مكابح السيارات الحديثة .. خفيفة الوزن وموفرة للطاقة

لا تهدأ وتيرة التطوير في مجال السيارات أبداً، حيث يعكف الخبراء حالياً على تطوير أنظمة مكابح حديثة تمتاز بقوة الإطباق السريع، فضلاً عن تحسين كفاءة الطاقة وانبعاثات المواد الضارة في السيارات. وتساهم التصميمات خفيفة الوزن للمكابح في توفير استهلاك الوقود، بل إن المكابح الحديثة تتمتع بإمكانيات أكبر من ذلك؛ كونها تساعد على توفير استهلاك الطاقة الكهربائية.

 

وتقدم شركة كونتينينتال على سبيل المثال الجيل الجديد من مكابح السرج الثابت للسيارات بدءاً من الفئة المتوسطة فصاعداً، وتروج الشركة المغذية لصناعة السيارات بأن المكبح الجديد يمتاز بانخفاض وزنه بمقدار 5ر1 كيلوغرام لكل مكبح مقارنة بمكابح السرج الثابت واسعة الانتشار.

 

وأوضحت شركة كونتينينتال بمدينة هانوفر الألمانية، أنه تم صب سرج المكابح من الألومنيوم الخفيف بدلاً من الفولاذ ثقيل الوزن. وأضاف سورين بينكو، المتحدث الإعلامي باسم الشركة، أنه سيتم تركيب هذه المكابح الجديدة في السيارات القياسية بدءاً من عام 2014.

 

وأكد خبراء السيارات أن الوزن المنخفض للسيارة يلعب دوراً محورياً في خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بالموديلات الحديثة. ولكن خفض الوزن من خلال استعمال مكابح أخف وزناً فقط لن يجعل السيارة أكثر اقتصادية بشكل واضح.

 

وأشارت شركة كونتينينتال إلى تزايد الطلب العالمي على المكابح الأخف وزناً، لذلك تعمل الشركة الألمانية على تلبية رغبات الشركات المنتجة للسيارات. وبالإضافة إلى ذلك فإن خلوص المكابح، أي المسافة ما بين قرص المكبح وبطانة المكبح، يعمل على إطباق المكابح الجديدة بشكل أسرع. ومع ذلك يتعين على المطورين التخلص من أصوات الصرير المميزة للسرج الثابت.

 

صراع دائم

وعلل هيلموت كلاين، الخبير بنادي السيارات (ADAC) بمدينة ميونيخ الألمانية، وجود مثل هذه المشكلات بقوله :"هناك صراع دائم ما بين فعالية المكابح والراحة". واحتار بعض المطورين أمام أداء التخميد السيء وصرير المكابح بصوت عالي. وبشكل عام فقد حققت تقنيات مكابح السيارات تقدماً مستمراً خلال العقود الأخيرة، لكن دون وجود "قفزات نوعية تكنولوجية".

 

وينصب التركيز الرئيسي لأكبر الشركات المغذية لصناعة السيارات حالياً على تطوير معزز قوة المكابح، الذي شكّل الأساس التقني لتطوير أنظمة السلامة المهمة في عالم السيارات مثل نظام المكابح المانع لانغلاق العجلات (ABS) وبرنامج تعزيز اتزان السيارة والسيطرة على الانزلاق (ESP).

 

وقد قدمت شركة كونتينينتال مع بداية عام 2013 مكابح «Booster» للسيارات المزودة بمنظومة دفع تقليدية، وتمتاز هذه المكابح الجديد بأنها أخف وزناً من الجيل السابق بمقدار 50%. وتتعاون شركة بوش الألمانية مع شركة كبرى أخرى في مجال الصناعات المغذية للسيارات، لتطوير معزز مبتكر لقوة المكابح، حيث يعمل النظام الكهروميكانيكي المعروف باسم «iBooster» على تحسين كفاءة البطارية في السيارات الكهربائية والموديلات الهجين بصفة خاصة.

 

ويقوم نظام «iBooster» بتحويل الطاقة التي تنشأ عند كبح السيارة إلى تيار كهربائي حسب موقف القيادة، أو ما يُعرف باسم استعادة طاقة الكبح. وبالتالي يتم الحفاظ على شحنة البطارية وزيادة مدى السير، وحتى عند السير داخل المدن يتم إبطاء السيارة عن طريق المحرك الكهربائي فقط، ليصبح في تلك الأثناء بمثابة مولد كهربائي. ولا يتكون ضغط على أسطوانات المكابح إلا في مناورات الكبح بقوة أكبر. وبخلاف الأنظمة الأخرى فقد تخلى نظام المكابح الجديد من بوش عن مضخة الفراغ لتعزيز قوة المكابح.

 

توفير الطاقة

وأوضح أودو روغهايمر المتحدث الإعلامي باسم الشركة الألمانية :"الاستغناء عن المضخة يوفر في استهلاك الطاقة اللازمة لتشغيلها". ومن المقرر أن يتم استعمال نظام المكابح «iBooster» لأول مرة قريباً في سيارة فولكس فاغن e-Up الصغيرة التي تعمل بالطاقة الكهربائية.

 

وتعتبر سرعة استجابة المكابح من المزايا الأخرى التي يتمتع بها نظام «iBooster»، حيث يؤكد أودو روغهايمر أن نظام المكابح الجديد يستجيب بشكل أسرع ثلاث مرات مقارنة بالأنظمة السابقة المباشرة، فضلاً عن أن ضغط المكابح الكامل ينشأ في غضون 120 مللي ثانية تقريباً.

 

وقد تغلب المطورون على عقبة في أنظمة استعادة طاقة الكبح، سواء كانت أقراص أو بطانات المكابح تحتك مع بعضها البعض، أو يقوم المحرك الكهربائي بعملية الكبح كمولد كهربائي، حيث أوضح كونستانتين هاك، الخبير التقني بنادي سيارات أوروبا (ACE) بمدينة هامبورغ، ذلك بقوله :"لا يلاحظ السائق أي شيء من الطريقة التي يتم بها إبطاء سرعة السيارة". وتروج شركة بوش لنظامها الجديد بأن السائق يظل محتفظاً بالشعور المعتاد للدواسات، حتى أنه يمكن برمجة نظام «iBooster» بحرية.