Brake-by-wire... Будущее?

30.11.2017

Традиционные гидравлические тормозные системы претерпели в своей истории не так уж много изменений - переход от барабанных тормозов к дисковым, внедрение антиблокировочных систем (ABS) и систем стабилизации (ESP), с позднейшими дополнениями вроде рекуперации и функции аварийного торможение (AEB/BA). Большинство этих систем было внедрено для повышения безопасности транспортных средств на дороге. Так стоит ли менять основы?

Поэтапная замена механических систем управления на электронные началась с аэрокосмической отрасли в рамках технологии "fly-by-wire". Полностью электронное управление двигателями, тормозами, у некоторых производителей - аэродинамическими элементами, заменило механические связи (тросами и тягами) с органами управления в кабине. Такая замена и сделала системы управления компактнее, и значительно повысила надежность. Однако автомобилестроители до сих пор активно применяют эти принципы только для управления дроссельной заслонкой.

Существует три типа перспективных автомобильных тормозных систем - полностью электрические, электрогидравлические и комбинированные.


Электрогидравлическая система позволяет отказаться от традиционного усилителя тормозов. Она использует датчики для измерения усилия, приложенного к педали водителем, и передает усилие от главного цилиндра к рабочим с помощью тормозной жидкости. Блок управления и мощные приводы позволяют развивать в тормозах более высокое давление, чем при традиционной гидравлической системе (до 140 бар против 60).

Эта технология использовалась Mercedes-Benz в Sensotronic Braking Control (SBC), но применялась SBC на основных моделях совсем недолго - например, на E-Class (W211) в 2002-2006.

Во-первых, это было связано со сложностью надежной реализации аварийного режима (без помощи усилителя нарастание усилия на педали и увеличение тормозного пути было значительным). Во-вторых, электрогидравлический блок управления оказался весьма дорогим в обслуживании (поскольку требовал замены после определенного числа срабатываний - при цене около $1300 только за сам узел).

Электрогидравлический блок управления Mercedes-Benz SBC

Второй вариант - полностью электрическая тормозная система, которая заменяет собой все гидромеханические компоненты. Блоки управления и приводы крепятся к тормозным суппортам каждого колеса. Информация передается от центрального блока управления по проводным шинам связи. Дополнительные датчики на каждом суппорте контролируют температуру, силу сжатия и положение привода. Центральный блок управления может поддерживать функциональность такой системы при отказе даже нескольких колесных тормозных модулей.

Время срабатывания электрической системы на сегодня составляет 90 мс против 300 мс в традиционной гидросистеме, что особенно важно для развития разного рода "беспилотных" транспортных средств. Поскольку исполнительные механизмы на суппортах полностью электрифицированы, то в неактивном состоянии они могут полностью отводиться от дисков, что положительно сказывается на сопротивлении качению автомобиля и, соответственно, на показателях расхода топлива и вредных выбросов.

Одной из компаний, идущих по пути развития полностью электрических тормозных систем, является Brembo.

Задний тормоз с блоком управления и приводом на суппорте

Третья система представляет собой комбинацию двух предыдущих - с электрогидравлическими тормозными механизмами на передней оси и чисто электрическими - на задней. Она применяется на автомобилях с передними тормозами большого размера, где невозможно разместить необходимые электрические компоненты непосредственно на суппортах.

Традиционные гидравлические системы имеют свои недостатки, однако они дают водителям ощущение прямой связи педали тормоза с колесными тормозными механизмами и уверенности в том, что транспортное средство можно будет остановить в случае неисправности тормозов. Этот момент остается серьезным препятствием для систем brake-by-wire, препятствуя внедрению технологии на протяжении последних 15 лет. Кроме того, даже для совершенных полностью электрических систем может потребоваться автономный источник питания в качестве одной из мер повышения отказоустойчивости. С другой стороны, наилучшим образом реализовывать последние достижения в области систем стабилизации и ABS, могут не традиционные гидравлические, а именно электрические тормозные системы.

И все же, остающиеся пока открытыми вопросы к отказоустойчивости brake-by-wire, возможно, заставят всех нас немного дольше подождать, прежде чем эти системы смогут соответствовать современным стандартам безопасности для массового применения.


© Autodata Ltd.