Электрический тормоз для автомобиля

Электрические тормоза – вымысел или реальность

Конструкторские работы, призванные заменить технологии, использующие механические и гидравлические тормоза, пока довольно далеки от практической реализации. Тем не менее, исследования по использованию электрической тормозной системы ведутся довольно интенсивно. Как оказалось такая тормозная система имеет много преимуществ по сравнению с традиционными схемами.

Концепция электрического тормоза

Идея очень проста – она заключается в устранении обычных тормозных шлангов и замены их более удобными в использовании, более легкими и гибкими проводами. Фактически, в схеме привычной сейчас гидравлической тормозной системы убирается тормозная жидкость. Сам принцип торможения, вероятно, не изменится – тормозной диск и колодки останутся практически без изменений, как и другие детали. Часть же деталей оказывается не нужна, как, например, регулятор давления задних тормозов, впрочем, как и передних. В целом конструкция тормозной системы значительно упрощается.

Естественным следствием того факта, что тормозной жидкости нет, необходимо чтобы каким-то образом работа, которую она прежде выполняла, была сделана. Для этого используются ряд механизмов, которые работают на электричестве. Самое дешевое, и наиболее пригодное для серийного производства решения, представляет собой механизм, состоящий из двух пластин, параллельный друг другу и имеющих специальную структуру (показано на рисунке). Тормозная сила возникает от использования физических принципов рычага, перемещая (с помощью электродвигателя) ролики, которые толкают ранее упомянутые пластины, развивая значительную силу.

Самым большим преимуществом этого типа механизма более быстрая реакция по сравнению с традиционными системами. Импульс для включения тормоза передается с помощью электрического тока, а не жидкости. Еще более очевидно это преимущество во время выключения тормоза – и эта особенность может существенно повысить эффективность различных систем с целью повышения безопасности автомобиля, а также использования тормоза для этой цели (например, ABS и контроль тяги различных систем).

Такие тормоза также способны развивать большую силу, действующую на тормозные диски, что означает более короткий тормозной путь. Имеет значение и такие факты, как снижение общей массы тормозной системы и ее способность работать с нормальной 12-вольтной электрической системой.

Еще одно преимущество электрической тормозной системы является то, что она не содержит тормозной жидкости. Тормозная жидкость подвержена различным негативным явлениям ухудшения его свойств (сжимаемости), что требует ее периодической замены.

Несмотря на значительный прогресс в разработке электрических тормозов, до их использования в серийной автомобильной технике нам придется подождать несколько лет. Дополнительные работы над ними проводятся в компании Siemens. Впрочем, не только отработка технологии создает проблемы во внедрении этого типа тормозов. Закон требует, чтобы рулевая и тормозная системы имели механическое соединение с рулевыми колесами. Эта проблема впрочем, уже почти решена. Широкого появления легковых автомобилей с электрическими тормозами, можно ожидать, скорее всего, уже через несколько лет. Тем не менее, процесс перехода на новый тип тормозов должен произойти не скоро, внедряясь постепенно и достаточно неторопливо.

Источник статьи: http://binmovie.ru/2018/05/elektricheskie-tormoza-vymysel-ili-realnost/

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!

Источник статьи: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/tormoznaya-sistema/elektricheskij-tormoz/

Что лучше — электрический стояночный тормоз или механический?

Электрический стояночный тормоз постепенно становится стандартом практически для всех классов автомобилей. Тенденция к смещению классического решения хорошо прослеживается. Почему? Электрический тормоз лучше ручного рычага?

У электрического ручного тормоза есть много преимуществ, но также и недостатки.

Как это работает

Сначала кратко о принципе работы. Электрический стояночный тормоз (EPB), как следует из названия, электрически активируется, что исключает рычаг ручного тормоза, заменяя его кнопкой.

В настоящее время используются два решения EPB, разработанные TRW и ATE. Первый использует электродвигатели в задних тормозных суппортах, которые перемещают поршень через трансмиссию, тем самым сжимая тормозные колодки. Недостатком этого решения является невозможность использования в системе с барабанами на задней оси.

Здесь на помощь приходит ATE, которая представила так называемый центральный активатор, заменяющий водительский рычаг и руку, но тянущий на традиционных звеньях. Поэтому сами тормоза задней оси ничем не отличаются от тех, которые работают с классическим ручном тормозе.

Почему используется электрический стояночный тормоз?

Идея такая. EPB имеет много преимуществ и теоретически безупречен. Прежде всего, это экономит место в салоне, а сегодня это тема номер один. Маленькая кнопка, расположенная практически в любом месте, намного меньше классического рычага. Благодаря этому вы можете сэкономить место для хранения или подстаканник. Кроме того, это решение красивее.

Второй вопрос — это безопасность, которая важнее для ERA. Особенно, когда стояночный тормоз должен действовать как аварийный тормоз, но об этом мы поговорим чуть позже. Кроме того, EPB более удобен и прост в использовании. Кнопка не требует слишком большого усилия со стороны водителя.

Электрический тормоз также имеет много полезных функций, таких как помощник удержания на холме или автоматическое удержание, когда автомобиль останавливается (автоматическое удержание), особенно полезно с автоматическими коробками передач. Благодаря им EPB оказывается очень полезным устройством, гораздо более продвинутым, чем классическое руководство. Во многих моделях такой тормоз отпускается автоматически при нажатии педали акселератора, особенно в автомобилях с автоматической коробкой передач, но в других это требует нажатия ножного тормоза и нажатия кнопки EPB.

Повышает ли безопасность электрический стояночный тормоз?

Да. Сама функция стояночного тормоза выполняется намного лучше во многих моделях автомобилей, чем с ручным тормозом. Например, нет риска слишком слабого нажатия на тормоза. Второе — во многих автомобилях после выключения EPB двигатель запускается автоматически. Можно также считать, что функция удержания высоты влияет на безопасность.

Другая проблема — это функция экстренного торможения, то есть использование стояночного тормоза для остановки транспортного средства в опасных ситуациях — потеря сознания водителя, отказ тормозов и т. д. До сих пор эту роль выполнял ручной тормоз, который, к сожалению, не совсем работает в критических ситуациях. Прежде всего, нет функции ABS, и трудно правильно применить силу. С другой стороны, каждый водитель автоматически ищет ручной тормоз в одном месте — прямо рядом с сиденьем.

Кнопки EPB часто располагаются среди других похожих кнопок и часто очень малы, что затрудняет их поиск. Например, Porsche 911 – эта кнопка на левой стороне, и чтобы использовать ее, вы должны откинуться назад.

Механический ручной тормоз блокирует колеса только одной оси, обычно задней, что не очень эффективно. Между тем EPB обычно тормозит со всеми колесами, используя гидравлическую систему и ABS. Что это значит? Конечно, гораздо выше эффективность и безопасность всей операции.

Аварийное торможение с помощью электрической системы очень просто, просто не забывайте постоянно держать кнопку нажатой. Одно нажатие ничего не сделает. Чувствуется, как мягкое торможение средней педалью, но вы чувствуете, что сила на всех колесах.

Использование EPB выглядит немного иначе, когда речь идет о потере тормозной жидкости. Здесь система больше не может использовать гидравлику и тормоза полностью механически с помощью троса или электродвигателей в суппортах задних колес.

Когда тормоз выходит из строя, многое зависит от его типа. Когда только один контур не работает, EPB по-прежнему использует гидравлическую систему и остается весьма эффективной. Однако при полной потере жидкости он работает только на заднюю ось, но таким образом, что колеса не застревают. Тормозной путь большой, но он все же может быть безопаснее, чем при классическом ручном торможении. Таким образом, существует большая вероятность того, что EPB будет работать лучше в любой ситуации, за исключением одного варианта — когда водитель не знает, что нажимать.

Каковы недостатки электрического стояночного тормоза?

Теоретически, EPB не имеют недостатков, но практика показывает, что работа может быть громоздкой. Конечно, это показатель отказов, особенно зимой. В довольно старых автомобилях тормозные суппорты замерзают, электроника реже выходит из строя, но электроника также может справиться со своей задачей. Щетки изнашиваются на двигателях, поддерживающих задние суппорты. Такой провал сложно предсказать.

Работа электрического стояночного тормоза

В принципе, работа системы EPB не требует от водителя изменения техники вождения, но предъявляет более высокие требования к техническому обслуживанию и ремонту. Прежде всего, рекомендуем тщательно осмотреть тормозную систему перед зимним периодом . Стоит посетить авторизованный сервисный центр или специализированную мастерскую и осмотреть тормоз с особым акцентом на EPB.

Некоторые модели допускают аварийное отключение стояночного тормоза механическим способом, но это не означает легкую задачу для водителя. Иногда вам нужно вручную отсоединить кабель под автомобилем, в противном случае отпустите тормоз с помощью рычага под домкратом.

Иногда, чтобы отпустить стояночный тормоз, нужно нажать педаль тормоза — вся разница в технике вождения

К сожалению, регенерация электродвигателя электрического стояночного тормоза часто дает сбой. Гораздо лучшим решением является замена сломанных частей, иногда целых зажимов. Их цены довольно высоки, хотя не всегда намного выше, чем у классических. Для автомобилей группы VW суппорты одинаковы на многих моделях разных марок.

Итоги:

Хорошему, опытному водителю не нужен EPB, и иногда такая раскладка ему мешает. Его недостаток означает более низкие эксплуатационные расходы и более высокую надежность. Тем не менее, неопытные люди, которые ценят комфорт и безопасность, определенно выиграют от внедрения электрического стояночного тормоза в начале XXI века.

Источник статьи: http://infoshiny.ru/stati/chto-luchshe-elektricheskij-stoyanochnyj-tormoz-ili-mekhanicheskij