Если заглянуть сквозь спицы обычного автомобиля, за ними почти всегда виден тормозной диск. Мы привыкли считать его такой же неотъемлемой частью колеса, как шину или ступицу. Mercedes исследует совсем другую компоновку: фрикционный тормоз можно убрать из колеса и встроить в закрытый блок электропривода на передней или задней оси.
Серийной машины с такой системой пока нет. Компания показывает In-Drive Brake именно как исследовательскую разработку. Но идея интересна не только необычным расположением. Она меняет то, что вращается внутри тормоза, куда девается тепло и почему колёса электромобиля можно будет закрыть почти сплошными аэродинамическими колпаками.
Почему старый тормоз стал неудобен именно электромобилю
В обычной машине при нажатии на педаль колодки сжимают вращающийся диск и превращают движение в тепло. В электромобиле значительную часть замедления берёт на себя электромотор. Он работает генератором, возвращает часть энергии в батарею, а обычные колодки вступают в дело при резком торможении, на малой скорости или когда одной рекуперации недостаточно.
Получается странная ситуация. Тяжёлый и мощный тормоз всё равно необходим, но в спокойной поездке он используется заметно реже. Диск стоит открытым рядом с дорогой, получает воду и соль, а затем может покрываться ржавчиной. Владельцу приходится обслуживать узел, который большую часть времени просто ждёт своего часа.
Полностью отказаться от фрикционного тормоза нельзя. Батарея бывает заряжена до предела, электропривод может ограничить рекуперацию, а аварийное замедление должно оставаться предсказуемым при разных условиях. Поэтому инженеры Mercedes решили не убирать механический тормоз, а найти ему другое место.
Диск больше не обязан вращаться вместе с колесом
В концепции In-Drive Brake тормоз находится внутри герметичного корпуса рядом с электромотором и редуктором. По описанию устройства, опубликованному после технической демонстрации Mercedes, привычные роли деталей поменялись. Два неподвижных диска сжимают кольцевую фрикционную накладку, которая вращается вместе с валом привода.
На первый взгляд разница невелика: две поверхности всё равно прижимаются друг к другу. Для компоновки автомобиля она существенна. Узел больше не приходится помещать в тесное пространство колеса. Его можно сделать крупнее по диаметру, подключить к жидкостному контуру охлаждения и закрыть от дорожной грязи.
Тормозная пыль при этом не исчезает как физическое явление. Фрикционный материал всё равно понемногу изнашивается. Но частицы остаются внутри корпуса, а не вылетают через колесо на дорогу и кузов. Mercedes утверждает, что расчётного ресурса накладки должно хватить на срок службы автомобиля. Пока это заявление относится к исследовательскому образцу, а не к гарантии на будущую серийную модель.
Зачем освобождать пространство внутри колеса
У обычного тормоза есть ещё одна цена, которую водитель редко замечает. Диск и суппорт относятся к неподрессоренным массам: они движутся вверх и вниз вместе с колесом. Чем тяжелее этот набор, тем труднее подвеске удерживать шину на неровной дороге и одновременно не передавать толчки кузову.
Перенос части тормозного узла к кузову позволяет облегчить колесо. На практике итог будет зависеть от всей конструкции, включая валы, охлаждение и корпус привода. Однако сама возможность убрать массивный диск из ступицы даёт инженерам больше свободы.
Появляется и аэродинамический бонус. Обычному тормозу нужен воздух, поэтому в диске колеса оставляют отверстия. Закрытый тормоз охлаждается иначе, и колесо можно сделать почти сплошным. Воздух меньше завихряется возле арок, сопротивление снижается, а электромобиль тратит чуть меньше энергии на высокой скорости.
Есть и бытовая сторона. На колёсах не образуется привычный тёмный налёт от колодок, диск не ржавеет после стоянки, а скрежет от влажной поверхности не должен появляться. Это не главная причина разработки, но владелец заметил бы её раньше, чем изменение аэродинамики.
Что в этой идее ещё предстоит доказать
Красивый демонстрационный узел не равен готовой тормозной системе. Инженерам нужно подтвердить его работу при многократных экстренных торможениях, на затяжном спуске и при отказе охлаждения. Тепло теперь собирается не у колеса, а рядом с мотором, редуктором и силовой электроникой. У всех этих деталей уже есть собственные температурные ограничения.
Важен и ремонт. Обычный диск легко осмотреть, измерить и заменить отдельно. Закрытый тормоз внутри привода защищён от грязи, но доступ к нему сложнее. Если система действительно служит весь срок жизни машины, это не проблема. Если расчёт не подтвердится в реальной эксплуатации, ремонт может оказаться дорогим.
Современная система стабилизации должна уметь притормаживать отдельное колесо. По данным MotorTrend, исследовательская компоновка сохраняет отдельный тормоз для каждого колеса. Однако Mercedes пока не раскрыла серийную архитектуру управления и резервирования, а у переднеприводной или заднеприводной машины на второй оси новая система может сочетаться с обычными дисками.
Именно поэтому компания говорит об исследовании. Оно показывает направление, но не обещает, что следующая серийная модель уже выйдет без дисков за спицами.
Почему за этой странной конструкцией стоит следить
Автомобильные детали редко меняют место без серьёзной причины. Электромотор уже позволил отказаться от механической связи руля с колёсами в некоторых серийных системах и заставил производителей заново продумывать коробки передач. Теперь очередь дошла до тормоза, который больше века жил рядом со ступицей.
Если Mercedes доведёт In-Drive Brake до производства, водитель вряд ли почувствует момент его срабатывания. Зато изменятся колёса, обслуживание и устройство всего электропривода. Самая заметная перемена может оказаться как раз визуальной: за спицами больше не будет знакомого блестящего диска.
А вы доверили бы машине тормоз, спрятанный в закрытом блоке рядом с мотором, или возможность быстро увидеть обычный диск для вас важнее? Напишите в комментариях. Если нравятся такие разборы автомобильных идей, подписывайтесь на «Смысл под капотом».