Sviluppi e dispositivi di fissaggio del sistema frenante automobilistico

I sistemi frenanti automobilistici sono un esempio di tecnologia che ha visto pochi cambiamenti nel corso degli anni, tuttavia grandi sviluppi sono all’orizzonte per il mercato. Ecco un aggiornamento su cosa aspettarsi dal settore dei sistemi frenanti automobilistici, nonché sull'importanza degli elementi di fissaggio utilizzati in questi sistemi.

Aumento delle caratteristiche di sicurezza dei veicoli

Le caratteristiche di sicurezza dei veicoli rappresentano un fattore trainante per la crescita del mercato dei sistemi frenanti automobilistici, che attualmente è valutato a un livello elevato $29,86 miliardi a partire da quest'anno e si prevede di registrare un CAGR (tasso di crescita annuale composto) di 3.64% da qui al 2028.

I produttori stanno già producendo sistemi che integrano sistemi di frenata antibloccaggio (ABS) con controllo elettronico della stabilità (ESC) per essere compatibili con sistemi di frenata di emergenza autonomi che rilevano le possibilità di collisione dei veicoli e frenano automaticamente per mitigarla.

Affinché queste caratteristiche di sicurezza in via di sviluppo funzionino in modo efficace, sono essenziali elementi di fissaggio durevoli e ad alta resistenza. Ecco un elenco di elementi di fissaggio utilizzati nei sistemi frenanti automobilistici:

Sistema frenante automobilistico: bullone banjo

• Bulloni banjo – collega il raccordo del tubo freno all'ingresso della pinza
• Componente dell'elettrovalvola – Un blocco idraulico ABS/ESC integrato che applica o rimuove la pressione idraulica su comando dall'unità di controllo elettronica (ECU)
• Raccordi per tubi flessibili – Collegare la pompa freno alla pinza freno per il trasferimento del liquido freni pressurizzato
• Asta di guida e perno di guida – Le aste guidano il corretto collegamento tra la pinza del freno e la staffa della pinza, quindi i perni guidano il corretto angolo di connessione tra la pastiglia del freno e il rotore
• Gruppo dado e vite EPB – Funziona come componente attuatore del freno di stazionamento elettrico e trasferisce la coppia al pistone

Affinché il sistema frenante automobilistico funzioni correttamente, è essenziale che i componenti siano fissati insieme con elementi di fissaggio affidabili e durevoli.

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Installazione del freno a disco con pinza

Crescita del sistema di frenata rigenerativa

Oltre all’aumento delle caratteristiche di sicurezza che incentivano il mercato dei sistemi frenanti automobilistici, i sistemi frenanti sostenibili stanno diventando sempre più ricercati a causa delle iniziative governative volte a ridurre le emissioni. Nel 2022, il governo britannico ha concesso quasi 200 milioni di sterline ad aree del Regno Unito per il suo finanziamento Schema Aree Regionali degli Autobus a Emissioni Zero (ZEBRA). per finanziare 943 autobus elettrici a batteria e a idrogeno.

I sistemi di frenata rigenerativa catturano l'energia cinetica del veicolo e la utilizzano per ricaricare le batterie. A causa dell’elevata autonomia degli autobus, i sistemi di frenata rigenerativa sono visti come un ottimo componente da utilizzare per questi veicoli e la loro domanda è chiaramente cresciuta dopo che si stima che il mercato dei sistemi di frenata rigenerativa abbia visto crescita anno su anno a 45.10% nel 2021. Pertanto, questo tipo di sistema frenante contribuirà a stimolare la crescita dei veicoli elettrici e ibridi, creando così una maggiore domanda di elementi di fissaggio adeguati in questi veicoli.

Tuttavia, accanto ai sistemi di recupero dell’energia per veicoli elettrici come la frenata rigenerativa, esistono anche sistemi di recupero dell’energia meccanica. Convertendo l'energia cinetica delle ruote e dell'albero motore in energia meccanica immagazzinata, questa viene rilasciata all'albero motore per l'accelerazione: di solito si trova all'interno del sistema a volano che supporta la frenata del veicolo e aiuta a immagazzinare energia. È essenziale che questi sistemi chiave siano fissati insieme con parti durevoli e ad alta resistenza.

Con oltre 90 anni di esperienza nello stampaggio a freddo di elementi di fissaggio, Barton Cold-Form, Divisione produttiva britannica di Optimas a Droitwich, i loro elementi di fissaggio formati a freddo sono ideali per le applicazioni sui veicoli elettrici.

Barton è in grado di produrre elementi di fissaggio per sistemi frenanti automobilistici in un'ampia gamma di materiali leggeri per contribuire a migliorare l'accelerazione del veicolo e l'efficienza del carburante. Inoltre, la formatura a freddo massimizza le proprietà metallurgiche di una parte, dando priorità alla resistenza e alla durata garantendone l'integrità strutturale, offrendo un vantaggio rispetto alle tradizionali parti lavorate a macchina; questi elementi di fissaggio ad alta resistenza sono fondamentali per i sistemi frenanti automobilistici.

Sviluppi Brake-by-Wire

Continuando con altri sistemi frenanti automobilistici, poiché il sistema Brake-by-Wire ha visto sviluppi. Un sistema Brake-by-Wire controlla i freni di un veicolo attraverso l'uso dell'elettricità, che differisce da un sistema idraulico tradizionale ed elimina il collegamento meccanico tra l'utente e il veicolo.

Il sistema funziona controllando i freni utilizzando l'elettricità e utilizza un sensore per monitorare la forza che il conducente utilizza sul pedale del freno. L'ECU del veicolo trasmette quindi un messaggio alla pompa elettrica per produrre la quantità di pressione desiderata necessaria per rallentare o arrestare il veicolo.

Gli attuali sistemi Brake-by-Wire utilizzano ancora l'idraulica nonostante la pompa elettrica generi la pressione per applicare i freni, tuttavia l'obiettivo finale del test del sistema sarà quello di renderlo controllato e azionato esclusivamente elettronicamente.

Come si è visto nel settore automobilistico, diversi sistemi si stanno spostando verso l’elettrico. Pertanto, gli elementi di fissaggio che i produttori utilizzano nelle loro costruzioni devono essere adatti a questi sistemi. I veicoli elettrici tendono ad essere molto più pesanti dei loro omologhi a benzina o diesel a causa delle loro batterie, quindi l’utilizzo di materiali leggeri in ogni occasione è fondamentale per ridurre le emissioni e aumentare le prestazioni del veicolo. Anche per quanto riguarda gli elementi di fissaggio, è importante dare priorità all'utilizzo di materiali leggeri in ogni occasione per ottimizzare le prestazioni della batteria.

Frenata AI rivoluzionaria

Ci sono sicuramente cambiamenti nel sistema frenante automobilistico per quanto riguarda l'elettricità, tuttavia Brembo (produttore italiano di freni) prevede di portare il sistema al livello successivo attraverso l'intelligenza artificiale.

Utilizzando un nuovo sistema, Sensibilizzare, consente un controllo preciso del veicolo applicando costantemente una forza frenante diversa a ciascuna delle quattro ruote in modo indipendente, anziché per asse. Gli attuatori su ciascuna ruota vengono attivati dall'ECU che monitora costantemente parametri quali l'attrito della superficie stradale, la massa del veicolo, la distribuzione del peso, la velocità ecc... che influiscono tutti sulle prestazioni dei freni.

Oltre a fornire un maggiore grado di controllo al conducente sia in situazioni normali che in situazioni di panico, il sistema controlla anche la posizione delle pastiglie dei freni che possono ridurre al minimo la resistenza tra pastiglie e dischi, con conseguente miglioramento del consumo di carburante del veicolo.

La produzione inizierà nel 2025, pertanto i produttori dovranno stabilire come integrare questi nuovi sistemi nelle loro costruzioni automobilistiche, per garantire di avere i componenti più adatti necessari.

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