Roboty niby tyle samo, ale inaczej

Większość właścicieli warsztatów dotychczas zajmujących się samochodami z klasycznymi napędami spalinowymi i nawet hybrydowymi patrzy na samochody elektryczne jak na dziwolągi i po prostu boi się ich dotknąć. Do tego, że warto „chwycić byka za rogi” postaram się przekonać w niniejszym artykule.

Podstawowe naprawy i obsługę samochodów elektrycznych zaczyna się od diagnozy usterek mających źródła w układach elektrycznych i elektronicznych takiego pojazdu. W przygotowaniu warsztatu do tych napraw konieczne są szkolenia oraz uprawnienia kwalifikujące personel do pracy przy układach wysokonapięciowych. Oczywiście te ukierunkowane szkolenia definiują sprzęt do diagnozy (testery) oraz sprzęt do podstawowych napraw. Należą do nich m.in. wymiany dużych podzespołów (silniki elektryczne i akumulatory) oraz wszelkiego rodzaju elektronika i prace informatyczne. Ale już naprawy i wymiany mocno obciążonych podzespołów zawieszeń, serwis kół, a jak wolą inni opon, naprawy układu przeniesienia napędu i układu kierowniczego (łożyska, przeguby napędowe, przeguby zawieszenia, wahacze, tuleje drążki kierownicze, łączniki...) są doskonale znane prawie wszystkim warsztatom.

W samochodach elektrycznych jest trudniej określić normy przeglądów obsługowych, które w samochodach z silnikami spalinowymi wyznaczają zwykle wymiany oleju silnikowego w interwale kilometrowym (co kilkanaście lub kilkadziesiąt tysięcy kilometrów) albo ze względu na jego stan (określane przez komputer pojazdu). Ekstremalnie „elektryk” może pojawić się w warsztacie dopiero po trzech latach od daty pierwszej rejestracji po negatywnym wyniku przeglądu w SKP. Nie jest to sytuacja zachęcająca do wejścia w naprawy pojazdów elektrycznych. Niestety, właścicielom dla klasycznych warsztatów zajmujących się samochodami z silnikami spalinowymi, trendy w europejskiej polityce (zmniejszenie śladu węglowego, opłaty ETS) oraz bardziej logiczny zrównoważony rozwój spędzają sen z powiek ich w odniesieniu do najbliższej przyszłości. Nie jest jednak aż tak źle. Z pomocą przychodzą badania naukowe, które najlepiej wyjaśnia rys. 1.

rys. 1

Są to badania z krajów, gdzie nasycenie pojazdami elektrycznymi jest dużo większe niż w Polsce. To też oznacza, że ten etap do nas nadchodzi (niestety?). Usług, które może wykonywać dotychczasowy, tradycyjny warsztat nie jest wcale mniej, przesuwa się tylko ich środek ciężkości. Przy tradycyjnym napędzie spalinowym prace regulacyjno-naprawcze przy podwoziu (koła-opony, hamulce, geometria kół, zawieszenia) stanowiły 51 proc. wolumenu usług. Przy napędach elektrycznych ich udział zwiększył się do aż 72 proc. Powody dlaczego tak się dzieje wyjaśnię, kiedy przejdziemy do bardziej szczegółowego omówienia grup tych usług.

Druga grupa, którą roboczo nazwałem „pod maską”, obejmuje wymiany płynów eksploatacyjnych (w tym olejów), naprawy, ewentualnie wymiany silników, skrzyń biegów, sprzęgieł w napędach spalinowych zajmowała 40 proc. usług, a w elektrycznych spadła do 14 proc. Trzecia grupa to konserwacja miękka (diagnoza i naprawa elektroniki, kontrola i naprawa oświetlenia, elementów elektrycznych, stanu powłoki lakierniczej) w pojazdach ICE - spalinowych wynosiła 9 proc., w BEV - elektrycznych wzrosła do 14 proc.

W tym artykule zajmę się usługami, których wzrost przy samochodach elektrycznych jest największy, czyli podwoziem, a w szczególności jego dużym komponentem - oponami. W pojazdach elektrycznych zmianom uległ nie tylko napęd, jako główny wyróżnik tej grupy pojazdów. Jako przykład takiego „niewidocznego” zespołu stosuje się tam inny rodzaj klimatyzacji, wymagający innego czynnika chłodzącego i w konsekwencji innych urządzeń do obsługi. Podobnie ma się rzecz z oponami. Laik powie: Jaka różnica? Opona jak opona, nie ma niczego zaskakującego. Otóż nie do końca. Na zewnątrz opony do „elektryków” są węższe, ale mają dużą średnicę. Jak ktoś przeczyta do końca oznaczenia na oponie, to zauważy też dużą nośność… Ogólnie tych zmian jest tak dużo, że śmiało można powiedzieć, że jest to całkiem inny, nowy rodzaj opon w odróżnieniu od tych stosowanych w pojazdach zasilanych silnikami spalinowymi oraz wyposażonych w napędy hybrydowe. Rys. 2 przedstawia kryteria, którymi kierują się obecnie producenci opon przeznaczonych do samochodów elektrycznych.

rys. 2

Najważniejszym kryterium jest różnica przebiegu momentu obrotowego jaki wytwarza napęd elektryczny w odniesieniu do spalinowego. Ten wysoki i stały przyrost momentu obrotowego już od małych prędkości obrotowych kół daje się we znaki nie tylko półosiom i przegubom napędowym, ale głównie oponom. Silniki elektryczne wręcz „wyrywają asfalt”, szczególnie w autach dysponujących mocą przekraczającą czasami 1000 KW lub KM. Dlatego zużycie opon wzrasta przeciętnie o 30 proc. w porównaniu do samochodów z klasycznym napędem, nawet na cztery koła.

Niektórzy uważają te rewolucyjne, choć znane od ponad stu lat zmiany napędów za „elektryczne szaleństwo”. Nie można się z nimi zgodzić, jeśli się pamięta czasy sprzed 15-20 lat i wcześniejsze, kiedy po ulicach miast poruszały się ciężarówki i autobusy napędzane silnikami z zapłonem samoczynnym (diesla) wyrzucające w atmosferę chmury czarnego dymu. Ile tam było cząstek stałych?! Takim niechlubnym przykładem były silniki zastosowane w autobusach Ikarus, gdzie podczas ruszania lub przyspieszania pojazd zasłaniała chmura czarnego dymu, jak z parowozu. Obecne czasy norm EURO 6 i wyżej, czasy katalizatorów i filtrów cząstek stałych nie dopuszczają takich sytuacji, choć rzadko widujemy samochody dymiące ponad miarę, ale najczęściej jest to skutek awarii lub wieku. Ale pojazdy elektryczne nie do końca są receptą na czyste powietrze. Dziwię się politykom, że samochody napędzane silnikami wodorowymi, ale nie te z elektrycznymi ogniwami wodorowymi, tylko wykorzystujące tradycyjny co do koncepcji silnik spalinowy wewnętrznego spalania nie są uznane za nisko- lub bezemisyjne. Przecież w efekcie spalania wodoru powstaje woda i… już! Oczywiście ci państwo twierdzą, że emisja jest. Tak, oni uznają za emisję śladowe cząstki spalonego i niespalonego oleju silnikowego. Przecież współczesne silniki, szczególnie japońskie, zużywają oleju silnikowego tak mało, że nie trzeba go uzupełniać w okresie między wymianami (np. co 15000 km). To nie dwusuwy, z mieszanką olej - paliwo w proporcji 1:25. A radość z jazdy ze spalinowym 6-cio lub 8-mio cylindrowym silnikiem (nawet wodorowym), to jest to, co większość z nas lubi BARDZO. Niewielu w swoim myśleniu nie ogranicza się do samego obiektu, jakim jest samochód elektryczny. Ci biorą pod uwagę, że do wyprodukowania JEDNEGO akumulatora trakcyjnego potrzeba wykopania i przerzucenia, i technologicznej obróbki przeciętnie 40 ton ziemi z pierwiastkami rzadkimi. Nierzadko przy transporcie morskim z Azji emisja dwutlenku węgla jest taka, że przewyższa całą ilość dwutlenku węgla, którą wyemitowałyby np. samochody hybrydowe przez cały czas swojego „życia”.

Ale do tematu! Odrzucając cały proces pozyskania surowców do produkcji akumulatorów do zasilania silników w pojazdach elektrycznych oraz utylizacji tychże akumulatorów, jest sporo zalet napędów elektrycznych. Określa to filozofia zrównoważonego rozwoju pokazująca korzyści dla naturalnego środowiska człowieka, korzyści finansowe - ekonomiczne, czyli w skrócie oszczędności lub drogi do zarobienia większych pieniędzy oraz społeczne mające wymiar bezpieczeństwa oraz profilaktyki i ochrony zdrowia. W skrócie Rys. 3 pokazuje udział trzech prostych usług w segmencie samochodów elektrycznych w procesie zrównoważonego rozwoju.

rys. 3

W naszej analizie weźmiemy pod uwagę 3 rodzaje usług i wykorzystanie 4 rodzajów maszyn zastosowanych przy ich wykonywaniu. Zakładam maszyny klasy premium, ze względu na ich większą trwałość i mocną konstrukcję przeznaczoną do codziennej i wieloletniej pracy, maszyny wykorzystujące najnowsze techniki informatyczne w technologii warsztatowej, pozwalające przeprowadzić kompletną usługę w najkrótszym możliwym czasie i jeśli można w trybie automatycznym, co daje dużą wydajność oraz umożliwiają wykonanie usługi w sposób nieobciążający szkieletu człowieka - bezpiecznie i ergonomicznie. Skupimy się na kołach i podwoziu. Tymi usługami będą: 1. pomiar i regulacja ustawienia geometrii kół, 2. wymiana opon wraz z wyeliminowaniem wszelkich drgań pochodzących od koła samochodu elektrycznego, 3. przetoczenie tarcz hamulcowych na pojeździe z doprowadzeniem jej powierzchni do stanu jakości fabrycznej oraz eliminacji drgań.

Profity usługi regulacji kół w samochodzie elektrycznym

Przy nieprawidłowym ustawieniu geometrii kół mamy zwiększone opory ruchu pojazdu, a co za tym idzie mniejszą wydajność akumulatora trakcyjnego i zmniejszony zasięg samochodu. Przykład praktyczny: samochód z 5 mm rozbieżnością połówkową spowoduje boczne szorowanie koła o 10 m na przejechanym dystansie 1600 m! Natomiast prawidłowa geometria kół daje zyski w zakresie: zwiększenia wydajności akumulatora - zwiększenia przejechanego dystansu oraz zwiększeniu żywotności droższych niż tradycyjne opon przez zmniejszenie ich zużycia. Wniosek z wykorzystania stanowiska do geometrii w samochodach elektrycznych (zresztą we wszystkich samochodach) jest taki, że dokładne wyregulowanie geometrii ustawienia kół ma kluczowe znaczenie dla zmniejszenia oporów toczenia.

Profity z usługi wyważania kół w samochodzie elektrycznym

Bez hałasu i drgań wytwarzanych przez silnik spalinowy, nieprawidłowo wyważone lub niezoptymalizowane koła mogą powodować nadmierne drgania i dyskomfort podróżujących samochodem. Odnalezienie miejsc równoważących niewyważenie statyczne
i dynamiczne koła i odnalezienie najsztywniejszego miejsca na obwodzie opony oraz punktu o najmniejszej średnicy felgi (w miejscu przylegania opony do felgi - na tzw. zamku felgi) są kluczami do pozbycia się drgań lub weryfikacji opony i obręczy. Słowem: test drogowy i prawidłowe wyważenie to klucze do rozwiązania problemów z drganiami i zmniejszenia hałasu od opon.

Profity z usługi montażu i demontażu w elektryku

Cięższe i sztywniejsze opony, większe i cięższe felgi, najwyższej jakości materiały do ich produkcji, sztywniejsze ścianki boczne i barki opon wymagają pewnych, mocnych i wysokowytrzymałych maszyn do ich montażu i demontażu. Pracownicy je obsługujący muszą być doskonale wyszkoleni, bo inaczej istnieje ryzyko uszkodzenia opon i felg. Należy dążyć do sytuacji, gdzie każdy zatrudniony w serwisie produktywny pracownik będzie w stanie obsłużyć trudne koła bez ryzyka ich uszkodzenia. Trzeba użyć w pełni automatycznej montażownicy z funkcjami półautonomicznymi i monitoringiem całego procesu montażu i demontażu na maszynie. Umożliwi ona bezpieczną wymianę dowolnego koła samochodowego, w tym samym czasie. Tylko taka maszyna jest niezbędnym narzędziem, które maksymalizuje zyski i pozwala zmniejszyć lukę w doświadczeniu techników. Jak wiadomo, coraz trudniej o fachowców i są oni coraz drożsi… Kluczem skutecznego montaż i demontażu kół jest bezpieczna i łatwa wymiana trudnych i drogich opon.

Profity z serwisu hamulców

Dzięki hamowaniu rekuperacyjnemu w samochodach elektrycznych tarcze są rzadziej w pełni obciążane, co powoduje przedwczesną korozję i hałas. Jest też normalne zużycie, podczas hamowania bardziej gwałtownego lub awaryjnego, powodujące rysy, skrzywienia - w ich efekcie drgania. Naprawę układu hamulcowego zaczynamy od pomiaru grubości tarcz i ich kwalifikacji do przetoczenia, jeśli tarcze mają wystarczającą grubość, można działać dalej. Użyjemy więc tokarki do tarcz hamulcowych na samochodzie, bez ich demontażu. Aby mieć gwarancję, że tarcze nie będą drgały po usłudze, tokarka musi mieć kompensację jej bicia osiowego, powinna też mieć elektroniczny pomiar jej bieżącej grubości, a także proces obróbki skrawaniem powinien być prowadzony w sposób, który zapewni tarczom jej odpowiednio chropowatą i niewykazującą obróbkowych śladów tzw. spirali Archimedesa powierzchnię tarcia. Wymiana klocków, naprawy zacisków i pozostałych elementów układu hamulcowego będą dodatkowym profitem. Wspomniana przeze mnie renowacja hamulców jest opłacalną usługą, która często pozostawia tarcze w stanie identycznym jak nowe i zapewnia dłuższe ich użytkowanie. Tą usługą z pewnością zwiększymy rentowność warsztatu. Oczywiście również tą usługą powinny być objęte wszystkie typy napędów samochodowych.

Czy to się opłaca?

Analiza kosztów związanych z zakupem urządzeń jest potrzebna, aby stwierdzić czy poszczególne usługi są rentowne. Założenia ogólne jakie ustaliłem, tzw. dane wsadowe, są następujące: usługa realizowana w samochodzie elektrycznym

Ogólnie:

- liczba dni roboczych warsztatu w tygodniu: 5,5

- koszt pracowników, energii: 50 proc. ceny usługi

Dane i rezultaty zwrotu z inwestycji dla poszczególnych usług:

- geometria; cena: 250 zł netto, 6 pomiarów i regulacji dziennie, zwrot inwestycji 3 lata i 4 miesiące, roczny zysk netto 220 000 zł.

- wyważenie kół; cena za 1 koło: 60 zł netto, 48 kół dziennie (4 koła na godzinę, 12 godzin pracy, najczęściej 2 pracowników), zwrot inwestycji 9,5 miesiąca, roczny zysk netto 370 tys. zł.

- demontaż, montaż, optymalizacja, masaż stopki opony; cena za 1 koło: 28 zł netto, 48 kół dziennie (4 koła na godzinę, 12 godzin pracy, najczęściej 2 pracowników), zwrot inwestycji 9 miesięcy, roczny zysk netto 170 tys. zł.

- regeneracja tarcz hamulcowych na tokarce na samochodzie; cena za 1 tarczę: 40 zł netto, 24 tarcze dziennie (50 proc. przetaczanych tarcz w samochodach obsługiwanych w serwisie kół), zwrot inwestycji 6,5 miesiąca, roczny zysk netto 120 tys. zł.

Widać, że liczby, delikatnie mówiąc zachęcają. To jest przy zakupach finansowanych ze środków własnych na urządzenia klasy premium. Obniżyć je może koszt oprocentowania, jeśli w zakupie będzie uczestniczył leasing.

Tym sposobem mamy sumę dwóch celów: rentowności przedsięwzięcia i spełnienie celów zrównoważonego rozwoju, co przedstawia rys. 4.