В автомобільній промисловості відбуваються великі зміни. Деякі експерти кажуть, що таке відбувається лише раз на 100 років. Тобто, для автомобілів та їх компонентів це перша серйозна революція з часів виникнення. І тепер поняття CASE (Connected, Autonomous, Shared & Service, Electric – Поєднані, Автономні, Поділені та Обслуговувані, Електричні) стає ключовим.

Перехід від автомобілів внутрішнього  згоряння  до  електромобілів, які вже трохи згодом стануть ще й “безпілотними” призведе до ліквідації існуючих деталей двигуна, паливної системи, системи вихлопу та інших, замінивши їх електричними та електронними компонентами й системами акумуляторних батарей.

Але що ще відбувається із запчастинами? І як це відбивається на ринку сервісу? Насправді багато змін вже відбулося та відбувається прямо зараз. Про це і поговоримо.

Технологічні та довговічні ремені
Ремені  приводу,  а  особливо ремені ГРМ – яскравий приклад таких змін. Інтервали їх обслуговування збільшились до позначок 100-150 тисяч км у той час, як раніше це було 30-40 тисяч. Якщо раніше ремені були потрібні для приводу лише розподільного вала і мали звичайний натягувач, то сьогодні вони повинні справлятися з паливним насосом, водяним насосом, іншими агрегатами, а допомагає в цьому автоматичний натягувач. Двигуни стали потужнішими, при цьому більш компактними – ремінь витримує більшу напругу.

Саме тому з'явилися ремені, захищені шаром PTFE (тефлону), які пропонують Dayco, Gates, Continental. Це забезпечує підвищену стійкість до зносу, навантаження та високих температур, а також допомагає протистояти старінню. Але це не всі зміни. Тепер заміни лише ременів ГРМ значно зменшились, оскільки краще міняти одразу повний комплект. Причому вже навіть не йдеться лише про ремінь та ролики – підбирають та заміняють весь комплект ременів разом з водяним насосом. І асортимент від виробників постійно зростає.

Заміна різних деталей поряд з ременем та ланцюгом є майже необхідною завдяки тому, що міняти все окремо досить дорого та довго. Автовиробники прагнуть максимально використати простір і в результаті на нових автомобілях навіть зміна лампочки є складною, а часом і трудомісткою проблемою. А заміна ременя або ролика може призвести до великої кількості додаткових операцій.

Що в результаті? Ремені стали працювати набагато довше, але стали дорожчими та складнішими. І потребують заміни усіх сполучених деталей. Виробники запчастин працюють із новими матеріалами, зокрема синтетичними, а в деяких приводах взагалі пропонують повертатись до ланцюгів. Сучасні ланцюги стали тихішими, а синтетичні оливи набагато краще захищають систему.

Ті ж виробники впевнені, що перехід до гібридних та електричних транспортних засобів не матиме впливу на звичайні деталі протягом ще 10-15 років, оскільки сотні мільйонів транспортних засобів зі звичайними двигунами все ще перебувають в експлуатації.

Покращені акумулятори
Попри те, що зовні вони не змінились, 12-вольтові свинцево-кислотні батареї еволюціонували  внутрішньо,  щоб справлятися з більш інтенсивними зарядами та розрядами, які вимагаються технологіями “стоп-старт” та рекуперативного гальмування. Батареї з абсорбованим електролітом AGM (Absorbent Glass Mat) та “розширені” акумулятори EFB дорожчі та втім більш ефективні. Такі батареї служать довше, але й потребують більшої уваги в експлуатації та обслуговуванні.

При цьому заміна “оригінального” AGM чи EFB акумулятора на «звичайний» – дуже погана ідея, небезпеку якої потрібно пояснювати автовласникам. По-перше, деякі частини електричної системи  автомобіля  (включаючи функцію  “старт-стоп”)  перестають працювати. По-друге, не розрахований на такий режим роботи (не місткість, а саме умови функціонування) акумулятор буде пошкоджений настільки сильно, що його місткість суттєво впаде в перший же тиждень використання.

Щобільше, такі батареї також мають різні режими заряджання залежно від стану, тому при заміні вимагають скидання показників системи контролю заряду акумуляторів (BMS), за допомогою діагностичних приладів. Тому навіть проста заміна деталі на відповідну не гарантує власнику належну її роботу. І, звичайно, замінити таку батарею самостійно вже не вдасться, чим і скористаються в СТО.

Поки в цьому сегменті не помітно нових рішень, які б покращували суттєво їх роботу, адже акумулятори AGM повністю відповідають вимогам найдорожчих преміум-автомобілів. Цікаво, що навіть перехід до електрокарів не змінить ситуації, принаймні одразу. Наприклад, Nissan Leaf використовує потужність звичайної батареї на 12В для роботи електросистем в режимі паркування, коли ходова батарея не працює. І таке рішення, яке вочевидь розширює запас ходу, ще довго може бути актуальним.

Гальма: працюють довше, але менше
Останніми роками почали набагато більше говорити про те, що пил з гальмівних колодок також серйозно забруднює середовище. У Європі, де вирішили дуже серйозно контролювати викиди автомобілів, зрозуміли, що вже недостатньо контролювати лише вихлопи двигуна. Щоправда, ситуація погіршується тим, що гальма – це відкрита система і точно виміряти шкоду не вдається. Втім, вже досить серйозно ведуться дискусії на тему того, що зі скороченням викидів з двигуна, доля гальм у загальному забрудненні буде зростати. Тому виробники вже працюють над тим, щоб зробити склад фрикційної накладки менш летючим, при цьому не погіршуючи його властивостей. Так само з'являються рішення і в гальмівних дисках. Наприклад, компанія Brembo презентувала диски Greentive, які мають спеціальне нанесення, що суттєво зменшує їх знос. Це добре для екології і це подовжує ресурс дисків.

Окремий напрямок розвитку – поява систем, які б вловлювали пил від стирання деталей гальмівної системи. Такі рішення розробляють як вченіентузіасти, так і виробники запчастин. Зокрема, Mann+Hummel створила та тестує систему фільтрації для гальм.

Ще одну задачу ставить перед гальмівними системами все частіше використання в гібридних та електричних автомобілях системи рекуперативного гальмування. Справа в тому, що таке рішення суттєво зменшує кількість ситуацій, коли гальма використовуються. З одного боку, це робить їх ресурс набагато довшим, а з іншого, це може призвести до проблем.

Регенеративне гальмування набагато екологічніше, але робота гальм може стати менш ефективною, оскільки вони використовуються не так регулярно. Це створює виклик для виробників створювати деталі зі специфічними характеристиками, які не дозволять колодкам швидко отримати «скляну» поверхню, коли гальма використовуються значно менше, ніж на звичайному транспортному засобі. Хто як адаптується до цього – покаже час. Але виробники налаштовані оптимістично – кажуть, що заміна деталей гальмівних систем ще  довго  залишиться  можливістю автосервісів заробити «на хліб з маслом». Хоча, можливо, кількість брендів все ж таки зменшиться, адже зараз їх занадто багато.

3D-друк: все ближче до масового використання
Друкуванням деталей до автомобілів на 3D-принтері вже нікого не здивуєш. Але дотепер це мало слабке відношення до серійних технологій. Скоріше,  йшлося  по  виключно індивідуальні випадки. Але компанія Mahle хоче змінити ситуацію. Німці  разом з Porsche та машинобудівною  компанією  Trumpf “надрукували” високоефективні алюмінієві  поршні  із  застосуванням технологій  3D-друку.  Поршні  були успішно протестовані на випробувальному стенді двигуна для спортивного автомобіля Porsche 911 GT2 RS. У той час як стандартні ковані поршні досягли межі свого потенціалу на відмітці потужності у 700 к. с., нова конструкція дозволила розігнати мотор ще на 30 к. с. У виробництві подібних деталей використовують  технологію  лазерного спікання металевого порошку. Завдяки цьому, інженери змогли оптимізувати структуру деталі, а також інтегрувати охолоджувальний канал в структуру без додаткової обробки. Це також дозволило зменшити вагу поршня на 10%.

Компанія MAHLE стверджує, що у майбутньому планує використовувати 3D-друк, щоб забезпечувати оперативне постачання відповідних компонентів для приводів, терморегулювання та мехатроніки.

А Porsche взагалі можна назвати  “піонером”  використання  такої технології – легендарний виробник активно її використовує. Окрім поршнів, німці пропонують рідкісні деталі до класичних моделей, надруковані на 3D-принтері. Це скорочує час очікування для клієнтів та зменшує необхідність зберігання таких деталей для виробника. Також Porsche пропонує безліч варіантів кастомізації вашої машини завдяки 3D-технологіям – від ручки коробки передач до ергономічних сидінь.

Технології друку постійно розвиваються і надрукувати щось металеве вже не є чимось складним. Тому збільшення таких кейсів ми будемо спостерігати постійно. Наскільки надійними виявляться такі рішення та як вони вплинуть на автосервіси – покаже час.

Нові матеріали, яких не було раніше
Наприклад, інженери Tesla стверджують, що винайшли нові алюмінієві сплави для лиття деталей під тиском. Сплави здатні підтримувати границю текучості та високу провідність, одночасно використовуючись для лиття деталей під тиском. Річ у тім, що всі литі алюмінієві сплави належать до однієї з двох категорій – або з високою межею текучості, або з високою провідністю. А от для деталей в електричному транспортному засобі, таких як ротор або інвертор, бажані як висока міцність, так і провідність.

Крім того, оскільки бажано формувати ці деталі електромобіля в процесі лиття, ковані сплави використовувати не можна. Швидше за все, бажано формувати деталі в процесі лиття, щоб деталі могли литись швидко і надійно. Тому інженери створили сплав, який дозволяє цього досягти.

Також  новий  метод  обробки матеріалів, але пластикових, вигадали у Nissan. Японці знайшли як швидко формувати деталі з армованого вуглепластику. Такі деталі використовують зазвичай у літаках та ракетах, але там довгий процес їх обробки оправданий. В автомобілях же все потрібно робити швидко та дешево. І японці кажуть, що їм це вдалося.

Легкий, але надзвичайно міцний матеріал можна використовувати для виготовлення  кузовів  автомобілів. Знижена  вага  зробить  їх  більш економічними. Також це може знизити центр ваги автомобіля, особливо при застосованні у верхніх частинах кузова. Щоправда, як з такими деталями працювати СТО з кузовного ремонту – поки не повідомляють.

Цікава ситуація з використанням пластиків в електрокарах. У той час як дизайн електричних автомобілів кардинально не відрізняється від традиційних машин, головна відмінність полягає в конструкції та використанні матеріалів під капотом.

І тут йдеться про застосування полімерних компонентів у трансмісії двигуна, яке стане більш поширеним завдяки тому, що виробники прагнуть зменшити вагу. Невелика вага акумуляторної батареї в електромобілях розглядається як ще одна важлива тенденція, яка дозволить їм конкурувати зі звичайними машинами. І тут існує багатий потенціал зменшення ваги з використанням інженерних полімерів та композитів.

Неочікуваний  тренд:  соціальна дистанція

Коли  ситуація  з  коронавірусом загострилась,  цікаве  рішення  запропонувала  компанія  Shaeffler  у Великобританії. Там вона розповсюдила 2000 комплектів Back on Track (“вертаємось до роботи”). В них входили: стрічка для розмітки зон, щоб дотримуватись соціальної дистанції, маски, дезінфектори, інструкції з безпечної роботи, повідомлення для клієнтів, освіжувач повітря, жилетка для прибирання.

Що це може означати? Можливо, виробники обмежаться поодинокими маркетинговими акціями, а можливо нас чекає бум рішень та додаткових опцій, які зменшать необхідність механіків у допомозі та знизять кількість контактів. Але, звичайно, не хотілось би, щоб до цього дійшло.

Євген Пащенко

"Сучасна Автомайстерня" № 12 (148) 2020