie do cewek umieszczonych na jednorurowych amortyzatorach. Powodują one zmiany lepkości płynu amortyzatora. Magnetyzowanie tego płynu stało się możliwe, dzięki dodaniu do niego cząstek żelaza. 
   
Ceramika z węgla i krzemu
Tarcza hamulcowa z konwencjonalnej kruchej ceramiki pękłaby na tysiące kawałków już pod niewielkim naciskiem. Inżynierowie z przemysłu samochodowego opracowali obecnie materiały ceramiczne wzmocnione włóknami węglowymi, które mogą być stosowane w technice hamulcowej. Zalety tarcz ceramicznych są następujące: praca praktycznie bez zużycia, bezobsługowość, nadzwyczajna odporność na wysokie temperatury i korozję. Natomiast ich wadą są bardzo wysokie koszty seryjnej produkcji przemysłowej. 
Tarcze hamulcowe z ceramiki wzmocnionej włóknami węglowymi można stosować nie tylko w samochodach osobowych, lecz również w pojazdach użytkowych i szynowych. Pierwsze próby terenowe wykazały, że auto można pewnie wyhamować nawet po przebiegu 300 000 km. Ciężko załadowane pojazdy użytkowe mogą być na długich odcinkach tras skutecznie hamowane bez obawy, że wkrótce trzeba będzie oddać hamulce do naprawy. Nowe tarcze hamulcowe oszczędzają nie tylko koszty przeglądów i napraw, lecz również zmniejszają ciężar pojazdu, gdyż dzięki niewielkiej masie ceramiki pojazdy z tego rodzaju hamulcami są lżejsze. 
   
Kąpiel w temperaturze 1700ˇC
Metoda produkcji ceramiki wzmocnionej włóknami ceramicznymi jest znana, jednak skład ceramiki jest inny: krótkie włókna węglowe (zwane też włóknami karbonowymi), węgiel sproszkowany i żywica są najpierw prasowane, a następnie spiekane w temperaturze 1000ˇC. W piecu powstaje stabilna struktura węglowa przypominająca zrośnięte ze sobą kryształy lodu. Składa się z ona włókien węglowych rozmieszczonych jak w węglowej sieci macierzystej. Po ochłodzeniu materiał ten można szlifować podobnie jak drewno. W ten sposób tarcza hamulcowa uzyskuje swój przyszły kształt. Tarcze karbonowe są wewnętrznie przewietrzane i mają otwory w bocznych płaszczyznach, tak jak konwencjonalne tarcze hamulcowe do szybkich samochodów sportowych.
Drugi raz półfabrykat tarczy hamulcowej jest wkładany do pieca razem z krzemem. Z nagrzanej do temperatury 1700ˇC kąpieli roztopionego krzemu pory węglowej struktury zasysają płynny krzem jak gąbka. Moment, w którym węglowa struktura łączy się z płynnym krzemem jest momentem powstania ceramiki. Stygnięcie tej ceramiki trwa przez całą noc i wtedy ciemnoszara, błyszcząca tarcza hamulcowa jest gotowa do montażu. 
Porsche nazywa te nowe, zastosowane w nowym 911 turbo, hamulce PCCB (Porsche Ceramic Composite Brake) i zaznacza z naciskiem, że nowy materiał gwarantuje stały współczynnik tarcia w całym zakresie temperatur pracy. Maksymalne opóźnienie powinno nastąpić natychmiast i bez potrzeby wywierania na pedał hamulca nadmiernej siły; również na mokrej nawierzchni, ponieważ kompozyt ceramiczny w ogóle nie chłonie wody. Nie tylko sama tarcza hamulcowa, lecz również dobrane do niej okładziny cierne mają ekstremalnie wysoką żywotność. Podczas gdy tarcze mają mieć żywotność co najmniej równą żywotności samochodu, żywotność okładzin ciernych powinna być ok. dwukrotnie wyższa niż dotychczasowych.
Oszczędność na ciężarze jest wynikiem mniejszego ciężaru tarcz kompozytowych. Są one bowiem o 50% lżejsze niż stalowe. Zatem ciężar pojazdu będzie można zmniejszyć o około 20 kg.
  
Płytki chroniące przed wysokimi temperaturami jako osłony zewnętrzne
W podróżach kosmicznych powstał pomysł stosowania na osłony zewnętrzne statków kosmicznych płytek ceramicznych wzmocnionych włóknami węglowymi w celu ochrony przed wysokimi temperaturami. Statek kosmiczny powracający na ziemię podlega w atmosferze wysokiemu tarciu powietrza i działaniu dużej zawartości tlenu. Stalowy korpus statku kosmicznego rozgrzałby się w atmosferze do czerwoności, a następnie spłonął z powodu zawartości tlenu w powietrzu. Materiały ceramiczne są odporne na wysokie temperatury, aż do 2000ˇC, nie rdzewieją nawet przy wysokich zawartościach tlenu i są trzykrotnie lżejsze niż stal. Materiał ten nie zużywa się nawet pod tak wysokimi obciążeniami, jakim podlega tarcza hamulcowa. 

 _________________________powrót___________________________