Nagazite kočnicu i auto počinje usporavati. Ovisno o tome koliko snažno pritisnete kočnicu, automobil malo usporava, ili jako, ili se potpuno zaustavlja. Čini se jednostavno, a zapravo je tako već desetljećima. Unatoč sve većoj prisutnosti elektronike u većini sustava automobila, mehanički dio kočionih sustava ostaje u biti isti. Klasične disk ili bubanj kočnice danas se mogu naći u svakom automobilu i u osnovi rade na istom principu.

Ali stvari su puno kompliciranije nego što se na prvi pogled čini. 'Postoji niz zahtjeva koji se postavljaju pred funkcionalnost kočnica koji dizajn kočnica čine iznimno zahtjevnom i složenom materijom,' kaže Michal Klofec, koordinator kočionog sustava i upravljanja u Škoda Tehničkom razvoju. Temeljni uvjet je sigurnost, naravno: kočnice moraju sigurno zaustaviti automobil na određenoj udaljenosti, čak i u slučaju djelomičnog kvara sustava. Ta je udaljenost definirana zakonskim propisima.

Neki vole snažno kočenje, neki meko

'Zahtjeve zakonske regulative, naravno, ispunjavamo, ali trudimo se učiniti još više. Sadašnja Škoda Octavia, primjerice, staje od 100 km/h do nule za 33-34 metra, što je izvrsno', objašnjava Klofec. Drugi čimbenik u postizanju tako kratkog puta kočenja su moderne gume koje mogu prenijeti učinak kočenja na površinu ceste, kaže.

Kako bi se osiguralo da vozač smatra da je kočnica jednostavna za korištenje, da uvijek ima kontrolu nad vozilom i da ga ne ometaju neželjeni učinci kočenja, pored zakonskih zahtjeva mora se ispuniti dodatni skup kriterija i zahtjeva za dizajn kočnica. 'Svatko ima malo drugačija očekivanja od kočnica. Neki vozači vole instant zagriz, drugi preferiraju manje agresivno kočenje', objašnjava stručnjak za kočnice. Ugađanje kočnica uvijek je kompromis, pri čemu stručnjaci moraju uzeti u obzir sve putnike u automobilu, a ne samo vozača. Za njihovu udobnost, sve je potrebno kalibrirati kako bi učinak kočenja imao prilično prirodan odgovor.

Kao rezultat toga, Škoda osim sigurnosti mora uzeti u obzir i druge parametre. 'Prvi je postizanje prave krivulje intenziteta kočnice, odnosno osiguravanje da se intenzitet učinka kočenja nesmetano povećava s jačim pritiskom na papučicu kočnice, kako bi upravljanje kočnicom bilo prirodno i ugodno za vozača', kaže Klofec. Drugi uvjet je da svi Škodini automobili imaju slične karakteristike ponašanja kočnica. 'Želimo da se osjećate kao kod kuće ako prijeđete s malog modela kao što je Fabia na veliki SUV kao što je Kodiaq', naglašava Klofec.

Kočnice nikada ne smiju iznenaditi vozača i trebale bi raditi na isti način u svim okolnostima. Primjerice, prilikom vožnje po neravnoj površini nije moguće da se elementi kočnice odmaknu jedan od drugog i da je vozač nagazio papučicu, da tako kažem, kada je papučica pritisnuta. Osim ovih zahtjeva u ponašanju i sigurnosti (koji uključuju prolazak testa integriteta kočnica pri ponovljenom kočenju, test spuštanja s brda ili test stabilnosti ESP sustava), dizajneri su sada ograničeni zakonima koji reguliraju korištenje određenih materijala, na primjer. azbest, amonijak, olovo, kadmij i, odnedavno, bakar su zabranjeni.

Različiti parametri vozila – težina, veličina kotača, snaga motora – igraju ulogu u dizajnu kočnica. Kočnice uvijek moraju biti dizajnirane ne samo da budu funkcionalne nego i ekonomične. Važna je i akustična udobnost. Škripanje kočnica jedno je od najneugodnijih smetnji za putnike u automobilu (i sve ostale). 'Ovo nikada ne možemo u potpunosti izbjeći. Postoji gotovo beskrajan raspon radnih uvjeta i situacija kojima kočnice mogu biti izložene, a da ne spominjemo promjenjivo stanje i fazu životnog ciklusa vaših kočnica. Unatoč tome, pokušaj uklanjanja neželjenih zvukova važan je dio našeg rada,' objašnjava razvojni programer Škode.

Buka i druge emisije

Borba protiv cviljenja dobra je ilustracija koliko je složen razvoj kočnica. Kočnica dizajnirana prema parametrima zadanog automobila najprije se razvija kao prototip. Zatim se testira u uvjetima ispitivanja koji mogu otkriti određenu sklonost cviljenju. Dalje, sve se provjerava u praksi, jer suprotno uvriježenom mišljenju, nije samo par pločica-disk (ili bubanj-obloga) taj koji uzrokuje visoke tonove.

'Cviljenje je jednostavno rezultat vibriranja nekog dijela na frekvenciji koja dovodi do ovog čujnog zvuka. Dakle, djelovanje kočnice može uzrokovati vibriranje komponente ovjesa', objašnjava Klofec. Inženjeri potom osmišljavaju strukturne modifikacije kako bi suzbili te frekvencije što je više moguće. Ponekad će, kažu, uspjeti promjena pločica, gdje je dovoljno dodati komadić metala koji mijenja krutost pločice i prigušuje određene frekvencije, dok se u drugim slučajevima mora izmijeniti oblik odljevka nosača kočnice. U svakom slučaju, cilj je idealno prigušiti frekvenciju gdje ona potječe.

Uvijek ima mjesta za poboljšanje u kočnicama, kaže. Zakonodavstvo, na primjer, također stavlja naglasak na smanjenje emisije čestica iz kočnica, što u osnovi znači smanjenje trošenja kočnica. Napredak u razvoju materijala omogućuje kontinuirano poboljšanje otpornosti kočnica na koroziju, na primjer, što je glavni neprijatelj pravilnog i udobnog funkcioniranja kočnica. 'Krajnje rješenje u tom pogledu su keramički diskovi, ali ovo je nedostupna tehnologija za masovno proizvedene automobile. I mislim da to u budućnosti nikada neće postati uobičajeno', objašnjava Klofec.

Bubnjevi i hlađenje iz Mlade Boleslave

Pojava e-mobilnosti tjera inženjere da traže nova rješenja. 'U normalnim situacijama električni automobili gotovo uvijek koriste rekuperativno kočenje. Ali u kritičnim situacijama njihove konvencionalne kočnice moraju odraditi svoj posao, a automobil s baterijama teži je od konvencionalnog automobila. Zahtjevi kočnica za električne automobile stoga su prilično kontradiktorni', kaže stručnjak za razvoj kočnica.

Ova raznolikost zahtjeva za kočnicama dovela je do netradicionalnog rješenja za električne automobile koncerna Volkswagen, a time i za Škodine električne automobile: čak i relativno teški automobili imaju bubanj kočnice na stražnjoj osovini. To je zato što njihovi električni automobili imaju stražnju pogonsku osovinu i tu se odvija oporavak. Disk kočnice, koje su kod svih automobila uvijek manje opterećene na stražnjoj osovini i koje su odgovarajuće dimenzionirane, rijetko dolaze u obzir u stražnjem dijelu električnog automobila (s rekuperacijom stražnje osovine). To stvara rizik da su stražnje disk kočnice na električnim automobilima vjerojatnije podvrgnute površinskoj koroziji – stoga upotreba bubanj kočnica na električnim automobilima.

Bubanj kočnice djelo su inženjera iz Mlade Boleslave. Škoda je odgovorna za razvoj svih bubanj kočnica za Volkswagen Grupu od 2004. Inženjeri češkog proizvođača automobila dizajniraju bubanj kočnice do posljednjeg vijka: određuju veličinu pojedinačnih komponenti prema potrebnim parametrima budućih automobila; oni odlučuju kako je kočnica povezana s dijelovima šasije; kako je spojena na hidraulički krug; kako funkcionira ručna kočnica; i mnogo, mnogo drugih detalja. Oni vode proces od početka do kraja, od prvih računalnih modela do praktičnog testiranja.

Postoji još jedna tehnologija koja se koristi u cijeloj Volkswagen Grupi koja je nastala u Škodinoj tvornici u Mladoj Boleslavi: aktivni sustav hlađenja za kočnice. U ovom slučaju radi se o sustavu hlađenja prednjih disk kočnica. Prije se zrak obično dovodio kroz posebne kanale u braniku. Ali oni povećavaju otpor zraka i time pogoršavaju potrošnju goriva. Škodini programeri došli su do rješenja koristeći ventilator hladnjaka motora. Ako elektronika procijeni da je kočnicama potrebno intenzivnije hlađenje nego inače tijekom dugog spuštanja, primjerice, ventilator se uključuje i usmjerava zrak na kočnice kroz posebne rešetke smještene za tu svrhu u donjem dijelu automobila koje ne utječu na aerodinamiku. 'Topli zrak iz hladnjaka je još uvijek dovoljno hladan da bez problema ohladi kočnice', kaže Klofec, objašnjavajući kako ta pametna ideja funkcionira.