Od momentu powstania w 1961 r. firma Brembo, włoski producent układów hamulcowych, osiągnęła ogromny sukces technologiczny, sportowy i komercyjny. Swoją pozycję na światowym rynku zbudowała jako dostawca aluminiowych zacisków, tarcz i kompletnych układów hamulcowych na pierwsze wyposażenie dla producentów marek premium. Sukces firmy w dużej mierze bierze się ze zdolności do planowania nowych rozwiązań i patrzenia w przyszłość.

Jednym z przykładów innowacyjnego myślenia jest zaangażowanie w rozwój nowoczesnego systemu hamulcowego Brake-by-Wire.

Układ hamulcowy przyszłości

Centrum Badawczo-Rozwojowe Brembo od prawie 20 lat prowadzi badania nad technologią Brake-by-Wire, która zostanie wykorzystana w przyszłości, kiedy pojazdy elektryczne i autonomiczne staną się powszechne. Zgodnie z trendami, wszyscy producenci będą stosowali ten system w swoich samochodach.

Technologia Brake-by-Wire jest zaprojektowana i produkowana zgodnie z obowiązującymi normami bezpieczeństwa (np. homologacja i ISO 26262).

Nowy system Brembo jest połączeniem układu hydraulicznego z elektrycznym. Z przodu samochodu znajdują się aluminiowe zaciski typu high performance zasilane przez siłownik elektrohydrauliczny. Tylne zaciski są uruchamiane elektromechanicznie, bez płynu hamulcowego. Pomiędzy pedałem hamulca a zaciskami nie ma standardowego połączenia mechanicznego, zamiast tego działa on jako symulator. Po jego naciśnięciu czujnik przekazuje sygnał o położeniu do jednostki centralnej, która następnie uruchamia siłowniki sterując tylnymi i przednimi zaciskami.

W systemie Brake-by-Wire pedał hamulca nie działa bezpośrednio, ma to pozwolić producentom wejść na wyższy poziom zautomatyzowanej jazdy. Ponadto, rozwiązanie to umożliwia optymalne wykorzystanie hamowania regeneracyjnego w pojazdach hybrydowych i elektrycznych. Hamowanie regeneracyjne nie zawsze jest wystarczające,  zwłaszcza w nagłych przypadkach. Dopiero połączenie z tradycyjnym hamowaniem ciernym zapewnia odzyskiwanie energii i pełne bezpieczeństwo.

Jak działa system Brembo Brake-by-Wire:

• Podobnie jak w tradycyjnym, hydraulicznym układzie hamulcowym, system jest uruchamiany poprzez naciśnięcie pedału hamulca.
• Po jego naciśnięciu czujnik wykrywa położenie pedału i natychmiast przesyła informację do jednostki sterującej.
• Jednostka przetwarza sygnał i wysyła polecenie do siłowników.
• Siłownik hydrauliczny sterowany elektromechanicznie przekształca polecenie na ciśnienie hydrauliczne, które spowalnia lub zatrzymuje pojazd.
• W przypadku awarii, uszkodzone elementy zostają pominięte, a konstrukcja siłowników umożliwia automatyczną rekonfigurację całego układu. Wykorzystanie pozostałych funkcjonujących urządzeń podczas hamowania nadal gwarantuje opóźnienie nie większe niż wymagane 2,44 m/s².
• Natomiast w przypadku całkowitej utraty energii elektrycznej, konwencjonalny układ hydrauliczny przejmuje kontrolę i umożliwia hamowanie przednich kół.

1/6Galeria

Previous Next

Previous Next

Korzyści płynące z systemu Brake-by-wire

Elektryczny układ hamulcowy daje wiele korzyści kierowcom w zakresie bezpieczeństwa, komfortu i dostosowania do indywidualnych potrzeb, producentom pozwala na dalszy rozwój ich pojazdów, a także przyczynia się do ochrony środowiska.

Najnowsza wersja systemu Brake-by-wire, opracowana w ciągu ostatnich kilku lat przez Brembo, wyróżnia się dużą skutecznością hamowania, która jest porównywalna z samochodami wyposażonymi w tradycyjne układy. Dzięki zmniejszeniu czasu na zablokowanie kół do 100 ms, technologia ta umożliwia szybszą reakcję, w porównaniu z 300-500 ms dla tradycyjnych układów hamulcowych.

Korzyści z Brake-by-Wire dla kierowców:

• Bezpieczeństwo: System pozwala na znaczne skrócenie drogi hamowania, dzięki przyspieszeniu reakcji hamulca ze standardowych 300-500 ms do 100 ms.
• Komfort kierowcy: Elektryczny układ automatycznie dostosowuje się do obciążenia samochodu, utrzymując stałą drogę hamowania. Płynne przejście od hamowania stratnego do hamowania regeneracyjnego przebiega łagodnie i jest niezauważalne przez kierowcę.
• Personalizacja: System daje kierowcy możliwość dostosowania siły hamowania i reakcji pedału. Może on ustawiać różne parametry w zależności od stylu jazdy i osobistych preferencji.
• Ekonomiczne: Układ wykorzystuje w większym stopniu hamowanie regeneracyjne, dzięki czemu zmniejsza się zużycie tarcz i klocków. Wymaga również mniejszej ilości płynu hamulcowego, co dodatkowo zmniejsza koszty serwisowania.

Korzyści dla producentów pojazdów

Dzięki skróceniu czasu na opracowanie systemu, okres realizacji zamówienia został przyspieszony z kilku miesięcy do kilku tygodni.

System Brake-by-Wire umożliwia pełną integrację z funkcjami i budową systemów ADAS, pozwala na zmienną i regulowaną czułość hamulca oraz obejmuje hamulec postojowy z tylnym zaciskiem.

Otwiera również szerokie możliwości nowego rozmieszczenia komponentów i przeanalizowania budowy samochodów przez producentów pod kątem przestrzeni, bezpieczeństwa, masy i osiągów. W przyszłości pojazdy będą znacznie różnić się od tych, które widzimy dzisiaj na drogach. System ten da większą elastyczność w zakresie optymalizacji rozkładu masy i ogólnych osiągów samochodu.

Układ Brake-by-Wire redukuje emisję CO₂ i ma większą moc dzięki hamowaniu odzyskowemu, zerowemu momentowi obrotowemu silnika i optymalizacji zużycia energii, ponieważ jest układem działającym na żądanie.

Integracja systemu z układem odzyskiwania energii ma na celu redukuję fazy ładowania akumulatorów w pojazdach elektrycznych i hybrydowych.

W przypadku samochodów z tradycyjnym silnikiem, układ Brake-by-Wire dodatkowo minimalizuje tzw. moment resztkowy, czyli niepożądane tarcie pomiędzy tarczą a klockami poza fazą hamowania. Momenty resztkowe hamują pojazd, co dodatkowo zwiększa zużycie paliwa i emisję zanieczyszczeń. Zaciski hydrauliczne Brembo w dużym stopniu pomagają zredukować ten efekt, a nowy system robi to jeszcze bardziej skutecznie.

Układ Brake-by-wire oferuje wiele korzyści dla konwencjonalnych pojazdów. Co więcej, system ten jest elastyczny i może znaleźć zastosowanie w wielu modelach samochodów.

Nowe wyzwania przy projektowaniu elementów układu hamulcowego

Pytanie: Czy klocki i tarcze hamulcowe do samochodów z napędem hybrydowym mają specjalną konstrukcję?

Odpowiedź: Nie, w chwili obecnej konstrukcja ta jest taka sama jak w innych układach hamulcowych, zmienia się tylko system ich uruchamiania.

P: Jakie parametry powinny mieć klocki i tarcze hamulcowe do samochodów z napędem elektrycznym?

O: Pojazdy elektryczne mogą odzyskiwać energię podczas hamowania dzięki wykorzystaniu silnika elektrycznego jako generatora. Potencjał rekuperacyjny w samochodach przyszłości jest ograniczony, ale większość hamowania będzie odbywać się poprzez zwalnianie regeneracyjne. W związku z tym standardowy hamulec cierny będzie używany rzadziej.

Układy hamulcowe powinny być projektowane zgodnie z nowymi wymaganiami, które wynikają ze specyfiki przyszłych pojazdów:

• Brak tolerancji na hałas

Hałas, wibracje i kultura pracy (NVH) mogą odegrać kluczową rolę dla klienta, szczególnie w segmencie premium. W przypadku samochodów elektrycznych sytuacja jest szczególnie istotna, ze względu na niższy poziom dźwięków otoczenia.

• Redukcja oporu resztkowego

W pojeździe elektrycznym zmniejszenie oporu resztkowego jest ważniejsze niż w tradycyjnym samochodzie ze względu na bilans energetyczny pojazdu.

• Korozja – Materiały cierne – Lekka konstrukcja

Tarcze i klocki będą rzadziej używane, dlatego może pojawić się problem korozji. Ponadto, po długiej fazie bezczynności, współczynnik tarcia musi pozostać wysoki i stabilny. W związku z tymi wyzwaniami, w przyszłości hamulce muszą być opracowywane specjalnie dla pojazdów elektrycznych, uwzględniając potencjał innowacyjny w zakresie walki z korozją, tworzenia materiałów ciernych i lekkich konstrukcji.