Электрический тормоз

Разработки многих разделов в области электрических тормозов продвинулись весьма далеко. Однако постепенно приходит осознание того, что полностью электрическая работа тормозов, то есть с удалением гидравлической/механической связи, будет все же реализована несколькими годами позже. Тем не менее, уже сейчас функции тормозной системы претерпевают плавную и непрерывную эволюцию.

Полностью электрическая система тормозов обеспечивает значительные функциональные и конструктивные преимущества. Некоторые из них состоят в следующем:

• безопасность — сокращенное время реакции всего на полсекунды смогло уменьшить число летальных исходов при лобовых столкновениях приблизительно на 30-50%;
• окружающая среда — тормозная жидкость ядовита и требует замены в течение срока службы транспортного средства;
• управление — последовательный и интегрированный подход поможет реализации и других функций, например, таких как адаптивный круиз-контроль и контроль устойчивости;
• комфорт — более слабое и регулируемое усилие на педаль, а также возможность реализации режима движения типа «подъем-спуск» служат хорошим дополнением к мастерству водителя.

Необходимость применения отказоустойчивой электрической системы и соображения относительно ее стоимости пока приводят к тому, что все текущие разработки сохраняют гидравлическую систему. На рисунке показана эволюция тормозных систем и направления их будущего проектирования.

Рис. Эволюция электрических тормозных систем (источник: Infineon)

В 1978 г. компания Bosch выпустила первую электронно-управляемую антиблокировочную тормозную систему (ABS); девять лет спустя компания подарила миру систему управления тягой (TCS). Следующим новшеством стала выпущенная в 1995 г. программа электронной устойчивости (ESP). Самой передовой в современном автомобилестроении является система электрогидравлических тормозов (electro-hydraulic brake — EHВ) ), также известная как контроль тормозов Sensotronic (Sensotronic Brake Control — SBC). Она было разработана совместными усилиями компаний Bosch к Mercedes.

Компания Boech серьезно исследовала систему полностью электрических тормозов, но отложила ее в сторону по техническим причинам. Пока в автомобиле нет полностью избыточной, то сеть дублированной сети питания 42 В, вероятность того, что эта технология находится на пути внедрения в качестве стандартной, не слишком велика.

Компания Bosch следует идее выпуска серий масштабируемых изделий в определенных диапазонах, базирующихся на технологии ESP, то есть номенклатуры изделий, чьи особенности и спецификации работы могут быть расширены. В отличие от существующей технической концепции электрогидравлического тормоза, это новое устройство основано на обычной системе торможения.

Однако устройство может выполнять все связанные с водителем дополнительные функции за счет электрогидравлических средств (посредством проводов), не требуя сложных и дорогостоящих изменений в электрической системе автомобиля. Компания работает над повышением безопасности и/или удобства и расширением возможностей своих систем:

• электронный тормоз с предустановкой — если водитель внезапно снимет свою ногу с педали акселератора, то тормозная система получает предупреждение о потенциально аварийной ситуации. Тормозные колодки немедленно перемещаются к дискам тормоза так, чтобы не было никакой задержки, замедления транспортного средства, если будет предпринято чрезвычайное торможение;
• вытирание тормозных дисков — при сильном дожде тормозные диски покрывает влажная пленка. Тормозные колодки выполнены таким образом, чтобы на краткое время регулярно касаться дисков, удаляя пленку воды и помогая тормозам при необходимости быстрее войти в контакт с поверхностью тормозного барабана;
• мягкая остановка — эта функция способствует плавному торможению без рывков за счет сокращения тормозного давления незадолго до того, как транспортное средство полностью остановится;
• контроль удержания на подъеме — предотвращение неумышленного скатывания назад при стартах на уклонах. Тормозная система автоматически поддерживает тормозное давление и останавливает транспортное средство, катящееся назад, пока водитель снова не нажмет педаль акселератора;
• стоп-старт — эта функция расширяет возможности дистанционного управления адаптивной системой круиз-контроля (Adaptive Cruise Control — АСС)). Используя данные датчиков, эта функция может автоматически остановить транспортное средство и затем вновь заставить его двигаться, если позволит трафик, без необходимости водителю предпринимать какие-либо действия.

Рис. Тормозная система автоматической парковки (источник: Bosch Press)

Автоматический тормоз парковки (automatic parking brake — АРВ) — другая привлекательная функция, обеспечивающая повышенный комфорт и удобство водителю. Так как в этом случае исчезает необходимость в рычаге ручного тормоза, автопроизводители имеют больше свободы выбора в отношении того, куда им поместить функциональные части в пределах автомобиля. В этой системе используется технический принцип, похожий на принцип действии шариковой ручки, где пишущий стержень выталкивается давлением пальца, а затем удерживается в положении механизмом захвата, пока кнопка не будет нажата еще раз.

Когда водитель нажимает кнопку, чтобы активировать тормоз стоянки, блок ESP автоматически повышает давление в тормозной системе и зажимает тормозные колодки вокруг диска. Далее суппорты блокируются в этом положении — встроенный в суппорт электромагнитный клапан приводит в действие гидравлический блокирующий механизм. Затем суппорт остается заблокированным без какого-либо гидравлического давления. Чтобы отпустить тормоз, ESP снова быстро повышает давление немного больше, чем было необходимо, чтобы заблокировать суппорт.

Развитие электрических тормозов будет продолжаться, потому что эта система имеет потенциал для значительного улучшения тормозных характеристик автомобиля!