Автомобильный мир готовится к широкому внедрению очередного девайса. Сразу несколько групп компаний пытаются создать электромеханические автомобильные тормоза. В принципе, даже не пытаются, а уже создали действующий прототип. Лучше всех дела идут у группы ZF, Bosch и Brembo. Система называется brake-by-wire - управление тормозами по проводам. Даже Китай разработал что-то похожее для своих электрокаров.
Основная идея затеи состоит в том, чтобы сделать работу гидропривода максимально быстрой и независящей от реакции человека за рулем. Похожая схема используется в авиации, гоночных болидах, в сложной технике, где очень важны надежность, скорость и точное дозирование усилия на исполнительном механизме тормозных колодок.
Несколько датчиков вместо гидравлики
Суть в том, чтобы освободить педаль тормоза от гидравлического поршневого механизма. Вместо гидравлики будут стоять несколько датчиков, определяющих положение педали тормоза, скорость нажатия и даже усилие, создаваемое водителем.
Кроме того, к педали будет прикручен имитатор усилия сопротивления, как на обычной гидравлике. Последнее не является обязательным, но, по мнению экспертов, крайне желательно.
Водители определяют усилие торможения субъективно – по тому, как педаль сопротивляется нажатию ногой. Понятно, что дело не в педали, просто производители автомобильной электроники решили, что пора организовать полный компьютерный контроль за работой тормозов. Для этого нужно исключить механическую и гидравлическую цепочку от педали до суппортов.
Это не прихоть и не желание увеличить цену автомобиля. Машины становятся все более скоростными, не Формула I, конечно, но реакции водителя уже не хватает. И даже электронные ассистенты не способны эффективно «вытащить» из заноса только потому, что, при всем огромном количестве датчиков, привод на суппорте остается гидравлическим, а, значит, медленным.
Еще один нюанс: сейчас мало кто обращает внимание на последние изменения в автомобильной моде, но эксперты утверждают, что в ближайшие несколько лет половина всего личного транспорта будет электрическим или гибридным. А для этих авто разработаны новые и довольно строгие нормы безопасности. Китайцы планируют обязать свои компании ставить электромеханические, а затем и электронные системы торможения.
Сама идея не нова, например, на самолетах гидравлические усилители на штурвале и педалях активно заменяются на электрические. Но самолет оснащается довольно мощным высокооборотным электродвигателем, который и приводит в движение буксу и тормозные колодки.
Электрической мощности достаточно, чтобы среагировать на команду и прижать буксу очень быстро, что очень важно, с дозированным усилием. Электрический привод может даже менять усилие прижатия по определенному алгоритму.
Уже были неудачные попытки внедрения новых тормозов
Подобную схему давно пытались внедрить на премиальных автомобилях, но ни на обычных авто, ни на машинах высшего ценового сегмента, полноценных электромеханических тормозов так и не появилось. Инженеры из БМВ пытались внедрить что-то похожее, но без особого выигрыша по эффективности. И все из-за того, что электрическая энергосистема обычного автомобиля достаточно немощна.
Другое дело гибрид - накопленной электроэнергии в батарее, емкостью 20-50 кВт*ч хватит с головой, чтобы сжать буксы с тормозными колодками. Но тут возникает еще одна проблема. Скорость разряда должна быть очень большой, а напряжение на обмотке исполнительного механизма - максимально высоким. Иначе электрический привод будет размером с автомобильное колесо.
Была еще одна проблема – это ресурс источника, в данном случае, батареи. Количество циклов у АКБ всего 4000, максимум 6000 зарядов-разрядов. Даже если поставить на каждый электропривод по отдельной маленькой батарее, она исчерпает свой ресурс за месяц. Обычно водитель на дороге за час выполняет до от 10 до 50 торможений разной силы. То есть, для электротормоза нужен другой источник, с ресурсом до 1 миллиона срабатываний.
Техническую проблему удалось решить лишь после того, как компанией Clarios было разработано несколько моделей компактных и мощных суперконденсаторов. Эти устройства способны выдавать импульс электроэнергии высокого напряжения, причем, с очень большой скоростью. В результате, электрический привод получился компактным, мощным и очень быстрым в работе.
Система, придуманная компанией Clarios, может замедлить производство гидравлических тормозов. И, вполне возможно, что не только тормозов, но и большинство гидравлических приводов. Например, тот же гидропривод сцепления на механических трансмиссиях. Говорят, что уже есть проекты систем управления на ионисторах для амортизаторов и приводов включения–выключения понижайки, но пока что это проекты.
А в реальности уже несколько ведущих американских компаний, в том числе Форд и Дженерал Моторс, объявили о предстоящем массовом внедрении электротормозов. Та же Clarios объявила о начале строительства специализированного завода по производству компонентов для электроприводов мощностью 0,8 млн. штук в год. И это, видимо, без учета аппетитов китайских производителей. Так что, я думаю, электроприводы довольно быстро станут стандартом для легковых машин.
Также рекомендую к прочтению:
Рекомендую также подписаться на Мой Телеграм-канал, где я рассказываю о том, как сэкономить на обслуживании авто, и какие новости происходят в автомире! Уверен, что найдете для себя что-то полезное!
С уважением, Владимир Воробьёв