Hamulce to jeden z fundamentów bezpiecznej jazdy. Obecnie, stosowane w nich hydrauliczne podzespoły są jednak zastępowane przez elektroniczne rozwiązania. Jednym z nich jest Brake by Wire (BBW) – nowoczesna technologia budowy układów hamulcowych. Jakie korzyści niesie BBW? Czy układ hamulcowy oparty o elektroniczne podzespoły zastąpi klasyczne hamulce samochodowe?
Tradycyjny układ hamulcowy funkcjonuje w motoryzacji od dziesiątek lat. Ta dopracowana technologia jest bardzo skuteczna, a wieści o niedługim zastąpieniu jej przez BBW wydają się nieco przesadzone. Choć nie powstał jeszcze seryjny samochód z w pełni elektrycznym układem hamulcowym Brake by Wire, to częściowe rozwiązania oparte o tę nowoczesną technologię są coraz częściej stosowane przez producentów samochodów, co zwiastuje rozpowszechnienie ich w niedalekiej przyszłości.
Z tego artykułu dowiesz się m.in.:
- Czym jest BBW?
- Jaką budowę i działanie ma układ BBW?
- Czy hamulce Brake by Wire są bezpieczne?
- Jak wygląda jazda samochodem z układem BBW?
- Czy Brake by Wire wyprze konwencjonalne hamulce?
BBW – co to?
Brake by Wire to zaprezentowany w 2019 roku przez markę Brembo układ hamulcowy, nad którym prace zapoczątkowano już w 2001 roku. Rozwiązanie to zostało nazwane hamulcami przyszłości. System BBW pozbawiony jest konwencjonalnej pompy hamulcowej i w wersji zaprezentowanej przez włoską markę stanowi połączenie układu hydraulicznego i elektrycznego. Technologia Brake by Wire wywodzi się z rozwiązań stosowanych w lotnictwie. Branża motoryzacyjna zauważyła potencjał w układach hamulcowych pozbawionych całkowicie lub częściowo elementów hydraulicznych. W ich miejscu użyte są podzespoły elektryczne, takie jak elektromechaniczne zaciski. W hamulcach BBW zrezygnowano także z klasycznej pompy hamulcowej.
Na początku XXI wieku do seryjnych samochodów zaczęły trafiać elementy technologii BBW. Co to daje w codziennej eksploatacji? Przykładem jest elektryczny hamulec postojowy z funkcją auto hold, dzięki któremu samochody z automatycznymi skrzyniami biegów nie toczą się podczas postoju. Ponadto elektryczny hamulec ręczny nie wymaga użycia siły do jego zaciągnięcia, wystarczy nacisnąć przycisk umieszczony najczęściej na konsoli środkowej. Rozwiązanie to może także zabezpieczać samochód przed stoczeniem się podczas ruszania pod górkę.
Konwencjonalny układ hamulcowy oparty jest ciśnieniu generowanym podczas naciskania pedału hamulca. Pod jego wpływem pompa hamulcowa zaczyna tłoczyć płyn hamulcowy, który pod ciśnieniem trafia przewodami do zacisków hamulców tarczowych w przedniej oraz tylnej osi pojazdu.
W technologii Brake by Wire proces hamowania zachodzi bez użycia elementów hydraulicznych. Głębokość i dynamika naciśnięcia pedału zostaje obliczona przez sensory, które wysyłają sygnał do jednostki sterującej pracą elektronicznych zacisków hamulcowych.
Jednym z pionierów technologii Brake by Wire jest firma Brembo, producent układów hamulcowych do samochodów sportowych, który swoje rozwiązania dostarcza także do bolidów Formuły 1. W samochodach tych, hamulce BBW mają zapewnić większą wydajność hamowania czy lepsze możliwości personalizacji ustawień pracy układu.
BBW układ hamulcowy – budowa i działanie
Pedał hamulca wyposażony został w symulator ciśnienia, dzięki czemu kierowca ma wrażenie oporu podczas naciskania. Pozwala to łatwiej dozować wydajność pracy hamulców, choć w rzeczywistości nie jest wytwarzane ciśnienie, tak jak ma to miejsce w konwencjonalnym układzie. Skok i głębokość wduszenia pedału obliczana jest przez sensor, który natychmiast wysyła sygnał do jednostki sterującej pracą podzespołów układu hamulcowego.
Zamiast przewodów z płynem hamulcowym, w układzie BBW zastosowane są kable przewodzące impulsy elektryczne, które w przedniej osi trafiają do hydrauliczno-elektrycznych siłowników. Urządzenia generują ciśnienie przekazywane przewodami hydraulicznymi do przednich zacisków. Hamulce tarczowe tylnej osi pozbawione są hydraulicznych przewodów. Elektryczne zaciski pracują na podstawie impulsów elektrycznych przesyłanych przewodami.
Technologia układów hamulcowych Brake by Wire wykorzystuje rekuperację energii kinetycznej. Gdy samochód zwalnia, odzyskiwana energia trafia do akumulatora. Rozwiązanie to jest szczególnie przydatne w samochodach elektrycznych oraz hybrydowych, ponieważ pozwala zwiększyć zasięg pojazdu.
Czy hamulce BBW są bezpieczne?
Hamulce BBW oferują wiele korzyści z zakresu bezpieczeństwa. Czas reakcji układu hamulcowego w wynosi ok. 100 ms. Dla porównania, mrugnięcie oka trwa ok. 250 ms. Konwencjonalne hamulce potrzebują od 350 do 500 ms, aby w pełni uruchomić swój potencjał. Skrócony czas reakcji układu przekłada się na krótszą drogę hamowania. Co więcej, technologia BBW pozwala na pełną integrację z systemami wspomagającymi kierowcę (ADAS) oraz systemami ABS, ASR oraz ESP. W przypadku wykrycia przeszkody na drodze układ BBW może szybciej zatrzymać samochód, co zwiększa szanse uniknięcia kolizji.
Brake by Wire zapewnia dużo większe możliwości regulacji parametrów pracy układu hamulcowego w porównaniu do konwencjonalnych odpowiedników. Pozwala on zmienić i bardzo precyzyjnie dostosować czułość hamulca.
Zastosowanie nowoczesnych rozwiązań technologicznych daje także możliwość montażu podzespołów układu w miejscach pozwalających uzyskać lepsze rozłożenie masy pojazdu. Wpływa to na lepszą stabilność oraz łatwiejsze prowadzenie samochodu, zwłaszcza podczas dynamicznej jazdy oraz nagłych sytuacji na drodze.
Firma Brembo zaznacza, że układ hamulcowy BBW jej autorstwa spełnia wszystkie normy bezpieczeństwa przewidziane przepisami prawa. Układ BBW jest także zgodny z normą ISO 26262, która reguluje procesy projektowania, rozwoju i produkcji rozwiązań technologicznych odpowiedzialnych za bezpieczeństwo funkcjonalne.
Jak jeździ się samochodem wyposażonym w BBW?
Najnowsza wersja układu hamulcowego BBW marki Brembo nosi nazwę Sensify i obecnie znajduje się w zaawansowanej fazie testów. W listopadzie 2021 roku udostępniono dziennikarzom motoryzacyjnym kilka egzemplarzy Tesli 3 wyposażonych w system hamulcowy BBW. Auta były testowane na jednym z włoskich torów wyścigowych. Nowatorskie rozwiązanie zebrało pozytywne opinie, głównie z uwagi na stabilniejsze zachowanie pojazdu podczas nagłego hamowania w wymagających warunkach drogowych.
Premiera seryjnej produkcji samochodów z systemem BBW zapowiadana jest na rok 2024. Dotychczas nie wskazano, jakie modele będą pierwszymi seryjnymi pojazdami wyposażonymi w hamulce BBW włoskiej marki.
Samochody z rozwiązaniami opartymi o BBW
Układ hamulcowy oparty na rozwiązaniach Brake by Wire został wprowadzony przez inżynierów Audi do modelu e-tron, zaprezentowanym we wrześniu 2018 roku. Rozwiązanie łączy elementy układu hydraulicznego i elektrycznego. Pedał hamulca łączy się z elektryczną pompą, która wyposażona jest w symulator ciśnienia, co pozwala dozować moc hamowania podobnie jak w konwencjonalnych układach. Urządzenie wyposażone jest w dwa czujniki. Jeden z nich mierzy siłę nacisku, a drugi dynamikę, z jaką naciśnięty został pedał. Dane zebrane podczas ruchu pedału są wysyłane do jednostki, która kontroluje układ hamulcowy. Budowa elektronicznego systemu pedału hamulca jest podobna do rozwiązania marki Brembo. Na podstawie zebranych danych, elektryczna pompa hamulcowa generuje ciśnienie adekwatne do siły nacisku. Następnie przekazuje je hydraulicznymi przewodami wypełnionymi płynem, do zacisków hamulcowych.
System montowany w Audi ma także zaawansowaną rekuperację energii kinetycznej. Gdy ruch pedału hamulca generuje hamowanie o sile do 1,3 G, silniki elektryczne spowalniają pojazd, odzyskując energię elektryczną. Powyżej tej wartości do gry wchodzą hamulce tarczowe, które szybko i skutecznie spowalniają pojazd.
Czy BBW zastąpi klasyczny układ hamulcowy?
Obecnie wykorzystywane są mniej lub bardziej zaawansowane elementy systemu BBW, w autach takich jak wspomniane Audi e-tron. Wielu producentów rozwija tę technologię wraz z rozbudową systemów autonomicznej jazdy. Wprowadzenie do masowej produkcji nowatorskich rozwiązań dotyczących tak kluczowego układu, jakim są hamulce, wymaga wiele pracy. Obecnie stosowane rozwiązania na podstawie technologii Brake by Wire bardzo dobrze sprawują się zarówno w samochodach elektrycznych, hybrydach jak i w autach o napędzie konwencjonalnym.
Nie można zapomnieć o początkach seryjnej produkcji układów hamulcowych opartych o technologię BBW oferowanych w samochodach Mercedesa. Układ Sensotronic Brake Control (SBC) montowany w modelach klasy E, CLS, SLR i Maybach miał być rynkową rewolucją, jednak okazał się potężnym niewypałem. Klienci skarżyli się na problemy z pracą hamulców, w których zamiast przewodów hamulcowych wypełnionych płynem zastosowano kable elektryczne aktywujące elektroniczne zaciski.
W 2004 roku 680 tysięcy aut zostało wezwanych do serwisów w celu naprawy wadliwego systemu SBC. Następnie w 2005 roku wezwano ponad 1,3 mln aut z powodu kolejnych problemów z tym układem hamulcowym. Koszt tej ogromnej akcji serwisowej szacowany był na 173 mln dolarów. System BBW wyprodukowany przez niemiecką firmę Bosch stosowany w samochodach marki Mercedes został wycofany z produkcji w 2006 roku – zauważa ekspert Inter Cars.
Dobry płyn hamulcowy to podstawa
Płyn hamulcowy wprawia w ruch zaciski zgodnie z poziomem ciśnienia generowanego przez pompę hamulcową. Aktualnie stosowane rozwiązania technologiczne w systemach BBW współpracują z elementami hydraulicznego układu hamulcowego. Używanie płynu o wysokiej jakości i jego regularna wymiana zapewnia zatem najlepszą wydajność hamulców. W Inter Cars znajdziesz płyny, które odpowiednio zadbają o układ hamulcowy Twojego pojazdu!
Układ hamulcowy Brake by Wire – podsumowanie
Elementy systemu BBW stają się coraz popularniejsze, wskutek rozwoju elektromobilności oraz samochodów autonomicznych. Stosowane obecnie rozwiązania nadal bazują w mniejszym lub większym stopniu na połączeniu układów elektrycznych oraz hydraulicznych. Masowa produkcja aut wyposażonych w całkowicie elektryczne układy hamulcowe to nadal pieśń przyszłości. Wiele wskazuje, że na samochody z pełnym Brake by Wire poczekamy jeszcze co najmniej kilka lat.
