Συστήματα πέδησης ή πως ελέγχονται οι κινητικές δυνάμεις (Auto Express 275, 6/1990)
Συντάκτης: Δ. Χατζηγιαννάκης
ΜΕ ΑΦΟΡΜΗ ΤΗΝ ΑΠΟΣΤΟΛΗ TOY Α.Ε. ΣΤΗΝ ΕΚΘΕΣΗ «AUTOMECHANIKA» Ο Δ, ΧΑΤΖΗΓΙΑΝΝΑΚΗΣ, ΓΡΑΦΕΙ ΓΙΑ ΕΝΑ ΓΝΩΣΤΟ - ΑΓΝΩΣΤΟ ΘΕΜΑ: ΤΑ ΦΡΕΝΑ ΚΑΙ ΤΙΣ ΕΤΑΙΡΕΙΕΣ ΠΟΥ ΑΣΧΟΛΟΥΝΤΑΙ Μ' ΑΥΤΑ
Έτος 1906: Η νέα έκδοση του γερμανικού λεξικού ορίζει ότι:
«τα φρένα είναι μηχανισμοί για να περιορίζουν ή να σταματούν την κίνηση μηχανής, εφαρμόζοντας τριβή στο κινούμενο μέρος, κατά τέτοιο τρόπο, ώστε μέρος της κινητικής ενέργειας να μετατραπεί σε θερμότητα, οπότε μειώνεται και η ταχύτητα. Τα φρένα είναι δύο ειδών, με ιμάντα ή με σιαγόνες».
Ο πληρέστατος αυτός ορισμός καλύπτει και τη δραστηριότητα που άρχισε και ο κύριος Άλφρεντ Τέβς κατά τον ίδιο χρόνο. Μετά από 84 ολόκληρα χρόνια, η εταιρεία του Γερμανού αυτού σκαπανέα, απασχολεί πάνω από 12.000 άτομα σε 23 εργοστάσια ανά την υδρόγειο, για να παράγουν τα πάντα γύρω από τα φρένα.
Μια πραγματική ιστορία επιχειρηματικής επιτυχίας, που καλό θα είναι να δείξουμε με αριθμούς: Το 1989 ο τζίρος της Τεβς (Teves) ήταν… 265 δισ. δραχμές (!!!) και κατά 17% ανώτερος από αυτόν του '88. Οι παραγγελίες αντίστοιχα του '89 ήταν αυξημένες κατά 19% έναντι του '88. Μεγάλο μέρος της δουλειάς αφορά τα ηλεκτρονικά συστήματα (το ABS δηλαδή, που αναπτύχθηκε ταχύτατα τα τελευταία χρόνια και τώρα ασχολείται με την κατασκευή του ένα ολόκληρο εργοστάσιο). Η σύνεση, όμως, των σωστών Βιομηχανιών και η προσήλωσή τους στην πρόοδο, φαίνεται όχι από τα κέρδη τους, αλλά από τα ποσά που διατίθενται για έρευνα και ανάπτυξη (R & D). Η Τέβς διέθεσε το '89,30 δισ. δραχμές για τους σκοπούς αυτούς. Με τέτοια σοβαρότητα και μακρόχρονη ιστορία, η εταιρεία έχει να επιδείξει και μερικές αξιοζήλευτες πρωτιές, πάντα σχετικά με τα φρένα:
• Το 1926 «μπαίνουν» τα πρώτα υδραυλικά φρένα σε αυτοκίνητο στην Ευρώπη.
• Πρώτο διπλό κύκλωμα φρένων στη Γερμανία.
• Πρώτη χρήση σερβόφρενου σε αγώνες σε παγκόσμια κλίμακα (1954 και Μερσέντες με Μος και Φάντζιο).
• Πρώτη ευρεία χρήση δισκόφρενου στη Γερμανία (Ford 17Μ, 1961).
• Πρώτο ολοκληρωμένο σύστημα στον κόσμο ABS.
Πέρα απ' αυτές τις δάφνες, τα σημερινά προϊόντα είναι πάνω από 6.000 διαφορετικά κομμάτια Καθημερινά, πάνω από 120.000 σιαγόνες, 70.000 δίσκοι, 18.000 σερβό και 3.300 ABS παράγονται, για περισσότερα από 70 μοντέλα 15 διαφορετικών κατασκευαστών αυτοκινήτων. Αυτή η επιτυχία, βέβαια, θα μπορούσε ποτέ να ήταν τυχαία; Φυσικά, όχι. Η κινητικότητα των μηχανικών της Τεβς είναι καταπληκτική. Συνεργάζονται με όλους σχεδόν τους κατασκευαστές αυτοκινήτων, βρίσκοντας λύσεις στα σχετικά τους προβλήματα και επιβεβαιώνουν με την ποιότητα των προϊόντων τους, τη θέση που κατέχουν στην αγορά.
Το «κυνήγι» αυτό της δουλειάς, τους έφερε σαν εταιρεία στη δέκατη θέση παγκοσμίως, σε αριθμό ευρεσιτεχνιών. Ας δούμε, όμως, και μερικά από τα προϊόντα της Τεβς, για να καταλάβουμε κυρίως τα γύρω από την εξέλιξή τους γενόμενα. Ένας από τους πιο σημαντικούς κρίκους στην αλυσίδα των φρένων, είναι και τα υγρά. Παραμελημένα από πολλούς ως ανάξια προσοχής - λόγω άγνοιας βέβαια - είναι ένα από τα σημαντικότερα προϊόντα κάθε σχετικής με τα φρένα εταιρείας. Το 1989 εμφανίστηκε μετά από εξουθενωτικές δοκιμές, ένα νέο υγρό στην αγορά: το ΑΤΕ Super Blue Racing. Δε θα αναφερθούμε στα τεχνικά του στοιχεία, αλλά θα περιοριστούμε να δηλώσουμε, ότι οι προδιαγραφές του καλύπτουν αυτές του DOT 5 για τα υγρά φρένων. Αν σκεφθείτε ότι τα πιο πολλά υγρά στην αγορά δεν καλύπτουν την DOT 4, το άλμα είναι εμφανές (κατά σειρά αυστηρότητας οι απαιτήσεις είναι DOT 3,4 και τέλος, 5 DOT, είναι τα αρχικά του αμερικανικού υπουργείου Συγκοινωνιών, Dept. of Transportation). Η ασφάλεια που παρέχει το υγρό αυτό και η σταθερότητά του, φαίνονται από τα διαστήματα αλλαγής του - 3 ολόκληρα χρόνια. Οι ιδιότητές του μένουν αξιοθαύμαστα σταθερές… Φυσικά, για την καταλληλότητα του υγρού δεν είναι δυνατόν να ξέρουν τα πάντα οι οδηγοί, αλλά ακριβώς για να αποδειχθεί αυτό, οι Γερμανοί τεχνικοί έκαναν μετρήσεις σε 3.700 παρκαρισμένα αυτοκίνητα. Μόνο τα μισά είχαν αποδεκτά υγρά φρένων και τα 20% ήταν επικίνδυνα (και αυτά στη Γερμανία. Φαντασθείτε να γινόταν εδώ αυτός ο έλεγχος!). Για να απλουστεύουμε λίγο τα πράγματα, ο μόνος και σημαντικότερος παράγοντας για την αξιολόγηση των υγρών, είναι το σημείο βρασμού τους. Οι μεγάλες θερμοκρασίες που αναπτύσσονται κατά το φρενάρισμα, θερμαίνουν φυσικά και τα υγρά και η εξαέρωσή τους, ο βρασμός δηλαδή, ισοδυναμεί με… έλλειψη φρένων, έτσι απλά. Το νέο, λοιπόν, υγρό της υπερβαίνει τις προδιαγραφές βρασμού του DOT 4 ακόμα και ύστερα από τρία ολόκληρα χρόνια. «Αξιοθαύμαστο», θα ήταν μια καλή λέξη για το υγρό αυτό. Κοντά στο υγρό είναι τα τακάκια. Μέχρι τώρα, όλα περιέχουν αμίαντο και ο αμίαντος είναι από πολλά χρόνια γνωστός ως καρκινογόνο υλικό. Μόλις «τώρα» όμως, εδώ και 6 χρόνια κατόρθωσαν οι τεχνικοί να Βρουν εναλλακτικά υλικά που να έχουν τις επιθυμητές ιδιότητες (σταθερό συντελεστή τριβής για τεράστιες θερμοκρασιακές μεταβολές).
Σήμερα, χάρη στην έρευνα, τα τακάκια «asbestos-free» έχουν διαδοθεί και δεν προκαλούν εντύπωση πια. Τα τακάκια προσπαθούν να συμπιέσουν ή να συγκρατήσουν τους δίσκους. Η θερμότητα που αναπτύσσεται είναι τεράστια και δημιουργεί προβλήματα παραμόρφωσης. Οι δίσκοι πρέπει να έχουν εκπληκτική διαστασιακή σταθερότητα, μαζί με ελεγχόμενη αποβολή της θερμότητας. Οι τεχνικοί της ΑΤΕ μπόρεσαν μέσα από μακρόχρονες μελέτες, να καταλήξουν σε λεπτομερείς μηχανουργικές κατεργασίες που εξασφαλίζουν την απαραίτητη σταθερότητα των δίσκων. Ασήμαντες, πολλές φορές, λεπτομέρειες, για τον απλό παρατηρητή, είναι αποτέλεσμα ετών δοκιμών για την ασφάλεια των πολλών.
Επειδή, όμως, τα αυτοκίνητα έχουν διαδοθεί σε όλα τα μήκη και πλάτη της γης, η ΑΤΕ φρόντισε να κάνει τις δοκιμές των προϊόντων της και την εξέλιξη των νέων οριζόντων σε ό,τι πιο αφιλόξενο τοπίο υπάρχει: στις παγωμένες λίμνες της Λαπωνίας, πολύ κοντά δηλαδή στην Αρκτική, δοκιμάζονται όλα τα συστήματα και γίνονται οι απαραίτητες, πριν την παραγωγή, επεμβάσεις.
Σ' αυτήν την περιοχή, έγινε και η τελειοποίηση του πιο σημαντικού ηλεκτρονικού συστήματος της ΑΤΕ: του ABS/TC (Anti-lock braking system/Traction control). Νομίζουμε ότι αξίζει να γίνει κάποια ανάλυση του νέου αυτού ηλεκτρονικού «ελεγκτή» της κίνησης, όπως τοποθετείται στο SAAB Turbo 900016S. Το ABS δε θα το αναλύσουμε σε βάθος, γιατί λίγο πολύ είναι γνωστό (αν όχι περιμένουμε γράμματά σας για να… δράσουμε ανάλογα!). Το TC είναι μια επέκταση στις δυνατότητες του ABS που ελέγχει το σπινάρισμα των εμπρός τροχών -σε προσθιοκίνητο όχημα- άσχετα με τις… άγριες διαθέσεις του οδηγού. Μόλις το σύστημα αντιληφθεί κάποιο τροχό να «σπινάρει» ενεργοποιεί το φρένο του τροχού αυτού για να του μειώσει την ταχύτητα! Στην πράξη, αυτό επιδρά σαν μπλοκέ διαφορικό, περίπου. Την ίδια στιγμή, ελέγχονται και οι στροφές του κινητήρα -η ροπή του μάλλον- ανεξάρτητα από το πόδι του οδηγού. Η «ντίζα» του γκαζιού, βλέπετε, είναι ηλεκτρονική και η «πεταλούδα» κάνει ό,τι διατάξει ο μικροϋπολογιστής του συστήματος. Η κεντρική μονάδα, δηλαδή, ενεργεί σαν σημείο ολοκληρωτικού ελέγχου κίνησης - πέδησης, άσχετα με το δεξί πόδι του οδηγού. Η ροπή του κινητήρα ρυθμίζεται, ώστε να μην υπερβαίνει την απαιτούμενη (ροπή), για να γυρίσει ο τροχός χωρίς να ολισθαίνει. Σε κάθε περίπτωση, δηλαδή, έχουμε την ελάχιστη απαιτούμενη παροχή ισχύος που καθορίζεται από τον τύπο ή ολισθηρότητα του οδοστρώματος. Σε κάθε περίσταση, πάντως, προτεραιότητα έναντι της ικανότητας και λειτουργίας του TC έχει το φρενάρισμα. Ο οδηγός δεν έχει, δηλαδή, παρά να πιέσει το πεντάλ του φρένου και το ηλεκτρονικό αυτό τέρας θα υπακούσει αμέσως στην εντολή επιβράδυνσης. Κατασκευαστικά, το ABS/TC διαθέτει, εκτός από τα απαραίτητα ηλεκτρονικά, δύο μόνον εξτρά βαλβίδες για το φρενάρισμα των εμπρός τροχών στην περίπτωση της ελεγχόμενης ολίσθησης κατά την επιτάχυνση, που τροφοδοτούνται από ειδικό κύκλωμα υψηλής πίεσης. Υπάρχει, ακόμα, και η δυνατότητα πρόσθεσης του TC σε υπάρχον σύστημα ABS, αν κάτι τέτοιο είναι επιθυμητό. Στο αντίστοιχο σχήμα, που ευτυχώς είναι πολύ κατατοπιστικό, μπορείτε να δείτε καθαρά πώς λειτουργεί το ABS/TC. Να περιγράψουμε την αποτελεσματικότητα του ABS/ TC; Έναν αριθμό μόνο θα παραθέσουμε και σίγουρα θα είναι αρκετός: Σε ολισθηρό οδόστρωμα (λάσπη, χιόνι, κ.λπ.) το σύστημα αυτό επιτρέπει 4 φορές καλύτερη —πιο γρήγορη — επιτάχυνση! λόγια δε χρειάζονται άλλα. Η παρουσίαση αυτή θα σας έδειξε ότι τα όρια και οι δυνατότητες της τεχνολογίας είναι οπωσδήποτε κινητά, ιδίως όταν οι εταιρείες ασχολούνται σοβαρά με την έρευνα και ανάπτυξη. Αυτό που δεν μπορούμε να καταλάβουμε εμείς, είναι: γιατί κάθε φορά που μας γίνεται μια τέτοια παρουσίαση αισθανόμαστε πρώτα πιο πλούσιοι και ύστερα από λίγο… πολύ φτωχοί;…
Παρόν και μέλλον (C&D 5, 4/1990)
Κείμενο: Δ. Καρταλαμάκης
Φωτό: Αρχείου
Όλα όσα θέλετε - και πρέπει να ξέρετε για τα φρένα του αυτοκινήτου σας, την εξέλιξη και το μέλλον τους.
Στις συγκρίσεις και τα τεστ τον πρώτο λόγο έχουν πάντα οι επιδόσεις: 0-100 χλμ./ώρα, 0- 400 μέτρα, 0-1000 μέτρα, τελική ταχύτητα κ.λπ. Όλα δηλαδή τα σχετικά με την… αύξηση της ταχύτητας! Με την μείωση της όμως τι γίνεται; Σίγουρα τα φρένα (ή, αν προτιμάτε το σύστημα πέδησης) δεν βρίσκονται στο φως των προβολέων. Κάπου - κάπου αναφέρονται και οι αποστάσεις ακινητοποίησης αλλά δυστυχώς λίγους ενδιαφέρουν. Και όμως οι πρόοδοι που έχουν γίνει στον τομέα «φρένα» τα τελευταία δέκα χρόνια είναι τεράστιες και με εντυπωσιακά αποτελέσματα. Ένα μεγάλο μέρος της έρευνας ξεκινά από τις πίστες των αγώνων όπου γίνονται δοκιμές και πειράματα και η πιστοποίηση νέων υλικών και τεχνολογιών για να καταλήξουν τελικά όλ' αυτά στη δική μας καθημερινότητα. Σχετικά με τις απαιτήσεις επιβράδυνσης στα αυτοκίνητα αγώνων, τα πρωτεία ανήκουν αναμφισβήτητα στα οχήματα Γκρουπ C που λόγω βάρους και τελικών ταχυτήτων υποσκελίζουν και αυτά ακόμα τα μονοθέσια της Φόρμουλα Ένα. Βαρύτερα λοιπόν και ταχύτερα τα Γκρουπ C. Θυμηθείτε τώρα λίγο τη Φυσική όπου μάθαμε ότι η κινητική ενέργεια είναι συνάρτηση του βάρους (μάζας) και της ταχύτητας. Αυτή λοιπόν η κινητική ενέργεια πρέπει να μηδενιστεί - και είναι μηδέν όταν το όχημα είναι ακίνητο. Συνέχεια στη Φυσική, όπου τα βιβλία λένε ότι η ενέργεια δεν… εξαφανίζεται, αλλά μετατρέπεται σε άλλη μορφή ενέργειας. Στην περίπτωση των φρένων λοιπόν, φροντίζουμε να μετατρέψουμε την κινητική ενέργεια σε θερμική. Η θερμική όμως αυτή ενέργεια πώς θα μπορέσει να ακτινοβοληθεί ή καλύτερα να αποβληθεί στο περιβάλλον, δηλαδή στον αέρα; Τι υλικά είναι αυτά που θα πρέπει να αντέχουν στις τρομερές καταπονήσεις ενός σιρκουί για δύο, τρεις ή ακόμα και για 24 ώρες; Το πρώτο και πιο διαδεδομένο στους κοινούς .. .θνητούς υλικό κατασκευής δίσκων είναι, ο χυτοσίδηρος (μαντέμι). Βρίσκεται σε διάφορες διαστάσεις σε όλα σχεδόν τα αυτοκίνητα παραγωγής. Σ' αυτά που έχουν κάποιες ιδιαίτερες δυνατότητες ο δίσκος είναι «αεριζόμενος» για καλύτερη αποβολή της θερμοκρασίας και συνήθως έχει και μεγαλύτερη διάμετρο από τους δίσκους των πιο απλών μοντέλων. Όταν δε η διάμετρος είναι μεγαλύτερη, μπορούμε να τοποθετήσουμε και μεγαλύτερα τακάκια τα οποία θα «σαρώνουν» και μεγαλύτερη επιφάνεια Για να έχουμε δε περισσότερη πίεση στα τακάκια, χρησιμοποιούμε και δαγκάνες με 4 αντί για 2 πιστονάκια (έμβολα). Σχοινί - κορδόνι, ή όπως θα λέγαμε αλλιώς το ένα φέρνει τ' άλλο. Και το αποτέλεσμα; Το αποτέλεσμα στη βελτίωση των φρένου φαίνεται καθαρά πια σε αγωνιστικό επίπεδο. Ας περάσουμε να δούμε όμως τα υλικά από τα οποία κατασκευάζονται οι δίσκοι, οι δαγκάνες και τα υπόλοιπα κομμάτια του συστήματος των φρένων των… θεών της ταχύτητας. Οι δίσκοι που πριν μερικά χρόνια ήταν και αυτοί από μαντέμι, ζυγίζουν σήμερα μόλις 3.3 κιλά. Αν προσθέσουμε ότι έχουν μια διάμετρο 36 εκατοστών και ένα πάχος 35 χιλιοστών, μάλλον θα συμφωνήσετε ότι είναι πολύ ελαφροί για το μέγεθος τους.
Αυτό είναι αλήθεια και ο λόγος είναι ότι δεν μιλάμε για μαντέμι πια αλλά για δίσκους που είναι φτιαγμένοι από ίνες άνθρακα «δεμένες» μεταξύ τους με διάφορες ρητίνες. Η δε κατασκευή του δίσκου, η σύνδεση μάλλον των υλικών αυτών μεταξύ τους γίνεται σε συνθήκες μεγάλης πίεσης και θερμοκρασίας, αυστηρά ελεγχόμενες και σε εργαστηριακό περιβάλλον.
Ο άνθρακας είναι υλικό που κατ' εξοχήν αντέχει στις ψηλές θερμοκρασίες και όταν «δεθεί» με κατάλληλο τρόπο και κατάλληλες ρητίνες αποκτά και ψηλή μηχανική αντοχή. Αυτή είναι και η αιτία που σήμερα γίνεται πολύς λόγος για «ανθρακονήματα» σε πολλούς τομείς της βιομηχανίας. Πρόκειται για σύνθετα υλικά που πρωτοχρησιμοποιήθηκαν στο Διάστημα και βρίσκουν σιγά-σιγά το δρόμο τους και σε άλλες εφαρμογές. Ο τεράστιος λοιπόν - και πανάκριβος - αυτός δίσκος, αφού λειανθεί και τρυπηθεί σε ηλεκτρονικά ελεγχόμενες εργαλειομηχανές, τοποθετείται ή καλύτερα συναρμολογείται με μία πλήμνη που είναι με τη σειρά της καμωμένη από Ergal, ένα ειδικό ατσάλι μεγάλης αντοχής. Ο δίσκος δεν σφίγγεται στην πλήμνη αλλά είναι αιωρούμενος για να κεντράρεται στη δαγκάνα. Όταν λέμε αιωρούμενος μιλάμε για μερικά δέκατα του χιλιοστού, μη φανταστείτε τίποτα μεγαλύτερο.
Σχήμα 1: Επάνω αριστερά βλέπετε τη «νέα» για τον περασμένο χρόνο δαγκάνα της Brembo για αυτοκίνητα Φ1 σε «ελαφριά» έκδοση. Δεξιά, η ίδια δαγκάνα σε «μέτρια» μορφή. Κάτω αριστερά φαίνεται η μονολιθική κατασκευή τους, αποτέλεσμα που σήμερα μπορεί να μην προκαλεί εντύπωση αλλά ήταν αδιανόητο λίγα χρόνια πριν. Σε όλες τις φωτογραφίες και ιδιαίτερα κάτω δεξιά φαίνονται οι εγκοπές ψύξης που έχουν γίνει στα ειδικά από τιτάνιο έμβολα. Προσέξτε επίσης τη διαφορά μεγέθους που έχουν μεταξύ τους τα «διαστημικά» αυτά έμβολα, που σκοπό έχει την προοδευτική αύξηση της πίεσης στα τακάκια. Οι νέες δαγκάνες δεν παραχωρήθηκαν φυσικά σε όλες τις ομάδες καθ' ότι πρόκειται για ειδική και επομένως πανάκριβη μελέτη και εφαρμογή. Ο Προστ και ο Σένα πάντως τις χρησιμοποίησαν και τις προτιμούν διότι έχοντας μικρότερη επιφάνεια τριβής (45 τετραγωνικά εκατοστά η νέα και 54 η «παλιά») επιτρέπουν πιο γρήγορες ακόμα επιβραδύνσεις από αυτές του πίνακά μας, διότι ανεβαίνει ταχύτερα η θερμοκρασία των επιφανειών τριβής. Αυτό, σε συνδυασμό με νέα - μυστικά φυσικά - τακάκια και μία συνολική μείωση του βάρους κατά δυόμισι κιλά (!!) ήταν σίγουρα ένα από τα πολλά πλεονεκτήματα της ομάδας στο τσίρκο της Φ1.
Όταν όμως χρειάζονται δίσκοι ποιότητας (δεν αναφερόμαστε στη Φόρμουλα Ένα ή το Γκρουπ C) τι γίνεται - όταν οι διάφορες ομάδες δεν μπορούν να δικαιολογήσουν οικονομικά και να καλύψουν το κόστος των δίσκων από ανθρακονήματα; Γι' αυτές τις περιπτώσεις έχουν τελειοποιηθεί δίσκοι, διμεταλλικοί, αποτελούμενοι από μαντέμι και χαλκό. Το μαντέμι δίνει τη μηχανική αντοχή και ο χαλκός τη δυνατότητα γρήγορης αποβολής της θερμοκρασίας. Τέτοια θερμοκρασία βρίσκουμε εύκολα στην καθημερινή μας οδήγηση, γύρω στους 200 βαθμούς Κελσίου, ενώ σε αγωνιστικό επίπεδο οι 500 βαθμοί είναι συνηθισμένο γεγονός!
Σ' αυτές τις ψηλές θερμοκρασίες δεν εκτίθενται μόνον οι δίσκοι αλλά φυσικά και τα υλικά τριβής, τα τακάκια δηλαδή, τα έμβολα, τα λαστιχάκια και φυσικά τα υγρά των φρένων. Αρχίζοντας από τα τελευταία, ας εξηγήσουμε τι γίνεται όταν στο παρατεταμένο φρενάρισμα τα φρένα χάνουν την αποτελεσματικότητά τους. Η θερμοκρασία που αναφέραμε μεταδίδεται από εκεί που αναπτύσσεται - δίσκος / τακάκι - στο έμβολο και από εκεί στα υγρά. Αυτά, ιδίως αν έχουν απορροφήσει υγρασία, βράζουν αρκετά γρήγορα και σχηματίζονται φυσαλίδες αέρος, ο οποίος βέβαια αέρας είναι συμπιεστός και το πεντάλ… οδεύει προς τα κάτω χωρίς αποτέλεσμα. Για αγωνιστική χρήση, υπάρχουν ειδικά υγρά, όχι υγροσκοπικά, που βράζουν σε τεράστιες θερμοκρασίες οι οποίες συναντώνται δύσκολα ακόμα και στις μεγάλες αυτές καταπονήσεις. Και για μας όμως τους θνητούς, υπάρχουν μερικές λύσεις που θα μας βοηθήσουν να απομακρύνουμε τουλάχιστον τον κίνδυνο αυτό του βρασμού των υγρών. Η Tar-Ox έχει τελειοποιήσει ένα εξάρτημα, μία ψήκτρα, που τοποθετείται εύκολα στη θέση της βαλβίδας εξαέρωσης των φρένων (σε κάθε δαγκάνα). Η θέση της ψήκτρας αυτής είναι άριστη, δεδομένου ότι βρίσκεται ακριβώς στο σημείο που συγκεντρώνονται οι φυσαλίδες της υπερθέρμανσης! Τα μικρά «φτερά» της ψήκτρας εκτεθειμένα στο ρεύμα του αέρα, χαμηλώνουν αρκετά τη θερμοκρασία του παρακείμενου υγρού, με αποτέλεσμα την για πολλούς βαθμούς ακόμα καθυστέρηση σχηματισμού των φυσαλίδων!
Σχήμα 2: Δίσκος διμεταλλικός που εκτός από το κλασικό μαντέμι περιέχει και τρεις δακτυλίους από κράμα με ψηλή περιεκτικότητα χαλκού. Ο χαλκός, όπως είναι γνωστό, είναι άριστος αγωγός της θερμότητας και γι' αυτή του την ιδιότητα προτιμήθηκε σ' αυτή την εφαρμογή. Το βάθος του ευθερμαγωγού αυτού κράματος είναι κάτι περισσότερο από 2 χιλιοστά σε κάθε πλευρά του αεριζόμενου αυτού δίσκου. Η όμορφη αυτή κατασκευή έχει επιδείξει, όπως και αναμενόταν, τέλεια συμπεριφορά σε συνθήκες σύντομων σιρκουί και ιδίως αναβάσεων.
Σχήμα 3: Ο πανάκριβος δίσκος από συνθετικά υλικά των αυτοκινήτων του Γκρουπ C. Προσέξτε το αξιοσημείωτο πάχος των 35χιλιοστών και τον τρόπο προσαρμογής του καθαυτού δίσκου στην πλήμνη που του επιτρέπει μία πολύ μικρή αιώρηση. Τα αυτοκόλλητα που φαίνονται είναι ενδείκτες θερμοκρασίας, ώστε να μπορούν οι τεχνικοί να βρουν τα σωστά τακάκια για τις απαιτήσεις κάθε σιρκουί.
Σχήμα 4: Η ψήκτρα τοποθετημένη. Εδώ μπορείτε να υπολογίσετε και το μέγεθος της σε σχέση με τη δαγκάνα. Μικρό και θαυματουργό!
Σχήμα 5: Αυτό είναι το θεαματικό αποτέλεσμα που έχει η αδυναμία γρήγορης απαγωγής της θερμότητας που παράγεται στα σημεία τριβής. Όταν τα υλικά είναι αρίστης ποιότητας όλα επανέρχονται στο κανονικό, μόλις λίγα δευτερόλεπτα αφού «ανοίξει» η δαγκάνα, όσο απίστευτο και αν αυτό φαίνεται. Στην περίπτωση της φωτογραφίας οι θερμοκρασίες υπερβαίνουν τους 700 βαθμούς. Σκεφτείτε τα έμβολα, τα λαστιχάκια, τα υγρά…
Η θερμότητα που παράγεται μεταξύ των επιφανειών τριβής μεταδίδεται φυσικά και στη δαγκάνα. Αν αυτή είναι κατασκευασμένη από χοντρό και βαρύ μέταλλο θα έχει οπωσδήποτε κάποια θερμοχωρητικότητα που είναι και το τελευταίο πράγμα που θέλουμε στα φρένα. Γι' αυτό το λόγο, οι δαγκάνες κατασκευάζονται από ατσάλι ποιότητας (ναι, και τα ατσάλια έχουν πολλές διαβαθμίσεις, ανάλογα με τη χρήση τους) και όσο γίνεται με λεπτά τοιχώματα πληρώντας όμως τις σοβαρότατες προδιαγραφές αντοχής του εξαρτήματος αυτού. Τέτοιο ατσάλι είναι το Ergal που αναφέραμε πιο πάνω. Μέχρι πρόσφατα και οι δαγκάνες της Φόρμουλα 1 ήταν από δύο κομμάτια βιδωμένα μεταξύ τους με τέσσερις πανίσχυρες βίδες, όπως δηλαδή και στα κοινά αυτοκίνητα. Τελευταία όμως και σε συνδυασμό με τη χρήση εξελιγμένων συσκευών, κατορθώθηκε να κατασκευαστούν μονοκόμματες δαγκάνες οι οποίες είναι πραγματικά έργα τέχνης. Με σοβαρή ταυτόχρονη μελέτη των απαντουμένων διαστάσεων έγινε δυνατή η μείωση του βάρους της δαγκάνας κατά 600 γραμμάρια! Πιο ελαφριά και πιο ανθεκτική δηλαδή. Το καλλιτέχνημα όμως δεν σταματά εδώ, αλλά συνεχίζει και στα έμβολα της δαγκάνας, που φυσικά είναι τέσσερα. Για να αποβάλουν γρήγορα τη θερμότητα που περνά απ' αυτά για να φτάσει στα υγρά, διαθέτουν εγκοπές όπου περνά το ρεύμα του αέρα. Και δεν είναι μόνο αυτό το κέρδος αλλά και η δυσκολία πλέον της μεγάλης θερμοκρασίας να περάσει από το μη συμπαγές πλέον κυλινδράκι! Λιγότερη και αργότερη μετάδοση της θερμότητας και αποτελεσματική απαγωγή της. Τα θαυματουργά αυτά εμβολάκια είναι φτιαγμένα από τιτάνιο, μέταλλο πανάλαφρο και ανθεκτικό, έχουν δε υποστεί ειδική σκλήρυνση (επιφανειακή) και αντιτριβική κατεργασία, η οποία συνίσταται στον εμποτισμό της εξωτερικής επιφάνειας με γραφίτη - για να γλιστρά με άλλα λόγια στο σωλήνα του. Όλ' αυτά τα ακριβά υλικά συνεργάζονται μοιραία με τα τακάκια τα οποία είναι και το πιο καλά φυλαγμένο μυστικό στον τομέα των φρένων. Η σύνθεση τους είναι «διαβαθμισμένη πληροφορία» που κυκλοφορεί μόνο στα αντίστοιχα ερευνητικά εργαστήρια των εταιρειών. Σήμερα, οι επιτρεπτές θερμοκρασίες που παρατηρούνται στα μονοθέσια της Φ Ι και τα αυτοκίνητα Γκρουπ C είναι 300 έως 600 βαθμοί (Κελσίου) για τους δίσκους και το τακάκι και 180 έως 200 για τη δαγκάνα (μεγάλο όμως μέρος της αποβαλλόμενης θερμότητας φεύγει και από τη… ζάντα - εδώ βοηθά πολύ η κατασκευή της από ελαφρό κράμα). Ειρωνικά, θα 'λεγε κανείς, αν τα φρένα αυτά δεν φτάσουν τους 300 βαθμούς στο δίσκο δεν είναι καθόλου αποτελεσματικά, όταν στις θερμοκρασίες των 200 βαθμών τα «δικά» μας γίνονται αρκετά επικίνδυνα! Κάτω από τους 300 βαθμούς πέφτει ραγδαία ο συντελεστής τριβής και πάνω από τους 600 επέρχεται ταχύτατη φθορά σε δίσκους και τακάκια από την οξείδωση που υφίστανται σ' αυτές τις θερμοκρασίες τα συνθετικά με άνθρακα υλικά.
Μία τέτοια συζήτηση με τεχνικό περιεχόμενο, όσο κατατοπιστική και να είναι, δεν θεωρείται τελειωμένη αν δεν συνοδεύεται και από παραδείγματα που να συγκρίνουν στην περίπτωση μας την καθημερινότητα με την αγωνιστική πραγματικότητα. Στον πίνακα που παραθέτουμε μπορείτε να θαυμάσετε τα επιτεύγματα της έρευνας στον τομέα των φρένων, που τουλάχιστον σε κάποιο βαθμό και με κάποια μορφή είναι σίγουρο ότι 0α φτάσουν και στα δικά μας οχήματα. Απλά είναι θέμα χρόνου. Τι μπορεί λοιπόν ο μέσος οδηγός να κάνει για να έχει σε άριστη κατάσταση τα φρένα του αυτοκινήτου εκτός από το να προσπαθήσει να βρει και να… τοποθετήσει τους εικονιζόμενους δίσκους;
Θα πρέπει λοιπόν να έχει:
- Καινούργια υγρά με αλλαγή και πλύσιμο του συστήματος όλου (σωληνώσεις, τρόμπα, δαγκάνες) μία φορά το χρόνο. Τα υγρά των φρένων είναι υγροσκοπικά, δηλαδή απορροφούν υγρασία. Η υγρασία με τη σειρά της είναι βέβαια νερό, που βράζει όπως ξέρουμε στους 100 βαθμούς. Όταν λοιπόν οι θερμοκρασίες στις δαγκάνες μπορούν κάλλιστα να υπερβούν τους 150 βαθμούς, ο σχηματισμός των επικίνδυνων φυσαλίδων είναι γεγονός, όπως είναι και ο μηδενισμός της αποτελεσματικότητας των φρένων.
- Δίσκους ομαλούς, χωρίς γραμμές που δημιουργούνται από ακανόνιστη φθορά και λάθος υλικό στα τακάκια. Πολύ σημαντικό είναι το πάχος του δίσκου να μην είναι σε καμία περίπτωση μικρότερο από το όριο φθοράς που ορίζει ο κατασκευαστής. Αν είναι μικρότερο, υπάρχει περίπτωση το φρένο να ανταποκρίνεται στο… δεύτερο πάτημα του πεντάλ!
- Δαγκάνες σε άριστη κατάσταση, χωρίς εσωτερική οξείδωση (σκουριά), ιδίως εκεί που ολισθαίνουν τα έμβολα. Το δε λαστιχάκι που περιβάλλει το έμβολο εξωτερικά να είναι σε άριστη κατάσταση, γιατί από αυτό το μικρό ασήμαντο κομματάκι εξαρτάται η αμεσότητα της απόκρισης των φρένων. Το ελαστικό δε κάλυμμα των εμβόλων δεν πρέπει να έχει ρωγμές, διότι αν τυχόν εισχωρήσει σκόνη στο εσωτερικό, σίγουρα θα εμποδίσει τη σωστή κίνηση των εμβόλων.
- Έμβολα πεντακάθαρα και λεία εξωτερικά, χωρίς επιφανειακές διαβρώσεις που να επιτρέπουν τυχόν διαρροή υγρών και αργή αλλά σταθερή φθορά στα λαστιχάκια στεγανοποίησης.
- Τακάκια με το σωστό μείγμα υλικού τριβής για τον τρόπο χρήσης του αυτοκινήτου. Τακάκια υπάρχουν για τα περισσότερα αυτοκίνητα σε τρεις σκληρότητες. Τα μαλακά είναι αυτά που… μαυρίζουν πολύ τις ζάντες αλλά σταματούν πολύ εύκολα το όχημα από μικρές και μεσαίες ταχύτητες. Τα μεσαία είναι αποτελεσματικά πιο πολύ σε ταχύτητες ταξιδιού και σε καλοκαιρινή περίοδο θα μπορούσαμε να πούμε, και τα σκληρά είναι ακατάλληλα για κανονική χρήση δρόμου, διότι πρέπει πρώτα να ζεσταθούν αρκετά για να γίνουν αποτελεσματικά. Πέρα απ' αυτό, τα σκληρά τακάκια ταλαιπωρούν τους δίσκους προκαλώντας τους γρήγορη φθορά. Σε αγωνιστικές όμως συνθήκες τα σκληρά αυτά βρίσκονται στη δική τους κλάση.
- Εύκαμπτα σωληνάκια (μαρκούτσια) σε άριστη κατάσταση. Τα σωληνάκια αυτά όταν περάσει αρκετός καιρός αποκτούν περίεργες ιδιότητες που τα κάνουν εύθραυστα (!!!) και τους επιτρέπουν να διογκώνονται όταν πιεστεί το πεντάλ, με την αύξηση δηλαδή της πίεσης των υγρών. Με το να διογκωθεί όμως το σωληνάκι χάνεται πίεση που θα ήταν πολύ πιο χρήσιμη στα έμβολα! Καινούργια λοιπόν σωληνάκια για πιο αποτελεσματικό φρενάρισμα.
- Βαλβίδα κατανομής πίεσης σε καλή κατάσταση - πράγμα που φαίνεται στα σίγουρα μόνο με αντικατάσταση της παλιάς, όταν υποπτευθείτε ότι κάτι δεν πάει καλά!
- Ακέραιο το σερβομηχανισμό που δεν πρέπει φυσικά να έχει απώλειες που μειώνουν την υποπίεση.
Όταν όλα τα παραπάνω είναι σωστά και μεθοδικά ελεγμένα μπορείτε να είστε σίγουροι για τα φρένα του αυτοκινήτου σας! Εδώ είναι απαραίτητο να τονιστεί ότι το «άριστο» είναι αναγκαίο και όχι πολυτέλεια για ευνόητους λόγους, ιδίως όταν οι διεθνείς στατιστικές δείχνουν ότι τα περισσότερα δυστυχήματα κρίνονται στα τελευταία πέντε μέτρα του φρεναρίσματος. Τα πέντε αυτά μέτρα μπορούν να είναι εύκολα η διαφορά του άριστου συστήματος από ένα «καλό». Παραλείψεις λοιπόν στα φρένα και ό,τι αφορά την ασφάλεια γενικά είναι απαράδεκτες και πρέπει κάποτε να γίνει πίστη σε όλους ότι δεν είναι τα… ΚΤΕΟ ο λόγος που πρέπει να λειτουργούν όλα άριστα!…
| ΑΠΟΣΤΑΣΕΙΣ ΑΚΙΝΗΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΣΕ ΜΕΤΡΑ | |||
| ΤΑΧΥΤΗΤΑ (χλμ. / ώρα) | BMW 320iS (ABS) | PORSCHE 962 (group C) | MINARDI 186 (1988) |
| 60 | 14 | — | 11 |
| 80 | 25 | 20 | 18 |
| 100 | 40 | 33 | 25 |
| 120 | 57 | 45 | 34 |
| 140 | 78 | 61 | 45 |
| 160 | 102 | 83 | 56 |
| 180 | 134 | 105 | 70 |
| 200 | — | 130 | 83 |
| 220 | — | 157 | 100 |
| 240 | — | 187 | 115 |
